一起电梯溜梯故障案例分析

施科益

（宁波市特种设备检验研究院 宁波 315000）

一起电梯溜梯故障案例分析

施科益

（宁波市特种设备检验研究院 宁波 315000）

电梯溜梯会导致电梯出现冲顶、蹲底、在非平层区停梯等故障，对乘客造成剪切、挤压、碰撞等严重的人身伤害。详细分析了一起由曳引力不足导致的电梯溜梯故障案例，通过量化计算电梯曳引能力，分析钢丝绳摩擦系数和曳引轮绳槽对电梯曳引能力的影响，确定了案例的故障原因为钢丝绳润滑过量和曳引轮过度磨损，提出了相关维护保养措施的建议，以减少此类故障的发生。

电梯溜梯 曳引能力 过度磨损 钢丝绳 曳引轮

电梯上高层建筑中最主要的垂直交通工具，它的运行安全至关重要。近年来，随着电梯数量的爆发式增长，电梯发生溜梯、困人等故障的现象时有发生[1]。电梯溜梯故障会导致电梯冲顶、蹲底或剪切乘客等严重的电梯事故，对乘客造成剪切、挤压、碰撞等伤害，直接威胁人身安全。发生伤害的对象就上那些进出轿厢速度慢的乘客，尤其上对意外事件反应较慢的未成年人、妇女、老人。该故障有较高的致死致残率，近年来随着在用电梯数量的剧增，事故绝对数也急剧增加[2]。中国人民解放军三零四医院电梯溜梯蹲底事故导致5人轻伤，直接经济损失35万元；华侨大学电梯溜梯事故造成一名男学生被夹身亡。

造成电梯溜梯故障发生的原因较为复杂，总结原因主要有曳引力不足、制动力不足、电气系统故障三个方面[3-6]。其中曳引力不足使得电梯无法满足最基本的工作条件，导致电梯钢丝绳在曳引轮上打滑，电梯无法正常运行，造成电梯事故。

本文将对一起由曳引力不足导致的电梯溜梯故障案例进行详细的理论分析，通过量化计算电梯曳引能力，分析钢丝绳摩擦系数和曳引轮绳槽对电梯曳引能力的影响，总结此案例中电梯曳引力不足的根本原因，提出相关维护保养措施的建议，以减少此类故障的发生。

1 案例基本情况

在对一台曳引驱动载货电梯实施定期检验过程中发现，该电梯存在电梯溜梯的故障现象。该电梯为2005年安装的曳引驱动载货电梯，额定载重量为2000kg，额定速度为0.5m/s，层站数为4/4/4，提升高度为20m，曳引系统采用5根直径为13mm的钢丝绳，悬挂比为2:1，曳引机型号为YJ245，绳槽为V型槽，平衡系数为0.45。

电梯在载货运行时无故障现象，而空载运行时便出现溜梯现象。电梯在1层平层时正常停梯，当电梯运行至4层平层时，电梯正常停止，随后电梯轿厢向上移动。轿厢地坎离开层门地坎距离为290mm时轿厢停止移动。测试电梯在2楼、3楼层情况，电梯正常停梯，无故障现象。

电梯主机运行正常，制动器动作正常无卡阻，曳引机减速箱油封处漏油严重，钢丝绳表面有大量油污，曳引轮绳槽磨损严重，已有半圆型槽出现。电梯4层平层后，制动器动作，制动轮停止转动，钢丝绳在曳引轮上滑动，一段距离后停止。

2 故障原因分析

电梯正常4层停梯时对重缓冲距为270mm，故障时电梯对重已经蹲底，电梯轿厢不再向上移动。该电梯能够正常信号登记，运行，停梯，门锁均正常，排除电梯系统故障原因。

观察故障现象后发现，电梯制动器工作正常，周围虽有大量油污，但制动轮表面并没有油污，且制动闸瓦与制动轮间接触良好，制动轮已被可靠制停。因此可判断该电梯制动力正常，排除制动力不足的故障原因。

电梯钢丝绳上有大量油污，曳引轮绳槽磨损严重，绳槽已出现半圆型。通过以上现象初步判断该电梯由于钢丝绳过渡润滑，绳槽与钢丝绳接触器形式改变，导致曳引力下降，从而出现溜梯故障。通过计算该电梯曳引力，定量分析电梯溜梯产生的原因。

2.1 曳引力计算公式

曳引力计算应满足以下公式[7]：

用于轿厢装载和紧急制动工况

用于轿厢滞留工况（对重压在缓冲期上，曳引机向上方向旋转）

式中：

e——自然对数的底；

f——钢丝绳在绳槽中的当量摩擦系数；

α——钢丝绳在绳轮上的包角；

T1、T2——载有125%额定载荷的轿厢位于最低层站及空轿厢位于最高层站的两种情况下，曳引轮两边的曳引绳中较大静拉力与较小静拉力。

当量摩擦系数f根据曳引轮绳槽有两种计算方式：

1）带切口的半圆形绳槽（如图1所示）当量摩擦系数由式（3）计算：

图1 带切口的半圆槽

式中：

β——下部切口角；

γ——槽的角度；

μ——摩擦系数。

2）V型绳槽（如图2所示）当量摩擦系数由下式计算：

图2 V型槽

轿厢装载和紧急制停的工况：

对于未经硬化处理的绳槽，

对于经过硬化处理的绳槽，

轿厢滞留的工况：

对于硬化和未硬化处理的槽，

2.2 案例中曳引能力计算分析

本案例中电梯曳引轮为V型绳槽，γ=35o，β=95o，包角α=180o，轿厢重量约为1400kg，悬挂钢丝绳单位重量为0.585kg/m，绳槽磨损后出现半圆形槽。计算正常情况下该电梯的曳引能力，再计算出现故障时的曳引能力，对比分析故障原因。

正常情况下：

电梯在装载工况下，μ取0.1，绳槽为V型绳槽，利用式（4）计算当量摩擦系数，得f=0.215，efα=1.965。

式中：

P——轿厢重量；

r——悬挂比；

H——提升高度；

q——钢丝绳单位重量；

n——钢丝绳数目；

Q——额定载重量；

k——平衡系数。

在轿厢滞留工况，μ取0.2，利用式（6）计算当量摩擦系数，得f=0.665，efα=8.078。

因此，在轿厢装载和滞留工况下，电梯曳引能力符合要求。

故障情况下：

本案例中钢丝绳润滑过量，根据《机械设计手册》μ取0.8，绳槽磨损为半圆形槽，其它绳槽参数变化忽略，利用式（3）计算当量摩擦系数，得f=0.154，efα=1.622。

当轿厢处于顶层时：

因此当电梯处于顶层时电梯曳引能力不符合要求，轿厢向上移动。

另外，当轿厢内装有货物时，T2应修改为

式中：

ΔP——货物重量。

当轿厢处于底层时：

因此当电梯处于底层时电梯曳引能力符合要求，电梯正常停梯。

案例中若该电梯曳引轮未磨损过量，仍为V型绳槽，则利用式（4）计算所得f =0.172，efα=1.717，比较曳引轮磨为半圆形槽的efα=1.622。由此可见曳引轮磨损后曳引能力有一定的下降。汇总以上分析结果见表1。

表1 曳引力计算分析结果汇总

由表1可见，本案例中的电梯在正常工况下符合曳引力计算公式。在曳引轮磨损和钢丝绳过渡润滑后，轿厢在顶层时出现曳引力不满足情况，而在底层时仍为正常，这解释了案例中电梯空载时在底层无故障，在顶层出现故障，而在装载一定货物后电梯无故障的现象。

总结本案例的故障原因主要有以下两点：1）钢丝绳过渡润滑，导致钢丝绳与曳引轮摩擦系数减小；2）曳引轮槽磨损，导致曳引轮与钢丝绳接触形式变化，减小了曳引轮与钢丝绳之间的摩擦力。

3 维修措施建议

对于本案例中故障电梯，建议采取如下维修保养措施：

1）清洗钢丝绳表面油污，若钢丝绳清洗后仍不能满足曳引条件，则必须更换同规格同型号的曳引钢丝绳；

2）更换曳引轮，曳引轮磨损严重，影响电梯正常运行，应立即更换同规格同型号的电梯曳引轮；

3）更换减速箱轴封，该油封处漏油严重，随电梯使用润滑油可能会甩至制动轮表面，致使制动器失效；

4）在更换钢丝绳和曳引轮后，应进行曳引能力试验，保证更换部件符合要求；

5）加强日常维护保养，提早发现故障事故隐患，及时维修，保证电梯正常安全运行。

4 结论

电梯溜梯故障会导致电梯冲顶、蹲底、非平层区停梯等故障，造成乘客剪切、坠落等人员伤亡事故，具有突发、后果严重的特点。导致电梯溜梯的原因较多，本文概括总结有三大类原因，曳引力不足、制动力不足和电气系统故障。

电梯使用维保单位在电梯的使用过程中，必须加强对电梯的日常检查，及时发现故障隐患，避免电梯事故的发生。

[1] 孔伟．电梯溜梯原因分析及预防措施[J]．质量技术监督研究，2013， (3)：47-51.

[2] 谢知坚，卢松俊．电梯困人、溜梯故障情况分析研究[J]．质量技术监督研究，2014， (5)：27-31+47.

[3] 候磊，李树文，王宏伟，等．曳引电梯溜梯事故分析[J]．中国特种设备安全，2009， 25(3)：69-71.

[4] 林吉曙．电梯曳引系统摩擦磨损的分析[J]．成都纺织高等专科学校学报，2007，(4)：12-14.

[5] 汪友杰．钢丝绳的润滑状态对电梯曳引力的影响分析[J]．中国特种设备安全， 2014，30(8)：29-32.

[6] 章荣建．电梯蹲底和冲顶原因的分析及预防措施[J]．机电技术，2009，(2)：95-98.

[7] GB 7588—2003 电梯制造与安装安全规范[S].

Analysis of an Elevator Free Movement Fault Case

Shi Keyi
(Ningbo Special Equipment Inspection Institute Ningbo 315000)

The elevator free movement fault would lead the lift run up or down out of control, the safety gear work unexpected, the car stop at the unsafe district, which always caused severe personal injury to the passengers by cutting, extrusion, and collision. In additional, an elevator free movement fault case was analyzed in detail. The infuence of the wire rope friction coeffcient and the traction rope groove on the elevator traction capacity was studied. The over lubricated in wire rope and excessive were in the traction rope groove were recognized as the fault causes. And several relevant suggestions were offered to prevent such fault from happening.

Elevator free movement Traction capacity Excessive were wire Rope Traction rope groove

X941

B

1673-257X(2017)02-0053-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2017.02.015

施科益(1985～)，男，硕士，工程师，从事特种设备检验工作。

2016-04-06）