文/任昭霖

【特種設(shè)備安全知識講座 第32期】電梯曳引力不足令人憂

文/任昭霖

曳引力是電梯設(shè)計中最重要的參數(shù)之一，也是考量一個電梯安全、舒適及穩(wěn)定性的重要因素，如果曳引力不足就會發(fā)生打滑、溜車等現(xiàn)象，不僅無法滿足電梯生產(chǎn)廠家的設(shè)計要求，而且容易造成安全事故，給乘客造成極大的心理恐慌。本期講座邀請上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院工程師任昭霖，為大家介紹一起電梯曳引力不足案例，通過分析、計算找出導(dǎo)致曳引力失效的原因，并提出了改善電梯曳引能力的措施和建議。

一、關(guān)鍵詞點擊

1. 電梯曳引力

曳引驅(qū)動電梯是由鋼絲繩和曳引輪槽之間摩擦而產(chǎn)生曳引力來驅(qū)動轎廂上下運動。電梯系統(tǒng)曳引能力應(yīng)滿足在轎廂裝載和緊急制停工況中提供足夠的曳引力，在轎廂滯留工況中鋼絲繩能在曳引輪槽中打滑。

2. 包角

包角是指曳引鋼絲繩經(jīng)過繩槽內(nèi)所接觸的弧度，理論上包角越大，繩與輪的接觸面也越大，摩擦力越大，即曳引力也隨之增大。

二、案例簡介

位于上海市浦東新區(qū)滬南公路某公司辦公樓內(nèi)，新安裝了一臺曳引驅(qū)動乘客電梯，初步檢驗后發(fā)現(xiàn)，電梯平衡系數(shù)小于40%，并且轎頂“違規(guī)”放有4塊對重鐵。把對重鐵放回對重架后，平衡系數(shù)調(diào)整到符合標(biāo)準(zhǔn)要求的48%。此時，電梯在頂層空載向下運行時鋼絲繩相對曳引輪打滑，經(jīng)確認，轎廂安全鉗并未動作，電梯和對重也未被卡阻，初步判斷該電梯曳引能力不足。

電梯公司的人坦言，安裝完后就發(fā)現(xiàn)了打滑現(xiàn)象，核對過電梯出廠的清單和功率配置，都沒有問題。技術(shù)人員和調(diào)試員到現(xiàn)場也未發(fā)現(xiàn)具體原因，一度懷疑是對重太重，平衡系數(shù)過大引起。為了保證電梯“正常運行”，只能把對重鐵放在轎頂上，后續(xù)也未進行相應(yīng)的超滿載試驗，以為“解決”了問題，卻埋下了重大隱患。

三、問題分析

依據(jù)GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中9.3鋼絲繩曳引力條件要求：

1. 轎廂裝載至125%時,在額定載荷的情況下應(yīng)保持平層狀態(tài)不打滑；

2. 必須保證在任何緊急制動的狀態(tài)下，不管轎廂內(nèi)是空載還是滿載，其減速度的值不能超過緩沖器(包括減行程的緩沖器)作用時減速度的值；

3. 當(dāng)對重壓在緩沖器上而曳引機按上行方向旋轉(zhuǎn)時，應(yīng)不能提升空載轎廂。

為保證電梯有足夠的曳引能力就必須滿足T1/T2≤efα（T1：轎廂側(cè)的鋼絲繩拉力，T2：對重側(cè)的鋼絲繩拉力）。電梯的曳引能力與曳引鋼絲繩在繩槽中的當(dāng)量摩擦系數(shù)f（取決于繩槽形狀、繩槽材料及繩槽的潤滑情況）和鋼絲繩在曳引輪上的包角α有關(guān)。一般電梯在設(shè)計制造環(huán)節(jié)中，制造商已經(jīng)對電梯的曳引能力作了精確的計算，使出廠電梯的曳引能力能夠滿足要求。

考慮到新電梯，繩槽和鋼絲繩基本沒有磨損，當(dāng)量摩擦系數(shù)未發(fā)生改變。仔細勘測機房、井道，發(fā)現(xiàn)電梯的井道寬度較大（如圖1所示），導(dǎo)致曳引輪和導(dǎo)向輪的水平距離D非常大，曳引輪和導(dǎo)向輪中心距的垂直距離H又比較小（如圖2所示），造成的結(jié)果是，鋼絲繩在曳引輪上的包角α非常小，經(jīng)測量計算，只有115o。這樣的“非標(biāo)”布置和電梯制造公司當(dāng)初設(shè)計的包角必須滿足α≥158o有較大出入，由于包角問題比較抽象，也非直接驗收項目，在現(xiàn)場勘測、安裝、調(diào)試、驗收環(huán)節(jié)中容易被忽略。

圖1

圖2

四、曳引力校核計算

現(xiàn)根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)，計算得到：

1. 轎廂裝載工況條件下的曳引校核計算，即當(dāng)載有125%額定載荷的轎廂位于最低層站時：

2. 緊急制停工況條件下的曳引校核計算，即當(dāng)空載的轎廂位于最高層站時：

經(jīng)上述計算可知，由于鋼絲繩在曳引輪上的包角過小，無論是轎廂裝載工況條件還是緊急制停工況條件，曳引鋼絲繩都會在曳引輪上滑移，不滿足曳引能力T1/ T2≤efα要求。

五、改進建議

通過上述曳引條件計算公式可反推得到，此電梯只有當(dāng)包角大于148o時方能滿足曳引力要求。根據(jù)此電梯的現(xiàn)場具體情況，采用增加曳引機下方的墩子來抬升曳引機的高度H，使包角增加到160o，并進行轎廂滯留工況曳引力校核：

由計算可得，當(dāng)包角增加到160o后，在轎廂滯留工況條件下，當(dāng)對重壓在緩沖器上而曳引機按電梯上行方向旋轉(zhuǎn)時，不會提升空載轎廂，滿足曳引條件。隨后在現(xiàn)場進行空載曳引力試驗、空載上行制動試驗和轎廂裝載125%額定載重量下行制動等試驗，均符合標(biāo)準(zhǔn)、檢規(guī)要求。同時考慮到抬升曳引機后會引起對重緩沖距離的增大，適當(dāng)增加了曳引鋼絲繩的長度，以保證最大緩沖距要求。

六、其他曳引力失效分析

1. 鋼絲繩和曳引輪磨損。電梯在運動過程中，鋼絲繩與繩槽相互作用引起鋼絲繩和繩槽的磨損是正常的，但磨損過快，尤其是各繩槽不均勻磨損時，不但會造成電梯的運行不平穩(wěn)，而且會當(dāng)量摩擦系數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致曳引力不足造成鋼絲繩打滑甚至溜梯。如圖3所示，由于各鋼絲繩間張力偏差使得曳引輪磨損不均，其中一根鋼絲繩已深陷在輪槽里，導(dǎo)致曳引力不足。

圖3

2. 轎廂過度裝修導(dǎo)致曳引力不足。在電梯安裝完成后，使用單位為了使電梯更加華麗、美觀，對轎廂進行裝修，例如地板鋪大理石，轎壁包不銹鋼，安裝吊頂、空調(diào)等（如圖4所示）。雖然這些裝修使轎廂更加美觀舒適，但自重增加了，有些甚至增加了幾百公斤的重量，導(dǎo)致無法啟動電梯或溜車蹲底，帶來嚴(yán)重的安全隱患。

圖4

七、結(jié) 語

影響曳引條件的因素有很多，由曳引力失效而導(dǎo)致的事故也經(jīng)常發(fā)生，而且在檢驗過程中，很多人都會因為現(xiàn)場條件缺失或檢驗麻煩而放棄。只有在電梯的日常使用、維修、檢驗過程中對這方面的問題加以重視，確保曳引力充分滿足曳引條件，才能使電梯正常、安全運行。

（支持單位：上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院）