论文部分内容阅读
摘 要：通过分析《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）和《电梯监督检验规程》（国质检锅［2002］1号）对电梯的“可靠制停”的几点要求，文章阐述了制动器的制动能力和曳引机的曳引能力是影响电梯“可靠制停”的两个因素，并提出了相关的试验和验算方法。
关键词：电梯；可靠制停
中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0018－02
在现代社会中，人们对作为垂直交通工具的电梯已习以为常，且越来越依赖它，人们使用电梯的机会与频率也越来越高。电梯是一种危险性较大的特种设备，电梯在给人们节省时间和体力的同时，也不可避免地带来了一定的风险。为了把这种风险降到最低，多年来人们一直对电梯的安全性进行摸索，使它的安全保障措施日趋完善，设法使电梯成为绿色通道，强调电梯更舒适、更安全地为生产和生活服务。
像任何交通工具一样，电梯是一种繁忙的交通工具，其起制动、正反转非常频繁，因而电梯在使用过程中停电或故障情况下的可靠制停显得十分重要。我国国家标准《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）和《电梯监督检验规程》对电梯的安全提出了严格的要求。其中，《电梯监督检验规程》中电梯监督检验内容要求对“可靠制停”方面有以下要求：“电梯轿厢在行程上部空载以正常运行速度上行，及在行程下部范围承载125%额定载荷以正常运行速度下行，切断电动机与制动器供电，轿厢应被可靠制停且无明显变形和损坏”；“当轿厢面积不能限制载荷超过额定值时，需要150%额定载荷做曳引静载检查，历时10 min，曳引绳无打滑现象”。这些要求分别与制动器的制动能力、曳引机曳引能力有关。在监督检验过程中进行断电试验时，轿厢不可能即时制停，都会沿运行方向滑移一定的距离，这是允许的，但滑移多大的距离才符合安全标准“可靠制停”的要求呢？在做曳引静载检查时，对超面积电梯又应如何处理呢？下面笔者分别从制动器的制动能力和曳引机的曳引能力两方面作一分析，仅供检验人员参考。
1 制动器的制动能力
制动器是电梯重要的安全装置，它的安全、可靠是保证电梯安全运行的重要因素之一。制动器的作用可以归纳为以下两条：①能够使运行中的电梯在切断电源时自动把轿厢制停。②电梯停止运行时，制动器应能保证在125%的额定载荷情况下，使轿厢保持静止，位置不变。我国《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）中第12.4.2.1条关于制动系统的要求是：“当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。在上述情况下，轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度”。对于渐进式安全钳，标准规定其制动时的平均减速度应为0.2～1.0 gn（见GB7588－2003中9.8.4）。而对于非线性蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器，轿厢冲击缓冲器时，缓冲器作用期间的平均减速度不应大于1 gn（见GB7588－2003中10.4.3.3 a）。而同时GB7588－2003中附录M规定，对紧急制动工况的任何情况下，轿厢的减速度不应小于下面数值：①对于正常情况，为0.5 m/s2；②对于使用了减行程缓冲器的情况，为0.8 m/s2。因此，可理解为制动器作用时轿厢的减速度为a，且0.5（或0.8）≤a≤1 gn。
制动时轿厢的减速度的大小取决于制动器的制动力的大小，制动力大则减速度大，电梯曳引机上制动器的制动力是可以根据制动时轿厢的减速度的大小来调节的。在检验时，为了方便检验，应在电梯轿厢载有125%额定载荷并以额定速度在低层向下运行最不利工况时，切断制动器及曳引机电源，查看轿厢制停的情况，然后通过测量轿厢的制停距离来确定制动器的制动力是否调节适当，从而确定电梯能否达到可靠制停的要求。如某台电梯的额定速度是1.5 m/s，正常情况下，根据轿厢的制动减速度a（0.5≤a≤1 gn）的要求，按如下计算：
（1）计算出最大制动时间t：
∵a＝（V0－Vt）/t
∴t＝（V0－Vt）/a＝（1.5－0）÷0.5＝3（s）
∴制动时间应不大于3 s
（2）计算出最小制动时间t：
∵a＝（V0－Vt）/t
∴t＝（V0－Vt）/a＝（1.5－0）÷9.8≈0.15（s）
∴制动时间应不小于0.15 s
（3）计算出最大制停距离s：
∵s＝V0t＋1/2at2＝1.5×3＋1/2×（－0.5）×32＝4.5－2.25＝2.25（m）
∴制停距离应不大于2.25 m
（4）计算出最小制停距离s：
∵s＝V0t＋1/2at2＝1.5×0.15＋1/2×（－9.8）×0.152＝0.225－0.11＝0.115（m）
∴制停距离应不小于0.115 m
（5）由上面计算结果可得出：0.115≤s≤2.25 m，如实际测量到的轿厢的制停距离在0.115～2.25 m之间，则制动力调节适当，符合要求。
2 曳引机曳引能力
曳引能力是曳引机驱动电梯轿厢而达到搭载和运送人或货物的能力，曳引机曳引能力直接关系到电梯轿厢的额定载重量。《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）9.3钢丝绳曳引的要求中明确规定钢丝绳曳引应满足以下三个条件：①轿厢装载至125% 8.2.1或8.2.2规定额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑；②必须保证在任何紧急制动的状态下，不管轿厢内是空载还是满载，其减速度的值不能超过缓冲器（包括减行程的缓冲器）作用时减速度的值；③当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时，应不可能提升空载轿厢。
在上述的三个条件中，①与②项属“可靠制停”方面的具体要求：
（1）轿厢装载至125%额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑。
其中额定载荷是指符合8.2.1条与8.2.2条规定要求。这里涉及到轿厢有效面积，从欧洲标准EN81体系中，除液压梯外，任何电梯均不允许轿厢超面积（即表1规定值及非商用汽车电梯为不小于200 kg/m2要求），然而考虑到以往计算忽视门区凹口处，故允许比表1规定增加5%。此外，《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）对载货电梯其安全受到“有效控制”的条件下允许超出表1中105%值的规定。且对“有效控制”含义作了a，b，c，d，e共5条规定，其中a条规定受力部件（如曳引钢丝绳及端接装置、曳引轮轴、曳引机轮齿、制动器、轿厢及轿架等）有足够强度和刚度，安全钳、缓冲器满足使用要求，钢丝绳与曳引轮之间不打滑。对这些规定，如果作正确理解，即超面积电梯的前提是原上述各方面设计按额定载荷尚有冗余，按实际面积折算的载重量来核算。其受力部件的强度与刚度能通过，且折算的载重量也在安全钳、缓冲器允许范围内，也满足125%静载不打滑，即T1/T2≤efα能通过，也就是说，在满足上述条件下，有限范围内的超面积，再通过b，c，d，e条（b，超载装置。c，可见位置标明载重量。d，轻质物装满厢不超载。e，有专职司机限人进入）补充安全规定则是允许的。这里要提出注意的是安全钳、缓冲器与不打滑条件是在一定范围内满足要求，难以满足额定载重量（即b，c，d，e条规定要求）又满足较大实际面积折算的载重量，为此大量的超面积是不允许的，例如3 t货梯轿厢面积比5 t货梯轿厢面积还大是肯定不行的。乘客电梯应注意到除最大有效面积外还有最小面积限制。轿厢装载工况是指T1/T2的静态比值，这时应按125%额定载荷来考虑最不利工况计算。通常是在最低层工况，这时用125%额载则不必计入起制动加减速度的影响。
（2）必须保证在任何紧急制动状态下，不管轿厢内是空载还是满载，其减速度的值不能超过缓冲器作用时减速度的值。
对于非线性蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器，轿厢冲击缓冲器时，缓冲器作用期间的平均减速度不应大于1 gn（见GB7588－2003中10.4.3.3 a）。而同时GB7588－2003中附录M规定，对紧急制动工况的任何情况下，轿厢的减速度不应小于下面数值：①对于正常情况，为0.5 m/s2；②对于使用了减行程缓冲器的情况，为0.8 m/s2。因此，可理解为在紧急制动时轿厢的减速度为a，且0.5（或0.8）≤a≤1 gn。
紧急制动工况中，空载在顶层区上行急停工况和满载在低层区下行急停工况为最不利工况。在监督检验进行该项试验时，因为是采用突然断电的方式进行试验，如果制动器制动力较大，曳引机被制停的时间较短，则轿厢的减速度就会偏大，势必会引起急停滑移，即曳引钢丝绳在曳引轮槽上打滑。那么，对于这种情况，究竟轿厢的滑移距离在什么范围才符合“可靠制停”的要求呢？根据轿厢的减速度的值不小于0.5 m/s2（或0.8 m/s2）且不大于1 gn的规定，在正常情况下，以额定速度为1.5 m/s的电梯为例，可以按如下方法计算：
（1）计算出允许的最大滑移时间t：
∵a＝（V0－Vt）/t；
∴t＝（V0－Vt）/a＝（1.5－0）÷0.5＝3（s）；
∴滑移时间应不大于3 s。
（2）计算出允许的最短滑移时间t：
∵a＝（V0－Vt）/t；
∴t＝（V0－Vt）/a＝（1.5－0）÷9.8≈0.15（s）；
∴滑移时间应不小于0.15 s。
（3）计算出最大滑移距离s：
∵s＝V0t＋1/2at2＝1.5×3＋1/2×（－0.5）×32＝4.5－2.25＝2.25（m）；
∴滑移距离应不大于2.25 m。
（4）计算出最小滑移距离s：
∵s＝V0t＋1/2at2＝1.5×0.15＋1/2×（－9.8）×0.152＝0.225－0.11＝0.115（m）；
∴滑移距离应不小于0.115 m。
（5）由上面计算结果可得出：0.115≤s≤2.25 m，如实际测量到的轿厢的滑移距离在0.115～2.25 m之间，则符合“可靠制停”的要求。
在实际检验中，一般在紧急制动试验中将制动器的制动能力和曳引机曳引能力两者结合在一起进行分析，因为每一次的断电紧急制停，既包括制动器的制动性能，也包括曳引机曳引能力这两个因素共同起作用，轿厢的制停距离是制动装置滑行量与钢丝绳在曳引轮上的打滑量的总和，这个总和的量应在最大滑移（或制停）距离和最小滑移（或制停）距离之间。因此，在实际检验中，根据电梯的额定速度，按上述方法计算出最大滑移（或制停）距离和最小滑移（或制停）距离，只要实测出轿厢的制停距离在最大滑移（或制停）距离和最小滑移（或制停）距离之间，就可以确定制动能力和曳引机曳引能力正常，电梯符合“可靠制停”的要求。
经过上述分析，电梯的“可靠制停”是电梯日常使用过程中一项非常重要的安全要求，在电梯监督检验过程中进行“可靠制停”试验，是电梯监督检验的必要环节，也是确保电梯“可靠制停”的主要手段，因而正确的试验和验算方法是关键。本文观点是笔者的一些工作和学习体会，仅供各界同行参考，错误和不妥之处，欢迎批评指正。
参考文献
1 《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）
2 《电梯监督检验规程》国质检锅［2002］1号
Traction－type Elevator of “reliable system to stop,” Reflections on Trial
Chen Xiaoyu
Abstract: By analyzing the “elevator manufacturing and installation of the safety standards”（GB7588－2003）and “Elevator Inspection procedures”（National Quality pot [2002] No. 1）on the elevator, “a reliable system to stop” several requests, the article describes the brake power and brake traction machine elevator traction affect the ability of “reliable system to stop,” the two factors, and made the relevant tests and checking methods.
Key words: elevator; reliable system to stop
关键词：电梯；可靠制停
中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0018－02
在现代社会中，人们对作为垂直交通工具的电梯已习以为常，且越来越依赖它，人们使用电梯的机会与频率也越来越高。电梯是一种危险性较大的特种设备，电梯在给人们节省时间和体力的同时，也不可避免地带来了一定的风险。为了把这种风险降到最低，多年来人们一直对电梯的安全性进行摸索，使它的安全保障措施日趋完善，设法使电梯成为绿色通道，强调电梯更舒适、更安全地为生产和生活服务。
像任何交通工具一样，电梯是一种繁忙的交通工具，其起制动、正反转非常频繁，因而电梯在使用过程中停电或故障情况下的可靠制停显得十分重要。我国国家标准《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）和《电梯监督检验规程》对电梯的安全提出了严格的要求。其中，《电梯监督检验规程》中电梯监督检验内容要求对“可靠制停”方面有以下要求：“电梯轿厢在行程上部空载以正常运行速度上行，及在行程下部范围承载125%额定载荷以正常运行速度下行，切断电动机与制动器供电，轿厢应被可靠制停且无明显变形和损坏”；“当轿厢面积不能限制载荷超过额定值时，需要150%额定载荷做曳引静载检查，历时10 min，曳引绳无打滑现象”。这些要求分别与制动器的制动能力、曳引机曳引能力有关。在监督检验过程中进行断电试验时，轿厢不可能即时制停，都会沿运行方向滑移一定的距离，这是允许的，但滑移多大的距离才符合安全标准“可靠制停”的要求呢？在做曳引静载检查时，对超面积电梯又应如何处理呢？下面笔者分别从制动器的制动能力和曳引机的曳引能力两方面作一分析，仅供检验人员参考。
1 制动器的制动能力
制动器是电梯重要的安全装置，它的安全、可靠是保证电梯安全运行的重要因素之一。制动器的作用可以归纳为以下两条：①能够使运行中的电梯在切断电源时自动把轿厢制停。②电梯停止运行时，制动器应能保证在125%的额定载荷情况下，使轿厢保持静止，位置不变。我国《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）中第12.4.2.1条关于制动系统的要求是：“当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。在上述情况下，轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度”。对于渐进式安全钳，标准规定其制动时的平均减速度应为0.2～1.0 gn（见GB7588－2003中9.8.4）。而对于非线性蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器，轿厢冲击缓冲器时，缓冲器作用期间的平均减速度不应大于1 gn（见GB7588－2003中10.4.3.3 a）。而同时GB7588－2003中附录M规定，对紧急制动工况的任何情况下，轿厢的减速度不应小于下面数值：①对于正常情况，为0.5 m/s2；②对于使用了减行程缓冲器的情况，为0.8 m/s2。因此，可理解为制动器作用时轿厢的减速度为a，且0.5（或0.8）≤a≤1 gn。
制动时轿厢的减速度的大小取决于制动器的制动力的大小，制动力大则减速度大，电梯曳引机上制动器的制动力是可以根据制动时轿厢的减速度的大小来调节的。在检验时，为了方便检验，应在电梯轿厢载有125%额定载荷并以额定速度在低层向下运行最不利工况时，切断制动器及曳引机电源，查看轿厢制停的情况，然后通过测量轿厢的制停距离来确定制动器的制动力是否调节适当，从而确定电梯能否达到可靠制停的要求。如某台电梯的额定速度是1.5 m/s，正常情况下，根据轿厢的制动减速度a（0.5≤a≤1 gn）的要求，按如下计算：
（1）计算出最大制动时间t：
∵a＝（V0－Vt）/t
∴t＝（V0－Vt）/a＝（1.5－0）÷0.5＝3（s）
∴制动时间应不大于3 s
（2）计算出最小制动时间t：
∵a＝（V0－Vt）/t
∴t＝（V0－Vt）/a＝（1.5－0）÷9.8≈0.15（s）
∴制动时间应不小于0.15 s
（3）计算出最大制停距离s：
∵s＝V0t＋1/2at2＝1.5×3＋1/2×（－0.5）×32＝4.5－2.25＝2.25（m）
∴制停距离应不大于2.25 m
（4）计算出最小制停距离s：
∵s＝V0t＋1/2at2＝1.5×0.15＋1/2×（－9.8）×0.152＝0.225－0.11＝0.115（m）
∴制停距离应不小于0.115 m
（5）由上面计算结果可得出：0.115≤s≤2.25 m，如实际测量到的轿厢的制停距离在0.115～2.25 m之间，则制动力调节适当，符合要求。
2 曳引机曳引能力
曳引能力是曳引机驱动电梯轿厢而达到搭载和运送人或货物的能力，曳引机曳引能力直接关系到电梯轿厢的额定载重量。《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）9.3钢丝绳曳引的要求中明确规定钢丝绳曳引应满足以下三个条件：①轿厢装载至125% 8.2.1或8.2.2规定额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑；②必须保证在任何紧急制动的状态下，不管轿厢内是空载还是满载，其减速度的值不能超过缓冲器（包括减行程的缓冲器）作用时减速度的值；③当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时，应不可能提升空载轿厢。
在上述的三个条件中，①与②项属“可靠制停”方面的具体要求：
（1）轿厢装载至125%额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑。
其中额定载荷是指符合8.2.1条与8.2.2条规定要求。这里涉及到轿厢有效面积，从欧洲标准EN81体系中，除液压梯外，任何电梯均不允许轿厢超面积（即表1规定值及非商用汽车电梯为不小于200 kg/m2要求），然而考虑到以往计算忽视门区凹口处，故允许比表1规定增加5%。此外，《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）对载货电梯其安全受到“有效控制”的条件下允许超出表1中105%值的规定。且对“有效控制”含义作了a，b，c，d，e共5条规定，其中a条规定受力部件（如曳引钢丝绳及端接装置、曳引轮轴、曳引机轮齿、制动器、轿厢及轿架等）有足够强度和刚度，安全钳、缓冲器满足使用要求，钢丝绳与曳引轮之间不打滑。对这些规定，如果作正确理解，即超面积电梯的前提是原上述各方面设计按额定载荷尚有冗余，按实际面积折算的载重量来核算。其受力部件的强度与刚度能通过，且折算的载重量也在安全钳、缓冲器允许范围内，也满足125%静载不打滑，即T1/T2≤efα能通过，也就是说，在满足上述条件下，有限范围内的超面积，再通过b，c，d，e条（b，超载装置。c，可见位置标明载重量。d，轻质物装满厢不超载。e，有专职司机限人进入）补充安全规定则是允许的。这里要提出注意的是安全钳、缓冲器与不打滑条件是在一定范围内满足要求，难以满足额定载重量（即b，c，d，e条规定要求）又满足较大实际面积折算的载重量，为此大量的超面积是不允许的，例如3 t货梯轿厢面积比5 t货梯轿厢面积还大是肯定不行的。乘客电梯应注意到除最大有效面积外还有最小面积限制。轿厢装载工况是指T1/T2的静态比值，这时应按125%额定载荷来考虑最不利工况计算。通常是在最低层工况，这时用125%额载则不必计入起制动加减速度的影响。
（2）必须保证在任何紧急制动状态下，不管轿厢内是空载还是满载，其减速度的值不能超过缓冲器作用时减速度的值。
对于非线性蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器，轿厢冲击缓冲器时，缓冲器作用期间的平均减速度不应大于1 gn（见GB7588－2003中10.4.3.3 a）。而同时GB7588－2003中附录M规定，对紧急制动工况的任何情况下，轿厢的减速度不应小于下面数值：①对于正常情况，为0.5 m/s2；②对于使用了减行程缓冲器的情况，为0.8 m/s2。因此，可理解为在紧急制动时轿厢的减速度为a，且0.5（或0.8）≤a≤1 gn。
紧急制动工况中，空载在顶层区上行急停工况和满载在低层区下行急停工况为最不利工况。在监督检验进行该项试验时，因为是采用突然断电的方式进行试验，如果制动器制动力较大，曳引机被制停的时间较短，则轿厢的减速度就会偏大，势必会引起急停滑移，即曳引钢丝绳在曳引轮槽上打滑。那么，对于这种情况，究竟轿厢的滑移距离在什么范围才符合“可靠制停”的要求呢？根据轿厢的减速度的值不小于0.5 m/s2（或0.8 m/s2）且不大于1 gn的规定，在正常情况下，以额定速度为1.5 m/s的电梯为例，可以按如下方法计算：
（1）计算出允许的最大滑移时间t：
∵a＝（V0－Vt）/t；
∴t＝（V0－Vt）/a＝（1.5－0）÷0.5＝3（s）；
∴滑移时间应不大于3 s。
（2）计算出允许的最短滑移时间t：
∵a＝（V0－Vt）/t；
∴t＝（V0－Vt）/a＝（1.5－0）÷9.8≈0.15（s）；
∴滑移时间应不小于0.15 s。
（3）计算出最大滑移距离s：
∵s＝V0t＋1/2at2＝1.5×3＋1/2×（－0.5）×32＝4.5－2.25＝2.25（m）；
∴滑移距离应不大于2.25 m。
（4）计算出最小滑移距离s：
∵s＝V0t＋1/2at2＝1.5×0.15＋1/2×（－9.8）×0.152＝0.225－0.11＝0.115（m）；
∴滑移距离应不小于0.115 m。
（5）由上面计算结果可得出：0.115≤s≤2.25 m，如实际测量到的轿厢的滑移距离在0.115～2.25 m之间，则符合“可靠制停”的要求。
在实际检验中，一般在紧急制动试验中将制动器的制动能力和曳引机曳引能力两者结合在一起进行分析，因为每一次的断电紧急制停，既包括制动器的制动性能，也包括曳引机曳引能力这两个因素共同起作用，轿厢的制停距离是制动装置滑行量与钢丝绳在曳引轮上的打滑量的总和，这个总和的量应在最大滑移（或制停）距离和最小滑移（或制停）距离之间。因此，在实际检验中，根据电梯的额定速度，按上述方法计算出最大滑移（或制停）距离和最小滑移（或制停）距离，只要实测出轿厢的制停距离在最大滑移（或制停）距离和最小滑移（或制停）距离之间，就可以确定制动能力和曳引机曳引能力正常，电梯符合“可靠制停”的要求。
经过上述分析，电梯的“可靠制停”是电梯日常使用过程中一项非常重要的安全要求，在电梯监督检验过程中进行“可靠制停”试验，是电梯监督检验的必要环节，也是确保电梯“可靠制停”的主要手段，因而正确的试验和验算方法是关键。本文观点是笔者的一些工作和学习体会，仅供各界同行参考，错误和不妥之处，欢迎批评指正。
参考文献
1 《电梯制造与安装安全规范》（GB7588－2003）
2 《电梯监督检验规程》国质检锅［2002］1号
Traction－type Elevator of “reliable system to stop,” Reflections on Trial
Chen Xiaoyu
Abstract: By analyzing the “elevator manufacturing and installation of the safety standards”（GB7588－2003）and “Elevator Inspection procedures”（National Quality pot [2002] No. 1）on the elevator, “a reliable system to stop” several requests, the article describes the brake power and brake traction machine elevator traction affect the ability of “reliable system to stop,” the two factors, and made the relevant tests and checking methods.
Key words: elevator; reliable system to stop