徐國盛，鄭志堅(jiān)

（1.漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 智能制造學(xué)院，福建 漳州 363000；2.福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 漳州分院，福建 漳州 363000）

[關(guān)鍵字]電梯；緊急救援；救援工具；蝸輪蝸桿；盤車裝置

全國特種設(shè)備安全狀況通告[2021 年第12 號(hào)]顯示：截至2020 年底，全國電梯設(shè)備總量已達(dá)186.55萬臺(tái)，僅2020年增長近80萬臺(tái)，增長量逐年上升。曳引驅(qū)動(dòng)乘客電梯是當(dāng)前最主要的電梯類型。根據(jù)是否有專用的主機(jī)機(jī)房其可分為有機(jī)房和無機(jī)房?jī)煞N類型。為有效提高建筑面積使用率、降低建筑成本，無機(jī)房乘客電梯不斷出現(xiàn)在各高檔寫字樓、星級(jí)賓館、酒店、醫(yī)院、會(huì)展中心、住宅小區(qū)等場(chǎng)合。因其綠色環(huán)保、低振動(dòng)、低噪聲、節(jié)能、方便安裝和維護(hù)保養(yǎng)等特點(diǎn)，在新增電梯比例中逐步增加。

電梯長期、高頻的使用，不可避免出現(xiàn)故障情況，當(dāng)出現(xiàn)非正常停梯時(shí)，救援工作顯得極其重要。GB7588-2003含1號(hào)修改單和TSGT7001-2009含第1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)修改單中對(duì)電梯緊急救援工具的設(shè)置、救援程序的設(shè)定等做了要求：（1）機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)當(dāng)設(shè)有清晰的應(yīng)急救援程序；（2）可拆盤車輪應(yīng)設(shè)電氣開關(guān)；（3）緊急操作工具顏色設(shè)置以及位置放置符合要求；（4）松閘需有持續(xù)力保持；（5）電梯使用責(zé)任主體應(yīng)定期進(jìn)行應(yīng)急救援演練、定期自檢（包括對(duì)救援裝置等的檢查）；（6）轎廂應(yīng)設(shè)置緊急報(bào)警裝置，并采用對(duì)講系統(tǒng)以便與救援服務(wù)持續(xù)聯(lián)系等等。在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中，僅規(guī)定了電梯管理者的主體責(zé)任，而未詳細(xì)規(guī)定各種工況下的救援方法，部分制造單位提供的救援方法無法覆蓋所有電梯工況。

傳統(tǒng)有機(jī)房乘客電梯一般會(huì)配置手動(dòng)松閘和盤車裝置，但近幾年新增的電梯有近12%未配置盤車裝置。無機(jī)房乘客電梯將曳引主機(jī)、限速器等系統(tǒng)安裝在井道內(nèi)，由于結(jié)構(gòu)限制，一般無法配置盤車裝置，僅能通過手動(dòng)松閘方式完成緊急救援工作。未配置盤車裝置時(shí)，普通緊急救援方式無法覆蓋極限工況，如當(dāng)電梯緊急停止于非開門區(qū)域時(shí)：（1）電梯轎廂重量大于等于對(duì)重重量且限速器-安全鉗已聯(lián)動(dòng)，導(dǎo)致松閘無法使轎廂有效移動(dòng)；（2）手動(dòng)松閘裝置失效，無法進(jìn)行松閘時(shí)；（3）轎廂沖頂后反向下落致安全鉗動(dòng)作，松閘無法使限速器安全鉗恢復(fù)正常狀態(tài)。

1 文獻(xiàn)綜述

相關(guān)研究中，虞杰等指出了無機(jī)房救援面臨的一些極限工況無法解決的現(xiàn)狀[3]。陶建偉等研發(fā)的無機(jī)房救援系統(tǒng)，無法應(yīng)對(duì)部分極限工況[4]。張光耀等分析了機(jī)械松閘、電動(dòng)松閘、斷電自平層裝置等常規(guī)救援工具的工作特點(diǎn)，探討了針對(duì)轎廂沖頂后反向下落致安全鉗動(dòng)作、轎廂重載超速下行致安全鉗動(dòng)作、轎廂對(duì)重平衡，等電梯異常停在非開門范圍內(nèi)的極限工況，所建議的方案諸如利用補(bǔ)償鏈下拉對(duì)重或補(bǔ)償鏈掛砝碼打破平衡；利用手拉葫蘆在底坑拉動(dòng)對(duì)重側(cè)鋼絲繩釋放安全鉗；在轎廂軌道上裝上夾持工具，作為手拉葫蘆的吊點(diǎn)，或者直接利用井道頂?shù)牡觞c(diǎn)，利用手拉葫蘆拉起轎廂，釋放安全鉗等，操作起來均有較大的難度和危險(xiǎn)性[5-13]。

針對(duì)現(xiàn)有緊急救援工具、救援方案無法滿足各極限工況下的救援工作，導(dǎo)致不能安全、及時(shí)、高效、精準(zhǔn)進(jìn)行有效的救援。分解研究各極限工況下的應(yīng)對(duì)方案，設(shè)計(jì)一套新型的、能夠解決所有極限狀況下的特殊救援工具。

2 無盤車裝置電梯極限工況下的救援分析

結(jié)合近幾年出現(xiàn)的各電梯極限工況，充分調(diào)研現(xiàn)有市場(chǎng)無盤車裝置電梯緊急情況下的救援方案，分析方案所能覆蓋的各極限工況。發(fā)現(xiàn)，部分極限工況可通過電梯設(shè)計(jì)能夠避免（如避免無盤車裝置的電梯設(shè)置轎廂上行限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)裝置）；另有部分特殊工況（如當(dāng)無機(jī)房電梯轎廂滿載時(shí)下行安全鉗動(dòng)作停在非平層區(qū)域），不能被救援方案覆蓋。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況需及時(shí)救援時(shí)，未能覆蓋的極限工況會(huì)導(dǎo)致救援無法較迅速的完成，留下較大的安全隱患。對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)有電梯品牌（以無機(jī)房為例）的具體調(diào)研情況如下表1所示（僅列舉具有代表性的幾個(gè)品牌）：

表1 常見無盤車裝置電梯極限工況救援方案

表2 救援工具各部件名稱

表3 采用新型救援工具的救援方案

3 無盤車裝置電梯極限工況下的新型救援工具研究

針對(duì)現(xiàn)有各電梯生產(chǎn)制造商、施工單位等，對(duì)電梯所能遇到的工況分析不全面，應(yīng)急救援方案不能完全覆蓋所有極限工況，為電梯救援工作帶來不穩(wěn)定的因素。設(shè)計(jì)一套極限救援工具，填補(bǔ)所不能應(yīng)對(duì)極限工況救援的空白，極大保障電梯應(yīng)急救援的可控性、穩(wěn)定性，提高使用電梯的各類人群對(duì)電梯使用的安全感。

救援工具的具體結(jié)構(gòu)如下所示：

圖1 救援工具俯視圖

圖2 救援工具正視圖

圖3 救援工具右視圖

圖4 救援工具右視圖（內(nèi)部）

該套救援工具有效解決了當(dāng)松閘失效、轎廂沖頂反向下落安全鉗動(dòng)作、重載時(shí)轎廂下行安全鉗動(dòng)作停在非平層區(qū)域、輕載時(shí)對(duì)重下行安全鉗動(dòng)作等情況下，現(xiàn)有應(yīng)急方案、應(yīng)急工具不能滿足救援方案的迫切問題。具體解決方案如下：

4 新型救援工具的受力分析驗(yàn)證

其中：T 為夾塊4 的拉力；G 為夾塊5 的拉力；r為螺桿的螺旋升角

擬定R1=7R2；R3=7R4；r=27o，實(shí)際參數(shù)將以生產(chǎn)調(diào)試后為準(zhǔn).可計(jì)算得出，對(duì)于轎廂重量（包括轎廂內(nèi)載重）2000kg，傳動(dòng)比為1:2，救援人員僅需約350N（＜400N）的力即可完成對(duì)轎廂的提升，在一個(gè)成年人的施力范圍之內(nèi)，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖5 救援工具受力分析圖解

結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有：

1）能夠在無機(jī)房電梯重載時(shí)安全鉗誤動(dòng)作，使電梯停在非平層區(qū)等情況下將電梯提至平層區(qū)域或近平層區(qū)域，實(shí)施開門救援；

2）利用蝸輪蝸桿省力裝置，保證僅一個(gè)救援人員的施力范圍內(nèi)就可以在轎頂完成轎廂的提升；

3）將轎廂提升至平層區(qū)域或近平層區(qū)域后，能夠通過單向鎖止機(jī)構(gòu)（棘輪棘爪）防止轎廂反向下墜，造成二次傷害；

4）夾緊鋼絲繩或鋼帶的夾塊內(nèi)部，采用特殊的楔形結(jié)構(gòu)，使得在提拉轎廂時(shí)隨受力的增大，夾緊力更大，夾緊更可靠安全。

5 結(jié)語

針對(duì)現(xiàn)有無盤車裝置電梯在部分極限工況下，緊急救援方案應(yīng)對(duì)不足的情況，研發(fā)一套新型的無盤車裝置電梯應(yīng)急救援工具，旨在能夠在任何極限工況下，都能較及時(shí)的實(shí)現(xiàn)救援工作，并通過結(jié)構(gòu)分析、受力分析，驗(yàn)證裝置應(yīng)用的可行性。

下一步將根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力分析情況，確定工具的各部分尺寸和位置關(guān)系，試制工具樣機(jī)。樣機(jī)制造完成后對(duì)其進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，改善樣機(jī)設(shè)計(jì)，通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，最終完成工具的研發(fā)和生產(chǎn)。