機(jī)械工程中影響電梯運(yùn)行效果的因素探究

王幸捷

廈門市特種設(shè)備檢驗檢測院，福建廈門，361000

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提升和城市化建設(shè)范圍的不斷擴(kuò)大，城市高層建筑與大型商場以及商超的數(shù)量持續(xù)增長，垂直運(yùn)行電梯與自動扶梯開始得到廣泛應(yīng)用。在實際運(yùn)行過程中，除保證電梯安全水平與舒適性之外，還要注重電梯整體運(yùn)行的效果，如果電梯運(yùn)行質(zhì)量較差，例如存在較大的震動和較高的振動頻率，往往會為乘客帶來嚴(yán)重的不適感，甚至產(chǎn)生恐懼感，而且電梯運(yùn)行效果不佳也會產(chǎn)生安全隱患，威脅乘客的生命安全。因此，需要注重從機(jī)械工程角度分析電梯運(yùn)行效果的影響因素，掌握機(jī)械工程中影響電梯運(yùn)行舒適和運(yùn)行安全的各項因素，從而制定針對性保障電梯運(yùn)行效果的策略，提高電梯運(yùn)行的舒適性與安全性。

1 機(jī)械工程中影響電梯運(yùn)行效果的因素分析

1.1 設(shè)計制造過程

電梯制造商為了低價中標(biāo)，獲得更多的經(jīng)濟(jì)利潤，常常會采用一些不正當(dāng)?shù)氖侄蝸碜畲蟪潭壬辖档蜕a(chǎn)的成本，例如，降低電梯生產(chǎn)精度要求、部件的安全余量設(shè)計等，適度配置一些成本較低的配套設(shè)備和生產(chǎn)材料，這一行為不但會大大降低電梯運(yùn)行的可靠性與安全性，同時也會嚴(yán)重?fù)p害使用者的利益，從而使電梯故障發(fā)生率持續(xù)升高，且使用壽命也大大縮短，嚴(yán)重威脅乘客的生命安全。另外，也有部分電梯制造商為實現(xiàn)自身經(jīng)濟(jì)利潤的最大化，會將電梯招標(biāo)過程或采購環(huán)節(jié)分成多個部分進(jìn)行，這一做法會導(dǎo)致部分電梯產(chǎn)品部件來自非電梯專業(yè)生產(chǎn)廠商，這些產(chǎn)品部件很可能存在一些質(zhì)量低下的假冒偽劣產(chǎn)品，從而導(dǎo)致電梯整體質(zhì)量的降低，從而影響電梯運(yùn)行效果。

1.2 電梯安裝環(huán)節(jié)

在進(jìn)行電梯安裝的過程當(dāng)中，如果部分電梯安裝人員專業(yè)技術(shù)水平不高或職業(yè)素質(zhì)低下，就容易對電梯運(yùn)行效果造成嚴(yán)重的影響，尤其機(jī)械工程當(dāng)中，電梯安裝過程較為復(fù)雜，且技術(shù)要求較高，一些精密的部件如果安裝不可靠或未按照既定程序和步驟予以操作安裝，就容易造成電梯安裝質(zhì)量低下的問題，也會為電梯運(yùn)行效果留下不小的安全隱患和故障隱患。例如電梯安裝過程不夠縝密、電梯曳引鋼絲繩張力不均、導(dǎo)軌銜接過渡部分不夠平滑等均會導(dǎo)致電梯運(yùn)行當(dāng)中發(fā)出聲響或產(chǎn)生劇烈的振動，這都會影響電梯運(yùn)行的效果[1]。

1.3 電梯維護(hù)保養(yǎng)階段

電梯是屬于較為復(fù)雜的大型機(jī)械產(chǎn)品，其由多個大型構(gòu)件和零部件共同構(gòu)成，在長時間的負(fù)荷運(yùn)行下，部分部件容易發(fā)生老化、磨損以及腐蝕的問題，如果沒有進(jìn)行妥善的維護(hù)與保養(yǎng)，就容易產(chǎn)生安全隱患。目前來講，部分電梯生產(chǎn)商、電梯維保單位沒有重視對維保人員專業(yè)技術(shù)水平的培訓(xùn)，使得這些電梯維保人員知識儲備與技術(shù)水平無法滿足電梯維保管理的標(biāo)準(zhǔn)要求，甚至部分電梯維保人員并沒有通過專業(yè)的培訓(xùn)，也未獲得國家所承認(rèn)的專業(yè)技能崗位認(rèn)證，不完全具備維保人員的上崗資格，在進(jìn)行電梯維保過程中，一旦出現(xiàn)技術(shù)故障，無法迅速做出準(zhǔn)確判斷，或很難有效解決故障所引發(fā)的問題，就會對電梯運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，而且也會產(chǎn)生更多的安全隱患。

2 機(jī)械工程中影響電梯運(yùn)行舒適性的因素

2.1 機(jī)械系統(tǒng)因素對電梯運(yùn)行舒適性的影響

從機(jī)械系統(tǒng)方面角度來說，能夠影響到電梯運(yùn)行舒適感的因素主要包括了曳引機(jī)蝸輪蝸桿裝配合理性、導(dǎo)靴的間隙及導(dǎo)靴潤滑度、導(dǎo)軌是否垂直、表面平整度與連接處是否銜接平穩(wěn)、兩列導(dǎo)軌頂面間距需達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求、曳引鋼絲繩張力是否均勻、轎廂安裝是否緊固等等。從機(jī)械系統(tǒng)復(fù)雜性角度就可以看出，一旦這些因素中的一個或多個出現(xiàn)異常，電梯運(yùn)行的平穩(wěn)度會受到嚴(yán)重的影響。

（1）當(dāng)曳引機(jī)蝸輪蝸桿裝配不當(dāng)，或使用過程中的過度磨損，導(dǎo)致其嚙合不好，在電梯加減速過程中發(fā)生軸向竄動，影響運(yùn)行舒適性。

（2）導(dǎo)靴間隙偏小會導(dǎo)致電梯啟制動時出現(xiàn)阻滯感，導(dǎo)靴間隙太大會導(dǎo)致運(yùn)行過程中轎廂發(fā)生晃動；導(dǎo)軌接頭間隙和臺階尺寸發(fā)生超差，當(dāng)轎廂導(dǎo)軌接頭處間隙臺階超差較大時，或?qū)к壒ぷ髅娲怪倍取⒐裁娑瘸?，電梯運(yùn)行就會出現(xiàn)水平方向的間歇式振動，從而影響乘坐的舒適感。

（3）曳引鋼絲繩張力偏差超過5%，就可能導(dǎo)致個別鋼絲繩受力較大，致使曳引鋼絲繩異常抖動，帶動轎廂抖動。

（4）轎廂的拼裝出現(xiàn)松動異響更是會直接影響乘坐人員感官，造成恐懼心理，降低乘坐體驗感[2]。

依據(jù)我國現(xiàn)行電梯安裝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，要求“每列導(dǎo)軌工作面每5m鉛垂線測量值間的相對最大偏差，轎廂導(dǎo)軌和設(shè)有安全鉗的T型對重導(dǎo)軌不大于1.2mm，不設(shè)安全鉗的T型對重導(dǎo)軌不大于2.0mm；兩列導(dǎo)軌頂面的距離偏差，轎廂導(dǎo)軌為0~+2mm，對重導(dǎo)軌0~+3mm。”如此可以確保導(dǎo)靴沿導(dǎo)軌振動量減小至最低，且不影響電梯運(yùn)行。而機(jī)械系統(tǒng)各部件質(zhì)量與各部分之間協(xié)調(diào)性是決定電梯舒適性的主要因素，電氣調(diào)速系統(tǒng)是在機(jī)械系統(tǒng)基礎(chǔ)上對電梯運(yùn)行中舒適感作出進(jìn)一步改善的重要載體，因此，機(jī)械系統(tǒng)經(jīng)檢查且不存在隱患問題之后，方可對電氣調(diào)速系統(tǒng)予以調(diào)整。

2.2 電梯調(diào)速系統(tǒng)對電梯運(yùn)行舒適性的影響

電梯在啟動和制動過程中，速度變化決定電梯運(yùn)行的穩(wěn)定性，如果速度設(shè)置合理，不但能夠讓電梯運(yùn)行更加平穩(wěn)，舒適度更強(qiáng)，同時也能夠提高電梯運(yùn)行的安全和效率，如果速度參數(shù)設(shè)置不合理，會發(fā)生加速上升或減速下降的情況，這都會造成乘客的不適，從而影響電梯運(yùn)行的舒適性[3]。

在電梯調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)中，由于變頻器是依據(jù)給定啟動制動曲線來控制電動機(jī)運(yùn)行，而電梯運(yùn)行效率和該曲線又是一個相對矛盾的存在，要提高運(yùn)行效率，就要增加電梯啟制動的加減速度，而這又將降低乘坐人員的舒適度。變頻器控制的電機(jī)對給定的啟動制動曲線的反饋速度、跟蹤程度以及主控電腦板發(fā)給變頻器控制信號持續(xù)邏輯都會直接影響電梯運(yùn)行的舒適性，因此，選用性能優(yōu)良的變頻器和驅(qū)動主機(jī)對提高電梯運(yùn)行舒適感非常重要，其對于電梯運(yùn)行加速、減速過程中啟動制動曲線調(diào)整更為平順，可以降低機(jī)械啟動制動時的沖擊，以有效緩解電梯運(yùn)行因啟動、制動曲線不佳導(dǎo)致振動等影響舒適性的問題[4]。

3 機(jī)械工程中影響電梯運(yùn)行安全的因素

3.1 電梯曳引能力對電梯運(yùn)行安全帶來的影響

對于曳引式電梯而言，其運(yùn)行主要是依靠曳引機(jī)動能來進(jìn)行驅(qū)動，也就是說，利用轎廂和對重的自重對曳引鋼絲繩施加一定壓力，使鋼絲繩和曳引輪之間所產(chǎn)生的摩擦力帶動轎廂，沿著軌道進(jìn)行升降運(yùn)動，而如果曳引機(jī)曳引力不足，就可能會引發(fā)電梯打滑的情況，甚至發(fā)生沖頂或蹲底事故，從而導(dǎo)致電梯安全受到影響[5]。

電梯平衡系數(shù)是保證曳引能力的關(guān)鍵要素，平衡系數(shù)的取值與相關(guān)規(guī)定不符容易引發(fā)電梯運(yùn)行安全事故的發(fā)生，依據(jù)我國相關(guān)規(guī)定，“曳引電梯的平衡系數(shù)應(yīng)當(dāng)保持在0.40~0.50之間，或者符合制造（改造）單位的設(shè)計值”。

即取W=P+KQ

W為對重重量，P為轎廂自重，K為平衡系數(shù)取值，Q為轎廂額定載荷。

由上式可以看出電梯平衡系數(shù)的相對性并不是一直成立的，因此，在取K值時，只能盡量接近平衡，需考慮電梯日常運(yùn)行工況，K取0.40~0.50較為合適，這一區(qū)間既滿足了曳引系統(tǒng)的曳引能力，又能起到一定的節(jié)能作用。

3.2 曳引鋼絲繩張力對電梯運(yùn)行安全的影響

平衡系數(shù)取值準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到電梯曳引系統(tǒng)的可靠性，同時也會間接對曳引輪兩端曳引鋼絲繩張力產(chǎn)生影響。鋼絲繩張力強(qiáng)弱對鋼絲繩在繩槽內(nèi)的內(nèi)比會產(chǎn)生較大影響，內(nèi)比越大，鋼絲繩所能夠提供的曳引能力越強(qiáng)，而如果曳引能力不足、曳引鋼絲繩過分伸長導(dǎo)致的繩徑變細(xì)或曳引輪槽發(fā)生磨損，都將會影響電梯運(yùn)行安全。

另外，曳引鋼絲繩張力不均也將導(dǎo)致曳引輪個別輪槽加快磨損，會形成節(jié)徑差，而且長期的磨損是不可逆的，這會進(jìn)一步引發(fā)曳引鋼絲繩在輪槽內(nèi)的相對滑動，影響電梯運(yùn)行舒適度，甚至造成部件損壞，引發(fā)安全事故。

3.3 安全保護(hù)裝置對電梯運(yùn)行安全的影響

當(dāng)電梯超速上行或下行時，將觸發(fā)其安全保護(hù)裝置，以保證乘客安全。

①轎廂限速器安全鉗。轎廂限速器安全鉗系統(tǒng)在轎廂超速下行時，通過限速器觸發(fā)轎廂安全鉗，使電梯轎廂制停在導(dǎo)軌上，防止轎廂發(fā)生蹲底的情況。②電梯上行超速保護(hù)裝置。電梯上行超速保護(hù)裝置在轎廂超速上行時，通過速度檢測裝置（限速器等）觸發(fā)上行超速保護(hù)系統(tǒng)使轎廂制?；蛘咧辽偈蛊渌俣冉档椭翆χ鼐彌_器的設(shè)計范圍，防止轎廂沖頂。③極限開關(guān)。極限開關(guān)設(shè)置在井道上下兩端，該開關(guān)在轎廂或?qū)χ亟佑|緩沖器前起作用，并在緩沖器被壓縮期間保持其動作狀態(tài)。該開關(guān)動作時，將切斷驅(qū)動主機(jī)和制動器的供電回路，以確保電梯不會超出行程。④緩沖器。緩沖器設(shè)置在轎廂和對重的行程底部極限位置。緩沖器可以根據(jù)電梯的額定速度進(jìn)行配置，蓄能型緩沖器適用于額定速度不大于1m/s的電梯，耗能型緩沖器適用于任何額定速度的電梯[6]。

由上述分析可見，電梯安全運(yùn)行容易受多種因素影響，這些因素會威脅電梯運(yùn)行質(zhì)量和乘客的生命財產(chǎn)安全，對電梯運(yùn)行效果會產(chǎn)生直接的影響，需從每個細(xì)小的環(huán)節(jié)和關(guān)鍵點(diǎn)入手，了解可能對運(yùn)行效果產(chǎn)生影響的因素，采取有效措施避免誘發(fā)電梯故障或安全事故的發(fā)生，以提高電梯運(yùn)行效果。

4 保障機(jī)械工程中電梯運(yùn)行效果的策略

4.1 做好電梯安裝后調(diào)整自檢工作的落實

（1）做好驅(qū)動主機(jī)檢查：檢查驅(qū)動主機(jī)工作時有無異常噪聲和振動；曳引輪槽是否有缺損或不正常磨損；制動器動作是否靈活可靠；緊急救援裝置是否可靠工作。

（2）控制系統(tǒng)：確認(rèn)各電氣控制系統(tǒng)是否功正常運(yùn)行；冗余設(shè)計的電氣保護(hù)裝置是否功能有效。

（3）井道部件：層門的設(shè)置是否符合要求；驗證導(dǎo)軌支架間距、支架數(shù)量、導(dǎo)軌垂直度和軌距是否符合要求；轎廂與井道壁間距是否在控制范圍內(nèi)；井道內(nèi)運(yùn)動部件的防護(hù)是否做到位。

（4）轎廂：轎廂的拼裝是否可靠，轎頂檢修裝置、轎內(nèi)呼梯裝置、緊急報警裝置功能是否有效。

（5）底坑設(shè)備：緩沖器的安裝是否可靠合理、限速器張緊輪功能有效等。

（6）安全保護(hù)裝置及試驗：超載保護(hù)裝置、電梯平衡系數(shù)、轎廂上行超速保護(hù)裝置、轎廂意外移動保護(hù)裝置、電梯速度、限速器—安全鉗聯(lián)動試驗、下行制動試驗、電梯曳引能力試驗等是否符合要求。

（7）2000次無故障運(yùn)行；轎廂分別以空載、半載、額載等工況，額定速度上、下運(yùn)行，連續(xù)測試2000次無故障，方可進(jìn)入報驗程序，并在檢驗合格后交付使用[7]。

4.2 落實使用單位主體責(zé)任

要求電梯使用單位依法履行管理職責(zé)和義務(wù)，建立并有效實施特種設(shè)備安全管理制度；設(shè)置安全管理機(jī)構(gòu)配備相應(yīng)的安全管理人員；落實電梯使用登記工作；建立設(shè)備臺賬和技術(shù)檔案；對維保人員的作業(yè)情況進(jìn)行跟蹤檢查，及時糾正違章作業(yè)行為；做好電梯定期檢驗報檢工作，接受定期檢驗并做好配合工作；制定電梯事故應(yīng)急預(yù)案，定期進(jìn)行應(yīng)急演練，發(fā)生事故時需及時上報，積極配合事故調(diào)查處理工作，有效推動使用管理單位完善安全風(fēng)險防控“自辯、自評、自控”和隱患排查治理“自查、自報、自糾”的責(zé)任鏈條[8]。

4.3 落實電梯維修保養(yǎng)工作

需加強(qiáng)電梯維護(hù)保養(yǎng)單位的質(zhì)保體系運(yùn)轉(zhuǎn)情況檢查，確認(rèn)維保作業(yè)人員資格、能力符合崗位要求，同時要建立電梯維護(hù)保養(yǎng)計劃，強(qiáng)化維保人員責(zé)任意識，嚴(yán)格按照《電梯維護(hù)保養(yǎng)規(guī)則》的要求開展維保工作。

維保過程中，如檢查出電梯存在故障隱患或電梯有可能出現(xiàn)質(zhì)量問題時，需全面進(jìn)行修復(fù)，針對老化或磨損嚴(yán)重的零部件需及時更換，如此方能夠有效預(yù)防安全事故的發(fā)生。維保工作不但需重視對電梯的質(zhì)量與安全檢測，更重要的是需提前發(fā)現(xiàn)其中所存在的安全隱患，并予以排除。所以，相關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行電梯維保工作時，需提前制定科學(xué)的計劃，定期進(jìn)行常規(guī)性養(yǎng)護(hù)，不定期進(jìn)行重要部件的檢查，并做好詳細(xì)的維護(hù)與保養(yǎng)記錄，從而大幅度降低電梯安全事故的發(fā)生率，延長電梯使用壽命[9]。

4.4 發(fā)揮檢驗機(jī)構(gòu)作用，加強(qiáng)安全監(jiān)管力度

通過電梯安裝過程監(jiān)督檢驗和定期檢驗及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，使用單位應(yīng)結(jié)合檢驗機(jī)構(gòu)所給出專業(yè)改進(jìn)意見，積極排除隱患，實施閉環(huán)管理。監(jiān)察部門需依據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況，針對電梯安裝、使用過程中可能存在的質(zhì)量問題和安全隱患進(jìn)行嚴(yán)密的調(diào)查和監(jiān)管，制定合理的檢查方案，定期進(jìn)行維保質(zhì)量抽查，跟蹤檢驗不合格項目的落實以確保隱患得以排除。

相關(guān)檢驗機(jī)構(gòu)和監(jiān)察部門積極引導(dǎo)企業(yè)主動申報檢驗。檢驗機(jī)構(gòu)要對相關(guān)的部分進(jìn)行細(xì)化，包括準(zhǔn)備材料、設(shè)計檢驗步驟、反饋受理結(jié)果等多方面，需予以大力支持，并將側(cè)重點(diǎn)放在為企業(yè)報檢提供專業(yè)化指導(dǎo)方面，如此方會形成信息共融共通的良好局面[10]。

5 結(jié)語

結(jié)合上述文章內(nèi)容所述，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化建設(shè)腳步逐步加快，電梯得到廣泛的應(yīng)用，并且在現(xiàn)代科技的快速進(jìn)步下，電梯的技術(shù)性能與安裝質(zhì)量都得到大幅度提升，但電梯在實際運(yùn)行過程中也容易受到多種因素的影響，使其舒適度、安全水平以及運(yùn)行效率大幅度下降。這就需要相關(guān)電梯生產(chǎn)商能夠?qū)Χ鄠€環(huán)節(jié)進(jìn)行電梯運(yùn)行效率影響因素分析，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)要求，從機(jī)械工程角度進(jìn)行電梯運(yùn)行效果的分析，改善電梯運(yùn)行質(zhì)量，保證電梯乘客的人身安全，這也是能夠確保電梯行業(yè)得以持續(xù)發(fā)展的有力途徑。因此，相關(guān)單位要注重對電梯運(yùn)行影響因素的研究，制定保障機(jī)械工程中電梯運(yùn)行效果的策略，要從多個角度加強(qiáng)對電梯運(yùn)行的監(jiān)控與運(yùn)維檢查，尤其要積極落實電梯安裝后調(diào)整工作，明確使用單位主體責(zé)任，做好電梯維修與保養(yǎng)，強(qiáng)化檢驗和安全監(jiān)管力度，不斷加強(qiáng)對電梯相關(guān)技術(shù)的研究與更新，最大程度上降低各項影響因素對電梯運(yùn)行效果的影響，從而確保電梯行業(yè)的穩(wěn)定與可持續(xù)發(fā)展。