保留部件的整梯置換項(xiàng)目設(shè)計(jì)研究

摘 要：已達(dá)到使用年限的老舊電梯，安全性能低，維護(hù)成本高，故障頻發(fā)，能耗高，噪聲大，啟停抖動(dòng)大，舒適感差，且老化嚴(yán)重的設(shè)備也無法通過年檢。若整梯更換舊梯，則土建影響大，成本高?，F(xiàn)通過對現(xiàn)場的勘查，分析了如何在最大程度保留可用部件的基礎(chǔ)上做整梯置換，這樣一來，施工周期短，價(jià)格比整套更換新梯優(yōu)，并能改變電梯現(xiàn)有的運(yùn)行狀況，使其更安全可靠、節(jié)能環(huán)保。

關(guān)鍵詞：舊梯;故障;部分保留;更新改造;整體提升

中圖分類號：TB21;TU857? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）12-0047-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.12.013

0? ? 引言

電梯主要部件在使用8～10年后逐步進(jìn)入損耗失效期，同時(shí)將導(dǎo)致電梯的運(yùn)行性能逐步下降。使用年限在15～20年的電梯，特別是整梯進(jìn)口或主要部件進(jìn)口的電梯，部件停產(chǎn)、進(jìn)口物料交期長等因素造成了電梯備件無法得到及時(shí)供應(yīng)，一旦主要部件損壞將對電梯可靠性造成嚴(yán)重影響，使得電梯運(yùn)行存在巨大的安全隱患，影響大樓的整體運(yùn)作。若整梯更換，則費(fèi)用較高，且土建整改對在用大樓用戶出行影響較大，為此，本文將基于現(xiàn)有市場需求，對保留部件整梯置換的更新改造方案展開討論分析，通過現(xiàn)場勘查、測量、分析計(jì)算，逐步形成模塊化設(shè)計(jì)，在保留原梯有價(jià)值的機(jī)械物料的基礎(chǔ)上，采用既降本又綠色環(huán)保的整梯置換來實(shí)現(xiàn)電梯的升級，提高電梯的各方面性能、外觀以及舒適感，使電梯的運(yùn)行更加安全、舒適、穩(wěn)定，從而提升大樓的競爭能力。

1? ? 傳統(tǒng)的改造方式

傳統(tǒng)改造方式基本都是“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，一般只做到局部地考慮問題與排查，而電梯是由電氣及機(jī)械等多部件組成的垂直交通運(yùn)輸工具，機(jī)械部件老化可能只是帶來外觀上的影響，而電氣部件的問題往往會給電梯造成安全隱患，或許已不符合國標(biāo)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB 7588—2003）的要求。而早期的控制技術(shù)落后也導(dǎo)致了乘梯舒適感差、運(yùn)行效率低等問題。

2? ? 模塊化選擇性保留部件的整梯置換優(yōu)勢

（1）幫助客戶省錢，客戶可以有選擇性地保留有價(jià)值的部件，而不是全部更換。同時(shí)先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用，宏觀上降低了能源的消耗，更是一種節(jié)約。

（2）相對整梯新梯置換可縮短施工周期，不破壞大樓層站樓道的裝潢，避免樓道墻面的修補(bǔ)，揚(yáng)塵少，將因電梯更新對大樓的影響降到最低，可以確?？蛻粼谟么髽莾?nèi)的正常工作和生活。

（3）更新、更先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用，能夠提升在用大樓的商業(yè)價(jià)值，如無接觸信號系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等可使原電梯更安全美觀。

（4）電梯更高效的運(yùn)行、更舒適的用梯環(huán)境、更安全的用梯體驗(yàn)，減少了客戶對電梯的投訴，提高了客戶對電梯的滿意度。

3? ? 電梯模塊化可保留部件介紹及分析

電梯模塊化可保留部件如圖1所示，以下為對應(yīng)此圖的介紹與分析。

（1）廳門：廳門也稱為層門，設(shè)在層站入口，由門套、門扇、門導(dǎo)軌架、地坎、門靴、門鎖裝置、強(qiáng)迫關(guān)門裝置及應(yīng)急開鎖裝置組成。更換原梯的廳門、門套、地坎，與其相連接的裝潢會損壞，復(fù)原價(jià)格高，有時(shí)甚至難以復(fù)原。

（2）門套：這里的門套指廳門門套，廳門門套與大樓層站的裝潢是緊密相連的，其多為不銹鋼及噴漆鋼板等材質(zhì)，一般與大樓裝潢風(fēng)格統(tǒng)一。如能保留可避免大樓層站候梯廳的原有裝潢受到破壞，免去重新裝潢的費(fèi)用及新舊材料對接和色差度無法匹配的問題。

（3）地坎：這里的地坎指廳門地坎，是廳門的輔助導(dǎo)向部件，其與門導(dǎo)軌和門滑輪一同配合，使廳門的上下端均受到導(dǎo)向和限位，確保在廳門運(yùn)行過程中導(dǎo)靴順著地坎槽滑動(dòng)。廳門地坎是和大樓廳站地面持平且相連接的，如拆除可能會破壞地面裝潢，而保留則可避免地坎托架需要打孔而產(chǎn)生的噪聲以及不必要的能源消耗。

（4）轎廂導(dǎo)軌：轎廂導(dǎo)軌是轎廂沿垂直方向運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向，限制了轎廂在水平方向的移動(dòng)[1]。

（5）對重導(dǎo)軌：對重導(dǎo)軌是對重裝置沿垂直方向運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向，限制了對重框在水平方向的移動(dòng)[1]。

導(dǎo)軌是起導(dǎo)向作用的，能確保轎廂和對重沿一條直線運(yùn)行，其固定在井道壁上，同時(shí)導(dǎo)軌還要承受轎廂的偏重力、電梯制動(dòng)時(shí)造成的沖擊力、安全鉗通過夾緊導(dǎo)軌制停轎廂的沖擊力。這些力的大小與電梯的載重和速度有關(guān)，因此都是根據(jù)電梯的載重和速度來確定導(dǎo)軌規(guī)格參數(shù)的。導(dǎo)軌一般是通過機(jī)械加工或冷軋加工方式制作，電梯中使用的都是T型導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌具有較好的抗彎性能及可加工性。導(dǎo)軌作為機(jī)械加工件通用性很強(qiáng)，目前電梯上廣泛使用的T型導(dǎo)軌是國際標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的導(dǎo)軌。因拆除并重新安裝導(dǎo)軌將造成噪聲與異味，施工也會對在用建筑造成影響，故如規(guī)格匹配導(dǎo)軌極具保留價(jià)值。

（6）對重裝置：對重裝置是曳引輪式電梯不可缺少的部分，固定在曳引繩的另一端，運(yùn)行的方向與轎廂相反。它用于平衡轎廂的重量和部分電梯負(fù)載重量，這意味著曳引機(jī)不需要牽引轎廂和負(fù)載的全部重量，減少了電機(jī)功率的損耗。當(dāng)電梯負(fù)載與對重十分匹配時(shí)，還可以減少鋼絲繩與繩輪之間的曳引力，延長鋼絲繩的壽命。因?yàn)檗I廂和對重拉在曳引繩兩端，曳引繩緊壓在曳引輪上，故在曳引輪上有足夠的摩擦力阻止打滑。

對重裝置由對重架、對重塊、導(dǎo)靴、緩沖器撞頭等組成[1]。對重架通常用槽鋼作為主體結(jié)構(gòu)，對重塊通常是鑄鐵或混凝土填充。當(dāng)曳引鋼絲繩繞繩比大于1時(shí)，對重架上設(shè)置有反繩輪。

以上轎廂導(dǎo)軌、對重導(dǎo)軌與廳門門套、地坎等部件都為非直接剛性接觸機(jī)械部件，不易損壞，故在技術(shù)上完全可以留用。

4? ? 案例分析6266A787-E914-4521-BFCF-B3019F14019D

4.1? ? 項(xiàng)目概況

本文將以天津某居民樓項(xiàng)目的外品牌電梯為例進(jìn)行分析討論。該原梯規(guī)格：1 000 kg，1.6 m/s，行程70 m，25層25站，開門尺寸900 mm×2 100 mm（中分），曳引比1：1，原轎廂導(dǎo)軌T127，對重導(dǎo)軌T89后置對重架。因老舊小區(qū)改造由政府出資，預(yù)算有限，出于成本考慮，盡量保留現(xiàn)場狀況良好的電梯部件。

4.2? ? 電梯曳引力計(jì)算及曳引結(jié)構(gòu)

依據(jù)現(xiàn)場勘查工程師測量的井道尺寸，依托此次改造選用的標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)房平臺電梯，在AutoCAD中繪制新的布置圖與原梯規(guī)格進(jìn)行了比對判斷，確認(rèn)了原實(shí)心的T127轎廂導(dǎo)軌及同為實(shí)心導(dǎo)軌的對重導(dǎo)軌規(guī)格大于等于標(biāo)準(zhǔn)平臺所用導(dǎo)軌，故可以保留。但新的有機(jī)房平臺電梯曳引比都是2：1，原梯是1：1的曳引比。考慮既然能保留對重導(dǎo)軌，是否也可能將對重架一并做保留？為此需要先做曳引力的核算比對。

通過測量對重塊的外形尺寸，核算了數(shù)量，從相關(guān)資料可以了解到：

G對=K+Ψ平Q

式中：G對為對重總重量（kg）;K為轎廂總重量（kg）;Q為轎廂額定載重（kg）;Ψ平為平衡系數(shù)（取0.4～0.5）。

因無法將整個(gè)轎廂稱重，只有通過核算所用對重塊的重量來推算轎廂的重量K，以便選擇合適的曳引機(jī)來拖動(dòng)。

公司現(xiàn)有的馬達(dá)適用范圍較廣，需依據(jù)電梯的基本參數(shù)，如載重、速度、行程、曳引比、補(bǔ)償類型、加速度等值先確定大類，再在此類別中核算G1值（轎廂側(cè)最大加速重量）。G1值的計(jì)算公式如下：

G1=K+Q+T+r×mSR++mCR

式中：K為轎廂自重（kg）;Q為電梯額定載重（kg）;T為吊架、安全鉗等的總重量（kg）;H為電梯行程（m）;r為曳引比（1：1=1、2：1=2、4：1=4）;mSR為每米曳引鋼絲繩的重量（kg/m）;mTR為每米隨行電纜的重量（kg/m）;mCR為每米補(bǔ)償鋼絲繩/鏈的重量（kg/m）。

依據(jù)計(jì)算該項(xiàng)目的G1=2 283 kg，可初步確定馬達(dá)的型號如表1所示。

從表1可得出最終曳引比需從原梯的1：1更改為2：1，曳引比結(jié)構(gòu)的差異如圖2所示。曳引比也可稱為速度比，指電梯曳引繩的線速度與電梯的轎廂運(yùn)動(dòng)速度之比，若電梯曳引繩的線速度等于電梯轎廂的運(yùn)動(dòng)速度，即為1：1;若電梯曳引繩的線速度等于電梯轎廂運(yùn)動(dòng)速度的兩倍，即為2：1。所以，可通過改變曳引力對速度的比率來影響電梯的性能。2：1曳引結(jié)構(gòu)，轎廂移動(dòng)只有曳引繩的一半，曳引機(jī)現(xiàn)在只用一半的力來移動(dòng)轎廂，電梯的有效承載能力提高一倍。

綜合成本考慮，因G1是依據(jù)原對重塊重量及電梯額定載重、額定速度等規(guī)格參數(shù)推算而得，故可確認(rèn)采用曳引比2：1的曳引方式，在保留對重實(shí)心導(dǎo)軌的基礎(chǔ)上沿用原對重架及對重塊。但2：1對重架上方需配置新的對重反繩輪，這個(gè)是原梯沒有的。不同曳引比的對重架結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4.3? ? 對重上梁及反繩輪設(shè)計(jì)

為滿足曳引比2：1的傳動(dòng)方式，需依據(jù)曳引力計(jì)算確認(rèn)曳引鋼絲繩及對重反繩輪規(guī)格，各部件重量計(jì)算數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表2所示，以此確認(rèn)了對重反繩輪的最終規(guī)格。

1：1對重及2：1對重的差異在于對重架的上梁，1：1是安裝繩頭組合，2：1是安裝對重反繩輪。為最大程度降低在用大樓現(xiàn)場施工難度，設(shè)計(jì)了基于原對重上梁固定的對重反繩輪組件，整體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

基于原對重上梁尺寸內(nèi)寬160 mm、外寬184 mm、高度200 mm，將圖4中部件10～80做相應(yīng)尺寸調(diào)整，同時(shí)根據(jù)國標(biāo)[2]要求驗(yàn)算，滿足最低頂層高度要求。此方案通過轉(zhuǎn)接安裝方式，可以充分利用原對重架上梁，避免了在用樓現(xiàn)場開孔等安裝方式，更加高效便捷。

4.4? ? 保留原梯廳門的方案設(shè)計(jì)

因樓道的墻面和地面都鋪設(shè)了大理石，且原廳門外觀狀況不錯(cuò)，考慮保留廳門，以最大程度降低對居民生活的影響，避免反復(fù)拆裝廳門以及土建整改對樓道的影響。

對比測量了廳門開關(guān)門時(shí)門鎖輪的動(dòng)作位置關(guān)系。一般門鎖輪有以下兩種動(dòng)作方式：（1）擴(kuò)張型門鎖輪，測量示意如圖5所示;（2）內(nèi)壓型門鎖輪，測量示意如圖6所示。

通過對圖5、圖6的比對，確認(rèn)了現(xiàn)場為內(nèi)壓型控制的門鎖輪結(jié)構(gòu)，如圖7所示，測量數(shù)據(jù)為：C1=70 mm，C2=38 mm，CL=240 mm，LH=130 mm。

故選用相同動(dòng)作方式的公司標(biāo)準(zhǔn)門機(jī)系統(tǒng)，以公司標(biāo)準(zhǔn)門刀及門鎖輪結(jié)構(gòu)尺寸（圖8）為依據(jù)，研究對比門鎖輪運(yùn)動(dòng)范圍及軌跡，依據(jù)現(xiàn)場廳門的門球尺寸調(diào)節(jié)范圍等特別設(shè)計(jì)能驅(qū)動(dòng)原廳門門球的門刀，將相應(yīng)的CL、C1、C2等參數(shù)做對應(yīng)變更，CL從190 mm調(diào)整為240 mm，將壓縮調(diào)節(jié)范圍從77～110 mm調(diào)整為38～70 mm。改造調(diào)整后的門鎖輪結(jié)構(gòu)尺寸如圖9所示。

同時(shí)，依據(jù)廳門地坎尺寸示意圖（圖10）對比了外品牌原梯廳門地坎和公司標(biāo)準(zhǔn)廳門地坎的尺寸差異：現(xiàn)場原梯廳門地坎尺寸為W1=80 mm，W2=52 mm，W3=

14 mm，H1=26 mm，H2=17 mm;公司標(biāo)準(zhǔn)廳門地坎尺寸為W1=55 mm，W2=29 mm，W3=12 mm，H1=25 mm，H2=20 mm。

因國標(biāo)[2]要求，轎廂地坎與層門地坎的水平距離不得大于35 mm，而現(xiàn)場廳門地坎寬度與公司標(biāo)準(zhǔn)地坎差異有25 mm，故對門刀安裝75 mm延伸支架來確保門刀和門球的嚙合量大于門球厚度的一半，保證運(yùn)行強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

通過對門系統(tǒng)的非標(biāo)設(shè)計(jì)處理，保留了所有的廳門，既降本又不擾民，一舉兩得。

5? ? 結(jié)論

綜上所述，根據(jù)現(xiàn)場電梯勘查、測量、分析計(jì)算確定的可保留部件的靈活多樣的整梯置換方案是針對老舊電梯更新推出的一種新的解決方案，能夠避免電梯整體更新對在用大樓土建結(jié)構(gòu)和原有建筑裝潢的破壞。電梯改造是一項(xiàng)較復(fù)雜的工程，涉及設(shè)計(jì)、制造、安裝、維修和使用等各個(gè)環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的失誤都會給電梯的安全運(yùn)行留下隱患。在以前的改造項(xiàng)目中，往往只能做到局部地考慮問題與排查。對于整梯改造項(xiàng)目，必須對需要改造的電梯進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)狀分析，才能擬定較為合理的改造方案;針對需要更換的部件，必須滿足理論計(jì)算;遇到現(xiàn)場技術(shù)問題，考慮與分析需要更加系統(tǒng)與宏觀的眼光和思路，不僅要考慮電梯部件本身的故障因素，還需要探究分析與之相配合部件對其的影響，這樣才能更加有效地去解決問題。

經(jīng)過此次探索，分析了幾種組合的可行性，可形成電梯改造常用保留方案的多種組合，如表3所示。

（1）保留廳門門套和地坎，可避免大樓層站候梯廳的原有裝潢受到破壞，免去重新裝潢的費(fèi)用及新舊材料對接和色差度無法匹配的問題。

（2）保留導(dǎo)軌、門套、地坎等可大幅減少焊接等動(dòng)火作業(yè)，減少施工中的動(dòng)火源，同時(shí)避免產(chǎn)生異味影響大樓的正常運(yùn)營。

（3）保留原有電梯導(dǎo)軌，可避免大量的井道土建整改作業(yè)，大幅縮短施工周期。

（4）保留轎廂、對重導(dǎo)軌及廳門門套、地坎，可避免因安裝導(dǎo)軌支架、地坎托架需要打孔而產(chǎn)生的噪聲以及不必要的能源消耗。

（5）保留轎廂、對重導(dǎo)軌及廳門門套、地坎等部件，可大幅縮短停梯時(shí)間，有利于大樓的正常運(yùn)營。

（6）在保證安全與性能的基礎(chǔ)上，最大限度利用現(xiàn)有設(shè)備，可幫助在用大樓有效減少碳排放。

由此可見，保留部件的整梯置換方案優(yōu)勢明顯，值得推廣。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 朱昌明，洪致育，張惠僑.電梯與自動(dòng)扶梯原理、結(jié)構(gòu)、安裝、測試[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1999.

[2] 電梯制造與安裝安全規(guī)范：GB 7588—2003[S].

收稿日期：2022-03-06

作者簡介：陳潔（1982—），女，江西南昌人，工程師，研究方向：電梯改造。6266A787-E914-4521-BFCF-B3019F14019D