一起电梯曳引能力不足风险分析及对策

一起电梯曳引能力不足风险分析及对策

张建华

广东省特种设备检测研究院东莞检测院 广东东莞 523000

摘要：工业建筑物的高度与日俱增，市场对高速、提升高度曳引式载货电梯的需求日益增大。电梯企业设计出使用高速永磁同步曳引机，通过大曳引比（一般为4:1或6:1），实现相对高的运作速度（一般为0.75-1.00m/s）的同时，保证了载货电梯的额定载重量，从而实现更高的使用效率，满足了高层工业建筑的使用需求。然而，部分研发实力不强，技术薄弱，质量管理水平不高的电梯制造企业，未能实现电梯高速、大额定载重量运作的同时，仍能保证电梯设备的持续安全运作。本文主要探讨一起关于电梯设备自身曳引能力的风险与其防范对策，旨在为业内相关人士提供参考。

关键词：电梯设备；能力不足；曳引能力；风险；实施对策

前言

曳引电梯总体结构当中，设有曳引、电气控制、电力拖动、门、导向、安全保护、轿厢、重量平衡等各个系统，它们分别承担各自不同任务，直接关系着电梯总体的运行安全运作。本则案例的载货电梯，相关制造企业在设计时未对电梯部件和配置进行安全验算或安全裕量预留不足，同时设计中存在导轨偏置的设计，导致电梯在使用一段时间后，频繁出现空载轿厢顶层下行时，不能正常下行的故障，甚至出现轿厢冲顶的情况，出现造成设备损坏和人员伤亡的风险。

一、曳引电梯基本运作原理的概述

提升绳借助主机驱动轮位置绳槽产生摩擦力作用下，持续驱动着电梯运作，钢丝绳挂至曳引轮处，两端分别悬吊轿厢及对重装置。对重和轿厢重量之下，曳引轮双侧钢丝绳有张力产生，使得钢丝绳处于曳引轮槽内部有静压力产生，轮槽和绳相互间就会有曳引力（静摩擦力）产生[1]。电机带动着该曳引轮持续转动过程当中，钢丝绳和曳引轮相互间会有静摩擦力产生，以此驱使着轿厢处于井道内部沿导轨呈上下运动。

二、实例分析电梯设备自身曳引能力的不足风险

（一）设备基本情况

1.设备各项参数情况

2018年11月某电梯公司制造、安装的曳引式载货电梯，型号为THJ3000/1.0—JX.VVVF，额定载荷为3000kg，额定速度为1.0m/s，9层9站10门，提升高度为45.05m，曳引比为4:1，曳引钢丝绳配置为：12mmx7根。

2.设备隐患描述

检验人员现场试验发现：①电梯空载轿厢位于上端站时，以额定速度从静止状态转为往下运作时，曳引机启动并快速运转，而曳引钢丝绳与曳引轮出现相对滑移，曳引钢丝绳在曳引轮上打滑，并出现轿厢越过井道上限位、上极限冲顶，对重蹲底现象，易造成人员被困，电梯轿厢冲顶损坏的安全隐患；②当轿厢内放置对重块的情况下（电梯轿厢内放置总重量为200kg对重块），电梯能正常上下运作，未出现曳引轮“打滑”故障，运作正常[2]。

（二）问题原因与风险分析

1.问题原因

检验人员通过现场检查、试验、查阅电梯安全技术档案和根据GB7588-2003附录M设计计算，发现问题原因如下：①电梯轿厢自身质量过小为1780kg，补偿链过轻规格为1.38kg/m；②电梯曳引钢丝绳的张力最大偏差为71%。

2.原因分析

①在轿厢重量和补偿链质量的影响方面。查阅该电梯设计资料，轿厢自重为1780kg，平衡系数为：0.43，电梯提升高度较高为45.05m，电梯曳引比值大为4：1，设有1根规格为1.38kg/m的补偿链，曳引钢丝绳配置为：12mmx7根，规格为0.499kg/m，随行电缆规格为0.9kg/m。根据以上参数对轿厢空载下行工况的力进行计算：T1=9.8(P+ WB+ WD)/4=4562.98NT2=9.8(L r + Wc + WR)/4 =9431.12N其中：T1、T2分别为曳引轮两侧的轿厢和对重曳引绳中的拉力L--额定载荷质量(kg)；Wc--桥厢质量(kg)；1780kgWR--钢丝绳质量(kg);0.499kg/m X4X45.05mx7=629.438kg；WB --补偿链质量(kg);1.38kg x45.05m=62.169kg；WD –随行电缆质量(kg)；0.9kg/m x45.05m/2=20.27kgg=9.8 N/kg。根据电梯配置和易于在顶层下行时出现曳引钢丝绳在曳引轮上“打滑”的情况进行分析：当轿厢位于顶层时，对重位于井道底部，曳引钢丝绳绝大部分运作到轿厢下方，曳引钢丝绳的重量大部分转移到对重一侧，使对重侧重量增加约630kg。由于该电梯提升高度较高，曳引比大，配置的补偿链只有1根，且补偿链重量较轻为1.38kg/m，轿厢侧重量增加约63kg，不足以弥补曳引轮两侧的曳引钢丝绳的重量差。经过计算对重侧拉力是轿厢侧拉力的2.06倍，导致电梯在顶层下行时曳引力不足，出现空轿厢顶层下行“打滑”冲顶的故障。根据GB7588-2003附录M，经T1/T2≤efα，计算两台电梯在轿厢装载工况、轿厢滞留工况时存在曳引力不足,紧急制动工况符合要求；②在曳引钢丝绳张力调整不均的影响方面。由于提升高度较高，载重不均匀，经过一段时间的运作后，电梯曳引钢丝绳的张力最大偏差为71%。《电梯安装验收规范》（GB/T10060—2011）中第5.5.1.9要求任何一根曳引钢丝绳的张力与所有曳引钢丝绳之张力平均值的偏差均不大于5%。如各钢丝绳受力相差过大，张力大的钢丝绳单根钢丝的张力也大，过重的负担曳引轮和钢丝绳之间的曳引力传递，导致绳槽比压增大，曳引轮加速磨损，直接降低了曳引力。曳引力下降，也是造成“打滑”故障的因素之一。

三、防范对策

（一）积极落实优化设计工作

制造单位应严格按照《电梯制造与安装安全规范》等技术文件要求，在保证安全裕量前提下进行设计，合理增加轿厢自重、选配适当的补偿装置，使电梯曳引能力满足各种工况要求。

（二）日常加强实施维护保养

维护保养人员应按照《电梯维护保养规则》的项目和要求，定期对电梯安全部件进行维护保养、调整，发现与制造有关的安全问题应及时反馈到制造单位，及时对设备进行维修或召回，保证电梯安全运作[3]。

（三）严格落实检验检测

检验机构检验检测人员应严格执行TSG T001-2009《电梯监督检验和定期检验规则-曳引与强制驱动电梯》相关条款的要求，对电梯相关项目进行严格把关。对有特殊设计的电梯应要求制造单位提供相关技术材料进行解析说明。

（四）严格执行制造负责制

电梯监察部门应积极协助使用单位维护自身权益，敦促电梯制造单位履行制造负责制，对故障设备进行维修乃至召回，保证设备使用安全。

四、结语

综上所述，电梯曳引若想能力不足，则势必威胁电梯总体的运行安全，所以，需要结合以往的实践经验，落实优化设计工作，日常落实好维护保养及检验检测方面工作，且严格执行制造负责制，如此才可防范此类问题的出现。

参考文献：

[1] 孙云,刘兵,蔡大鹏.曳引驱动电梯顶部空间不足的原因分析与整改措施[J].中国电梯, 2021(3):14-17.

[2] 刘国斌.电梯曳引能力影响因素的分析[J].电梯工业, 2023(2):

34-35.

[3] 周传林,邓代军.曳引式施工升降机安全风险与预防措施研究[J].中国设备工程, 2022(019):143-145.