轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置制停部件的設(shè)計(jì)分析

阮力

摘 要 文章通過對(duì)轎廂意外事故的成因分析，結(jié)合檢規(guī)和相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的要求，分析了冗余制動(dòng)器、鋼絲繩夾持器以及雙向安全鉗作為其制停部件的可行性，旨在提高轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的安全性和可靠性，從而防止轎廂意外移動(dòng)事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞 電梯;轎廂意外移動(dòng);UCMP;制動(dòng)器;安全鉗

引言

電梯質(zhì)量安全事關(guān)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展穩(wěn)定，截止2019年底，全國電梯數(shù)量已達(dá)到709.75萬臺(tái)，隨著老舊電梯數(shù)量的逐年增長(zhǎng)，電梯安全事故時(shí)有發(fā)生，尤其是近年來轎廂意外移動(dòng)引發(fā)的事故在人們心中造成了一定的恐慌，社會(huì)影響極大。對(duì)此國家相繼發(fā)布并實(shí)施了GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》[2]第1號(hào)修改單和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》[1]第2號(hào)修改單，增加了轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置（Unintended Car Movement Protection，以下簡(jiǎn)稱UCMP）的要求。本文將針對(duì)UCMP的制停部件進(jìn)行研究分析。

1轎廂意外移動(dòng)事故的原因分析

轎廂意外移動(dòng)是指在開鎖區(qū)域內(nèi)且開門狀態(tài)下，轎廂無指令離開層站的移動(dòng)，不包含裝卸載引起的移動(dòng)。造成轎廂意外移動(dòng)的原因大致分為幾類：一是制動(dòng)器故障或失效。制動(dòng)彈簧失效、機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡阻、電磁線圈不失電或者延時(shí)失電等都會(huì)造成制動(dòng)器失效，此外制動(dòng)器閘瓦磨損嚴(yán)重、制動(dòng)閘瓦有油污、制動(dòng)閘瓦碳化嚴(yán)重導(dǎo)致摩擦系數(shù)下降也會(huì)造成制動(dòng)力不足，從而導(dǎo)致轎廂在平層進(jìn)出乘客時(shí)發(fā)生轎廂意外移動(dòng)事故。二是曳引力不足。曳引主機(jī)的輪槽或者曳引鋼絲繩的嚴(yán)重磨損，使得曳引鋼絲繩和輪槽接觸的包角發(fā)生變化，導(dǎo)致曳引力減小，從而導(dǎo)致轎廂意外移動(dòng)事故的發(fā)生。三是平衡系數(shù)過小。部分使用單位對(duì)電梯自行裝修裝潢造成轎廂自重遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值，從平衡系數(shù)計(jì)算公式k=（W-P）/Q可知（其中W為包括對(duì)重框架和對(duì)重塊在內(nèi)的總對(duì)重重量/kg，P為電梯空載時(shí)轎廂自重/kg，Q為電梯額定載重重量/kg），裝修裝潢后的電梯平衡系數(shù)要遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值甚至變?yōu)樨?fù)數(shù)，在其他情況不變的情況下投入使用，這樣造成轎廂意外移動(dòng)事故甚至沖頂事故的風(fēng)險(xiǎn)極大。在設(shè)計(jì)UCMP時(shí)，應(yīng)規(guī)避上述幾類風(fēng)險(xiǎn)，或者出現(xiàn)上述情況時(shí)轎廂能夠安全停止，起到有效保護(hù)乘客的作用。

2國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)UCMP制停部件的要求

GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》[2]第1號(hào)修改單中規(guī)定，UCMP應(yīng)能夠檢測(cè)到轎廂的意外移動(dòng)，并應(yīng)制停轎廂且使其保持停止?fàn)顟B(tài)，因此，UCMP的制停部件應(yīng)為機(jī)——電式的保護(hù)裝置（摩擦型）。在設(shè)計(jì)UCMP的制停部件時(shí)，應(yīng)綜合考慮下列因素：①制停距離;②平均減速度;③檢測(cè)、觸發(fā)電路、制停部件和控制電路的響應(yīng)時(shí)間;④移動(dòng)的總距離（加速距離和制停距離之和）。響應(yīng)時(shí)間t與轎廂速度曲線圖如GB 7588-2003第1號(hào)修改單第F8.3.1條款中圖F2所示，然后根據(jù)電梯的自然加速度和相應(yīng)時(shí)間t計(jì)算出加速距離和制停距離。

3UCMP制停部件的可行性分析

3.1 制動(dòng)器作為UCMP的制停部件

當(dāng)前曳引驅(qū)動(dòng)電梯的制動(dòng)器都存在內(nèi)部冗余，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定冗余制動(dòng)器可以作為UCMP的制停部件，目前絕大多數(shù)電梯廠家就是采用此種方法，節(jié)約成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

但是目前國家標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)于電梯制動(dòng)器的疲勞壽命要求很低，僅有GB/T 24478-2009《電梯曳引機(jī)》第4.2.2.4條規(guī)定：“制動(dòng)器應(yīng)進(jìn)行不少于200萬次的動(dòng)作試驗(yàn)”。對(duì)于一些如醫(yī)院、大型商場(chǎng)、車站等電梯使用頻繁的場(chǎng)所，制動(dòng)器的動(dòng)作次數(shù)兩年甚至一年就可以達(dá)到200萬次，因此GB 7588-2009第1號(hào)修改單增加了制動(dòng)器自監(jiān)測(cè)要求。但是對(duì)于使用頻率高的電梯而言，制動(dòng)器自監(jiān)測(cè)周期太長(zhǎng)，在周期內(nèi)發(fā)生制動(dòng)器故障導(dǎo)致轎廂意外事故發(fā)生的概率極大。

此外，“電磁線圈的鐵心被視為機(jī)械部件，而線圈則不是?！蹦壳皟山M制動(dòng)器共用一個(gè)電磁線圈的情況不少，當(dāng)電磁線圈不失電或者延時(shí)失電時(shí)，將制動(dòng)器作為UCMP的制停部件將沒有意義。

3.2 鋼絲繩夾持器作為UCMP的制停部件

夾繩器是最常見的鋼絲繩夾持器，且常被蝸輪蝸桿式曳引驅(qū)動(dòng)電梯作為上行超速保護(hù)裝置。國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于上行超速保護(hù)裝置的要求：“應(yīng)能使轎廂制停，或至少使其速度降低至對(duì)重緩沖器的設(shè)計(jì)范圍?！鞭I廂意外移動(dòng)應(yīng)考慮向上和向下兩個(gè)方向，因此普通型夾繩器不能作為UCMP的制停部件，但是雙向楔塊式夾繩器經(jīng)過改造后則能滿足要求。對(duì)于蝸輪蝸桿式曳引驅(qū)動(dòng)電梯，采用此方法可節(jié)約成本，同時(shí)安全性和可靠性高。

3.3 雙向安全鉗作為UCMP的制停部件

安全鉗是一種通過觸發(fā)裝置觸發(fā)帶動(dòng)制動(dòng)元件夾緊在導(dǎo)軌上使轎廂制停的保護(hù)裝置。安全鉗分為單向安全鉗和雙向安全鉗。漸進(jìn)式安全鉗制動(dòng)時(shí)的平均減速度為0.2～1.0gn，因此可將雙向安全鉗作為UCMP的制停部件，且應(yīng)是漸進(jìn)式雙向安全鉗。將漸進(jìn)式雙向安全鉗作為制停部件，安全性和可靠性好，因?yàn)槭寝I廂鎖止型保護(hù)裝置，所以對(duì)乘客的保護(hù)最為直接。同時(shí)，漸進(jìn)式雙向安全鉗可以作為電梯的上行超速保護(hù)裝置和下行超速保護(hù)裝置，可節(jié)約成本。

4結(jié)束語

綜上所述，在設(shè)計(jì)UCMP時(shí)，漸進(jìn)式雙向安全鉗為首選制動(dòng)部件;對(duì)于蝸輪蝸桿式曳引驅(qū)動(dòng)電梯，采用性能改造后的雙向楔塊式夾繩器作為制停部件具有良好的性能。由于制動(dòng)器失效本身就是轎廂意外移動(dòng)事故的主要成因之一，不建議將制動(dòng)器作為制停部件。提高制動(dòng)器的安全性能、疲勞壽命以及可靠性已經(jīng)成為電梯行業(yè)的一個(gè)重要突破點(diǎn)，從而防止轎廂意外事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 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)電梯及第2號(hào)修改單：TSG T7001-2009[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[2] 電梯制造與安裝安全規(guī)范及第1號(hào)修改單：GB 7588-2003[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.