【特种设备安全知识讲座第32期】电梯曳引力不足令人忧

2017-06-15任昭霖

质量与标准化 2017年3期

文/任昭霖

文/任昭霖

曳引力是电梯设计中最重要的参数之一，也是考量一个电梯安全、舒适及稳定性的重要因素，如果曳引力不足就会发生打滑、溜车等现象，不仅无法满足电梯生产厂家的设计要求，而且容易造成安全事故，给乘客造成极大的心理恐慌。本期讲座邀请上海市特种设备监督检验技术研究院工程师任昭霖，为大家介绍一起电梯曳引力不足案例，通过分析、计算找出导致曳引力失效的原因，并提出了改善电梯曳引能力的措施和建议。

一、关键词点击

1. 电梯曳引力

曳引驱动电梯是由钢丝绳和曳引轮槽之间摩擦而产生曳引力来驱动轿厢上下运动。电梯系统曳引能力应满足在轿厢装载和紧急制停工况中提供足够的曳引力，在轿厢滞留工况中钢丝绳能在曳引轮槽中打滑。

2. 包角

包角是指曳引钢丝绳经过绳槽内所接触的弧度，理论上包角越大，绳与轮的接触面也越大，摩擦力越大，即曳引力也随之增大。

二、案例简介

位于上海市浦东新区沪南公路某公司办公楼内，新安装了一台曳引驱动乘客电梯，初步检验后发现，电梯平衡系数小于40%，并且轿顶“违规”放有4块对重铁。把对重铁放回对重架后，平衡系数调整到符合标准要求的48%。此时，电梯在顶层空载向下运行时钢丝绳相对曳引轮打滑，经确认，轿厢安全钳并未动作，电梯和对重也未被卡阻，初步判断该电梯曳引能力不足。

电梯公司的人坦言，安装完后就发现了打滑现象，核对过电梯出厂的清单和功率配置，都没有问题。技术人员和调试员到现场也未发现具体原因，一度怀疑是对重太重，平衡系数过大引起。为了保证电梯“正常运行”，只能把对重铁放在轿顶上，后续也未进行相应的超满载试验，以为“解决”了问题，却埋下了重大隐患。

三、问题分析

依据GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中9.3钢丝绳曳引力条件要求：

1. 轿厢装载至125%时,在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上行方向旋转时，应不能提升空载轿厢。

为保证电梯有足够的曳引能力就必须满足T1/T2≤efα（T1：轿厢侧的钢丝绳拉力，T2：对重侧的钢丝绳拉力）。电梯的曳引能力与曳引钢丝绳在绳槽中的当量摩擦系数f（取决于绳槽形状、绳槽材料及绳槽的润滑情况）和钢丝绳在曳引轮上的包角α有关。一般电梯在设计制造环节中，制造商已经对电梯的曳引能力作了精确的计算，使出厂电梯的曳引能力能够满足要求。

考虑到新电梯，绳槽和钢丝绳基本没有磨损，当量摩擦系数未发生改变。仔细勘测机房、井道，发现电梯的井道宽度较大（如图1所示），导致曳引轮和导向轮的水平距离D非常大，曳引轮和导向轮中心距的垂直距离H又比较小（如图2所示），造成的结果是，钢丝绳在曳引轮上的包角α非常小，经测量计算，只有115º。这样的“非标”布置和电梯制造公司当初设计的包角必须满足α≥158º有较大出入，由于包角问题比较抽象，也非直接验收项目，在现场勘测、安装、调试、验收环节中容易被忽略。

图1

图2

四、曳引力校核计算

现根据厂家提供的数据，计算得到：

1. 轿厢装载工况条件下的曳引校核计算，即当载有125%额定载荷的轿厢位于最低层站时：

2. 紧急制停工况条件下的曳引校核计算，即当空载的轿厢位于最高层站时：

经上述计算可知，由于钢丝绳在曳引轮上的包角过小，无论是轿厢装载工况条件还是紧急制停工况条件，曳引钢丝绳都会在曳引轮上滑移，不满足曳引能力T1/ T2≤efα要求。

五、改进建议

通过上述曳引条件计算公式可反推得到，此电梯只有当包角大于148º时方能满足曳引力要求。根据此电梯的现场具体情况，采用增加曳引机下方的墩子来抬升曳引机的高度H，使包角增加到160º，并进行轿厢滞留工况曳引力校核：

由计算可得，当包角增加到160º后，在轿厢滞留工况条件下，当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时，不会提升空载轿厢，满足曳引条件。随后在现场进行空载曳引力试验、空载上行制动试验和轿厢装载125%额定载重量下行制动等试验，均符合标准、检规要求。同时考虑到抬升曳引机后会引起对重缓冲距离的增大，适当增加了曳引钢丝绳的长度，以保证最大缓冲距要求。

六、其他曳引力失效分析

1. 钢丝绳和曳引轮磨损。电梯在运动过程中，钢丝绳与绳槽相互作用引起钢丝绳和绳槽的磨损是正常的，但磨损过快，尤其是各绳槽不均匀磨损时，不但会造成电梯的运行不平稳，而且会当量摩擦系数发生变化，导致曳引力不足造成钢丝绳打滑甚至溜梯。如图3所示，由于各钢丝绳间张力偏差使得曳引轮磨损不均，其中一根钢丝绳已深陷在轮槽里，导致曳引力不足。