一起電梯溜梯故障案例分析

施科益

（寧波市特種設(shè)備檢驗研究院 寧波 315000）

一起電梯溜梯故障案例分析

施科益

（寧波市特種設(shè)備檢驗研究院 寧波 315000）

電梯溜梯會導(dǎo)致電梯出現(xiàn)沖頂、蹲底、在非平層區(qū)停梯等故障，對乘客造成剪切、擠壓、碰撞等嚴重的人身傷害。詳細分析了一起由曳引力不足導(dǎo)致的電梯溜梯故障案例，通過量化計算電梯曳引能力，分析鋼絲繩摩擦系數(shù)和曳引輪繩槽對電梯曳引能力的影響，確定了案例的故障原因為鋼絲繩潤滑過量和曳引輪過度磨損，提出了相關(guān)維護保養(yǎng)措施的建議，以減少此類故障的發(fā)生。

電梯溜梯 曳引能力 過度磨損 鋼絲繩 曳引輪

電梯上高層建筑中最主要的垂直交通工具，它的運行安全至關(guān)重要。近年來，隨著電梯數(shù)量的爆發(fā)式增長，電梯發(fā)生溜梯、困人等故障的現(xiàn)象時有發(fā)生[1]。電梯溜梯故障會導(dǎo)致電梯沖頂、蹲底或剪切乘客等嚴重的電梯事故，對乘客造成剪切、擠壓、碰撞等傷害，直接威脅人身安全。發(fā)生傷害的對象就上那些進出轎廂速度慢的乘客，尤其上對意外事件反應(yīng)較慢的未成年人、婦女、老人。該故障有較高的致死致殘率，近年來隨著在用電梯數(shù)量的劇增，事故絕對數(shù)也急劇增加[2]。中國人民解放軍三零四醫(yī)院電梯溜梯蹲底事故導(dǎo)致5人輕傷，直接經(jīng)濟損失35萬元；華僑大學(xué)電梯溜梯事故造成一名男學(xué)生被夾身亡。

造成電梯溜梯故障發(fā)生的原因較為復(fù)雜，總結(jié)原因主要有曳引力不足、制動力不足、電氣系統(tǒng)故障三個方面[3-6]。其中曳引力不足使得電梯無法滿足最基本的工作條件，導(dǎo)致電梯鋼絲繩在曳引輪上打滑，電梯無法正常運行，造成電梯事故。

本文將對一起由曳引力不足導(dǎo)致的電梯溜梯故障案例進行詳細的理論分析，通過量化計算電梯曳引能力，分析鋼絲繩摩擦系數(shù)和曳引輪繩槽對電梯曳引能力的影響，總結(jié)此案例中電梯曳引力不足的根本原因，提出相關(guān)維護保養(yǎng)措施的建議，以減少此類故障的發(fā)生。

1 案例基本情況

在對一臺曳引驅(qū)動載貨電梯實施定期檢驗過程中發(fā)現(xiàn)，該電梯存在電梯溜梯的故障現(xiàn)象。該電梯為2005年安裝的曳引驅(qū)動載貨電梯，額定載重量為2000kg，額定速度為0.5m/s，層站數(shù)為4/4/4，提升高度為20m，曳引系統(tǒng)采用5根直徑為13mm的鋼絲繩，懸掛比為2:1，曳引機型號為YJ245，繩槽為V型槽，平衡系數(shù)為0.45。

電梯在載貨運行時無故障現(xiàn)象，而空載運行時便出現(xiàn)溜梯現(xiàn)象。電梯在1層平層時正常停梯，當(dāng)電梯運行至4層平層時，電梯正常停止，隨后電梯轎廂向上移動。轎廂地坎離開層門地坎距離為290mm時轎廂停止移動。測試電梯在2樓、3樓層情況，電梯正常停梯，無故障現(xiàn)象。

電梯主機運行正常，制動器動作正常無卡阻，曳引機減速箱油封處漏油嚴重，鋼絲繩表面有大量油污，曳引輪繩槽磨損嚴重，已有半圓型槽出現(xiàn)。電梯4層平層后，制動器動作，制動輪停止轉(zhuǎn)動，鋼絲繩在曳引輪上滑動，一段距離后停止。

2 故障原因分析

電梯正常4層停梯時對重緩沖距為270mm，故障時電梯對重已經(jīng)蹲底，電梯轎廂不再向上移動。該電梯能夠正常信號登記，運行，停梯，門鎖均正常，排除電梯系統(tǒng)故障原因。

觀察故障現(xiàn)象后發(fā)現(xiàn)，電梯制動器工作正常，周圍雖有大量油污，但制動輪表面并沒有油污，且制動閘瓦與制動輪間接觸良好，制動輪已被可靠制停。因此可判斷該電梯制動力正常，排除制動力不足的故障原因。

電梯鋼絲繩上有大量油污，曳引輪繩槽磨損嚴重，繩槽已出現(xiàn)半圓型。通過以上現(xiàn)象初步判斷該電梯由于鋼絲繩過渡潤滑，繩槽與鋼絲繩接觸器形式改變，導(dǎo)致曳引力下降，從而出現(xiàn)溜梯故障。通過計算該電梯曳引力，定量分析電梯溜梯產(chǎn)生的原因。

2.1 曳引力計算公式

曳引力計算應(yīng)滿足以下公式[7]：

用于轎廂裝載和緊急制動工況

用于轎廂滯留工況（對重壓在緩沖期上，曳引機向上方向旋轉(zhuǎn)）

式中：

e——自然對數(shù)的底；

f——鋼絲繩在繩槽中的當(dāng)量摩擦系數(shù)；

α——鋼絲繩在繩輪上的包角；

T1、T2——載有125%額定載荷的轎廂位于最低層站及空轎廂位于最高層站的兩種情況下，曳引輪兩邊的曳引繩中較大靜拉力與較小靜拉力。

當(dāng)量摩擦系數(shù)f根據(jù)曳引輪繩槽有兩種計算方式：

1）帶切口的半圓形繩槽（如圖1所示）當(dāng)量摩擦系數(shù)由式（3）計算：

圖1 帶切口的半圓槽

式中：

β——下部切口角；

γ——槽的角度；

μ——摩擦系數(shù)。

2）V型繩槽（如圖2所示）當(dāng)量摩擦系數(shù)由下式計算：

圖2 V型槽

轎廂裝載和緊急制停的工況：

對于未經(jīng)硬化處理的繩槽，

對于經(jīng)過硬化處理的繩槽，

轎廂滯留的工況：

對于硬化和未硬化處理的槽，

2.2 案例中曳引能力計算分析

本案例中電梯曳引輪為V型繩槽，γ=35o，β=95o，包角α=180o，轎廂重量約為1400kg，懸掛鋼絲繩單位重量為0.585kg/m，繩槽磨損后出現(xiàn)半圓形槽。計算正常情況下該電梯的曳引能力，再計算出現(xiàn)故障時的曳引能力，對比分析故障原因。

正常情況下：

電梯在裝載工況下，μ取0.1，繩槽為V型繩槽，利用式（4）計算當(dāng)量摩擦系數(shù)，得f=0.215，efα=1.965。

式中：

P——轎廂重量；

r——懸掛比；

H——提升高度；

q——鋼絲繩單位重量；

n——鋼絲繩數(shù)目；

Q——額定載重量；

k——平衡系數(shù)。

在轎廂滯留工況，μ取0.2，利用式（6）計算當(dāng)量摩擦系數(shù)，得f=0.665，efα=8.078。

因此，在轎廂裝載和滯留工況下，電梯曳引能力符合要求。

故障情況下：

本案例中鋼絲繩潤滑過量，根據(jù)《機械設(shè)計手冊》μ取0.8，繩槽磨損為半圓形槽，其它繩槽參數(shù)變化忽略，利用式（3）計算當(dāng)量摩擦系數(shù)，得f=0.154，efα=1.622。

當(dāng)轎廂處于頂層時：

因此當(dāng)電梯處于頂層時電梯曳引能力不符合要求，轎廂向上移動。

另外，當(dāng)轎廂內(nèi)裝有貨物時，T2應(yīng)修改為

式中：

ΔP——貨物重量。

當(dāng)轎廂處于底層時：

因此當(dāng)電梯處于底層時電梯曳引能力符合要求，電梯正常停梯。

案例中若該電梯曳引輪未磨損過量，仍為V型繩槽，則利用式（4）計算所得f =0.172，efα=1.717，比較曳引輪磨為半圓形槽的efα=1.622。由此可見曳引輪磨損后曳引能力有一定的下降。匯總以上分析結(jié)果見表1。

表1 曳引力計算分析結(jié)果匯總

由表1可見，本案例中的電梯在正常工況下符合曳引力計算公式。在曳引輪磨損和鋼絲繩過渡潤滑后，轎廂在頂層時出現(xiàn)曳引力不滿足情況，而在底層時仍為正常，這解釋了案例中電梯空載時在底層無故障，在頂層出現(xiàn)故障，而在裝載一定貨物后電梯無故障的現(xiàn)象。

總結(jié)本案例的故障原因主要有以下兩點：1）鋼絲繩過渡潤滑，導(dǎo)致鋼絲繩與曳引輪摩擦系數(shù)減小；2）曳引輪槽磨損，導(dǎo)致曳引輪與鋼絲繩接觸形式變化，減小了曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力。

3 維修措施建議

對于本案例中故障電梯，建議采取如下維修保養(yǎng)措施：

1）清洗鋼絲繩表面油污，若鋼絲繩清洗后仍不能滿足曳引條件，則必須更換同規(guī)格同型號的曳引鋼絲繩；

2）更換曳引輪，曳引輪磨損嚴重，影響電梯正常運行，應(yīng)立即更換同規(guī)格同型號的電梯曳引輪；

3）更換減速箱軸封，該油封處漏油嚴重，隨電梯使用潤滑油可能會甩至制動輪表面，致使制動器失效；

4）在更換鋼絲繩和曳引輪后，應(yīng)進行曳引能力試驗，保證更換部件符合要求；

5）加強日常維護保養(yǎng)，提早發(fā)現(xiàn)故障事故隱患，及時維修，保證電梯正常安全運行。

4 結(jié)論

電梯溜梯故障會導(dǎo)致電梯沖頂、蹲底、非平層區(qū)停梯等故障，造成乘客剪切、墜落等人員傷亡事故，具有突發(fā)、后果嚴重的特點。導(dǎo)致電梯溜梯的原因較多，本文概括總結(jié)有三大類原因，曳引力不足、制動力不足和電氣系統(tǒng)故障。

電梯使用維保單位在電梯的使用過程中，必須加強對電梯的日常檢查，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，避免電梯事故的發(fā)生。

[1] 孔偉．電梯溜梯原因分析及預(yù)防措施[J]．質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督研究，2013， (3)：47-51.

[2] 謝知堅，盧松?。娞堇?、溜梯故障情況分析研究[J]．質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督研究，2014， (5)：27-31+47.

[3] 候磊，李樹文，王宏偉，等．曳引電梯溜梯事故分析[J]．中國特種設(shè)備安全，2009， 25(3)：69-71.

[4] 林吉曙．電梯曳引系統(tǒng)摩擦磨損的分析[J]．成都紡織高等專科學(xué)校學(xué)報，2007，(4)：12-14.

[5] 汪友杰．鋼絲繩的潤滑狀態(tài)對電梯曳引力的影響分析[J]．中國特種設(shè)備安全， 2014，30(8)：29-32.

[6] 章榮建．電梯蹲底和沖頂原因的分析及預(yù)防措施[J]．機電技術(shù)，2009，(2)：95-98.

[7] GB 7588—2003 電梯制造與安裝安全規(guī)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，碩士，工程師，從事特種設(shè)備檢驗工作。

2016-04-06）