施育峰

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院張家港分院，江蘇張家港215600）

一起電梯事故案例的分析與思考

施育峰

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院張家港分院，江蘇張家港215600）

通過對一起電梯事故案例的分析，判斷驗證了造成事故的原因。介紹了電梯平衡系數(shù)改變造成的危害，引發(fā)了電梯定期檢驗中如何對平衡系數(shù)進(jìn)行判斷的思考。

電梯；平衡系數(shù)；曳引能力；制動力矩

隨著電梯的數(shù)量越來越多，電梯已成為人們生活中的一部分，電梯出現(xiàn)問題不僅影響人們工作和生活，更重要的是威脅乘坐人員的生命安全，大家對電梯安全情況也越來越重視。本文通過對一起電梯事故案例的分析思考，提出相應(yīng)的預(yù)防建議，確保電梯能夠安全正常運行。

1 電梯事故案例介紹

電梯示意圖如圖1所示，安裝于某木材城偏廳處，共5層5站，額定速度1.0 m/s，額定載重量1 000 kg，曳引機(jī)繞繩比為1：1，于2015年通過安裝監(jiān)督檢驗投入使用，由于辦公人員不多，故電梯使用頻率不高。2016年5月，有大約十余人從底層基站一起乘坐電梯，當(dāng)人員全部進(jìn)入電梯時，電梯未發(fā)出超載報警，但隨即電梯轎廂開始向下溜梯，直至電梯轎廂壓到緩沖器后停止。所幸當(dāng)時電梯處于底層基站，未發(fā)生人員被困和受傷情況。

圖1 事故電梯運行示意圖

接到該電梯事故信息后，筆者隨即與電梯維保人員趕赴現(xiàn)場進(jìn)行事故分析，翻查電梯的維保和維修記錄發(fā)現(xiàn)電梯狀況良好，并無更換配件記錄。詢問使用單位人員，反應(yīng)該電梯平時使用頻率較低，并未發(fā)現(xiàn)有故障困人情況。經(jīng)過相關(guān)人員回憶，事發(fā)時電梯內(nèi)乘員重量并未超載，現(xiàn)場試驗超載保護(hù)開關(guān)亦處于有效狀態(tài)。機(jī)房查看電梯抱閘裝置均處于完好狀態(tài)，進(jìn)行轎廂空載上行制動試驗也能正常制停。檢查電梯門鎖和控制柜，未發(fā)現(xiàn)有門鎖短接現(xiàn)象，安全回路正常。

2 事故原因的分析[1-2]

綜合現(xiàn)場得到的信息，認(rèn)為可以排除電氣故障原因造成的電梯異常運行。應(yīng)該從電梯的曳引能力和制動器制動力矩分析事故原因。

2.1 電梯曳引能力的分析[1]

電梯曳引輪的受力圖如圖2所示。

圖2 電梯曳引輪的受力圖

根據(jù)GB7588—2003《電梯制造與安裝規(guī)范》的要求，在電梯轎廂裝載和緊急制動的工況下，電梯的曳引能力應(yīng)滿足式要求：

T1/T2≤efα（1）

式中：T1為曳引輪兩側(cè)曳引繩中較大的拉力；T2為曳引輪兩側(cè)曳引繩中較小的拉力；e為自然對數(shù)的底數(shù)；f為鋼絲繩與曳引輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)；α為鋼絲繩在繩輪上的包角。

事故電梯的曳引輪、鋼絲繩均未更換，磨損也在合理范圍內(nèi)，曳引輪和導(dǎo)向輪也沒有改動過，所以和新安裝時候比較，式中的efα可以判斷未有改變，這樣需要考慮T1/T2的變化。經(jīng)過現(xiàn)場清點對重數(shù)量折算，對重自重明顯不足，這就造成T1/T2的數(shù)值偏大，造成電梯的曳引能力不能滿足轎廂裝載工況。

2.2 電梯制動器制動力矩分析[1-2]

電梯可靠制動時制動器所需的制動力矩為靜力矩與動力矩之和。

靜力矩公式為：

式中：Q為額定載重量；G為轎廂自重；W為對重重量；i為鋼絲繩倍率；mL為轎廂側(cè)鋼絲繩重量；D為曳引輪節(jié)圓直徑；I為減速機(jī)傳動比；η為傳動系統(tǒng)總機(jī)械效率。

動力矩公式為：

式中：J為當(dāng)量化到制動輪軸上所有運動零件的轉(zhuǎn)動慣量；ε為角減速度；m為當(dāng)量化到制動輪上的全部質(zhì)量；n1為制動開始時的電機(jī)轉(zhuǎn)速；tb為制停時間。

本案例事發(fā)時，電梯靜止停在底層基站，所以可以不考慮動力矩，僅考慮靜力矩。從靜力矩公式可以看出，當(dāng)轎廂側(cè)重量增大，對重側(cè)重量不足時候，會造成靜力矩顯著增加，當(dāng)靜力矩高于電梯制動器的制動力矩時，就會發(fā)生電梯轎廂的非正常下行現(xiàn)象。

綜上所述分析，案例電梯事故的直接原因應(yīng)該是對重側(cè)重量不足導(dǎo)致。當(dāng)轎廂內(nèi)載入一定量重量時，就造成電梯轎廂的向下溜車。

3 事故原因的驗證與解決方法[1][2][3]

經(jīng)過上述理論分析后，需要經(jīng)過現(xiàn)場檢驗來驗證對重側(cè)的重量是否不足。按照GB 7588-2003《電梯制造與安裝規(guī)范》的規(guī)定，對重側(cè)的重量大約等于轎廂自重加額定載重量的40%~50%，即電梯的平衡系數(shù)在0.4~0.5之間。

電梯平衡系數(shù)是電梯轎廂與對重之間的平衡關(guān)系，其數(shù)學(xué)表達(dá)式：

式中：Q為額定載重量；p為轎廂重量；W為對重側(cè)重量。

按照TSG T7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動電梯》檢驗要求，采用電流法測定平衡系數(shù)，檢驗前找到轎廂的總行程中間位置，此時在曳引鋼絲繩上做好標(biāo)識，轎廂分別裝載額定載重量的30%、40%、45%、50%、60%作上、下全程運行，當(dāng)轎廂運行到中間層位置時，記錄用鉗形電流表測得的電機(jī)電流值，然后繪制電流-負(fù)荷曲線，以上、下行運行曲線的交點確定平衡系數(shù)。通過搬運標(biāo)準(zhǔn)砝碼現(xiàn)場測算，該臺電梯的平衡系數(shù)低于0.4，不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，驗證了前述理論推斷的正確性。

根據(jù)式（4）可以簡單得出對重側(cè)重量w=Qk+p，其中0.4＜k＜0.5，大致推算出對重側(cè)應(yīng)有的重量，將對重側(cè)加裝對重直至滿足計算要求。加裝對重后，電梯平衡系數(shù)恢復(fù)至0.45左右，使得電梯的曳引能力得以提高，也降低了電梯的靜力矩，此時再在轎廂內(nèi)加載125%額定載荷，以正常運行速度下行至行程下部時，斷開主開關(guān)進(jìn)行下行制動試驗，電梯轎廂可靠制停。

4 事故案例的思考[4]

電梯平衡系數(shù)是電梯的一個重要參數(shù)指標(biāo)，不僅關(guān)系到電梯的運行性能，也直接關(guān)系到電梯的安全可靠性。按照現(xiàn)行的檢驗標(biāo)準(zhǔn)，電梯平衡系數(shù)僅在監(jiān)督檢驗中進(jìn)行檢驗，且為C類項目，檢驗時資料審查無質(zhì)疑且符合相應(yīng)的檢驗要求即可判定合格。在一些安裝單位自檢不嚴(yán)格的時候就給電梯平衡系數(shù)項目上造成一定的隱患。而就算監(jiān)督檢驗中平衡系數(shù)測算合格的電梯，在后期使用中也可能被人為的改變平衡系數(shù)，比如有的用戶對電梯轎廂進(jìn)行了過度裝潢，有的電梯維保單位私自更改對重塊數(shù)量，都會對造成平衡系數(shù)的超標(biāo)。筆者認(rèn)為在電梯的定期檢驗中遇到有懷疑的設(shè)備應(yīng)該加測平衡系數(shù)。

另外，目前平衡系數(shù)的檢驗方法十分繁瑣不便，檢規(guī)里要求的“電流法”測定平衡系數(shù)需要多人配合，需要頻繁的搬運砝碼，使得測定過程非常耗時耗力，造成了檢驗工作效率低下。而且該方法在無機(jī)房電梯和低層電梯檢驗中受人為影響因素過大，導(dǎo)致檢測結(jié)果有一定誤差。檢驗方法諸多的缺點導(dǎo)致其無法滿足定期檢驗工作需要。所以在定期檢驗中需要一種簡單的平衡系數(shù)的判定方法。

筆者認(rèn)為可以在定期檢驗中采用“松閘盤車法”來大致判斷平衡系數(shù)區(qū)間，從平衡系數(shù)的本質(zhì)可知，當(dāng)轎廂裝載與平衡系數(shù)值相等的倍數(shù)的載重量時，曳引輪兩側(cè)的靜力矩應(yīng)當(dāng)平衡。所以在電梯里放上相應(yīng)平衡系數(shù)測算的重量時，曳引機(jī)松開閘門，此時電梯兩側(cè)的力矩基本平衡。此時可以手握盤車手輪，感覺上下盤時基本一樣重。該方法簡單快速有效，但是在無機(jī)房電梯等場合不適用，開發(fā)出一種高效省時省力的電梯平衡系數(shù)檢測系統(tǒng)可謂是電梯檢測技術(shù)的未來發(fā)展方向。

5 結(jié)束語

本文所述電梯事故案例，是一起典型的平衡系數(shù)偏小造成的電梯溜梯事故，具有一定的典型性。平衡系數(shù)的問題在日常電梯定期檢驗中并不涉及，定期檢驗項目也不能有效的反應(yīng)平衡系數(shù)偏小造成的運行異常。在目前檢驗方法下，尚不能有效快速的測定電梯平衡系數(shù)，這給電梯檢驗人員造成了一定的檢驗風(fēng)險。因此，檢驗人員應(yīng)該注意以下幾點：

（1）電梯在監(jiān)督檢驗過程中嚴(yán)格按照檢規(guī)要求檢驗平衡系數(shù)，在對重塊固定后要求安裝單位對對重進(jìn)行永久標(biāo)記，避免日常使用中增減對重數(shù)量而不能察覺。

（2）加強(qiáng)宣傳，特別對一些對外營業(yè)公共場所告知其電梯過度裝潢的危害，嚴(yán)格禁止未經(jīng)檢驗的私自轎廂裝潢。

（3）在電梯定期檢驗中盡量判斷下平衡系數(shù)是否發(fā)生改變，對發(fā)現(xiàn)有轎廂裝潢或?qū)χ刈兓碾娞?，必要時可以使用砝碼進(jìn)行平衡系數(shù)的重新測定。

[1]全國電梯標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

[2]毛懷新.電梯與自動扶梯技術(shù)檢驗[M]．北京：學(xué)苑出版社，2001．

[3]王璇，武瀟，穆彤.曳引式電梯平衡系數(shù)檢測現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國特種設(shè)備安全，2014（10）：45-47.

[4]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.TSG T7001-2009電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動電梯[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

Analysis and Consideration of Elevator Accident Case

SHI Yu-feng
（Zhangjiagang Branch of Jiangsu Province Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute，Zhangjiagang Jiangsu 215600，China）

The article identifies the reasons of one elevator accident according to the analysis on it.It introduces the hazards caused by the change of balance coefficient，thus proves the importance of balance coefficient during the inspection of elevators.

elevator；balance coefficient；traction capacity；break torque

TU857

：A

：1672-545X（2017）01-0180-03

2016-10-19

施育峰（1982-），男，江蘇張家港人，工程碩士，工程師，主要從事特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗工作。