一種水砝碼電梯載荷試驗(yàn)車的原理與應(yīng)用研究

趙世軍

摘 要：【目的】針對(duì)目前電梯載荷試驗(yàn)效率不高、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題，提出一種更便捷的電梯載荷試驗(yàn)車檢測(cè)方法?！痉椒ā客ㄟ^(guò)載荷試驗(yàn)車，將水箱、水砝碼、進(jìn)水、回水管路、盤管器、電動(dòng)機(jī)、控制裝置等試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行有效整合，從而形成一個(gè)完整的檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備。【結(jié)果】研究發(fā)現(xiàn)，該試驗(yàn)車可對(duì)95%以上的在用曳引式乘客、載貨電梯開展1.25倍載荷試驗(yàn)，使用水砝碼來(lái)代替目前電梯檢驗(yàn)檢測(cè)載荷試驗(yàn)中所用的金屬砝碼，基本上可解決現(xiàn)有電梯載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)技術(shù)中存在的弊端和問(wèn)題?！窘Y(jié)論】電梯載荷試驗(yàn)車的研發(fā)及投入，可對(duì)檢驗(yàn)技術(shù)和方法進(jìn)行改進(jìn)，具有較高的推廣價(jià)值和實(shí)用意義。

關(guān)鍵詞：電梯載荷；試驗(yàn)車；水砝碼

中圖分類號(hào)：TU857? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2023）07-0049-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2023.07.009

Study on the Principle and Application of Elevator Load Test

Experimental Vehicle

ZHAO Shijun

（Shanxi Provincial Inspection and Testing Center，Taiyuan 030012，China）

Abstract：[Purposes]Aiming at the problems of low efficiency and high labor intensity of elevator load test， a more convenient detection method of elevator load test vehicle is proposed. [Methods] Through the load test vehicle， the water tank， water weight， water inlet， return water pipeline， coil， motor， control device and other test equipment were effectively integrated to form a complete inspection and testing equipment. [Findings]The study found that the test vehicle can carry out 1.25 times load test on more than 95 % of the traction passengers and cargo elevators in use， and use water weights to replace the metal weights used in the current elevator inspection and detection load test， which can basically solve the drawbacks and problems existing in the existing elevator load test inspection technology. [Conclusions] The development and investment of the elevator load test vehicle can improve the inspection technology and method， and has high popularization value and practical significance.

Keywords： elevator load;experimental car;water weights

0 引言

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電梯作為一種非常便捷的乘用工具，已廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、商場(chǎng)、超市、學(xué)校、住宅等場(chǎng)所中，為人們的工作、生活等提供非常舒適和便捷的乘坐服務(wù)。同時(shí)，作為電梯制造和使用大國(guó)，我國(guó)電梯的數(shù)量每年以15%～20%的速度持續(xù)增長(zhǎng)，截至2021年底，全國(guó)電梯總保有量已達(dá)879.98萬(wàn)臺(tái)。如何在確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全的前提下，保障電梯的安全運(yùn)行和使用，對(duì)電梯的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、安裝、改造、使用、維護(hù)保養(yǎng)、安全檢查等部門提出更高的要求。

原國(guó)家質(zhì)量檢驗(yàn)檢疫總局于2017年6月公布質(zhì)檢總局辦公廳關(guān)于實(shí)施《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則》等6個(gè)安全技術(shù)規(guī)范第2號(hào)修改單若干問(wèn)題的通知（質(zhì)檢辦特〔2017〕868號(hào)），要求自2017年10月1日起，對(duì)安裝監(jiān)督檢驗(yàn)合格使用5 a及以上的曳引與強(qiáng)制式乘客電梯、消防員電梯，按照新版檢規(guī)中 “制動(dòng)試驗(yàn)”項(xiàng)目的要求進(jìn)行定期檢驗(yàn)?！峨娞荼O(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》（TSG T7001—2009）第二號(hào)修改單中增加了8.13制動(dòng)試驗(yàn)A（B）：“轎廂裝載125%額定載重量，以正常運(yùn)行速度下行時(shí)，切斷電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器供電，制動(dòng)器應(yīng)當(dāng)能夠使驅(qū)動(dòng)主機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，試驗(yàn)后轎廂應(yīng)無(wú)明顯變形和損壞”。檢驗(yàn)方法為監(jiān)督檢驗(yàn)，由施工單位進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)人員要現(xiàn)場(chǎng)觀察、確認(rèn)。定期檢驗(yàn)由維護(hù)保養(yǎng)單位每5 a進(jìn)行一次試驗(yàn)，檢驗(yàn)人員要現(xiàn)場(chǎng)觀察、確認(rèn)。

制動(dòng)試驗(yàn)的主要目的是檢驗(yàn)電梯曳引系統(tǒng)的承載能力和安全性，驗(yàn)證電力拖動(dòng)系統(tǒng)（曳引機(jī)的制動(dòng)能力、供電、調(diào)速）和電氣控制系統(tǒng)（電氣控制能力）的可靠性，以及轎廂（轎廂架、轎廂體）系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)（導(dǎo)軌、導(dǎo)軌架）的穩(wěn)定性。該試驗(yàn)是一項(xiàng)非常重要和必要的檢驗(yàn)項(xiàng)目。

在測(cè)量過(guò)程中，給轎廂分別加載額定載重量的30%、40%、45%、50%、60%的重量，進(jìn)行上、下全程運(yùn)行。確定電梯平衡系數(shù)在0.40～0.50，或符合制造單位的設(shè)計(jì)值，并加載至125%額定載荷。

目前，國(guó)內(nèi)大部分檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)在對(duì)電梯進(jìn)行1.25倍載荷試驗(yàn)中，基本上使用的是金屬砝碼，重量為20 kg/塊、25 kg/塊，即載重量為1 000 kg的電梯，需要砝碼分別為62.5塊、50塊。在試驗(yàn)過(guò)程中需要人工搬運(yùn)大量的金屬砝碼，對(duì)工作人員來(lái)說(shuō)不僅工作量大，在裝載砝碼時(shí)，因金屬制的砝碼比較堅(jiān)硬粗糙，其通常在轎廂內(nèi)堆疊擺放，容易對(duì)被測(cè)電梯轎廂造成損傷和刮蹭。如果砝碼擺放不當(dāng)，在電梯試運(yùn)行過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)砝碼跌落的情況，導(dǎo)致轎廂壁損壞和人員觸碰事故的發(fā)生，為電梯載荷試驗(yàn)埋下安全隱患。

當(dāng)一套金屬砝碼長(zhǎng)期使用后，因多次搬運(yùn)磨損而導(dǎo)致砝碼的質(zhì)量減小，達(dá)不到標(biāo)定的重量，磨損累加后會(huì)造成電梯平衡系數(shù)試驗(yàn)與125%載荷試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，導(dǎo)致電梯平衡系數(shù)變低，對(duì)電梯的安全運(yùn)營(yíng)造成威脅，甚至發(fā)生電梯蹲底等事故。

作為電梯的專業(yè)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，在開展相關(guān)制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的電梯載荷檢驗(yàn)法是通過(guò)人工來(lái)搬運(yùn)金屬砝碼的，不僅工作強(qiáng)度高、效率低，且受場(chǎng)地、環(huán)境的影響較大，還容易發(fā)生人員、設(shè)備的安全事故，嚴(yán)重影響載荷試驗(yàn)的進(jìn)度和工作?！短胤N設(shè)備安全法》第十六條明確指出，國(guó)務(wù)院負(fù)責(zé)特種設(shè)備安全監(jiān)督管理的部門應(yīng)當(dāng)將允許使用的新材料、新技術(shù)、新工藝的有關(guān)技術(shù)要求，及時(shí)納入到安全技術(shù)規(guī)范中。《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》第八條指出，國(guó)家鼓勵(lì)推行科學(xué)的管理方法，采用先進(jìn)技術(shù)，提高特種設(shè)備安全性能和管理水平，增強(qiáng)特種設(shè)備生產(chǎn)、使用單位防范事故的能力，對(duì)取得顯著成績(jī)的單位和個(gè)人給予獎(jiǎng)勵(lì)。

傳統(tǒng)電梯載荷試驗(yàn)方法存在的問(wèn)題越來(lái)越多，已極大限制電梯檢驗(yàn)檢測(cè)行業(yè)的發(fā)展，嚴(yán)重影響電梯檢驗(yàn)檢測(cè)的工作質(zhì)量。不斷改進(jìn)檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)方法是《特種設(shè)備安全法》及其他法律、法規(guī)、安全技術(shù)規(guī)范賦予檢驗(yàn)檢測(cè)人員的職責(zé)和要求。

本研究提出一種水砝碼電梯載荷試驗(yàn)試驗(yàn)車設(shè)計(jì)方案，旨在解決傳統(tǒng)的電梯載荷試驗(yàn)中測(cè)量不精確、檢測(cè)設(shè)備運(yùn)送不方便的問(wèn)題。即設(shè)計(jì)出一種以水為主要載荷的裝置車，通過(guò)對(duì)水砝碼、水箱、盤管器、流量計(jì)、進(jìn)水、排水管路、自發(fā)電設(shè)備、聲光報(bào)警設(shè)備、遙控設(shè)備等的合理布局，來(lái)改進(jìn)傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法及工具存在弊端。目前，水箱載重量為2 000 kg，可滿足95%以上電梯載荷試驗(yàn)的需要。

1 電梯載荷試驗(yàn)車設(shè)計(jì)原理

1.1 總體設(shè)計(jì)方案

本研究設(shè)計(jì)的電梯載荷試驗(yàn)車的底盤上安裝有蓄水罐，蓄水罐四周的底盤上固定有水路，水路內(nèi)連接有水泵，水路的入口與蓄水罐的出口連接在一起。蓄水罐后方還固定有配電箱和用于收納水管的裝置，水管的一端與水路的出口連接在一起。配電箱與水路、用于收納水管的裝置連接在一起。車廂側(cè)面帶有卷簾門，用于封閉蓄水罐、水路、配電箱等，車廂后部裝有若干個(gè)規(guī)格完全相同的水砝碼。

根據(jù)底盤上方所放置的各類試驗(yàn)裝置，車的底盤上預(yù)留有凹槽、通孔等結(jié)構(gòu)，保證裝置穩(wěn)定安裝。通過(guò)車輛的底盤將蓄水罐支撐起來(lái)，在蓄水罐周圍排布水路，并與蓄水罐連接在一起，使整套電梯載荷試驗(yàn)裝置在車廂內(nèi)部布置緊湊，大大節(jié)省空間，以便存放更大容量的蓄水罐和更多的水砝碼，縮短水路長(zhǎng)度，使供水時(shí)間明顯縮短，提升檢測(cè)效率。配電箱與水路及用于收納水管的裝置連接在一起，通過(guò)自動(dòng)化的程序設(shè)計(jì)來(lái)控制水路的通斷和水管的收放，提高電梯載荷試驗(yàn)裝置的智能化程度，能更精準(zhǔn)地控制進(jìn)入水砝碼內(nèi)的水量，降低檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。封閉的車廂將蓄水罐水路、配電箱和用于收納水管的裝置覆蓋起來(lái)，起到保護(hù)作用，也使該電梯載荷試驗(yàn)車整體更加美觀，卷簾門的設(shè)計(jì)也方便人員進(jìn)行操作。

用于收納水管的裝置采用設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)管器的卷管器，導(dǎo)管器分別設(shè)置在卷管器的左、右兩側(cè)。操作人員將該電梯載荷試驗(yàn)車停穩(wěn)后，根據(jù)試驗(yàn)地點(diǎn)的實(shí)際情況來(lái)選擇距離電梯更近的導(dǎo)管器輸出水管，使測(cè)量過(guò)程中的水管布置更加靈活。

用于儲(chǔ)存水砝碼的支架為矩形框架，該支架固定在車廂后方的底盤上，支架上設(shè)有用于固定水砝碼的鎖緊裝置。該支架包括立桿和橫梁，鎖緊裝置與立桿連接，將水砝碼固定在該試驗(yàn)車的后部，防止在行駛過(guò)程中因晃動(dòng)而導(dǎo)致水砝碼掉落。橫梁上裝有掛鉤，可固定保護(hù)層，用防水、防曬材料制成的保護(hù)層可遮蓋水砝碼，防止水砝碼的閥門進(jìn)水，影響測(cè)量精度，同時(shí)要避免由降水、日曬導(dǎo)致的水砝碼腐蝕，提高檢測(cè)裝置的使用壽命。支架上還安裝有水砝碼的提升裝置，包括斜板、提升繩和滑輪組，斜板與放置水砝碼的底盤連接在一起，提升繩和滑輪組安裝在支架的側(cè)面。在下放或提升水砝碼時(shí)，提升繩與水砝碼連接在一起，在滑輪組的配合下使水砝碼沿著斜板運(yùn)動(dòng)，便于水砝碼的上下搬運(yùn)，能有效降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

水砝碼的提升裝置還包括彈簧平衡器，其固定連接在水砝碼支架的前部。水砝碼支架側(cè)面安裝有配套的提升架，提升架下方與斜板活動(dòng)連接，使斜板在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)的水砝碼提升。

水路還可采用雙泵供水系統(tǒng)，即水路還包括第二水泵，第一水泵置于蓄水罐的前方，第二水泵位于蓄水罐后方。在向水砝碼中注水時(shí)第一水泵工作，在向蓄水罐中回水時(shí)第二水泵工作，因此水路分為注水管道和排水管道，并減少每條管道中的元器件，使底盤中部有更大的空間用于放置蓄水罐，且水路更加簡(jiǎn)單，便于維修保養(yǎng)。

第一水泵和第二水泵的出口處均串聯(lián)一個(gè)流量計(jì)。通過(guò)流量計(jì)能精準(zhǔn)測(cè)量出水的流量，兩個(gè)流量計(jì)分別計(jì)算注水和回水的流量，減少單個(gè)流量計(jì)的工作次數(shù)，延長(zhǎng)單個(gè)流量計(jì)的使用時(shí)長(zhǎng)，提高電梯檢測(cè)時(shí)水量計(jì)算的精確性。

在雙泵供水系統(tǒng)的水路中，水泵的出口處并聯(lián)有卸荷回路，在水泵不工作、管道內(nèi)沒(méi)有水時(shí)，其用于保護(hù)管路，平衡管道內(nèi)的壓力。

蓄水罐上開有入孔，外部裝有與之配合的封蓋，便于操作人員檢查和保養(yǎng)蓄水罐內(nèi)部，從而保證蓄水罐的使用壽命和內(nèi)部水質(zhì)。

1.2 車輛結(jié)構(gòu)

荷載試驗(yàn)車如圖1所示。

1.車廂；2.發(fā)電機(jī)；3.水泵；4.蓄水罐；5.進(jìn)水管路；

6.回水管路；7.配電箱；8.卷管器；9.水砝碼；10.砝碼支架。

電梯載荷試驗(yàn)車為廂式貨車，側(cè)面的卷簾門用于封閉車廂，底盤上安裝有蓄水罐、水路、發(fā)電機(jī)和卷管器。其中，發(fā)電機(jī)安置在車廂內(nèi)的前部，車廂中間的底盤上安裝有蓄水罐。

在蓄水罐周圍的底盤上布置有水路，水路內(nèi)設(shè)置有水泵，水路的入口與蓄水罐的出口連接在一起。蓄水罐后方設(shè)有配電箱和卷管器，卷管器上纏繞著水管，水管的一端與水路的出口連接在一起，該卷管器的左右兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)導(dǎo)管器。操作人員將該電梯載荷試驗(yàn)車停穩(wěn)后，根據(jù)試驗(yàn)地點(diǎn)的實(shí)際情況來(lái)選擇距離電梯更近的導(dǎo)管器輸出水管。

在車廂外，可將若干個(gè)水砝碼放在固定于底盤的支架上。儲(chǔ)存水砝碼的支架為矩形框架，支架包括立桿和橫梁，立桿上設(shè)有鎖鏈。立桿上的鎖鏈從側(cè)面纏繞水砝碼，使水砝碼固定在該試驗(yàn)車的后部位置。橫梁上裝有用于固定保護(hù)層的掛鉤，在運(yùn)輸過(guò)程中用防水、防曬材料制成的保護(hù)層遮蓋住水砝碼，避免水砝碼的精確度和使用壽命受降水、光照等因素的影響。支架的側(cè)面設(shè)有水砝碼的提升裝置，提升裝置包括斜板、提升繩和滑輪組，斜板與放置水砝碼的底盤連接在一起。小車在行駛過(guò)程中，斜板被收進(jìn)底盤下部，到達(dá)搬運(yùn)水砝碼的地點(diǎn)后，斜板向外翻開，使底盤尾部與地面連接，形成斜坡。在下放或提升水砝碼時(shí)，提升繩與水砝碼連接在一起，在滑輪組的配合下使水砝碼沿斜板運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水砝碼的上下搬運(yùn)。將配電箱與發(fā)電機(jī)、水路的元器件、卷管器連接在一起，用于控制水路的通斷和水管的收放，提高電梯載荷試驗(yàn)裝置的智能化水平，從而更精準(zhǔn)地控制進(jìn)入水砝碼內(nèi)的水量。

2 電梯載荷試驗(yàn)車的應(yīng)用

在進(jìn)行電梯載荷試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)電梯所需的重量將相應(yīng)數(shù)量的水砝碼搬運(yùn)下來(lái)，啟動(dòng)卷管器，將水管的另一端與水砝碼的入水口連接在一起，導(dǎo)出水管的同時(shí)，檢測(cè)人員將水砝碼推到待檢測(cè)的電梯中，配電箱控制打開水路中的閥門，啟動(dòng)水泵從蓄水罐中抽水送到水砝碼中。注水過(guò)程中要確保流量計(jì)能正常工作，達(dá)到檢測(cè)需要的水量后，流量計(jì)將信號(hào)反饋給配電箱，配電箱控制關(guān)閉水路中的各個(gè)元器件，停止注水。再將水管和水砝碼斷開，鎖定電梯內(nèi)部的若干個(gè)水砝碼，關(guān)閉電梯，進(jìn)行檢測(cè)工作。

當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)有不少于一個(gè)待檢測(cè)電梯時(shí)，在將一個(gè)電梯進(jìn)行完電梯載荷試驗(yàn)后，打開轎廂門，直接將帶水的水砝碼推進(jìn)下一個(gè)待檢測(cè)電梯中，繼續(xù)進(jìn)行電梯載荷試驗(yàn)。當(dāng)所有的電梯檢測(cè)完畢后，打開轎廂門，將水管與水砝碼再次連接，配電箱控制打開水路中的元器件，啟動(dòng)水泵，將水砝碼內(nèi)的水被抽回蓄水罐，流量計(jì)檢測(cè)到抽水完畢后，發(fā)送信號(hào)給配電箱，關(guān)閉水路閥門，并停止水泵工作。操作人員將水管與水砝碼斷開，啟動(dòng)卷管器將水管收回。再放下提升裝置的斜板，把使用過(guò)的水砝碼搬回該電梯載荷試驗(yàn)車上，并確保安裝牢固，即可開車前往下一檢測(cè)地點(diǎn)。

檢測(cè)人員要定期檢測(cè)水路中的元件和配電箱是否正常，并在出發(fā)去現(xiàn)場(chǎng)前檢測(cè)蓄水罐中的水量是否充足、水砝碼是否完好。

3 結(jié)語(yǔ)

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該電梯載荷試驗(yàn)車的特點(diǎn)是，在廂式貨車內(nèi)部有整套用水砝碼，用于電梯載荷試驗(yàn)檢測(cè)，蓄水罐置于水路上方，布置緊湊，大大節(jié)省車廂內(nèi)部的空間。配電箱控制水路的通斷和卷管器收放水管，使該裝置的自動(dòng)化程度提高，能更精準(zhǔn)、快捷地進(jìn)行電梯載荷試驗(yàn)。收納功能完善，便于整體移動(dòng)至不同的檢測(cè)地點(diǎn)，提高檢測(cè)效率，降低檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。