【特種設備安全知識講座 第32期】電梯曳引力不足令人憂

文/任昭霖

【特種設備安全知識講座 第32期】電梯曳引力不足令人憂

文/任昭霖

曳引力是電梯設計中最重要的參數之一，也是考量一個電梯安全、舒適及穩定性的重要因素，如果曳引力不足就會發生打滑、溜車等現象，不僅無法滿足電梯生產廠家的設計要求，而且容易造成安全事故，給乘客造成極大的心理恐慌。本期講座邀請上海市特種設備監督檢驗技術研究院工程師任昭霖，為大家介紹一起電梯曳引力不足案例，通過分析、計算找出導致曳引力失效的原因，并提出了改善電梯曳引能力的措施和建議。

一、關鍵詞點擊

1. 電梯曳引力

曳引驅動電梯是由鋼絲繩和曳引輪槽之間摩擦而產生曳引力來驅動轎廂上下運動。電梯系統曳引能力應滿足在轎廂裝載和緊急制停工況中提供足夠的曳引力，在轎廂滯留工況中鋼絲繩能在曳引輪槽中打滑。

2. 包角

包角是指曳引鋼絲繩經過繩槽內所接觸的弧度，理論上包角越大，繩與輪的接觸面也越大，摩擦力越大，即曳引力也隨之增大。

二、案例簡介

位于上海市浦東新區滬南公路某公司辦公樓內，新安裝了一臺曳引驅動乘客電梯，初步檢驗后發現，電梯平衡系數小于40%，并且轎頂“違規”放有4塊對重鐵。把對重鐵放回對重架后，平衡系數調整到符合標準要求的48%。此時，電梯在頂層空載向下運行時鋼絲繩相對曳引輪打滑，經確認，轎廂安全鉗并未動作，電梯和對重也未被卡阻，初步判斷該電梯曳引能力不足。

電梯公司的人坦言，安裝完后就發現了打滑現象，核對過電梯出廠的清單和功率配置，都沒有問題。技術人員和調試員到現場也未發現具體原因，一度懷疑是對重太重，平衡系數過大引起。為了保證電梯“正常運行”，只能把對重鐵放在轎頂上，后續也未進行相應的超滿載試驗，以為“解決”了問題，卻埋下了重大隱患。

三、問題分析

依據GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》中9.3鋼絲繩曳引力條件要求：

1. 轎廂裝載至125%時,在額定載荷的情況下應保持平層狀態不打滑；

2. 必須保證在任何緊急制動的狀態下，不管轎廂內是空載還是滿載，其減速度的值不能超過緩沖器(包括減行程的緩沖器)作用時減速度的值；

3. 當對重壓在緩沖器上而曳引機按上行方向旋轉時，應不能提升空載轎廂。

為保證電梯有足夠的曳引能力就必須滿足T1/T2≤efα（T1：轎廂側的鋼絲繩拉力，T2：對重側的鋼絲繩拉力）。電梯的曳引能力與曳引鋼絲繩在繩槽中的當量摩擦系數f（取決于繩槽形狀、繩槽材料及繩槽的潤滑情況）和鋼絲繩在曳引輪上的包角α有關。一般電梯在設計制造環節中，制造商已經對電梯的曳引能力作了精確的計算，使出廠電梯的曳引能力能夠滿足要求。

考慮到新電梯，繩槽和鋼絲繩基本沒有磨損，當量摩擦系數未發生改變。仔細勘測機房、井道，發現電梯的井道寬度較大（如圖1所示），導致曳引輪和導向輪的水平距離D非常大，曳引輪和導向輪中心距的垂直距離H又比較小（如圖2所示），造成的結果是，鋼絲繩在曳引輪上的包角α非常小，經測量計算，只有115o。這樣的“非標”布置和電梯制造公司當初設計的包角必須滿足α≥158o有較大出入，由于包角問題比較抽象，也非直接驗收項目，在現場勘測、安裝、調試、驗收環節中容易被忽略。

圖1

圖2

四、曳引力校核計算

現根據廠家提供的數據，計算得到：

1. 轎廂裝載工況條件下的曳引校核計算，即當載有125%額定載荷的轎廂位于最低層站時：

2. 緊急制停工況條件下的曳引校核計算，即當空載的轎廂位于最高層站時：

經上述計算可知，由于鋼絲繩在曳引輪上的包角過小，無論是轎廂裝載工況條件還是緊急制停工況條件，曳引鋼絲繩都會在曳引輪上滑移，不滿足曳引能力T1/ T2≤efα要求。

五、改進建議

通過上述曳引條件計算公式可反推得到，此電梯只有當包角大于148o時方能滿足曳引力要求。根據此電梯的現場具體情況，采用增加曳引機下方的墩子來抬升曳引機的高度H，使包角增加到160o，并進行轎廂滯留工況曳引力校核：

由計算可得，當包角增加到160o后，在轎廂滯留工況條件下，當對重壓在緩沖器上而曳引機按電梯上行方向旋轉時，不會提升空載轎廂，滿足曳引條件。隨后在現場進行空載曳引力試驗、空載上行制動試驗和轎廂裝載125%額定載重量下行制動等試驗，均符合標準、檢規要求。同時考慮到抬升曳引機后會引起對重緩沖距離的增大，適當增加了曳引鋼絲繩的長度，以保證最大緩沖距要求。

六、其他曳引力失效分析

1. 鋼絲繩和曳引輪磨損。電梯在運動過程中，鋼絲繩與繩槽相互作用引起鋼絲繩和繩槽的磨損是正常的，但磨損過快，尤其是各繩槽不均勻磨損時，不但會造成電梯的運行不平穩，而且會當量摩擦系數發生變化，導致曳引力不足造成鋼絲繩打滑甚至溜梯。如圖3所示，由于各鋼絲繩間張力偏差使得曳引輪磨損不均，其中一根鋼絲繩已深陷在輪槽里，導致曳引力不足。

圖3

2. 轎廂過度裝修導致曳引力不足。在電梯安裝完成后，使用單位為了使電梯更加華麗、美觀，對轎廂進行裝修，例如地板鋪大理石，轎壁包不銹鋼，安裝吊頂、空調等（如圖4所示）。雖然這些裝修使轎廂更加美觀舒適，但自重增加了，有些甚至增加了幾百公斤的重量，導致無法啟動電梯或溜車蹲底，帶來嚴重的安全隱患。

圖4

七、結 語

影響曳引條件的因素有很多，由曳引力失效而導致的事故也經常發生，而且在檢驗過程中，很多人都會因為現場條件缺失或檢驗麻煩而放棄。只有在電梯的日常使用、維修、檢驗過程中對這方面的問題加以重視，確保曳引力充分滿足曳引條件，才能使電梯正常、安全運行。

（支持單位：上海市特種設備監督檢驗技術研究院）