轎廂裝修對電梯安全性能的影響分析

孔維雷

（淮南市特種設備監(jiān)督檢驗中心，安徽 淮南 232001）

隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，高層建筑在國內(nèi)如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，應運而生的電梯正在以突飛猛進的速度增長，電梯正在成為社會生活中不可或缺的垂直運輸交通工具走進千家萬戶。而今，人們已不再單純滿足于電梯的上下樓功能，乘坐電梯時的舒適性和感官享受成為其進一步的追求，由此也使得電梯轎廂裝修市場得以蓬勃發(fā)展。但由于對電梯轎廂裝修的認識及重視程度不足，人們盲目追求乘坐電梯的美好享受，卻忽略了裝飾材料對電梯安全運行的影響。電梯轎廂裝修一般為轎廂地面鋪設大理石地板或瓷磚，轎廂壁板增加鏡面板、鍍金板，轎頂用透光板設置吊頂，轎廂加裝空調等。正是這些方面的改變，不可避免地增加了轎廂自重，從而導致電梯安全性能受到影響。

1 轎廂裝修對電梯安全性能的影響

1.1 對電梯平衡系數(shù)的影響

影響電梯安全運行的因素很多，其中作為曳引式電梯重要性能指標之一的平衡系數(shù)至關重要。電梯轎廂側和對重側的重量相等是曳引驅動的理想狀態(tài)，若不考慮曳引繩重量的變化，此時曳引輪兩側曳引繩的張力T1=T2，曳引機只要克服各種摩擦阻力就能輕松運行。但在電梯運行過程中轎廂側的質量是變量，隨著出入人數(shù)的變化而變化，而固定的重面對隨時變化的轎廂載荷不可能完全平衡其質量。因此，為了電梯的節(jié)能與安全提出了平衡系數(shù)的概念，即額定載荷及轎廂質量由對重或平衡重平衡的量，按照國家標準《電梯技術條件》（GB/T 10058—2009）3.3.8條規(guī)定，曳引式電梯的平衡系數(shù)應在0.4～0.5范圍內(nèi)。

電梯平衡系數(shù)表達式如下：

式中：P為轎廂自重，kg；W為對重質量，kg；Q為轎廂的額定載荷，kg；K為電梯平衡系數(shù)。

電梯在設計、安裝、檢驗合格投入使用之后，轎廂額定載荷Q和對重質量W已經(jīng)固定，此時若進行電梯轎廂裝修，勢必增加轎廂自重P。隨著P的不斷增大，電梯平衡系數(shù)K則逐漸減小，而平衡系數(shù)過小的電梯，在轎廂上行時使用能耗將增加，在滿載運行過程中易發(fā)生下行超速，造成溜車或墩底事故。

1.2 對曳引電動機的影響

電梯在設計出廠時，生產(chǎn)廠家會根據(jù)整個電梯系統(tǒng)的總重量配備相應功率的曳引電動機。電動機功率的表達式如下：

式中：P為電動機功率，kW；K為電梯平衡系數(shù)；Q為額定載重量，kg；V為額定速度，m/s；η為機械傳動總效率；i為鋼絲繩繞繩倍率。

由式（2）可知，在其他參數(shù)不變的情況下，當額定起重量Q增大時，電動機功率P也相應增大。隨著電動機功率的增大，電梯的能耗將增加，尤其是轎廂上行時的能耗。如果電梯出廠時電動機功率的余量較小，可能會出現(xiàn)增大的電動機功率超出其設計值的情況，這時候電梯在啟動后將會產(chǎn)生倒拉，造成電梯下行超速墜落，繼而發(fā)生溜梯、墩底等安全事故。此外，由于電動機功率P的不足，整臺電梯的驅動部件如接觸器、調速器、變頻器等的電流容量將不能滿足正常運行時的要求，易出現(xiàn)過電流、過電壓、過載等一系列電氣故障。同時，由于額定起重量Q的增大，曳引輪輪槽的比壓也隨之增大，加大了曳引輪輪槽磨損和曳引輪、導向輪輪軸受力，降低了鋼絲繩安全系數(shù)，影響電梯零部件的使用壽命。

1.3 對曳引能力的影響

電梯的驅動有多種方式，主要有曳引式驅動、液壓式驅動、強制式驅動等，其中以曳引式驅動應用最為廣泛。曳引式驅動的曳引力是由轎廂和對重的重力共同通過曳引繩作用于曳引輪繩槽而產(chǎn)生的。根據(jù)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB 7588—2003）9.3a要求：轎廂裝載至（125%）8.2.1或8.2.2規(guī)定額定載荷的情況下應保持平層狀態(tài)不打滑。因此，當轎廂在裝載工況條件下，裝有125%額定載荷在最不利情況時，曳引力必須滿足公式（3）。

式中：T1為曳引輪轎廂側曳引繩拉力，N；T2為曳引輪對重側曳引繩拉力，N；f為曳引繩曳引輪槽中的當量摩擦系數(shù)，與曳引輪的繩槽形狀和曳引輪材料等有關；a為曳引繩在曳引輪上的包角。

在T2、f、a不變的情況下，電梯裝修使得轎廂自重增加，若轎廂未相應減小額定載荷，則導致T1變大。在轎廂裝載和緊急制動工況下，可能使得，引起曳引繩打滑，發(fā)生溜梯、墩底等安全事故。

1.4 對制動能力的影響

制動器是電梯重要的安全裝置，能夠保障電梯運行的安全。在正常運行時，制動器需保證轎廂到站?？侩妱訖C斷電后，轎廂能夠保持靜止狀態(tài)。在非正常停梯的情況下，則要吸收轎廂運行的動能，使轎廂制停，因此電梯在正常運行過程中，要使轎廂能夠可靠制停，則制動器必須要有足夠的機械制動力矩。制動器“零速”抱閘制動時，制動力矩等于電梯靜力矩?！峨娞荼O(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強制驅動電梯》（TSG T7001—2009）8.13制動試驗中規(guī)定，轎廂裝載125%額定載質量，以正常運行速度下行時，切斷電動機和制動器供電，制動器應當能夠使驅動主機停止運轉，試驗后轎廂應無明顯變形和損壞。此時的電梯靜力矩如下：

式中：Q為額定載質量，kg；G為轎廂自重，kg；W為對重質量，kg；i為鋼絲繩繞繩倍率；mL為轎廂側鋼絲繩質量，kg；D為曳引輪節(jié)圓直徑，m；I為減速器傳動比；η為機械傳動總效率。

由式（4）可知，在其他參數(shù)不變的情況下，若轎廂自重增加，相當于額定載質量Q增大，此時電梯靜力矩MS也相應增大，電梯易發(fā)生平層不準確的現(xiàn)象，制動器的制動襯板也將加大磨損速度。若電梯靜力矩超過制動器制動力矩的設計值時，電梯制動時將導致制動器不能可靠制停轎廂，產(chǎn)生溜梯、墩底等安全事故。

1.5 對轎廂頂部空間的影響

電梯轎廂頂部一般包含轎頂檢修箱、導軌加油壺、導靴、轎架上梁、反繩輪、門機及其控制盒等部件。如果電梯轎廂在裝修時加裝空調，空調外機的安裝位置則會直接影響到轎頂空間面積。而轎頂空間主要作為檢修人員日常維修檢查工作的平臺，對于有機房電梯而言，轎頂空間本身就不大，一旦加裝空調，將大大減少轎頂?shù)木S修空間，增加檢修作業(yè)的難度。同時由于轎頂空調的存在，可能減少轎頂設備與井道頂部的垂直距離，從而不滿足《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB 7588—2003）中對電梯頂部空間的要求，增大檢修人員人身傷害事故的風險。

1.6 對其他安全部件的影響

電梯在選型設計時，其安全部件如安全鉗、緩沖器、上行超速保護裝置等都會設定一個最大允許質量。電梯轎廂的裝修勢必使整個系統(tǒng)的總質量增加，一旦超過了最大允許質量，安全部件將會遭到破壞，失去其作用，無法保障電梯的安全運行。

2 對電梯轎廂裝修的建議

2.1 把控源頭

新裝電梯在招標采購時，提出轎廂的裝修計劃，由電梯制造單位在設計時予以考慮，在產(chǎn)品技術文件中明確裝修的最大允許質量。值得注意的是，不管在裝修前還是裝修后，必須保證平衡系數(shù)符合規(guī)定要求。

2.2 對于在用電梯的轎廂裝修。

（1）電梯轎廂裝修增加了轎廂自重，改變了性能參數(shù)，屬于改造項目。使用單位在提出裝修計劃時，應由專業(yè)的電梯設計制造廠制定改造方案，并及時報送當?shù)匕踩O(jiān)察部門審批確認。改造方案中應對電梯的所有零部件及整機的安全性能重新驗算，如曳引機的曳引能力、電動機的輸出功率、制動器的制動能力、安全鉗和緩沖器的最大允許質量、導軌的彎曲應力及壓彎應力、鋼絲繩的安全系數(shù)等。在轎廂裝修改造過程中，應由檢驗機構按照《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強制驅動電梯》（TSG T7001—2009）的規(guī)定對其進行改造監(jiān)督檢驗。在轎廂裝修完成后，還應由專業(yè)的評估機構對電梯的安全性能進行評估，確定風險等級，適度增加維保頻率和維保項目。

（2）電梯轎廂裝修雖然增加了自重，但若要保持（P+Q）總量不變，可以相應減少額定載荷。如額定載荷為1000kg的電梯，裝修質量為300kg，那么可以把這300kg作為額定載荷，裝修后的額定載荷為700kg。需要注意的是，此時電梯超載不能全部依賴電梯稱重裝置，在額定載荷變化的同時，轎廂面積也應根據(jù)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB 7588—2003）的規(guī)定做出相應的改變。此種裝修考量雖然符合電梯出廠設計工況要求，滿足電梯安全運行條件，但相較裝修之前，減小了轎廂面積，必然使其使用率降低，同時轎廂壁板裝修也容易封堵通風口，不利于轎廂的通風，裝飾材料還存在易燃的安全隱患。而且電梯運行能耗將增加，平衡系數(shù)不滿足檢規(guī)要求，因此不建議采用。

3 結束語

目前，電梯轎廂裝修已成為一種追求高端奢華的普遍現(xiàn)象，由其引發(fā)的安全事故也時有發(fā)生。電梯轎廂裝修雖然可以提高乘坐時的舒適享受，但不能為了追求豪華舒適而犧牲其安全性能。當轎廂裝修使得整個電梯系統(tǒng)超出設計的允許范圍時，必須進行相應的計算校驗，使其滿足技術規(guī)范要求。同時，使用單位作為電梯的責任主體應不斷完善電梯管理制度，落實安全責任，提高電梯使用安全意識，盡可能減少在用電梯轎廂裝修情況的發(fā)生。