從電梯檢驗實踐探討轎廂裝修重對曳引力的影響

摘 要：文章通過曳引驅動電梯轎廂裝修重對電梯曳引力的影響進行分析討論，并對檢驗實踐中關于電梯轎廂裝修問題提出有效的處理辦法，為安裝、維保、檢驗等工作提供參考。

關鍵詞：電梯；轎廂裝修；曳引力；檢驗

隨著人們對生活質量的不懈追求，電梯作為交通工具，除了滿足最基本的安全可靠的要求外，已被人們把文化、生活理念及宣傳媒介融入這個交通工具里。原本簡單古板的烤漆鋼板轎壁已經被玻璃、石材、各種高檔原木等所包圍，而花鐵板或PVC轎廂地板已被大理石、各種花崗巖、復合地板等所取代，轎廂內頂也裝飾著各種燈飾或藝術造型，轎頂平臺則被轎廂空調及多媒體外機設備所占據，凡此種種在轎廂加裝各種裝飾或者設備，必定會帶來轎廂自身重量的增加，輕則幾十公斤，重則可達到幾百公斤。更有甚者，直接將原轎廂更換為轎廂更高更重的新轎廂。這種改變轎廂重量的做法首先破壞了平衡系數，而包括曳引鋼絲繩、曳引機等等受力部件也因此承受額外的附加重量，當這種過度裝修破壞了平衡系數到達一定程度時，就可能發生事故，甚至是嚴重的人身傷害事故。比如，轎廂過度裝修，又恰滿載時，電梯在曳引力不滿足要求時，雖然抱閘未打開、電梯未正常運行，轎廂卻直接溜車蹲底等等。

作者的檢驗實踐過程中，確實遇到不少這種情況。究其原因，往往是由于使用單位對曳引電梯的驅動特性知之甚少而造成的。在電梯定期檢驗過程中，作者曾發現廈門某酒店一臺曳引式客梯，原注冊登記信息顯示為轎廂無裝修，而現場電梯轎廂內部和轎頂卻是“配置齊全”（如圖1、圖2、圖3所示）。經查，該客梯轎廂地板加裝了厚30mm的大理石（如圖3所示），轎廂壁加裝了原木飾板，其厚度也達40mm，轎廂內頂則裝設有燈飾照明的吊頂板，轎頂也加裝重達80公斤的轎廂空調，而實際對重塊還是原來轎廂未裝修前所登記的數量。直接后果是造成平衡系數嚴重破壞。通過標準砝碼測量平衡系數，在20%～60%額載區間以每次5%額載遞增的方式，逐一測取當轎廂與對重同水平面時電動機的運行電流，最后標繪上下行電流圖，發現該客梯的平衡系數僅23%。經過溝通，使用單位也開始了解隱患及其嚴重后果，表示將請原制造單位重新出具主要受力構件的受力計算書。使用方最終依據計算書拆除超標的部分轎廂裝修材料，保留經制造單位計算分析后同意的最大裝修重200公斤，并重新補加5塊對重鐵塊（如圖4所示），經測試最終確認平衡系數為48%。在檢驗實踐過程中，作者還偶然遇到“非常規”改變轎廂自重的案例，如轎頂直接放置兩塊80公斤/塊的對重塊（如圖5所示）。甚至還有更隱蔽地改變轎廂自重的案例，如在轎底額外焊接兩塊對重塊的方式來調整轎廂靜平衡。而維保單位稱這僅僅是為了減小轎廂的異常振動噪音。在已有記錄的電梯事故案例中，由于單純改變轎廂自重而導致平衡系數不符要求，同時引起電梯曳引力不足，在電梯滿載時出現無法正常運行甚至于倒車溜梯的事故也是有記錄可查的。

鑒于此，我們非常有必要通過這樣的案例來探討轎廂額外裝修改變其自身重量對曳引驅動電梯曳引力的影響。

1 由歐拉公式討論轎廂額外裝修對曳引電梯曳引能力的影響

曳引驅動電梯之所以可以安全可靠運行，得益于曳引輪與曳引鋼絲繩之間曳引摩擦力的存在，這個摩擦力就是所謂的曳引能力。因為曳引性能關系著電梯的安全可靠運行性能，因此，驗證曳引驅動電梯的曳引能力是否任何情況下都有滿足要求的曳引摩擦力，正是該類型電梯的檢驗檢測重點。我國國家標準GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》及特設規TSG7001-2015《電梯監督檢驗與定期檢驗規則-曳引與強制驅動電梯》均針對曳引驅動電梯的設計、制造、安裝、維修、改造、檢驗檢測等作出了具體要求。以曳引方式驅動的電梯在下述這些情況：（1）正常運行時；（2）在底層裝載時；（3）緊急制停的減速度應該在不小于0.5g（g為重力加速度，對帶有速度監控系統的減行程緩沖器的電梯不小于0.8g），任何時候都應具備足夠的曳引力。因此，在計算各種工況下曳引力時，國家標準也采用了適用于鋼絲繩與鋼質曳引輪且驅動主機位于電梯井道上部的歐拉公式。其中：

文章所探討的是由于轎廂裝修或者其他原因導致的轎廂自重改變而最終改變了T1、T2數值大小對曳引力產生不利影響的情況。在不涉及曳引輪和曳引鋼絲繩匹配系統的改變時，在上述式（1）、（2）的右側ef？琢，對于某部具體電梯來說，α是一個不變的值，f則由于各工況下各摩擦系數值一定決定了各工況下其對應的當量摩擦系數值也是一個不變的值。以下僅討論曳引驅動電梯在裝載和緊急制停工況下采用歐拉公式來判定曳引力，這是因為對于式（2）來說，對重完全壓在其緩沖器上時，只要轎廂側的自重足夠大，這時T1至少為轎廂自重，而T2為對重側曳引鋼絲繩的自重，且由于在工程實例中，轎廂自重一般都很大（對于大提升高度的曳引驅動電梯，補償鏈/繩及隨行電纜等輔助設施又有效抵消掉大部分的曳引鋼絲繩重量），且遠大于提升高度內鋼絲繩自重，故這里T1/T2值一般是較大的一個值，容易滿足大于等于ef？琢。因此，限于篇幅文章不討論轎廂滯留工況。

1.1 轎廂額外加裝裝修重，僅轎廂自重被改變時

考慮到補償鏈或補償繩主要是補償曳引鋼絲繩在電梯運行時由于曳引輪兩側質量瞬時變化導致驅動主機額外產生的負載動態劇烈變化，從而降低對驅動電機扭矩調節的控制要求，進一步提高運行穩定性和搭乘舒適感。經過嚴格計算的規格系列化補償鏈/繩已經可以很好匹配曳引鋼絲繩及隨行電纜動態變化產生的負載波動，由于曳引鋼絲繩及隨行電纜、井道風阻、導靴摩擦阻力運行動態變化對曳引輪兩側鋼絲繩拉力的動態變化影響是比較有限的，在這里，作為定性分析，我們把補償鏈/繩及隨行電纜、井道風阻、導靴摩擦阻力等等的因素忽略不計（本節中同此）。假設，轎廂的額外加裝裝修重為G0，轎廂在底層滿載裝載或緊急制停工況時，式（1）左邊可以相應地記為：

當G0值大到一定程度時，特別是滿載的情況下，就會出現的情況，這時，不僅僅使平衡系數被破壞，還會出現曳引驅動電梯的曳引力不足，導致由于曳引摩擦力不足而出現溜車滑梯的“剎不住車”或“蹲底”現象。

1.2 轎廂額外加裝裝修重，同時補加對重塊，改變轎廂自重也改變對重自重時

假設，上述1.1中由于轎廂裝修導致轎廂自重增加量為G0，同時也把對重自重增加相應的G0，這樣就可以使平衡系數仍然滿足要求，維持在40%-50%范圍內，那么，式（1）左邊可以相應地記為：

用于電梯曳引力計算判定的歐拉公式中，我們是假設T1為曳引輪拉力大的一側，而T2為拉力小的一側，再設拉力T1大于拉力T2的數值為A，則有：T1=T2+A （5）

這里必須要指出的是，以上這種情況必須處于安全可控的范圍內。也就是當轎廂額外增加裝修的情況，必須得到電梯原制造單位或者有相應資質的其他制造單位經過對主要部件受力重新核算分析后，出具相應的主要受力部件受力計算分析書面報告材料，且材料中應明確指出該電梯最大的允許裝修重量。這樣才允許進行對轎廂加裝額外裝修，同時增加對重的重量，以便在滿足平衡系數和曳引力的條件下，保證主要受力部件強度剛度等也滿足要求。

1.3 轎廂自重改變的例外，如改造大修情況下更換轎廂

電梯轎廂在改造大修的情況下更換，一般來說有以下幾種情形：（1）更換為相同類似規格的轎廂，比如轎廂各壁板銹蝕或者材料過時（如烤漆板更換為不銹鋼板）等等原因；（2）也可能更換為轎廂內部凈高度更高的轎廂，為顯得豪華提高檔次等等。情形（1），如果僅僅是更換轎廂各壁板這些表層材料，一般來講，其更換前后質量變化不大，不足于引起轎廂自重大幅度的變化的，這種情況在簡單承重更換下的原材料與待換上的材料重量基本一致，誤差在十幾公斤范圍內是基本不影響電梯各項性能的。這在改造大修監督檢驗的試驗驗證實踐中可以很好得到佐證。但倘若，更換的轎廂材料型號規格與原來的差別很大的話，就會引起轎廂自重明顯變大或變小了，這個時候應該給予足夠的重視。其中，轎廂自重增加的情況與前述的1.1節情況是一致，很可能導致電梯曳引力不滿足要求而引發事故，此處不討論。

1.3.1 僅轎廂自重改變，對重重量不變

1.3.2 轎廂自重改變，對重自重也改變

在上述1.3.1情況的假設前提下，為了滿足上述1.3.1情況的平衡系數仍然維持在40%～50%范圍內，此時，需要對應地改變對重側的重量，即對重應同樣地減少重量B。

另，轎廂更換為內部凈高度更高的新轎廂時，轎廂自重增加，其情況與上述1.3.1及1.3.2節是相似的，可以參照進行分析。

2 以實際檢驗案例計算轎廂自重改變對曳引力的影響情況

前述案例中的廈門某酒店的曳引驅動客梯，其具體參數如下：額定載重量Q為：800kg，額定速度V為：1.75m/s，轎廂自重P為950kg，轎廂額外裝修后，對重側未加重調整、加重調整后的平衡系數K分別為：23%、48%，曳引比（曳引鋼絲繩省力倍率）I為：2，取重力加速度g為：9.81m/s2，提升高度H為：70m，曳引鋼絲繩（5根）單位長度質量m為：0.35kg/m，補償鏈（2根）單位長度質量m0為：1.62kg/m，隨行電纜（1根）單位長度質量m1為：0.95kg/m，其余因素忽略不計。電梯在底層裝載工況下的efα為1.57，緊急制停工況下的efα為1.48。參照國家標準GB7588-2003附錄M規定。

電梯在底層裝載和緊急制停工況下，電梯曳引力的計算分析：

3 結束語

文章，作者通過檢驗實踐過程中案例的處理入手，通過對國家標準GB7588-2003的曳引力─歐拉公式的討論分析，得到曳引驅動電梯轎廂額外裝修重對電梯曳引力的影響情況。

由上可得，曳引驅動電梯轎廂不可隨便加裝額外裝修重，除非得到有相應資質的電梯制造單位進行相關核算分析，并提供相應報告書，報告中明確表明其最大允許裝修重，方可據此進行轎廂額外裝修或改造大修等作業。否則，容易由于單方面改變轎廂的自重而破壞平衡系數，致使曳引力不能滿足各種工況下的任何時候都應該符合規定要求的基本條件，繼而引發電梯在使用過程中出現溜梯滑車等嚴重隱患，乃至發生人身傷害事故。

檢驗實踐中，應該注意以下事項：

（1）在安裝監檢的階段，應該注意查看雙方訂貨合同及供貨合同的技術參數規格附件，按制造單位允許的范圍內進行裝修。倘若使用單位有特殊附加裝修需求，也應該履行由使用單位提出、制造單位核算確認同意的變更設計程序，制造單位應重新提供含相關內容的計算書面材料給予監檢機構，使用單位也應依此進行裝修。

（2）在定期檢驗中，相關檢驗人員應該對轎廂額外裝修引發的嚴重后果有足夠的認識和重視。檢驗過程中，檢驗員應詳細核對原注冊登記信息資料，包括對重塊數量、轎廂裝修情況等，查核改造大修相關資料，做到資料與實際一致。發現兩者不一致的情況時，或發現明顯可疑的、未備案的改造大修或非原廠配置的加裝改裝等隱患，除現場按照檢規要求做好各項試驗驗證外，應填寫檢驗意見通知書告知使用單位并送達行政監督主管部門，以要求使用單位進一步提供標準砝碼實施載荷條件下的電梯曳引能力和平衡系數等項目的驗證確認工作等等。

（3）特別注意改造、大修情況下，轎廂自重減小對曳引驅動電梯的曳引能力的影響，除了核對相關合格證明文件和受力計算等材料外，也要做好現場的核實確認工作。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家標準.GB7588-2003.電梯制造與安裝安全規范[S].

[2]中華人民共和國國家標準.GB/T10058-2009.電梯技術條件[S].