關(guān)于電梯轎廂意外移動裝置及轎廂意外移動距離的討論

李樺，聞科偉

裝備運行管理

關(guān)于電梯轎廂意外移動裝置及轎廂意外移動距離的討論

李樺，聞科偉

（廣東省特種設(shè)備檢測研究院，廣東佛山528251）

簡要介紹轎廂意外移動保護關(guān)于意外移動距離的相關(guān)要求，并對轎廂意外移動的保護進行階段劃分，在此基礎(chǔ)上，對轎廂意外移動距離的計算方法進行詳細分析介紹。最終通過對計算結(jié)果的判定分析得出在轎廂意外移動保護裝置設(shè)計選型中改進轎廂意外移動距離的方法。

電梯；意外移動；轎廂意外移動距離

轎廂意外移動指電梯轎廂在開鎖區(qū)域內(nèi)且開門狀態(tài)下，無指令離開層站的移動。轎廂意外移動是電梯的一種極其危險狀態(tài)，它可能給進出轎廂過程中的乘客帶來嚴重的傷害后果。如2011年8月廈門湖里區(qū)某小區(qū)電梯轎廂在開門狀態(tài)意外上行，造成兩人墜落井道一死一傷的事故。2013年5月深圳長虹大廈電梯也發(fā)生了類似的失控事故，造成一人被擠壓身亡。

因此，目前國內(nèi)對轎廂意外移動的研究十分重視，2015年7月發(fā)布的國家標準《電梯制造與安裝安全規(guī)范》GB 7588-2003第1號修改單也加入了對于轎廂意外移動保護裝置的相關(guān)設(shè)計要求。

轎廂意外移動保護裝置從硬件上可簡單劃分為檢測控制子系統(tǒng)及制停子系統(tǒng)。以目前作者工作中的了解，發(fā)現(xiàn)有相當部分的電梯的整機生產(chǎn)企業(yè)采取了分別外購的方式來組合轎廂意外移動保護裝置，且已具備了前述硬件的組裝設(shè)計能力。但對于該組裝系統(tǒng)產(chǎn)生的最終保護效果，即意外移動產(chǎn)生后轎廂離開層站的距離是否能夠滿足相關(guān)標準的要求卻沒有對應(yīng)的理論計算的方法，多數(shù)是以實際測量的結(jié)果來驗證，這樣的方式給各類具體項目在不同工況下進行非標設(shè)計造成了不便，且一定程度上埋下了安全隱患。本文將從相關(guān)標準要求出發(fā)來分析轎廂意外移動距離計算的方法，并對電梯設(shè)計中該如何滿足相關(guān)要求進行簡單分析。

1 轎廂意外移動距離的計算

1.1 轎廂意外移動距離的相關(guān)要求

從保持電梯乘客的安全角度出發(fā)，GB7588-2003第1號修改單中關(guān)于轎廂意外移動保護的要求最終所要保證的結(jié)果是在出現(xiàn)轎廂意外移動時，該保護裝置能夠保證轎廂在下列距離內(nèi)制停轎廂（見圖1）.

圖1 轎廂意外移動—向下和向上移動

（1）與檢測到轎廂意外移動的層站的距離不大于1.20 m.

（2）層門地坎與轎廂護腳板最低部分之間的垂直距離不大于0.20 m.

（3）按GB 7588-2003 5.2.1.2設(shè)置井道圍壁時，轎廂地坎與面對轎廂入口的井道壁最低部件之間的距離不大于0.20 m.

（3）轎廂地坎與層門門楣之間或?qū)娱T地坎與轎廂門楣之間的垂直距離不小于1.00 m.

轎廂載有不超過100%額定載重量的任何載荷，在平層位置從靜止開始移動的情況下，均應(yīng)滿足上述值[1，2]。

1.2 轎廂意外移動距離計算

1.2.1 轎廂意外移動階段劃分

為方便分析及計算，轎廂意外移動發(fā)生至轎廂制停前可劃分為3個階段（見圖2），即

Ⅰ.發(fā)生階段T1（即意外移動產(chǎn)生至檢測到意外移動時，不包含電路響應(yīng)時間）。

Ⅱ.檢測及響應(yīng)階段T2+T3（包含檢測和控制電路的響應(yīng)的時間T2及觸發(fā)和制停部件的響應(yīng)時間T3）。

Ⅲ.制停階段T4（制停子系統(tǒng)開始制停轎廂至轎廂完全停止的時間）。

明顯地，階段Ⅰ及階段Ⅱ為移動的加速階段，階段Ⅲ為移動的減速階段。

圖2 轎廂意外移動過程示意圖

1.2.2 轎廂意外移動產(chǎn)生模式

轎廂移動的動力，可以歸為“主動型”，即電力驅(qū)動，及“非主動型”，即重力驅(qū)動。相應(yīng)地，轎廂的意外移動，可以劃分為控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致的失控驅(qū)動及制停系統(tǒng)故障導(dǎo)致的自由溜車。

1.2.3 轎廂意外移動距離的計算

轎廂意外移動距離為意外移動三個階段移動距離的總和，即：

以失控驅(qū)動模式為例，SⅠ+SⅡ為加速階段的移動距離，該加速階段為線性加速，即加速度恒定為aac.對應(yīng)的加速時間為T1+T2.加速度aac由《電梯技術(shù)條件》（GB/T 10058-2009）中相關(guān)規(guī)定取最大值1.5 m/s2[3]，對應(yīng)轎廂平層時，初始速度為0 m/s，故

制動子系統(tǒng)動作時，制動力（或制動力矩）的產(chǎn)生實際情況中應(yīng)是一個短暫的漸近過程。此過程一般不會超過100 ms，為簡化計算，此處將此過程視為瞬時完成的動作。對應(yīng)制動子系統(tǒng)開始動作的時間為t3，轎廂相應(yīng)初始速度為

同理，減速過程為線性減速的過程，計算時考慮最惡劣的工況，即滿載的情況。相應(yīng)減速度為

式中：MBr為制動子系統(tǒng)的額定制動力矩，可在相應(yīng)產(chǎn)品手冊中查得；Ma為重力作用下系統(tǒng)力矩；DT為制動力臂；R為電梯曳引比；JgesAF為滿載系統(tǒng)對曳引機主軸的總等效轉(zhuǎn)動慣量。

其中，JgesAF的計算方法如下：

上述公式中，JP為除曳引輪外旋轉(zhuǎn)部件的等效轉(zhuǎn)動慣量；JLF為直線運動部件的轉(zhuǎn)動慣量；iPcar為轎廂反繩輪數(shù)量；JPcaf為轎廂反繩輪轉(zhuǎn)動慣量；DPcar為轎廂反繩輪直徑；iPcwt為對重反繩輪數(shù)量；JPcwt為對重反繩輪轉(zhuǎn)動慣量；DPcwt為對重反繩輪直徑；JDP為導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動慣量；DDP為導(dǎo)向輪直徑；JPTD為補償裝置張緊輪轉(zhuǎn)動慣量；DDP為補償裝置張緊輪直徑；GMF為直線運動部件的重量，需考慮轎廂、對重、曳引繩及補償繩等；y為曳引輪慣量等效直徑；g為重力加速度；η為滑輪系統(tǒng)效率。

故，減速階段制動距離為

自由溜車模式下轎廂意外移動距離的計算方法與失控驅(qū)動模式相同，只是因產(chǎn)生移動的動力不同而導(dǎo)致加速階段的加速度不同。在此種模式下，加速度的計算如下：

式中，JgesA為系統(tǒng)對曳引機主軸的總等效轉(zhuǎn)動慣量。

為求得最惡劣的工況，該加速度應(yīng)至少考慮轎廂在最低端站滿載下行和轎廂在最高端站空載上行兩種情況，取最大值進行最終結(jié)果的計算。

2 計算結(jié)果的判定與分析

按前述方法進行的計算結(jié)果，最終還應(yīng)依據(jù)1.1中相關(guān)距離的要求進行結(jié)果的判定，分析其條款要求，判定條件可歸為以下幾條：

（1）S總≤1.2 m.

（2）S總-LLS≤0.2 m（轎廂意外下行），或S總-LCS≤0.2 m（轎廂意外上行）。

LLS為廳門地坎高度；LCS為轎門地坎高度。DCH-S總≥1.0 m（轎廂意外下行），或DLH-S總≥1.0 m（轎廂意外上行）（DCH為轎門高度；DLH為廳門高度）。

通過上述計算方法的分析可以得知，制動系統(tǒng)的制動力矩對轎廂意外移動距離影響較大。而諸如門區(qū)碼板長度、檢測及控制系統(tǒng)響應(yīng)時間及制動系統(tǒng)響應(yīng)時間等因素因其它相關(guān)標準的限定及實際硬件設(shè)計生產(chǎn)所達到的水平，對結(jié)果的影響彈性空間較小。故在針對電梯轎廂意外移動裝置的設(shè)計或選用時，應(yīng)尤其注意制動系統(tǒng)的選型，并通過理論驗證其正確性。

[1]EN81-1：1998+A3：2009.Safety Rules for the Construction and Installation of Elevator[S].

[2]GB 7588-2003.電梯制造與安裝安全規(guī)范（含第1號修改單）[S].

[3]GB/T 10058-2009.電梯技術(shù)條件[S].

Discussing About UCMP System of Elevator and Stopping Distance of Unintended Car Movement

LI Hua，WEN Ke-wei
（Guangdong Institute of Special Equipment Inspection and Research，F(xiàn)oshan Guangdong 528251，China）

Briefly introduce relevant requirements on stopping distance of unintended car movement protection system（UCMP）.Divide the UCMP action into phases，based on which analyze and introduce the way of calculating stopping distance of UCMP in detail.And finally find the way to improve stopping distance of UCMP on design.

elevator；lifts；UCMP；stopping distance of UCMP

U211.3

B

1672-545X（2017）07-0172-03

2017-04-11

國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局科技計劃項目（編號2015QK170）

李樺（1984-），男，河南人，本科，機械工程師，主要研究方向為電梯設(shè)計及檢驗檢測技術(shù)。