一种水砝码电梯载荷试验车的原理与应用研究

赵世军

摘 要：【目的】针对目前电梯载荷试验效率不高、劳动强度大等问题，提出一种更便捷的电梯载荷试验车检测方法。【方法】通过载荷试验车，将水箱、水砝码、进水、回水管路、盘管器、电动机、控制装置等试验设备进行有效整合，从而形成一个完整的检验检测设备。【结果】研究发现，该试验车可对95%以上的在用曳引式乘客、载货电梯开展1.25倍載荷试验，使用水砝码来代替目前电梯检验检测载荷试验中所用的金属砝码，基本上可解决现有电梯载荷试验检验技术中存在的弊端和问题。【结论】电梯载荷试验车的研发及投入，可对检验技术和方法进行改进，具有较高的推广价值和实用意义。

关键词：电梯载荷；试验车；水砝码

中图分类号：TU857      文献标识码：A    文章编号：1003-5168（2023）07-0049-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2023.07.009

Study on the Principle and Application of Elevator Load Test

Experimental Vehicle

ZHAO Shijun

（Shanxi Provincial Inspection and Testing Center，Taiyuan 030012，China）

Abstract：[Purposes]Aiming at the problems of low efficiency and high labor intensity of elevator load test， a more convenient detection method of elevator load test vehicle is proposed. [Methods] Through the load test vehicle， the water tank， water weight， water inlet， return water pipeline， coil， motor， control device and other test equipment were effectively integrated to form a complete inspection and testing equipment. [Findings]The study found that the test vehicle can carry out 1.25 times load test on more than 95 % of the traction passengers and cargo elevators in use， and use water weights to replace the metal weights used in the current elevator inspection and detection load test， which can basically solve the drawbacks and problems existing in the existing elevator load test inspection technology. [Conclusions] The development and investment of the elevator load test vehicle can improve the inspection technology and method， and has high popularization value and practical significance.

Keywords： elevator load;experimental car;water weights

0 引言

随着我国的经济的高速发展，电梯作为一种非常便捷的乘用工具，已广泛应用于医院、商场、超市、学校、住宅等场所中，为人们的工作、生活等提供非常舒适和便捷的乘坐服务。同时，作为电梯制造和使用大国，我国电梯的数量每年以15%～20%的速度持续增长，截至2021年底，全国电梯总保有量已达879.98万台。如何在确保人民生命财产安全的前提下，保障电梯的安全运行和使用，对电梯的设计、制造、检验、安装、改造、使用、维护保养、安全检查等部门提出更高的要求。

原国家质量检验检疫总局于2017年6月公布质检总局办公厅关于实施《电梯监督检验和定期检验规则》等6个安全技术规范第2号修改单若干问题的通知（质检办特〔2017〕868号），要求自2017年10月1日起，对安装监督检验合格使用5 a及以上的曳引与强制式乘客电梯、消防员电梯，按照新版检规中 “制动试验”项目的要求进行定期检验。《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）第二号修改单中增加了8.13制动试验A（B）：“轿厢装载125%额定载重量，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”。检验方法为监督检验，由施工单位进行试验，检验人员要现场观察、确认。定期检验由维护保养单位每5 a进行一次试验，检验人员要现场观察、确认。

制动试验的主要目的是检验电梯曳引系统的承载能力和安全性，验证电力拖动系统（曳引机的制动能力、供电、调速）和电气控制系统（电气控制能力）的可靠性，以及轿厢（轿厢架、轿厢体）系统和导向系统（导轨、导轨架）的稳定性。该试验是一项非常重要和必要的检验项目。

在测量过程中，给轿厢分别加载额定载重量的30%、40%、45%、50%、60%的重量，进行上、下全程运行。确定电梯平衡系数在0.40～0.50，或符合制造单位的设计值，并加载至125%额定载荷。

目前，国内大部分检验检测机构在对电梯进行1.25倍载荷试验中，基本上使用的是金属砝码，重量为20 kg/块、25 kg/块，即载重量为1 000 kg的电梯，需要砝码分别为62.5块、50块。在试验过程中需要人工搬运大量的金属砝码，对工作人员来说不仅工作量大，在装载砝码时，因金属制的砝码比较坚硬粗糙，其通常在轿厢内堆叠摆放，容易对被测电梯轿厢造成损伤和刮蹭。如果砝码摆放不当，在电梯试运行过程中还会出现砝码跌落的情况，导致轿厢壁损坏和人员触碰事故的发生，为电梯载荷试验埋下安全隐患。

当一套金属砝码长期使用后，因多次搬运磨损而导致砝码的质量减小，达不到标定的重量，磨损累加后会造成电梯平衡系数试验与125%载荷试验结果不准确，导致电梯平衡系数变低，对电梯的安全运营造成威胁，甚至发生电梯蹲底等事故。

作为电梯的专业检验检测机构，在开展相关制动试验时发现，现有的电梯载荷检验法是通过人工来搬运金属砝码的，不仅工作强度高、效率低，且受场地、环境的影响较大，还容易发生人员、设备的安全事故，严重影响载荷试验的进度和工作。《特种设备安全法》第十六条明确指出，国务院负责特种设备安全监督管理的部门应当将允许使用的新材料、新技术、新工艺的有关技术要求，及时纳入到安全技术规范中。《特种设备安全监察条例》第八条指出，国家鼓励推行科学的管理方法，采用先进技术，提高特种设备安全性能和管理水平，增强特种设备生产、使用单位防范事故的能力，对取得显著成绩的单位和个人给予奖励。

传统电梯载荷试验方法存在的问题越来越多，已极大限制电梯检验检测行业的发展，严重影响电梯检验检测的工作质量。不断改进检验检测技术方法是《特种设备安全法》及其他法律、法规、安全技术规范赋予检验检测人员的职责和要求。

本研究提出一种水砝码电梯载荷试验试验车设计方案，旨在解决传统的电梯载荷试验中测量不精确、检测设备运送不方便的问题。即设计出一种以水为主要载荷的装置车，通过对水砝码、水箱、盘管器、流量计、进水、排水管路、自发电设备、声光报警设备、遥控设备等的合理布局，来改进传统检验方法及工具存在弊端。目前，水箱载重量为2 000 kg，可满足95%以上电梯载荷试验的需要。

1 电梯载荷试验车设计原理

1.1 总体设计方案

本研究设计的电梯载荷试验车的底盘上安装有蓄水罐，蓄水罐四周的底盘上固定有水路，水路内连接有水泵，水路的入口与蓄水罐的出口连接在一起。蓄水罐后方还固定有配电箱和用于收纳水管的装置，水管的一端与水路的出口连接在一起。配电箱与水路、用于收纳水管的装置连接在一起。车厢侧面带有卷帘门，用于封闭蓄水罐、水路、配电箱等，车厢后部装有若干个规格完全相同的水砝码。

根据底盘上方所放置的各类试验装置，车的底盘上预留有凹槽、通孔等结构，保证装置稳定安装。通过车辆的底盘将蓄水罐支撑起来，在蓄水罐周围排布水路，并与蓄水罐连接在一起，使整套电梯载荷试验装置在车厢内部布置紧凑，大大节省空间，以便存放更大容量的蓄水罐和更多的水砝码，缩短水路长度，使供水时间明显缩短，提升检测效率。配电箱与水路及用于收纳水管的装置连接在一起，通过自动化的程序设计来控制水路的通断和水管的收放，提高电梯载荷试验装置的智能化程度，能更精准地控制进入水砝码内的水量，降低检测人员的劳动强度。封闭的车厢将蓄水罐水路、配电箱和用于收纳水管的装置覆盖起来，起到保护作用，也使该电梯载荷试验车整体更加美观，卷帘门的设计也方便人员进行操作。

用于收纳水管的装置采用设有两个导管器的卷管器，导管器分别设置在卷管器的左、右两侧。操作人员将该电梯载荷试验车停稳后，根据试验地点的实际情况来选择距离电梯更近的导管器输出水管，使测量过程中的水管布置更加灵活。

用于储存水砝码的支架为矩形框架，该支架固定在车厢后方的底盘上，支架上设有用于固定水砝码的锁紧装置。该支架包括立杆和横梁，锁紧装置与立杆连接，将水砝码固定在该试验车的后部，防止在行驶过程中因晃动而导致水砝码掉落。横梁上装有挂钩，可固定保护层，用防水、防晒材料制成的保护层可遮盖水砝码，防止水砝码的閥门进水，影响测量精度，同时要避免由降水、日晒导致的水砝码腐蚀，提高检测装置的使用寿命。支架上还安装有水砝码的提升装置，包括斜板、提升绳和滑轮组，斜板与放置水砝码的底盘连接在一起，提升绳和滑轮组安装在支架的侧面。在下放或提升水砝码时，提升绳与水砝码连接在一起，在滑轮组的配合下使水砝码沿着斜板运动，便于水砝码的上下搬运，能有效降低操作人员的劳动强度。

水砝码的提升装置还包括弹簧平衡器，其固定连接在水砝码支架的前部。水砝码支架侧面安装有配套的提升架，提升架下方与斜板活动连接，使斜板在竖直方向上运动，从而实现的水砝码提升。

水路还可采用双泵供水系统，即水路还包括第二水泵，第一水泵置于蓄水罐的前方，第二水泵位于蓄水罐后方。在向水砝码中注水时第一水泵工作，在向蓄水罐中回水时第二水泵工作，因此水路分为注水管道和排水管道，并减少每条管道中的元器件，使底盘中部有更大的空间用于放置蓄水罐，且水路更加简单，便于维修保养。

第一水泵和第二水泵的出口处均串联一个流量计。通过流量计能精准测量出水的流量，两个流量计分别计算注水和回水的流量，减少单个流量计的工作次数，延长单个流量计的使用时长，提高电梯检测时水量计算的精确性。

在双泵供水系统的水路中，水泵的出口处并联有卸荷回路，在水泵不工作、管道内没有水时，其用于保护管路，平衡管道内的压力。

蓄水罐上开有入孔，外部装有与之配合的封盖，便于操作人员检查和保养蓄水罐内部，从而保证蓄水罐的使用寿命和内部水质。

1.2 车辆结构

荷载试验车如图1所示。

1.车厢；2.发电机；3.水泵；4.蓄水罐；5.进水管路；

6.回水管路；7.配电箱；8.卷管器；9.水砝码；10.砝码支架。

电梯载荷试验车为厢式货车，侧面的卷帘门用于封闭车厢，底盘上安装有蓄水罐、水路、发电机和卷管器。其中，发电机安置在车厢内的前部，车厢中间的底盘上安装有蓄水罐。

在蓄水罐周围的底盘上布置有水路，水路内设置有水泵，水路的入口与蓄水罐的出口连接在一起。蓄水罐后方设有配电箱和卷管器，卷管器上缠绕着水管，水管的一端与水路的出口连接在一起，该卷管器的左右两侧分别设有一个导管器。操作人员将该电梯载荷试验车停稳后，根据试验地点的实际情况来选择距离电梯更近的导管器输出水管。

在车厢外，可将若干个水砝码放在固定于底盘的支架上。储存水砝码的支架为矩形框架，支架包括立杆和横梁，立杆上设有锁链。立杆上的锁链从侧面缠绕水砝码，使水砝码固定在该试验车的后部位置。横梁上装有用于固定保护层的挂钩，在运输过程中用防水、防晒材料制成的保护层遮盖住水砝码，避免水砝码的精确度和使用寿命受降水、光照等因素的影响。支架的侧面设有水砝码的提升装置，提升装置包括斜板、提升绳和滑轮组，斜板与放置水砝码的底盘连接在一起。小车在行驶过程中，斜板被收进底盘下部，到达搬运水砝码的地点后，斜板向外翻开，使底盘尾部与地面连接，形成斜坡。在下放或提升水砝码时，提升绳与水砝码连接在一起，在滑轮组的配合下使水砝码沿斜板运动，实现对水砝码的上下搬运。将配电箱与发电机、水路的元器件、卷管器连接在一起，用于控制水路的通断和水管的收放，提高电梯载荷试验装置的智能化水平，从而更精准地控制进入水砝码内的水量。

2 电梯载荷试验车的应用

在进行电梯载荷试验时，根据检测电梯所需的重量将相应数量的水砝码搬运下来，启动卷管器，将水管的另一端与水砝码的入水口连接在一起，导出水管的同时，检测人员将水砝码推到待检测的电梯中，配电箱控制打开水路中的阀门，启动水泵从蓄水罐中抽水送到水砝码中。注水过程中要确保流量计能正常工作，达到检测需要的水量后，流量计将信号反馈给配电箱，配电箱控制关闭水路中的各个元器件，停止注水。再将水管和水砝码断开，锁定电梯内部的若干个水砝码，关闭电梯，进行检测工作。

当检测点有不少于一个待检测电梯时，在将一个电梯进行完电梯载荷试验后，打开轿厢门，直接将带水的水砝码推进下一个待检测电梯中，继续进行电梯载荷试验。当所有的電梯检测完毕后，打开轿厢门，将水管与水砝码再次连接，配电箱控制打开水路中的元器件，启动水泵，将水砝码内的水被抽回蓄水罐，流量计检测到抽水完毕后，发送信号给配电箱，关闭水路阀门，并停止水泵工作。操作人员将水管与水砝码断开，启动卷管器将水管收回。再放下提升装置的斜板，把使用过的水砝码搬回该电梯载荷试验车上，并确保安装牢固，即可开车前往下一检测地点。

检测人员要定期检测水路中的元件和配电箱是否正常，并在出发去现场前检测蓄水罐中的水量是否充足、水砝码是否完好。

3 结语

与现有技术相比，该电梯载荷试验车的特点是，在厢式货车内部有整套用水砝码，用于电梯载荷试验检测，蓄水罐置于水路上方，布置紧凑，大大节省车厢内部的空间。配电箱控制水路的通断和卷管器收放水管，使该装置的自动化程度提高，能更精准、快捷地进行电梯载荷试验。收纳功能完善，便于整体移动至不同的检测地点，提高检测效率，降低检测人员的劳动强度。