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(yàn)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(yàn)研究院張家港分院，江蘇張家港215600）

通過對(duì)一起電梯事故案例的分析，判斷驗(yàn)證了造成事故的原因。介紹了電梯平衡系數(shù)改變?cè)斐傻奈：Γl(fā)了電梯定期檢驗(yàn)中如何對(duì)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(dòng)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(duì)電梯安全情況也越來越重視。本文通過對(duì)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(yùn)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(yàn)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(shí)，電梯未發(fā)出超載報(bào)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(shí)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(yùn)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(chǎng)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(shí)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(shí)電梯內(nèi)乘員重量并未超載，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)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(dòng)試驗(yàn)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(chǎng)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(yùn)行。應(yīng)該從電梯的曳引能力和制動(dòng)器制動(dòng)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(dòng)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(duì)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(dòng)過，所以和新安裝時(shí)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(chǎng)清點(diǎn)對(duì)重?cái)?shù)量折算，對(duì)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(dòng)器制動(dòng)力矩分析[1-2]

電梯可靠制動(dòng)時(shí)制動(dòng)器所需的制動(dòng)力矩為靜力矩與動(dòng)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(duì)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(dòng)比；η為傳動(dòng)系統(tǒng)總機(jī)械效率。

動(dòng)力矩公式為：

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

本案例事發(fā)時(shí)，電梯靜止停在底層基站，所以可以不考慮動(dòng)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(duì)重側(cè)重量不足時(shí)候，會(huì)造成靜力矩顯著增加，當(dāng)靜力矩高于電梯制動(dòng)器的制動(dòng)力矩時(shí)，就會(huì)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(duì)重側(cè)重量不足導(dǎo)致。當(dāng)轎廂內(nèi)載入一定量重量時(shí)，就造成電梯轎廂的向下溜車。

3 事故原因的驗(yàn)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(chǎng)檢驗(yàn)來驗(yàn)證對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)重側(cè)重量。

按照TSG T7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》檢驗(yàn)要求，采用電流法測(cè)定平衡系數(shù)，檢驗(yàn)前找到轎廂的總行程中間位置，此時(shí)在曳引鋼絲繩上做好標(biāo)識(shí)，轎廂分別裝載額定載重量的30%、40%、45%、50%、60%作上、下全程運(yùn)行，當(dāng)轎廂運(yùn)行到中間層位置時(shí)，記錄用鉗形電流表測(cè)得的電機(jī)電流值，然后繪制電流-負(fù)荷曲線，以上、下行運(yùn)行曲線的交點(diǎn)確定平衡系數(shù)。通過搬運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)砝碼現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算，該臺(tái)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(yàn)證了前述理論推斷的正確性。

根據(jù)式（4）可以簡(jiǎn)單得出對(duì)重側(cè)重量w=Qk+p，其中0.4＜k＜0.5，大致推算出對(duì)重側(cè)應(yīng)有的重量，將對(duì)重側(cè)加裝對(duì)重直至滿足計(jì)算要求。加裝對(duì)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(shí)再在轎廂內(nèi)加載125%額定載荷，以正常運(yùn)行速度下行至行程下部時(shí)，斷開主開關(guān)進(jìn)行下行制動(dòng)試驗(yàn)，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(gè)重要參數(shù)指標(biāo)，不僅關(guān)系到電梯的運(yùn)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，電梯平衡系數(shù)僅在監(jiān)督檢驗(yàn)中進(jìn)行檢驗(yàn)，且為C類項(xiàng)目，檢驗(yàn)時(shí)資料審查無質(zhì)疑且符合相應(yīng)的檢驗(yàn)要求即可判定合格。在一些安裝單位自檢不嚴(yán)格的時(shí)候就給電梯平衡系數(shù)項(xiàng)目上造成一定的隱患。而就算監(jiān)督檢驗(yàn)中平衡系數(shù)測(cè)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(duì)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(duì)重塊數(shù)量，都會(huì)對(duì)造成平衡系數(shù)的超標(biāo)。筆者認(rèn)為在電梯的定期檢驗(yàn)中遇到有懷疑的設(shè)備應(yīng)該加測(cè)平衡系數(shù)。

另外，目前平衡系數(shù)的檢驗(yàn)方法十分繁瑣不便，檢規(guī)里要求的“電流法”測(cè)定平衡系數(shù)需要多人配合，需要頻繁的搬運(yùn)砝碼，使得測(cè)定過程非常耗時(shí)耗力，造成了檢驗(yàn)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(yàn)中受人為影響因素過大，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果有一定誤差。檢驗(yàn)方法諸多的缺點(diǎn)導(dǎo)致其無法滿足定期檢驗(yàn)工作需要。所以在定期檢驗(yàn)中需要一種簡(jiǎn)單的平衡系數(shù)的判定方法。

筆者認(rèn)為可以在定期檢驗(yàn)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(shí)，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(cè)算的重量時(shí)，曳引機(jī)松開閘門，此時(shí)電梯兩側(cè)的力矩基本平衡。此時(shí)可以手握盤車手輪，感覺上下盤時(shí)基本一樣重。該方法簡(jiǎn)單快速有效，但是在無機(jī)房電梯等場(chǎng)合不適用，開發(fā)出一種高效省時(shí)省力的電梯平衡系數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)可謂是電梯檢測(cè)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(yàn)中并不涉及，定期檢驗(yàn)項(xiàng)目也不能有效的反應(yīng)平衡系數(shù)偏小造成的運(yùn)行異常。在目前檢驗(yàn)方法下，尚不能有效快速的測(cè)定電梯平衡系數(shù)，這給電梯檢驗(yàn)人員造成了一定的檢驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。因此，檢驗(yàn)人員應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

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

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

（3）在電梯定期檢驗(yàn)中盡量判斷下平衡系數(shù)是否發(fā)生改變，對(duì)發(fā)現(xiàn)有轎廂裝潢或?qū)χ刈兓碾娞荩匾獣r(shí)可以使用砝碼進(jìn)行平衡系數(shù)的重新測(cè)定。

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

[2]毛懷新.電梯與自動(dòng)扶梯技術(shù)檢驗(yàn)[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(cè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)特種設(shè)備安全，2014（10）：45-47.

[4]國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.TSG T7001-2009電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯[S].北京：中國(guó)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(yàn)工作。