轿厢装修对电梯安全性能的影响分析

孔维雷

（淮南市特种设备监督检验中心，安徽 淮南 232001）

随着中国经济的飞速发展，高层建筑在国内如雨后春笋般不断涌现，应运而生的电梯正在以突飞猛进的速度增长，电梯正在成为社会生活中不可或缺的垂直运输交通工具走进千家万户。而今，人们已不再单纯满足于电梯的上下楼功能，乘坐电梯时的舒适性和感官享受成为其进一步的追求，由此也使得电梯轿厢装修市场得以蓬勃发展。但由于对电梯轿厢装修的认识及重视程度不足，人们盲目追求乘坐电梯的美好享受，却忽略了装饰材料对电梯安全运行的影响。电梯轿厢装修一般为轿厢地面铺设大理石地板或瓷砖，轿厢壁板增加镜面板、镀金板，轿顶用透光板设置吊顶，轿厢加装空调等。正是这些方面的改变，不可避免地增加了轿厢自重，从而导致电梯安全性能受到影响。

1 轿厢装修对电梯安全性能的影响

1.1 对电梯平衡系数的影响

影响电梯安全运行的因素很多，其中作为曳引式电梯重要性能指标之一的平衡系数至关重要。电梯轿厢侧和对重侧的重量相等是曳引驱动的理想状态，若不考虑曳引绳重量的变化，此时曳引轮两侧曳引绳的张力T1=T2，曳引机只要克服各种摩擦阻力就能轻松运行。但在电梯运行过程中轿厢侧的质量是变量，随着出入人数的变化而变化，而固定的重面对随时变化的轿厢载荷不可能完全平衡其质量。因此，为了电梯的节能与安全提出了平衡系数的概念，即额定载荷及轿厢质量由对重或平衡重平衡的量，按照国家标准《电梯技术条件》（GB/T 10058—2009）3.3.8条规定，曳引式电梯的平衡系数应在0.4～0.5范围内。

电梯平衡系数表达式如下：

式中：P为轿厢自重，kg；W为对重质量，kg；Q为轿厢的额定载荷，kg；K为电梯平衡系数。

电梯在设计、安装、检验合格投入使用之后，轿厢额定载荷Q和对重质量W已经固定，此时若进行电梯轿厢装修，势必增加轿厢自重P。随着P的不断增大，电梯平衡系数K则逐渐减小，而平衡系数过小的电梯，在轿厢上行时使用能耗将增加，在满载运行过程中易发生下行超速，造成溜车或墩底事故。

1.2 对曳引电动机的影响

电梯在设计出厂时，生产厂家会根据整个电梯系统的总重量配备相应功率的曳引电动机。电动机功率的表达式如下：

式中：P为电动机功率，kW；K为电梯平衡系数；Q为额定载重量，kg；V为额定速度，m/s；η为机械传动总效率；i为钢丝绳绕绳倍率。

由式（2）可知，在其他参数不变的情况下，当额定起重量Q增大时，电动机功率P也相应增大。随着电动机功率的增大，电梯的能耗将增加，尤其是轿厢上行时的能耗。如果电梯出厂时电动机功率的余量较小，可能会出现增大的电动机功率超出其设计值的情况，这时候电梯在启动后将会产生倒拉，造成电梯下行超速坠落，继而发生溜梯、墩底等安全事故。此外，由于电动机功率P的不足，整台电梯的驱动部件如接触器、调速器、变频器等的电流容量将不能满足正常运行时的要求，易出现过电流、过电压、过载等一系列电气故障。同时，由于额定起重量Q的增大，曳引轮轮槽的比压也随之增大，加大了曳引轮轮槽磨损和曳引轮、导向轮轮轴受力，降低了钢丝绳安全系数，影响电梯零部件的使用寿命。

1.3 对曳引能力的影响

电梯的驱动有多种方式，主要有曳引式驱动、液压式驱动、强制式驱动等，其中以曳引式驱动应用最为广泛。曳引式驱动的曳引力是由轿厢和对重的重力共同通过曳引绳作用于曳引轮绳槽而产生的。根据《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588—2003）9.3a要求：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。因此，当轿厢在装载工况条件下，装有125%额定载荷在最不利情况时，曳引力必须满足公式（3）。

式中：T1为曳引轮轿厢侧曳引绳拉力，N；T2为曳引轮对重侧曳引绳拉力，N；f为曳引绳曳引轮槽中的当量摩擦系数，与曳引轮的绳槽形状和曳引轮材料等有关；a为曳引绳在曳引轮上的包角。

在T2、f、a不变的情况下，电梯装修使得轿厢自重增加，若轿厢未相应减小额定载荷，则导致T1变大。在轿厢装载和紧急制动工况下，可能使得，引起曳引绳打滑，发生溜梯、墩底等安全事故。

1.4 对制动能力的影响

制动器是电梯重要的安全装置，能够保障电梯运行的安全。在正常运行时，制动器需保证轿厢到站停靠电动机断电后，轿厢能够保持静止状态。在非正常停梯的情况下，则要吸收轿厢运行的动能，使轿厢制停，因此电梯在正常运行过程中，要使轿厢能够可靠制停，则制动器必须要有足够的机械制动力矩。制动器“零速”抱闸制动时，制动力矩等于电梯静力矩。《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》（TSG T7001—2009）8.13制动试验中规定，轿厢装载125%额定载质量，以正常运行速度下行时，切断电动机和制动器供电，制动器应当能够使驱动主机停止运转，试验后轿厢应无明显变形和损坏。此时的电梯静力矩如下：

式中：Q为额定载质量，kg；G为轿厢自重，kg；W为对重质量，kg；i为钢丝绳绕绳倍率；mL为轿厢侧钢丝绳质量，kg；D为曳引轮节圆直径，m；I为减速器传动比；η为机械传动总效率。

由式（4）可知，在其他参数不变的情况下，若轿厢自重增加，相当于额定载质量Q增大，此时电梯静力矩MS也相应增大，电梯易发生平层不准确的现象，制动器的制动衬板也将加大磨损速度。若电梯静力矩超过制动器制动力矩的设计值时，电梯制动时将导致制动器不能可靠制停轿厢，产生溜梯、墩底等安全事故。

1.5 对轿厢顶部空间的影响

电梯轿厢顶部一般包含轿顶检修箱、导轨加油壶、导靴、轿架上梁、反绳轮、门机及其控制盒等部件。如果电梯轿厢在装修时加装空调，空调外机的安装位置则会直接影响到轿顶空间面积。而轿顶空间主要作为检修人员日常维修检查工作的平台，对于有机房电梯而言，轿顶空间本身就不大，一旦加装空调，将大大减少轿顶的维修空间，增加检修作业的难度。同时由于轿顶空调的存在，可能减少轿顶设备与井道顶部的垂直距离，从而不满足《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588—2003）中对电梯顶部空间的要求，增大检修人员人身伤害事故的风险。

1.6 对其他安全部件的影响

电梯在选型设计时，其安全部件如安全钳、缓冲器、上行超速保护装置等都会设定一个最大允许质量。电梯轿厢的装修势必使整个系统的总质量增加，一旦超过了最大允许质量，安全部件将会遭到破坏，失去其作用，无法保障电梯的安全运行。

2 对电梯轿厢装修的建议

2.1 把控源头

新装电梯在招标采购时，提出轿厢的装修计划，由电梯制造单位在设计时予以考虑，在产品技术文件中明确装修的最大允许质量。值得注意的是，不管在装修前还是装修后，必须保证平衡系数符合规定要求。

2.2 对于在用电梯的轿厢装修。

（1）电梯轿厢装修增加了轿厢自重，改变了性能参数，属于改造项目。使用单位在提出装修计划时，应由专业的电梯设计制造厂制定改造方案，并及时报送当地安全监察部门审批确认。改造方案中应对电梯的所有零部件及整机的安全性能重新验算，如曳引机的曳引能力、电动机的输出功率、制动器的制动能力、安全钳和缓冲器的最大允许质量、导轨的弯曲应力及压弯应力、钢丝绳的安全系数等。在轿厢装修改造过程中，应由检验机构按照《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》（TSG T7001—2009）的规定对其进行改造监督检验。在轿厢装修完成后，还应由专业的评估机构对电梯的安全性能进行评估，确定风险等级，适度增加维保频率和维保项目。

（2）电梯轿厢装修虽然增加了自重，但若要保持（P+Q）总量不变，可以相应减少额定载荷。如额定载荷为1000kg的电梯，装修质量为300kg，那么可以把这300kg作为额定载荷，装修后的额定载荷为700kg。需要注意的是，此时电梯超载不能全部依赖电梯称重装置，在额定载荷变化的同时，轿厢面积也应根据《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588—2003）的规定做出相应的改变。此种装修考量虽然符合电梯出厂设计工况要求，满足电梯安全运行条件，但相较装修之前，减小了轿厢面积，必然使其使用率降低，同时轿厢壁板装修也容易封堵通风口，不利于轿厢的通风，装饰材料还存在易燃的安全隐患。而且电梯运行能耗将增加，平衡系数不满足检规要求，因此不建议采用。

3 结束语

目前，电梯轿厢装修已成为一种追求高端奢华的普遍现象，由其引发的安全事故也时有发生。电梯轿厢装修虽然可以提高乘坐时的舒适享受，但不能为了追求豪华舒适而牺牲其安全性能。当轿厢装修使得整个电梯系统超出设计的允许范围时，必须进行相应的计算校验，使其满足技术规范要求。同时，使用单位作为电梯的责任主体应不断完善电梯管理制度，落实安全责任，提高电梯使用安全意识，尽可能减少在用电梯轿厢装修情况的发生。