李春生

（山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院棗莊分院 棗莊 277000）

1 電梯轎廂意外移動(dòng)的原因及危害

引起電梯轎廂意外移動(dòng)的原因非常多，但其產(chǎn)生的主要原因有：

1）制動(dòng)器無法有效制停轎廂。由于制動(dòng)器間隙調(diào)整不當(dāng)、制動(dòng)閘皮磨損嚴(yán)重或者制動(dòng)輪上有油污等原因，造成制動(dòng)器無法將電梯有效的制停，導(dǎo)致電梯轎廂意外移動(dòng)事故。

2）曳引裝置失效。曳引輪上有油污導(dǎo)致曳引能力下降、曳引輪輪軸斷裂、曳引機(jī)蝸輪斷齒等原因，導(dǎo)致曳引裝置不受制動(dòng)器控制，引發(fā)電梯轎廂意外移動(dòng)。

3）電氣裝置出現(xiàn)故障。電梯層門或轎門門鎖裝置出現(xiàn)裝置失效、人為短接、控制電路失效、電磁干擾等原因，導(dǎo)致電梯非正常運(yùn)行，引發(fā)轎廂意外移動(dòng)事故[1]。

造成電梯轎廂意外移動(dòng)的部分原因具有偶然性和隱蔽性，如曳引輪輪軸斷裂、曳引機(jī)蝸輪斷齒等，其零件位置都在設(shè)備內(nèi)部，在外部無法觀察到，因此具有隱藏性；如控制電路失效、電磁干擾等，受外界環(huán)境的影響較大，具有一定的偶然性。因此這些具有偶然性和隱蔽性的原因通過普通排查無法完全避免。隨著電梯數(shù)量以及老舊電梯的數(shù)量逐漸增多，電梯轎廂意外移動(dòng)事故的案例也在增加，而且電梯轎廂意外移動(dòng)事故很容易引起擠壓、剪切等傷害，因此此類事故是電梯事故中危害性最大的事故，已成為電梯行業(yè)研究的焦點(diǎn)。

2 電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置（UCMP）

在2016年7月1日起實(shí)施的GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的1號修改單中，將電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置作為電梯必備的一種安全保護(hù)裝置寫入強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)并開始執(zhí)行。因此，根據(jù)其9.11條規(guī)定，2016年7月以后制造的電梯，如果不具有符合14.2.1.2的開門情況下的平層、再平層和預(yù)備操作的電梯，并且其制停部件是符合9.11.3和9.11.4的驅(qū)動(dòng)主機(jī)制動(dòng)器，不需要檢測轎廂的意外移動(dòng)，其余電梯都必須安裝防止轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置。

在電梯上安裝電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置（UCMP）的目的在于，當(dāng)電梯發(fā)生轎廂意外移動(dòng)事故時(shí)，通過此類裝置能夠有效、及時(shí)、可靠的將電梯轎廂制停，以保護(hù)電梯乘客的安全，避免更嚴(yán)重的擠壓、剪切后果的發(fā)生，提高電梯的安全性能[2]。

2.1 電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置（UCMP）的保護(hù)原理

現(xiàn)采用的UCMP保護(hù)原理主要是當(dāng)電梯轎廂產(chǎn)生意外移動(dòng)時(shí)，通過制動(dòng)器將電梯轎廂在有效的距離內(nèi)制停，從而避免更嚴(yán)重的擠壓、剪切等事故的發(fā)生，從而保護(hù)乘客的人身安全。

典型的UCMP系統(tǒng)主要由三部分組成：檢測子系統(tǒng)、自監(jiān)測子系統(tǒng)和制停子系統(tǒng)，見圖1。

UCMP系統(tǒng)是通過檢測子系統(tǒng)檢測轎廂是否存在意外移動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)或是否已經(jīng)發(fā)生了意外移動(dòng)，直接切斷制動(dòng)器電源的方式制停轎廂，符合國標(biāo)對此類操作的安全等級要求。

圖1 UCMP系統(tǒng)的組成

2.2 現(xiàn)采用的UCMP裝置的不足

1）不能對所有的轎廂可能產(chǎn)生的轎廂意外移動(dòng)事故進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的1號修改單中第9.11.1條的表述，“在層門未被鎖住且轎門未關(guān)閉的情況下，由于轎廂安全運(yùn)行所依賴的驅(qū)動(dòng)主機(jī)或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的任何一元件失效引起的轎廂離開層站的意外移動(dòng)”。因此，現(xiàn)采用的UCMP裝置僅僅針對由驅(qū)動(dòng)主機(jī)或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原因產(chǎn)生的轎廂意外移動(dòng)進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)由驅(qū)動(dòng)主機(jī)或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之外的其他原因引起的電梯轎廂意外移動(dòng)，如制動(dòng)器動(dòng)作出現(xiàn)卡阻、制動(dòng)力矩下降、曳引能力不足鋼絲繩打滑、傳動(dòng)裝置失效或懸掛繩失效等狀況時(shí)，現(xiàn)行的轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置無法實(shí)現(xiàn)對轎廂意外移動(dòng)事故的保護(hù)作用[3]。如2013年5月15日，深圳市羅湖區(qū)長虹大廈某醫(yī)院電梯出現(xiàn)轎廂意外移動(dòng)將一名護(hù)士剪切死亡事故，則是由維保人員錯(cuò)誤加油，從而使制動(dòng)器表面有油，導(dǎo)致制動(dòng)力矩下降無法使轎廂有效的制停而引起的轎廂意外移動(dòng)事故[4]。

2）保護(hù)方式?jīng)]有考慮對乘客的心理傷害。根據(jù)GB 7588—20 03《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的1號修改單第9.11.5條所述，轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置應(yīng)在下列距離內(nèi)制停轎廂（見圖2）：

圖2 轎廂意外移動(dòng)—向下和向上移動(dòng)

（1）與檢測到轎廂意外移動(dòng)的層站的距離不大于1.20m；

（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0.20m；

（3）按標(biāo)準(zhǔn)中5.2.1.2設(shè)置井道圍壁時(shí)，轎廂地坎與面對轎廂入口的井道壁最低部件之間的距離不大于0.20m；

（4）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1.00m。

轎廂載有不超過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。

從上述表述中可以看出，現(xiàn)采用的轎廂意外移動(dòng)裝置是一種事后補(bǔ)救裝置，即電梯已發(fā)生了轎廂意外移動(dòng)，UCMP保護(hù)裝置在一定距離內(nèi)制停轎廂，防止擠壓、剪切等傷害的發(fā)生。但此時(shí)轎廂已經(jīng)移動(dòng)了一定的距離，使乘客產(chǎn)生一定的恐懼心理。例如，當(dāng)電梯轎廂產(chǎn)生意外移動(dòng)，保護(hù)裝置在意外移動(dòng)了1.0m的地方將轎廂制停，雖然說轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求，但由于已經(jīng)產(chǎn)生了1.0m的移動(dòng)，將使乘客產(chǎn)生極大的恐懼心理，造成一定的心理傷害[5]。

綜上所述，現(xiàn)采用的電梯轎廂意外移動(dòng)安全裝置是一種事后補(bǔ)救裝置，其保護(hù)作用具有不充分性。僅僅能避免由驅(qū)動(dòng)主機(jī)或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原因引起的轎廂意外移動(dòng)事故對乘客的人身傷害，而且并不能避免對乘客的心理傷害。因此，本文提出了一種新的保護(hù)裝置設(shè)計(jì)方案，為電梯轎廂意外移動(dòng)研究提供了新的思路和參考。

3 轎廂意外移動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)目的

本文從防止轎廂產(chǎn)生意外移動(dòng)的思路出發(fā)，采用固定轎廂的方式，設(shè)計(jì)出一種新的電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置，能夠在電梯門未完全關(guān)閉時(shí)，始終對轎廂保持鎖止?fàn)顟B(tài)，只有在電梯門完全關(guān)閉時(shí)，才能解除鎖止。該裝置能夠完全避免電梯門未完全關(guān)閉時(shí)電梯轎廂意外移動(dòng)事故的發(fā)生，最大程度的提高現(xiàn)有電梯的安全性，有效保護(hù)電梯設(shè)備的安全和乘客的人身安全。

3.2 設(shè)計(jì)方案

該裝置包括：與轎廂開門電機(jī)相連的傳動(dòng)裝置和對轎廂進(jìn)行鎖止的執(zhí)行裝置。傳動(dòng)裝置包括主傳動(dòng)桿和傳動(dòng)輪，主傳動(dòng)桿沿垂直于轎廂的方向固定在轎頂上并能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)輪在轎廂的邊緣與主傳動(dòng)桿垂直布置，主傳動(dòng)桿與傳動(dòng)輪通過傳動(dòng)部件連接，執(zhí)行裝置與傳動(dòng)輪在同一垂直面上布置，執(zhí)行裝置由轎頂內(nèi)側(cè)向邊緣方向依次彈簧擋板、彈簧、插桿、插板布置。

該裝置通過開門電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)電梯門開啟時(shí)，開門電機(jī)驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)，主傳動(dòng)桿與傳動(dòng)輪帶動(dòng)撥塊與同側(cè)轎門同步向轎廂邊緣運(yùn)行，此時(shí)釋放擋塊，插桿在彈簧的作用下插入插板，對轎廂進(jìn)行鎖止，則電梯不能上下運(yùn)行；在門關(guān)閉時(shí)，撥塊與門同步由轎廂邊緣向內(nèi)側(cè)運(yùn)行，撥塊與擋塊的距離逐漸減小，在轎門關(guān)閉的最后階段，撥塊與擋塊接觸，撥塊帶動(dòng)擋塊一同運(yùn)行，撥動(dòng)插桿向開啟方向運(yùn)行，直至電梯門最后完全關(guān)閉，插桿完全開啟，轎廂完全釋放，電梯可以正常運(yùn)行。

3.3 設(shè)計(jì)原理

該裝置的具體結(jié)構(gòu)及保護(hù)原理如圖3所示，開門電機(jī)、主傳動(dòng)桿、傳動(dòng)輪、插桿，彈簧擋板均固定在轎頂上，并且主傳動(dòng)桿能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)，插桿能夠沿軸向滑動(dòng)，插板固定在導(dǎo)軌架或井道壁上，插板上開有插孔，插桿分別與傳動(dòng)輪在同一垂直面上下布置，插桿設(shè)有擋塊，傳動(dòng)輪的傳動(dòng)帶上設(shè)有撥塊。

圖3 裝置結(jié)構(gòu)圖

具體連接關(guān)系如下：開門電機(jī)3上裝有兩個(gè)傳動(dòng)輪1和2，傳動(dòng)輪1與轎門相連，傳動(dòng)輪2與主傳動(dòng)桿5相連，主傳動(dòng)桿5與開門電機(jī)3保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)，主傳動(dòng)桿5與傳動(dòng)輪11、17相連并保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行裝置自轎廂內(nèi)側(cè)向轎廂邊緣方向依次是彈簧擋板7、23、彈簧8、22、插桿9、19、插板10、18，插桿固定在轎廂頂部，并能自由前后滑動(dòng)。

當(dāng)電梯門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，如圖3（a）所示，彈簧8、22處于壓縮狀態(tài)，撥塊13、20撥住擋塊14、21在靠近主傳動(dòng)桿5的一側(cè)，此時(shí)轎廂可以上下正常運(yùn)行，當(dāng)轎廂門開啟時(shí)，如圖3（b）所示，開門電機(jī)3、主傳動(dòng)桿5、傳動(dòng)輪11、17同步轉(zhuǎn)動(dòng)，撥塊13、20 與同側(cè)的轎門同步向轎廂邊緣方向運(yùn)行，并釋放擋塊14、21，插桿9、19在彈簧8、22的作用下插入插板10、18，轎廂被鎖止，電梯不能上下運(yùn)行，當(dāng)彈簧8、22復(fù)位后，執(zhí)行裝置停止運(yùn)行并保持鎖止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)轎廂門關(guān)閉時(shí)，如圖3（a）所示，撥塊13、20與轎門同步由轎廂邊緣向內(nèi)側(cè)運(yùn)行，撥塊13、20與擋塊14、21的距離逐漸減小，在電梯門關(guān)閉最后階段，撥塊13、20分別與擋塊14、21接觸，帶動(dòng)插桿9、19向內(nèi)側(cè)運(yùn)行，直至電梯門完全關(guān)閉，帶動(dòng)插桿9、19完全離開插板10、18，轎廂恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)，電梯可以上下運(yùn)行。

在電梯正常運(yùn)行過程中，此裝置隨著電梯轎廂的開關(guān)門運(yùn)行。電梯轎廂開門時(shí)，插桿插入插板，插板內(nèi)開口留有一定的余量，此時(shí)僅僅保持對電梯轎廂的鎖止?fàn)顟B(tài)，插桿并不受上下方向的力，僅僅當(dāng)電梯轎廂開門產(chǎn)生意外移動(dòng)時(shí)，電梯轎廂產(chǎn)生位置偏離，插板對插桿產(chǎn)生限制力，進(jìn)而限制了轎廂的上下運(yùn)行，防止電梯轎廂繼續(xù)偏離，避免電梯轎廂開門時(shí)的意外移動(dòng)事故。至于插桿的強(qiáng)度、插桿在轎廂的固定位置以及各部件的尺寸等，需要針對不同品牌、不同型號、不同載重量的電梯進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該防止電梯轎廂意外移動(dòng)的安全裝置，完全解決了電梯開門行程對插桿行程的影響及井道空間的限制，實(shí)現(xiàn)在電梯門未完全關(guān)閉時(shí)，一直保持對轎廂的鎖止?fàn)顟B(tài)，能夠完全避免在電梯門未完全關(guān)閉時(shí)發(fā)生的電梯轎廂意外移動(dòng)的嚴(yán)重事故，最大限度地降低了電梯意外移動(dòng)導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，該裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電梯兩側(cè)分別鎖止，保持了電梯轎廂的平衡，避免了發(fā)生意外移動(dòng)時(shí)對電梯結(jié)構(gòu)的破壞。因此，該裝置對保護(hù)乘客的人身安全和電梯設(shè)備的安全具有一定的實(shí)用價(jià)值。

4 結(jié)束語

電梯轎廂意外移動(dòng)事故嚴(yán)重威脅電梯乘客生命和財(cái)產(chǎn)安全，設(shè)計(jì)一套安全、可靠的電梯轎廂意外保護(hù)裝置，已成為電梯行業(yè)從業(yè)者研究的焦點(diǎn)。本文通過對轎廂意外移動(dòng)原因及現(xiàn)采用的UCMP裝置的保護(hù)原理進(jìn)行了分析，本文從防止轎廂產(chǎn)生意外移動(dòng)的思路出發(fā)，采用固定轎廂的方式，設(shè)計(jì)了一種新的防止轎廂移動(dòng)保護(hù)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)電梯門未完全關(guān)閉時(shí)對電梯轎廂的鎖止，能夠完全避免電梯門未完全關(guān)閉時(shí)電梯轎廂意外移動(dòng)事故，為轎廂意外移動(dòng)的研究和設(shè)計(jì)提供了新的思路和參考。