李樺，聞科偉

裝備運(yùn)行管理

關(guān)于電梯轎廂意外移動(dòng)裝置及轎廂意外移動(dòng)距離的討論

李樺，聞科偉

（廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院，廣東佛山528251）

簡(jiǎn)要介紹轎廂意外移動(dòng)保護(hù)關(guān)于意外移動(dòng)距離的相關(guān)要求，并對(duì)轎廂意外移動(dòng)的保護(hù)進(jìn)行階段劃分，在此基礎(chǔ)上，對(duì)轎廂意外移動(dòng)距離的計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)分析介紹。最終通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的判定分析得出在轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置設(shè)計(jì)選型中改進(jìn)轎廂意外移動(dòng)距離的方法。

電梯；意外移動(dòng)；轎廂意外移動(dòng)距離

轎廂意外移動(dòng)指電梯轎廂在開鎖區(qū)域內(nèi)且開門狀態(tài)下，無(wú)指令離開層站的移動(dòng)。轎廂意外移動(dòng)是電梯的一種極其危險(xiǎn)狀態(tài)，它可能給進(jìn)出轎廂過(guò)程中的乘客帶來(lái)嚴(yán)重的傷害后果。如2011年8月廈門湖里區(qū)某小區(qū)電梯轎廂在開門狀態(tài)意外上行，造成兩人墜落井道一死一傷的事故。2013年5月深圳長(zhǎng)虹大廈電梯也發(fā)生了類似的失控事故，造成一人被擠壓身亡。

因此，目前國(guó)內(nèi)對(duì)轎廂意外移動(dòng)的研究十分重視，2015年7月發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》GB 7588-2003第1號(hào)修改單也加入了對(duì)于轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的相關(guān)設(shè)計(jì)要求。

轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置從硬件上可簡(jiǎn)單劃分為檢測(cè)控制子系統(tǒng)及制停子系統(tǒng)。以目前作者工作中的了解，發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)部分的電梯的整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)采取了分別外購(gòu)的方式來(lái)組合轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置，且已具備了前述硬件的組裝設(shè)計(jì)能力。但對(duì)于該組裝系統(tǒng)產(chǎn)生的最終保護(hù)效果，即意外移動(dòng)產(chǎn)生后轎廂離開層站的距離是否能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求卻沒(méi)有對(duì)應(yīng)的理論計(jì)算的方法，多數(shù)是以實(shí)際測(cè)量的結(jié)果來(lái)驗(yàn)證，這樣的方式給各類具體項(xiàng)目在不同工況下進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計(jì)造成了不便，且一定程度上埋下了安全隱患。本文將從相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求出發(fā)來(lái)分析轎廂意外移動(dòng)距離計(jì)算的方法，并對(duì)電梯設(shè)計(jì)中該如何滿足相關(guān)要求進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

1 轎廂意外移動(dòng)距離的計(jì)算

1.1 轎廂意外移動(dòng)距離的相關(guān)要求

從保持電梯乘客的安全角度出發(fā)，GB7588-2003第1號(hào)修改單中關(guān)于轎廂意外移動(dòng)保護(hù)的要求最終所要保證的結(jié)果是在出現(xiàn)轎廂意外移動(dòng)時(shí)，該保護(hù)裝置能夠保證轎廂在下列距離內(nèi)制停轎廂（見圖1）.

圖1 轎廂意外移動(dòng)—向下和向上移動(dòng)

（1）與檢測(cè)到轎廂意外移動(dòng)的層站的距離不大于1.20 m.

（2）層門地坎與轎廂護(hù)腳板最低部分之間的垂直距離不大于0.20 m.

（3）按GB 7588-2003 5.2.1.2設(shè)置井道圍壁時(shí)，轎廂地坎與面對(duì)轎廂入口的井道壁最低部件之間的距離不大于0.20 m.

（3）轎廂地坎與層門門楣之間或?qū)娱T地坎與轎廂門楣之間的垂直距離不小于1.00 m.

轎廂載有不超過(guò)100%額定載重量的任何載荷，在平層位置從靜止開始移動(dòng)的情況下，均應(yīng)滿足上述值[1，2]。

1.2 轎廂意外移動(dòng)距離計(jì)算

1.2.1 轎廂意外移動(dòng)階段劃分

為方便分析及計(jì)算，轎廂意外移動(dòng)發(fā)生至轎廂制停前可劃分為3個(gè)階段（見圖2），即

Ⅰ.發(fā)生階段T1（即意外移動(dòng)產(chǎn)生至檢測(cè)到意外移動(dòng)時(shí)，不包含電路響應(yīng)時(shí)間）。

Ⅱ.檢測(cè)及響應(yīng)階段T2+T3（包含檢測(cè)和控制電路的響應(yīng)的時(shí)間T2及觸發(fā)和制停部件的響應(yīng)時(shí)間T3）。

Ⅲ.制停階段T4（制停子系統(tǒng)開始制停轎廂至轎廂完全停止的時(shí)間）。

明顯地，階段Ⅰ及階段Ⅱ?yàn)橐苿?dòng)的加速階段，階段Ⅲ為移動(dòng)的減速階段。

圖2 轎廂意外移動(dòng)過(guò)程示意圖

1.2.2 轎廂意外移動(dòng)產(chǎn)生模式

轎廂移動(dòng)的動(dòng)力，可以歸為“主動(dòng)型”，即電力驅(qū)動(dòng)，及“非主動(dòng)型”，即重力驅(qū)動(dòng)。相應(yīng)地，轎廂的意外移動(dòng)，可以劃分為控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致的失控驅(qū)動(dòng)及制停系統(tǒng)故障導(dǎo)致的自由溜車。

1.2.3 轎廂意外移動(dòng)距離的計(jì)算

轎廂意外移動(dòng)距離為意外移動(dòng)三個(gè)階段移動(dòng)距離的總和，即：

以失控驅(qū)動(dòng)模式為例，SⅠ+SⅡ?yàn)榧铀匐A段的移動(dòng)距離，該加速階段為線性加速，即加速度恒定為aac.對(duì)應(yīng)的加速時(shí)間為T1+T2.加速度aac由《電梯技術(shù)條件》（GB/T 10058-2009）中相關(guān)規(guī)定取最大值1.5 m/s2[3]，對(duì)應(yīng)轎廂平層時(shí)，初始速度為0 m/s，故

制動(dòng)子系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)，制動(dòng)力（或制動(dòng)力矩）的產(chǎn)生實(shí)際情況中應(yīng)是一個(gè)短暫的漸近過(guò)程。此過(guò)程一般不會(huì)超過(guò)100 ms，為簡(jiǎn)化計(jì)算，此處將此過(guò)程視為瞬時(shí)完成的動(dòng)作。對(duì)應(yīng)制動(dòng)子系統(tǒng)開始動(dòng)作的時(shí)間為t3，轎廂相應(yīng)初始速度為

同理，減速過(guò)程為線性減速的過(guò)程，計(jì)算時(shí)考慮最惡劣的工況，即滿載的情況。相應(yīng)減速度為

式中：MBr為制動(dòng)子系統(tǒng)的額定制動(dòng)力矩，可在相應(yīng)產(chǎn)品手冊(cè)中查得；Ma為重力作用下系統(tǒng)力矩；DT為制動(dòng)力臂；R為電梯曳引比；JgesAF為滿載系統(tǒng)對(duì)曳引機(jī)主軸的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

其中，JgesAF的計(jì)算方法如下：

上述公式中，JP為除曳引輪外旋轉(zhuǎn)部件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；JLF為直線運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；iPcar為轎廂反繩輪數(shù)量；JPcaf為轎廂反繩輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；DPcar為轎廂反繩輪直徑；iPcwt為對(duì)重反繩輪數(shù)量；JPcwt為對(duì)重反繩輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；DPcwt為對(duì)重反繩輪直徑；JDP為導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；DDP為導(dǎo)向輪直徑；JPTD為補(bǔ)償裝置張緊輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；DDP為補(bǔ)償裝置張緊輪直徑；GMF為直線運(yùn)動(dòng)部件的重量，需考慮轎廂、對(duì)重、曳引繩及補(bǔ)償繩等；y為曳引輪慣量等效直徑；g為重力加速度；η為滑輪系統(tǒng)效率。

故，減速階段制動(dòng)距離為

自由溜車模式下轎廂意外移動(dòng)距離的計(jì)算方法與失控驅(qū)動(dòng)模式相同，只是因產(chǎn)生移動(dòng)的動(dòng)力不同而導(dǎo)致加速階段的加速度不同。在此種模式下，加速度的計(jì)算如下：

式中，JgesA為系統(tǒng)對(duì)曳引機(jī)主軸的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

為求得最惡劣的工況，該加速度應(yīng)至少考慮轎廂在最低端站滿載下行和轎廂在最高端站空載上行兩種情況，取最大值進(jìn)行最終結(jié)果的計(jì)算。

2 計(jì)算結(jié)果的判定與分析

按前述方法進(jìn)行的計(jì)算結(jié)果，最終還應(yīng)依據(jù)1.1中相關(guān)距離的要求進(jìn)行結(jié)果的判定，分析其條款要求，判定條件可歸為以下幾條：

（1）S總≤1.2 m.

（2）S總-LLS≤0.2 m（轎廂意外下行），或S總-LCS≤0.2 m（轎廂意外上行）。

LLS為廳門地坎高度；LCS為轎門地坎高度。DCH-S總≥1.0 m（轎廂意外下行），或DLH-S總≥1.0 m（轎廂意外上行）（DCH為轎門高度；DLH為廳門高度）。

通過(guò)上述計(jì)算方法的分析可以得知，制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力矩對(duì)轎廂意外移動(dòng)距離影響較大。而諸如門區(qū)碼板長(zhǎng)度、檢測(cè)及控制系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間及制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間等因素因其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的限定及實(shí)際硬件設(shè)計(jì)生產(chǎn)所達(dá)到的水平，對(duì)結(jié)果的影響彈性空間較小。故在針對(duì)電梯轎廂意外移動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)或選用時(shí)，應(yīng)尤其注意制動(dòng)系統(tǒng)的選型，并通過(guò)理論驗(yàn)證其正確性。

[1]EN81-1：1998+A3：2009.Safety Rules for the Construction and Installation of Elevator[S].

[2]GB 7588-2003.電梯制造與安裝安全規(guī)范（含第1號(hào)修改單）[S].

[3]GB/T 10058-2009.電梯技術(shù)條件[S].

Discussing About UCMP System of Elevator and Stopping Distance of Unintended Car Movement

LI Hua，WEN Ke-wei
（Guangdong Institute of Special Equipment Inspection and Research，F(xiàn)oshan Guangdong 528251，China）

Briefly introduce relevant requirements on stopping distance of unintended car movement protection system（UCMP）.Divide the UCMP action into phases，based on which analyze and introduce the way of calculating stopping distance of UCMP in detail.And finally find the way to improve stopping distance of UCMP on design.

elevator；lifts；UCMP；stopping distance of UCMP

U211.3

B

1672-545X（2017）07-0172-03

2017-04-11

國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)2015QK170）

李樺（1984-），男，河南人，本科，機(jī)械工程師，主要研究方向?yàn)殡娞菰O(shè)計(jì)及檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)。