老旧电梯制动性能分析

老旧电梯制动性能分析（精选十篇）

老旧电梯制动性能分析 篇1

电梯制动器是电梯曳引机的重要组成部分,制动器的功能是在电梯停站时保持电梯轿厢的静止状态,当电梯发生故障时使轿厢能够紧急减速停车并保持其静止状态。电梯事故统计分析表明,在用电梯发生冲顶或蹲底的严重安全事故多数来自于电梯制动器失效[1,2]。GB7588-2003《电梯制造与安装规范》和欧洲标准EN81-1:1998《电梯制造与安装安全规范》构成了电梯行业的安全技术标准,但它们只是规范了电梯整机的安全性标准,并没有电梯制动器的技术条件、性能要求和试验规范等技术标准。目前,国内检验检测技术机构均在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验,此种试验方法的检测设备结构庞大,致使检测人员操作不便,检测参数较少,无法对电梯制动器进行全面客观的试验和评估。

本文通过研究电梯行业的安全标准和与电梯制动器相关的型式试验细则,总结出了电梯制动器的试验工况,并建立了试验工况下制动器的动力学模型。通过对试验工况下制动器动力学模型进行分析,提出了实施电梯制动器性能检测的新方法,并设计了性能检测试验样机。建立了试验样机中加载电机的数学模型,并基于能量补偿方法建立了电机的加载算法。

1 制动器试验工况的建立

通过研究与电梯制动器相关的安全和技术标准以及型式试验细则,得出电梯制动器需要进行如下试验:①静载荷试验。即电梯整机中,平衡系数ψ为0.4~0.5,轿厢加上150%额定载荷下,制动器的可靠性能试验。②125%动载荷试验。即当轿厢载125%额定载荷,并以额定速度v向下运行时,制动器的制动性能试验。③上行超速保护试验。即当空载轿厢以一定速度v0向上运行时,制动器的上行超速保护型式试验[3,4,5,6]。每种试验工况下,都要进行制动距离、制动减速度、制动力矩、摩擦片温升和主轴转速5个参数的测量。

2 制动器试验工况的动力学模型

2.1 曳引电梯系统的模型简化

按照制动器与曳引轮轴之间的连接方式,制动器可分为外抱式制动器和盘式制动器[7]。不论哪种制动器,其在工作的过程中,都受到摩擦力fs和重力fg的作用,其中,摩擦力fs是产生扭矩使曳引轮停转的力,重力fg是由电梯系统引起的作用在制动器上的力,重力fg的作用会最终通过转化为摩擦力的形式体现。因此,对制动器进行受力分析可知,制动器摩擦力产生的扭矩使曳引轮停转,并使电梯停止运行。以外抱式制动器为例,其受力示意图如图1所示。

根据上述分析,不论哪种曳引式电梯系统,最终都可简化为如图2所示的模型,电梯制动器依靠摩擦力使电梯系统停转,基于能量转化原理对制动器制动进行动力学分析可得:电梯制动器工作时,一方面要克服由系统(包括轿厢、对重、载荷和钢丝绳等)在速度v下引起的惯性载荷;另一方面要消耗由系统(包括轿厢、对重、载荷和钢丝绳等)负载引起的偏载载荷。

2.2 静载荷试验时制动器的动力学模型

根据曳引电梯系统的简化模型,电梯整机中,平衡系数ψ为0.4~0.5,轿厢加上150%额定静载荷时,系统简化模型如图3所示。

假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动,易知制动器所承受力矩为

${\rm T}{}_{\text{a}}=\frac{1}{2}D[Q(1.5-\psi )+{\rm H}]$

当考虑曳引比时,得到制动器承受的力矩为

${\rm T}{}_1=\frac{1}{2}D[\frac{Q(1.5-\psi )}{i}+{\rm H}](1)$

式中,D为曳引轮直径;Q为额定载荷;ψ为平衡系数;i为曳引比;H为钢丝绳引起的差重;Q0为电梯轿箱的重量。

2.3 动载荷试验时制动器的动力学模型

当轿厢承受125%额定载荷,并以额定速度v向下运行时,系统的简化模型如图4所示。假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动。

在这种情况下,制动器承受的载荷由两部分构成:偏载载荷和惯量动载荷。偏载是由轿厢、对重和钢丝绳系统的重力引起的。

偏载引起的制动器制动力矩与150%静载下的情况分析相似,因此易知,制动器制动偏载力矩为

${\rm T}{}_{\text{s}}=\frac{1}{2}D[\frac{Q(1.25-\psi )}{i}+\rho gn(R{}_1-R{}_2+2{\displaystyle {\int }_0^{t{}_0}v}\text{d}t)](2)$

式中,ρ为钢丝绳的线密度;n为钢丝绳的根数;R1为初始状态下,轿厢与曳引轮间钢丝绳长度;R2为初始状态下,对重物到曳引轮间钢丝绳长度;g为重力加速度。

惯性载荷是由轿厢、对重和钢丝绳系统的惯性引起的,由刚体力学计算公式[8]及牛顿力学公式得

$\begin{array}{l}\frac{1}{2}({\rm I}{}_{\text{s}}-{\rm I}{}_{\text{z}})\omega {}^2=\frac{1}{2}mv{}^2\\ F=\frac{2Q{}_0+Q(1.25+\psi )}{i}+\\ \rho gn(R{}_1-R{}_2+2{\displaystyle {\int }_0^{t{}_0}v}\text{d}t)\\ m=\frac{F}{g}\\ v=\frac{\omega D}{2i}\end{array}\}(3)$

式中,F为电梯系统(轿箱、对重和钢丝绳)的合力;m为与F相对应的质量;ω为曳引轮的角速度;Is为电梯系统的等效转动惯量;Iz为曳引机系统等旋转部件的等效转动惯量。

由式(3)可得电梯系统的等效转动惯量为

Is=

$\frac{[2Q{}_0+Q(1.25+\psi )+i\rho gn(R{}_1-R{}_2+2{\displaystyle {\int }_0^{t{}_0}v}\text{d}t)]D{}^2}{4gi{}^2}+{\rm I}{}_{\text{z}}(4)$

故进行125%动载荷试验时,电梯制动器制动的惯性力矩为

Tv=Isβ (5)

式中,β为电梯制动器制动时的角减速度。

所以,此种情况下制动器的制动总扭矩为

T2=Ts+Tv

2.4 上行超速保护试验时制动器的动力学模型

当空载轿厢以一定速度v0向上运行,制动器做上行超速保护型式试验时,系统的简化模型如图5所示。假设钢丝绳与曳引轮之间无相对滑动。

在这种情况下,制动器承受的载荷也由两部分构成:偏载载荷和惯量载荷。同2.3节中的分析,可得此种情况下电梯制动器制动的偏载力矩为

${\rm T}{}_{\text{s}1}=\frac{1}{2}D[\frac{Q\psi }{i}+\rho gn(R{}_2-R{}_1+2{\displaystyle {\int }_0^{t{}_0}v}{}_0\text{d}t)](6)$

电梯系统的等效转动惯量为

${\rm I}{}_{\text{s}1}=\frac{[2Q{}_0+Q\psi +i\rho gn(R{}_2-R{}_1+2{\displaystyle {\int }_0^{t{}_0}v}\text{d}t)]D{}^2}{4gi{}^2}+{\rm I}{}_{\text{z}}(7)$

故进行上行超速保护试验时,制动器制动的惯性力矩为

Tv1=Is1β0 (8)

式中,β0为电梯制动器制动时的角减速度。

制动器的制动总力矩为

T3=Ts1+Tv1

3 制动器性能检测方法与试验样机

3.1 制动器的性能检测方法

针对在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在检测参数少、结构庞大、操作不便和检测范围小等缺点,本文通过模拟电梯制动器试验工况下的动力学特性,开发出用于制动器检测的模拟试验机,该试验机能够模拟加载制动器制动操作时的能量状况。图6为模拟试验机的原理框图,试验机加载系统是一种水平放置的旋转加载装置,它能模拟加载制动器试验工况下的能量状况,使制动器满足试验工况下的动力学特性,制动器系统通过制动操作消耗掉加载系统加载的能量。与此同时,装在试验机上的各种传感器进行信号采集,经过信号调理后,采集到的信号经数据线传送到计算机建立测控系统。本文采用一种水平模拟试验机对制动器进行型式试验,该试验样机具有操作方便、结构尺寸小、检测范围大等优点,克服了在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在的缺点。

3.2 性能检测试验样机

制动器的性能检测试验样机如图7所示,它由被测曳引机、制动器系统、加载电机、制动器测控系统、惯性飞轮组、应变式扭矩传感器、光电编码盘和试验台体等组成。

该试验样机采用电机和惯性飞轮组模拟加载的方式,即电梯系统的偏载由加载电机加载,惯性载荷采用飞轮组和电惯量混合加载的方式加载[9,10]。加载电机既要对系统的偏载进行模拟加载,又要对电梯系统的等效转动惯量和惯性飞轮组的惯量级差进行电惯量加载,加载电机的加载效果直接决定着试验样机开发的成败。

3.2.1 加载电机的加载数学模型

钢丝绳重量(小于系统总重量的0.5%)相对于轿厢、对重和载荷的重量可以忽略不计。故由式(1)、式(2)和式(5)可得三种试验工况下,加载电机模拟系统偏载的加载力矩为

$\begin{array}{l}{\rm T}{}_{\text{Ρ}1}=\frac{1}{2}D\frac{Q(1.5-\psi )}{i}(150\%\text{静}\text{载})\\ {\rm T}{}_{\text{Ρ}2}=\frac{1}{2}D\frac{Q(1.25-\psi )}{i}(125\%\text{动}\text{载})\\ {\rm T}{}_{\text{Ρ}3}=\frac{1}{2}D\frac{Q\psi }{i}(\text{上}\text{行}\text{超}\text{速}\text{保}\text{护})\end{array}\}(9)$

由式(9)可知,当确定试验制动器型号后,加载电机模拟系统偏载的加载力矩可计算出,是一个恒定变量。

电梯系统的等效转动惯量与飞轮组的转动惯量之差是由加载电机进行电惯量模拟的,当忽略钢丝绳重量,假设试验样机的基础转动惯量和电梯系统中曳引机等旋转部件的转动惯量Iz相等时,设飞轮组的转动惯量为If。此时由式(4)和式(6)可得三种试验工况下,加载电机加载的电惯量为

$\begin{array}{l}{\rm I}{}_{\text{e}}=0(150\%\text{静}\text{载})\\ {\rm I}{}_{\text{e}}={\rm I}{}_{\text{s}}-{\rm I}{}_{\text{f}}=\\ \frac{[2Q{}_0+Q(1.25+\psi )]D{}^2}{4gi{}^2}-{\rm I}{}_{\text{f}}(125\%\text{动}\text{载})\\ {\rm I}{}_{\text{e}1}={\rm I}{}_{\text{s}}-{\rm I}{}_{\text{f}}=\\ \frac{[2Q{}_0+Q\psi ]D{}^2}{4gi{}^2}-{\rm I}{}_{\text{f}}(\text{上}\text{行}\text{超}\text{速}\text{保}\text{护})\end{array}\}(10)$

Te=Ieβe (11)

式中,βe为电机主轴的角减速度,即电梯制动器制动时的角减速度;Te为电惯量加载的等效力矩。

综合式(5)、式(8)、式(10)和式(11)可得,三种试验工况下电机进行电惯量加载的等效力矩为

$\begin{array}{l}{\rm T}{}_{\text{e}}=0(150\%\text{静}\text{载})\\ {\rm T}{}_{\text{e}}=\frac{{\rm I}{}_{\text{e}}}{{\rm I}{}_{\text{s}}}({\rm T}{}_{\text{s}}-{\rm T}{}_{\text{p}2})={\rm K}({\rm T}{}_{\text{s}}-{\rm T}{}_{\text{p}2})(125\%\text{动}\text{载})\\ {\rm T}{}_{\text{e}1}=\frac{{\rm I}{}_{\text{e}1}}{{\rm I}{}_{\text{s}1}}({\rm T}{}_{\text{s}1}-{\rm T}{}_{\text{p}3})={\rm K}{}_1({\rm T}{}_{\text{s}1}-{\rm T}{}_{\text{p}3})\\ (\text{上}\text{行}\text{超}\text{速}\text{保}\text{护})\end{array}\}(12)$

可见,电惯量加载的等效力矩正比于制动器的制动力矩与偏载力矩之差。只要由传感器测出制动器的制动力矩,由式(9)计算出偏载力矩,并使电机加载的惯性等效力矩跟随制动力矩,就可以实现对惯量差(系统的等效转动惯量和惯性飞轮组的惯量之差)的电惯量加载。

由式(9)和式(12)可得三种试验工况下,加载电机的加载力矩的数学模型为

$\begin{array}{l}{\rm T}{}_{\text{d}1}={\rm T}{}_{\text{Ρ}1}(150\%\text{静}\text{载})\\ {\rm T}{}_{\text{d}2}={\rm K}({\rm T}{}_{\text{s}}-{\rm T}{}_{\text{Ρ}2})+{\rm T}{}_{\text{Ρ}2}(125\%\text{动}\text{载})\\ {\rm T}{}_{\text{d}3}={\rm K}{}_1({\rm T}{}_{\text{s}1}-{\rm T}{}_{\text{Ρ}3})+{\rm T}{}_{\text{Ρ}3}(\text{上}\text{行}\text{超}\text{速}\text{保}\text{护})\end{array}\}(13)$

三种试验工况下,电机加载的力矩可用一个通用模型来表示:

Td=K0(Ts0-TP)+TP (14)

式中,Td为电机加载的力矩;K0为电惯量补偿系数(三种试验工况分别取0、K、K1);Ts0为制动器的制动力矩;TP为电机模拟系统偏载的加载力矩。

3.2.2 基于能量补偿的电机加载算法

电梯制动器制动时,设电梯系统的总能量为Es,惯性飞轮组的动能为Ef,那么电机的加载能量为

$E{}_{\text{e}}=E{}_{\text{s}}-E{}_{\text{f}}=\frac{1}{2}{\rm I}{}_{\text{s}0}\omega {}^2+mgh-\frac{1}{2}{\rm I}{}_{\text{f}}\omega {}^2(15)$

式中,Is0为电梯系统的等效转动惯量(三种工况下分别取0、Is、Is1);ω为曳引轮的角速度;m为电梯系统的等效质量;h为制动器制动过程中电梯系统的下降距离。

综合式(10)~式(15)可得

$E{}_{\text{e}}=\frac{1}{2}{\rm K}{}_0{\rm I}{}_{\text{s}0}\omega {}^2+mgh(16)$

由式(16)可计算电机加载的过程中,电机应施加的能量。电机实际的施加能量为

E′e=∫t0Tdωdt=∫t0(K0Ts0+TP)ωdt=

∫t0K0Ts0ωdt+mgh (17)

式中,t为计算时间;Ts0和ω取传感器实时测取值。

比较Ee和E′e,得到误差为

$\text{Δ}E=E{}_{\text{e}}-E^{\prime }{}_{\text{e}}=\frac{1}{2}{\rm K}{}_0{\rm I}{}_{\text{s}0}\omega {}^2-{\displaystyle {\int }_0^t{\rm K}}{}_0{\rm T}{}_{\text{s}0}\omega \text{d}t(18)$

根据以上分析,将电梯制动器的整个制动过程分为N0个时间段,每个时间段为ΔT,从t0时刻开始制动,间隔ΔT后为时刻t1(t1=t0+ΔT)。下面就每个时间段,对电机的加载补偿过程进行分析。

电机的能量补偿以K0为杠杆,通过对加载电机的输出力矩进行调节来实现,在t0~t1时间段,电机的电惯量补偿系数为K0,由式(14)得

Td0=K0(Ts0-TP)+TP (19)

式中,Td0为t0时刻计算出的应用于t0~t1时间段的电机加载力矩。

到t1时刻,由式(16)计算出电机的加载能量为

$\begin{array}{l}E{}_{\text{e}1}=\frac{1}{2}{\rm K}{}_0{\rm I}{}_{\text{s}0}\omega {}_0^2-\\ \frac{1}{2}{\rm K}{}_0{\rm I}{}_{\text{s}0}\omega {}_1^2+mg(h{}_1-h{}_0)(20)\end{array}$

式中,ω0、ω1分别为t0、t1时刻曳引轮的角速度;h1、h2分别为t0、t1时刻电梯系统下降的距离。

再根据式(17)计算出在该段时间内电机实际加载的能量:

E′e1=∫t1t0K0Ts0ωdt+mg(h1-h0) (21)

然后,根据式(18)计算出误差ΔE1,为了保证电梯制动器制动的规律和实际工况一致,有必要在电机加载的下个时段进行能量补偿,使得

Ee2=E′e2+ΔE1 (22)

式中,Ee2为第二阶段电机施加的能量;E′e2为以K0为计算值时在第二阶段施加的能量。

由式(22)可得:

$\frac{1}{2}{\rm K}{}_1{\rm I}{}_{\text{s}0}(\omega {}_1^2-\omega {}_2^2)+mg(h{}_2-h{}_1)=$

$\frac{1}{2}{\rm K}{}_0{\rm I}{}_{\text{s}0}(\omega {}_1^2-\omega {}_2^2)+mg(h{}_2-h{}_1)+\text{Δ}E{}_1(23)$

整理得

${\rm K}{}_1=\frac{\frac{1}{2}{\rm K}{}_0{\rm I}{}_{\text{s}0}(\omega {}_1^2-\omega {}_2^2)+\text{Δ}E{}_1}{\frac{1}{2}{\rm I}{}_{\text{s}0}(\omega {}_1^2-\omega {}_2^2)}(24)$

式中,ω2为t2时刻曳引轮的角速度,它近似表示为$\omega {}_2=\omega {}_1-\frac{({\rm T}{}_{\text{s}0}-{\rm T}{}_{{\rm P}})}{{\rm I}{}_{\text{s}0}}\text{Δ}{\rm T}$;Ts0为传感器测得的制动器力矩;TP可由式(9)计算得到。

故可得加载电机在t1~t2时间段的加载力矩为

Td1=K1(Ts0-TP)+TP (25)

依此类推,可得tn时刻的模拟系数为

${\rm K}{}_n=\frac{\frac{1}{2}{\rm K}{}_{n-1}{\rm I}{}_{\text{s}0}(\omega {}_{n-1}^2-\omega {}_n^2)+\text{Δ}E{}_n}{\frac{1}{2}{\rm I}{}_{\text{s}0}(\omega {}_{n-1}^2-\omega {}_n^2)}(26)$

则tn时刻的电机的加载力矩为

Tdn=Kn(Ts0-TP)+TP (27)

输出转速ωn,直到ωn=0;计算结束。

本算法从能量角度出发,保证了制动器在试验机上的制动规律和在电梯整机系统上的制动规律相一致。

4 结论

(1)通过研究电梯行业的安全标准和电梯制动器型式试验细则,得出了电梯制动器的试验工况。

(2)建立了试验工况下电梯制动器制动时的动力学模型。

(3)针对在电梯整机上进行电梯制动器的型式试验存在操作不便、检测参数少和范围小等缺陷,提出了实施电梯制动器性能检测的新方法。

(4)设计了电梯制动器性能检测试验样机,基于试验工况下电梯制动器制动的动力学模型和电惯量加载原理,建立了试验样机进行电机转矩加载的数学模型。

(5)基于电机转矩加载的数学模型和能量补偿的方法,建立了电机进行转矩加载的算法,保证了电梯制动器在试验机上的制动规律和在电梯整机系统上的制动规律相一致。

参考文献

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[9]盛朝阳,谢昭丽.基于电惯量的汽车惯性式制动试验系统的设计[J].重庆大学学报(自然科学版),2005,28(1):90-92.

老旧电梯制动性能分析 篇2

王锋1，赵亮1，张红建2

（1.水利部机关服务局，北京 100053；2.黄河小浪底水资源投资有限公司，河

南 郑州 471000）

摘 要：随着我国老龄化社会的逐步来临，既有老旧多层住宅由于大部分没有安装电梯，已逐渐难以满足老年人上下楼的基本生活要求。2008年起，广东、北京等几个省市陆续出台了既有老旧住宅增设电梯的指导性意见，但总体进展并不顺利。2013年笔者单位拟对1栋老旧住宅增设电梯，最终也因住户意愿等具体原因未能实施。结合具体实践，笔者对实施过程中的主要难点问题进行分析和总结，提出思考和建议，希望对其他地区或单位增设电梯工作提供一定的经验和借鉴。

关键词：老旧小区 增设电梯 难点问题 分析

一直以来，我国《建筑设计规范》规定“七层以及七层以上的住宅或住户入口层楼面距室外设计地面的高度超过16m以上的住宅必须设置电梯”，对于七层以下则没有强制性要求。出于成本等方面的考虑，我国六层及以下的多层住宅普遍没有安装电梯。随着老龄化社会的逐步来临，这些没有安装电梯的住宅已逐渐难以满足老年人上下楼的基本生活要求，既有老旧多层住宅增设电梯的呼声日益强烈。2008年起，广东、北京等几个省市陆续出台了既有住宅增设电梯的指导性意见，但由于资金来源、规划审批、住户意愿等一系列问题，总体进展并不顺利。

2013年笔者单位所在系统组织开展老旧小区综合整治，其中包含增设电梯试点。2015年笔者单位拟对1栋多层住宅增设电梯，最终因住户意愿等具体原因未能实施。本文就该项目实施过程中遇到的难点问题进行分析和探讨，并提出思考和建议，希望对其他地区或单位增设电梯工作提供一定的经验和借鉴。

一、基本情况

该项目位于北京市丰台区，为6层住宅，建成于1989年，共有96户住户。该楼共有7个单元，呈L型布置，其中1-3单元为东西朝向，4-7单元为南北朝向。经设计单位现场勘查，除拐角处3单元空间不够外，其余6个单元都具备增设电梯的条件。

二、主要难点问题分析

（一）建设费用问题分析

该项目单台电梯建设费用约100万元，包括：基础建设约18万元；井道制作安装约22万元；井道维护结构、保温及装饰等约9万元；设备采购安装约30万元；电力增容约11万元；其他如设计、地下管线改移等约10万元。

按照北京市2016试点安装电梯政策，市财政按照增设电梯购置及安装费用的40%，且最高不超过24万元/台予以补贴，与实际所需费用差距较大。该楼各单元公共维修基金最高也只有11万余元，住户也普遍不愿集体出资，因此使用公共维修基金和住户集资的办法显然不具备可行性。如全部采用财政资金，根据有关部门统计测算，目前北京可增设电梯的老旧及新建多层住宅约1.2亿平方米，逾3万栋，按每栋3个单元计算，北京市多层住宅增设电梯的建设费用将达900亿元，笔者认为也不具备可行性。

（二）后期运行管理费用问题分析

电梯属于涉及生命安全、危险性较大的特种设备，国家及各省市对于电梯设备的生产安装、检验维保等都有严格的规定和要求，电梯建成投入使用后的运行维护及大修更新费用也是需要重点考虑的问题。参考“北京市关于加强北京市住宅电梯报废管理有关问题的通知”中“建筑物仅设计一部电梯（无备用梯）的、使用时间达到15年”应报废的标准，结合该楼剩余产权年限。经测算，单台电梯三个周期（45年）运行维保及大修更新费用约180万元，包括：

电梯维保及检验费用，约1万元/年，三个周期共约45万元；电梯运行费用约1万元/年，三个周期共约45万元；电梯大修费用，每5年一次，每次约5万元，三个周期共约30万元；电梯更新费用，第15年和第30年各更新一次，共约60万元。

根据上述计算，每台电梯年均后期运行管理费用约4万元，折合二层及以上住户每户每年需分摊费用约4000元（一梯两户）或约2700元（一梯三户）。这笔费用对于部分生活困难或对电梯无刚性需求的住户来说也是难以接受的。

（三）住户意愿问题分析

《关于北京市既有多层住宅增设电梯的若干指导意见》要求，“住宅增设电梯，应当由本楼业主根据《中华人民共和国物权法》的规定共同决定”,即“改建、重建建筑物及其附属设施，应当经专有部分建筑物总面积三分之二意思的业主且占总人数三分之二以上同意”。但同时指导意见还要求增设电梯应征得因增设电梯后受到采光、通风和噪声直接影响的本单元业主的同意。因此在实际实施过程中，如果不能取得本单元100%住户同意，则很难推进。

[1]该项目共有96户住户，在设计工作完成后，笔者单位进行了多轮入户意见调查，最终住户的同意率也仅49%，其中：一层16户住户中因对增设电梯完全没有需求，且新增电梯井道对一层住户的通风、采光等均有影响，仅有2户同意；2-6层80户住户中出于对增设电梯没有刚性需求，并考虑后期维护管理费用等问题，也只有45户住户初步同意增设电梯并承担后期维护管理费用；并且，该楼7个单元中没有一个满足100%住户都同意增设电梯的条件。

三、思考和建议

1、目前，各省市的增设电梯工作主要以政府主导为主，在政府投入大量资金和人力物力的情况下，有的小区还因为增设电梯产生了邻里矛盾，这也与我国住房制度和物业管理制度的改革方向相背离，违背了市场经济规则。从需求和受益角度，笔者认为老旧多层住宅增设电梯工作应该向依法建设、费用自理、产权归己的方向发展，政府则应起到引导、推动和服务的作用，做好规划、审批、制度等方面的配套工作。

2、从各地增设电梯工作的目的来看，主要是为了解决人口老龄化造成的出行不便问题。但无论从经济角度还是社会角度来看，增设电梯受规划审批、资金筹集、住户意愿、管理管理等各方面的因素制约，具有其自身的局限性。同时，在许多老旧小区还没有解决基本的物业管理问题的情况下，笔者认为增设电梯工作宜缓行，不能作为解决老龄化问题的主要手段。

3、目前，我国多数多层住宅仍根据现行的《住宅建筑规范》和《住宅设计规范》设计和建设，多数仍没有设置电梯，这些新建设的多层住宅在将来也会面临同样的问题。因此，笔者认为随着国民经济的不断发展和人民生活水平的提高，多层住宅设计规范也需要进行相应的调整，把安装电梯作为强制性条文，即使受建设资金限制，也应在结构上预留电梯井道，以方便后期加装。

老旧电梯安全评估方法探究 篇3

摘 要：随着电梯安全事事故的发生，越来越多人开始关注电梯的安全质量，特别是老旧电梯的安全问题。为了充分了解分析老旧电梯的安全质量情况，并出现了许多安全评估方法，对老旧电梯的安全风险因素进行科学、合理的评价。基于此，本文对老旧电梯安全评估方法中的分层法展开详细论述，希望能更好的保证老旧电梯的运行安全。

关键词：老旧电梯；安全评估；分层法

电梯安全事故的发生，不仅仅只是因为设备本身引起，它还与设备的管理、维护、运行环境相关。老旧电梯，因其运行年限的限制，其安全问题更为凸显。老旧电梯的运行单位，应针对电梯的运行状况建立科学的安全评估体系，对电梯的安全因素进行合理的评价，在保证运行安全的基础上，对老旧电梯的管理、维护等活动提供依据。因此加强对老旧电梯安全评估体系的研究，对老旧电梯的安全运行以及人身安全都具有重要影响。

1 老旧电梯发展现状

在现代建筑工程中，电梯是必不可少的组成部门，电梯已然成为了人们重要的交通工具。但电梯的使用都是有年限的，一些老旧电梯的安全问题日益突出。下文将对老旧电梯的安全问题进行分析。

1.1 技术落后，故障问题较多 一些老旧电梯建设时间比较久远，其建设过程中，技术条件较为落后，可靠性较低，经常容易出现较多的拖动故障。还有一些老旧电梯由于其运行时间较长，许多零部件出现老化现象，但物业维修人员受技术所限，维修质量不达标，原有故障问题得不到解决，老旧电梯的运行情况无法得到保证。

1.2 老旧电梯不符合电梯安全规范的要求 我国关于电梯设计准则的法律法规，出现的时间较晚，1987年我国才制定有关电梯安全的规范性文件。但一些老旧电梯设计、制造过程中很多地方并不符合这一规范性文件的规定，老旧电梯的安全性能大打折扣，这也是老旧电梯故障频发、安全隐患较多的重要原因，这严重威胁人们的人身安全。

1.3 老旧电梯老损问题比较严重 老旧电梯之所以被称为“老”“旧”，就是因为其工作时间较长，这也决定了其运行机能的老化，对老旧电梯来说都是致命的问题。零部件的老损对电梯的运行寿命以及人身安全都有重要影响，但老旧电梯的零部件老损问题尤为严重，例如电梯的钢泛绳、制动器、缓冲器等等，若出现问题，将会造成严重的安全事故。还有一些单位对老旧电梯的监管不及时，老损零件没有及时更换，造成的后果也是无法估计的。

1.4 老旧电梯维修经费不足 许多单位对老旧电梯的安全问题不够重视，对其的维修、养护投入较少，使得老旧电梯的安全问题无法及时解决，其可靠性大大降低。一些单位对老旧电梯的维护工作不到位，没有制定和落实老旧电梯的定期养护工作，使老旧电梯的故障问题得不到及时的发现与解决，老旧电梯的安全性能得不到保障。还有一些单位的物业人员，对老旧电梯的安全性认识不到位，资金、人员等方面投入较少，造成工作人员工作散漫、责任心不强，而且工作人员技术水平低下，对老旧电梯出现的故障无法做到及时有效的解决。

2 老旧电梯分层安全评估法

2.1 分层安全评估法的内涵 安全评估主要指的是利用数学语言对某一设施、设备的安全问题进行描述的过程，主要是根据风险因素确定风险等级，并对设施、设备的安全工作提供依据。安全评估方法经过不断的补充和完善，已经改变过去依据专家人员和工作经验的评鉴方法，准确性有了很大的提高。本文主要对分层安全评估方法进行介绍，主要是对电梯的各个安全影响因素进行分析，确立评估指标建立评估模型，最终得到评估结果。

2.2 老旧电梯安全评估流程 任何工作都是在一定的工作流程指导下完成的，老旧电梯的安全评估工作也是依据一定的工作流程。第一，建立电梯安全评价标准，并依据标准对实际的电梯运行因素进行判定；第二是对老旧电梯的实际运行过程中存在的潜在风险进行研究，并以此为依据对风险因素进行细分，对其发生概率、危害的大小进行分析；第三，要依据上述的分析结果，建立数据模型，判断老旧电梯的安全性能，并采取有效措施，解决老旧电梯的安全问题；第四，提高治理措施的执行力，控制老旧电梯的安全风险；第五，完成安全评估的书面报告，对老旧电梯的安全因素、类型、改进措施进行总结。

2.3 分层评估模型 本文对老旧电梯的安全风险进行评估可主要从安全保护装置、运行管理、维护检修三个方面出发。安全保护装置包括终极保护系统、门保护系统、超速保护系统、电气安全保护系统、设备及线路保护措施；运行管理包括平均载荷、日平均工作时间、乘坐人员行为；维护检修包括定期检修情况、零部件磨损情况、电梯使用年数。安全评估安全参数的确定主要依靠实际调研、查找资料、国家规范所决定。在此基础上建立的老旧电梯风险评估模型如图1所示。

3 結语

老旧电梯建立安全评估系统，可为使用单位的维修养护工作提供理论依据，减少老旧电梯故障发生率，转变事后维修到事前维修，提高了老旧电梯的安全性能，有效保证了人们的生命财产安全。同时老旧电梯的安全评估系统还是对电梯进行管理的重要手段，有助于帮助使用单位实现对老旧电梯的监督，随时掌握其运行过程中出现的各类问题，实现了管理工作的针对性，有效提高了老旧电梯的管理水平。

参考文献：

[1]王昌荣.基于层次分析法的老旧电梯安全评估方法[J].机械工程与自动化，2014（2）：119-120.

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[3]李晓宁，郑祥盘.基于多层综合评价模型的电梯安全风险评估[J].电子设计工程，2012，20（7）：77-79，82.

制动器对电梯安全的影响分析 篇4

随着我国城镇化进程的加快, 中国电梯经历了一个高速的发展时期, 产销量以20%左右的速度持续高速增长20多年, 每年新增电梯数占全球每年新增电梯总量的一半以上。2013 年全国电梯产销量超过62万台, 相比2012年的52.9万台, 增加了近10 万台, 占全球新增电梯总量的60%以上。截至2014年底, 全国电梯保有量为359.85万台, 我国电梯年产量、电梯保有量、年增长量均居于世界第一位。

随着电梯数量的激增、设备的逐步老化, 以及我国电梯大客流、高负荷运转等特殊使用情况, 电梯事故可能有所增加。制动器作为曳引机重要的装置, 主要对电梯的运行起到安全保护作用。电梯的拖动方式不同, 制动器的安全保护作用也稍有区别。对于零速 (接近于零) 平层施闸停靠的直流电梯、交流双速电梯的制动器有控制平层准确度和防止电梯溜车的作用;而对于零速平层停靠施闸的交流调压调速电梯、交流调频调压电梯主要是防止电梯溜车的作用[1]。目前, 一些老旧电梯使用的是单抱闸式制动器, 在役电梯中使用较多的是双抱闸制动器和盘式制动器, 每种制动器的结构特点就决定了其对电梯安全的影响。

1 制动器性能分析

1.1 单抱闸式制动器

曳引机上常见的抱闸式制动器主要包括制动电磁铁和闸瓦制动器两部分[2]。制动电磁铁由两只铁心和电磁线圈两部分组成;闸瓦制动器由制动轮、闸瓦架、闸瓦和压缩弹簧组成, 制动轮与电动机装在同一根转轴上。电动机接通电源, 此时电磁线圈接通直流电源, 在线圈周围空间产生一个电磁场, 在这个电磁场的作用下, 两只铁芯吸合, 铁芯联动闸瓦架挤压压缩弹簧, 克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与制动轮分开, 制动器松闸, 曳引机可以双向运行, 制动状态取消;电动机断电, 此时电磁线圈也断电, 线圈产生的电磁场消失, 两只铁芯分开, 在弹簧的拉力作用下, 闸瓦合拢, 抱住制动轮, 在摩擦力作用下完成制动过程, 曳引机停止运行[3]。

如图1所示, 为一台1994年出厂的YP型号曳引机, 采用单抱闸式制动器, 制动器型号为BD335。压缩弹簧仅安装在一侧的制动臂上, 而另一侧制动臂通过一根拉杆联动。在这种结构形式下, 一旦这只弹簧失效或者弹簧定位螺母松脱, 就将造成整个制动器失效。除此之外, 联接两侧制动臂的拉杆若是失效, 将同样引起制动器的工作异常, 直接导致电梯事故。

通常在制动电磁铁上还要套上几片减震铜环 (图2) , 以减少制动过程中产生的冲击力。但是铜环是直接套在制动电磁铁上, 没有任何措施保证铜环不移位, 随着电磁铁吸合、打开的往复撞击运动, 就有可能将铜环挤压进制动器内部, 造成制动电磁铁的卡壳, 从而使弹簧无法工作, 导致制动器失效。

1.2 双抱闸制动器

1.2.1不带抱闸动作检测开关

为避免单抱闸式制动器潜在事故的发生, 要求两侧的制动臂设置成相互独立的两组, 并且要求, 当其中一组失效时, 另外一组也能有效地制停电梯[4]。这就是双抱闸制动器, 它大大改善了电梯的安全, 是目前应用最为广泛的电梯制动器。

目前在役电梯绝大多数都没有安装抱闸检测开关进行抱闸动作的验证 (图3) , 或者出厂使用质量低劣的检测开关, 这就常常使开关误动作而使电梯采取自保护措施, 造成电梯停梯等故障, 电梯维保单位和电梯管理者一般采取短接抱闸检测开关的办法来减少此类电梯故障的发生, 而不是通过更换质量优良的检测开关来解决问题。

1.2.2带抱闸动作检测开关

抱闸动作检测开关是检测电梯运行中抱闸是否打开的验证开关 (图4) , 完成抱闸反馈。正常情况下, 电动机通电, 同时电磁线圈接通直流电源, 两只铁芯吸合, 制动器松闸动作检测开关, 开关反馈信号给主板, 电动机正常运行;当电动机断电, 抱闸抱住制动轮, 开关恢复。当电动机通电, 制动器没有松闸或者没有完全松闸时, 这时检测开关没有动作, 主板没有接收到制动器松闸的信号, 就发送指令给电动机使其停止运行, 制动器产生制动效果, 防止电梯带闸运行[5,6]。

电梯在抱闸没有完全松闸的情况下运行, 造成闸瓦的长期磨损, 增大闸瓦与制动轮之间的间隙, 影响电动机性能, 严重的会引起电梯溜梯事故。配有抱闸动作检测开关能有效防止此类事故的发生, 保护曳引机在工作时的安全[7,8]。

1.2.3 带顶杆的双抱闸式制动器

如图5 所示, 为一台采用双抱闸式制动器的曳引机, 这种制动器有两组独立的机械制动装置, 但是铁心和闸瓦架之间的联接部件却是一根顶杆。当电机通电时, 两只铁芯吸合, 顶杆推动两侧的转臂转动, 制动器松闸, 曳引机正常运行;当电机断电时, 转臂在压缩弹簧拉力作用下转动推回顶杆, 同时闸瓦抱住制动轮, 曳引机停止运行。这种结构的制动器, 只要顶杆部分不出现故障, 即使其中一组制动装置出现故障, 另外一组仍有足够的制动力使电梯制停。但是一旦顶杆部分出现故障, 当电机通电, 顶杆无法推动转臂, 闸瓦仍然抱住制动轮, 制动状态不能释放, 电梯将带闸运行, 磨损闸瓦, 损坏电动机;而当电机断电, 转臂不能推回顶杆, 造成闸瓦始终保持开闸状态, 不能抱住制动轮, 这时电梯就极容易发生溜梯、剪切、飞车等事故[9,10]。

1.3 盘式制动器

盘式制动器主要由电磁线圈、衔铁、摩擦盘、弹簧、联接轴套等零部件组成[2]。当制动器的电磁线圈得电时, 在线圈周围空间产生一个电磁场, 在这个电磁场的作用下, 衔铁被吸引, 弹簧被压缩, 这时制动器衔铁上的摩擦盘脱离开曳引机的制动盘, 曳引机可以双向运行;当制动器电磁线圈失电时, 产生的电磁场消失, 弹簧克服压力, 使制动器衔铁上的摩擦盘和曳引机的制动盘完全接触, 依靠摩擦力, 实现制动过程。

与抱闸式制动器相比, 盘式制动器张开时, 摩擦盘与制动盘之间的间隙只有0.3~0.5 mm, 而抱闸式制动器在张开时, 闸瓦与制动轮之间的间隙平均值最大可达到0.7 mm。更小的间隙能减少制动时间, 使电梯在短时间内停止运行;同时还减少了制动过程对制动轮的冲击作用, 噪音也得到了一定程度的控制。

2 事故案例

某大厦发生一起电梯冲顶事故, 所用的制动器为抱闸式制动器。据现场人员介绍, 电梯在运行过程中发现抱闸摩擦冒烟, 遂将电梯停在基站, 停止使用。晚上, 电梯发生飞车事故, 由基站直冲井道顶, 所幸没有发生人员伤亡。原因是由于电梯带闸运行, 曳引机的制动轮与闸瓦之间摩擦起热, 闸瓦膨胀与制动轮紧密接触, 一段时间后逐渐冷却, 闸瓦产生收缩作用, 与制动轮之间产生间隙, 造成制动轮处于可以自由运行的状态, 在对重的作用下, 电梯加速上升, 最终发生冲顶事故。

如果能在发现抱闸冒烟时, 将电梯停在顶层, 就不会发生严重的电梯飞车冲顶事故。在对重的作用下, 轿厢即使溜梯也只能是向上运动, 因没有足够的加速距离, 不会产生较大的速度就会触到井道顶而制停。

这起事故完全是由于制动器不合格造成的, 同时在日常维护中, 疏于对制动器的检查也是导致这起事故的一个原因。

3 结论

虽然除了制动器以外, 还存在着像安全钳、缓冲器等众多安全部件来保障电梯的运行安全, 但是没有一种安全部件像制动器一样一直伴随着电梯的运行而长期工作, 电梯的每一次启停就是制动器的一个工作循环。因此, 制动器作为电梯运行过程使用频率最高的机械安全部件, 保障其工作的稳定关乎着整机的安全。

摘要：电梯作为一种垂直运送行人或货物的运输工具, 在高层建筑、公共场合、车站、仓库等生活、服务、生产部门有着广泛的应用, 是现代人们使用最多的垂直运输工具, 已经成为高层建筑等场合的重要机电设备。电梯制动器作为电梯的重要部件, 能够使运行中的电梯在切断电源时自动把轿厢制停;当电梯停止运行时, 制动器应能保证在125%的额定载荷情况下, 使轿厢保持静止, 位置不变。一旦制动器失效, 就直接危及到乘客的生命安全, 电梯制动器性能的好坏将决定着整机的安全, 因此, 有必要对制动器进行安全分析。通过对不同类型的制动器进行结构和工作机理分析, 认为带抱闸动作检测开关的双抱闸制动器和盘式制动器能更可靠地实现电梯的制动功能, 防止因制动器失效引起的电梯事故发生。

关键词：电梯,制动器,安全

参考文献

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[9]王苏华.新型电梯曳引机驱动与控制系统设计与实现[D].南京:南京理工大学, 2013.

老旧电梯制动性能分析 篇5

【摘要】随着建筑行业不断发展，高层建筑是现代建筑工程中的重点。在高层建筑中，老旧曳引乘客电梯应用比较广泛。老旧曳引乘客电梯减速器在提升电梯安全系数以及提升乘客舒服度方面发挥者重要的作用。电梯安全事故问题逐渐被社会各界所关注，提升老旧曳引乘客电梯安全系数，需要从其减速器的安全评估做起。基于此，本文对老旧曳引乘客电梯减速器的安全评估方法进行研究。

【关键词】老旧曳引乘客电梯；减速器；安全评估；方法研究

前言

虽然老旧曳引乘客电梯减速器在实际应用中逐渐被淘汰，但是在实际的建筑中依然还有很多电梯在使用，为了提升电梯的安全系数，需要对减速器结构失效原理进行分析，提出合理的安全评估方法。为此，本文首先对老旧曳引乘客电梯减速器的结构进行分析，建设减速器的安全评估模型，分别从零件方面、温度方面以及油品方面进行安全评估。

1.老旧曳引乘客电梯减速器结构失效分析

老旧曳引乘客电梯减速器包含以下零件：齿轮、滚动轴承、轴等，这些零部件虽然比较普通，但是在对电梯的安全产生直接的影响。据数据调查表明，由于零部件故障所引发的电梯安全问题比例高达85%。老旧曳引乘客电梯减速器以蜗轮杆减速器为基础，在电动机的联动下，与蜗杆相连接，将电动机的旋转速度调节至合适的状态，并带动曳引轮转动[1]。当电梯箱得到用户的指令时，老旧曳引乘客电梯才能够满足用户需求。

老旧曳引乘客电梯减速器经常会出现结构上的失效，常见的结构失效形式主要体现在以下几方面：1）齿轮面之间的相互摩擦，使得中轴失效，并出现不平衡、绘或者轻度弯曲；2）在滚动轴失效形式中，会出现内环与外环的剥落，在减速器中，轴的失效能够造成齿轮啮合状态之间发生变化，这一结构变化将会为电梯的稳定性以及安全运动带来严重的威胁。

2.老旧曳引乘客电梯减速器安全评估方法

2.1安全评价模型建立

由于电梯位置的问题，使得其实际的减速器安全检测比较困难。从故障检测中，传统的电梯减速器检测方式比较单一。工作人员只是通过声音、电梯运行状态等来对老旧曳引乘客电梯减速器的安全状况进行判断，在该种方式下的判断不具备合理性。为了提升老旧曳引乘客电梯减速器安全评价效率，首先需要在减速机结构失效分析基础上，对其进行安全因素统计。通过以上分析中，明确了老旧曳引乘客电梯减速器的结构失效主要体现在齿轮面之间的相互摩擦，使得中轴失效，并出现不平衡、绘或者轻度弯曲，以及在滚动轴失效形式中，会出现内环与外环的剥落。

建立安全评价模型，在明晰故障所在基础上，从零件、温度以及油品等方面进行深入检测[2]。

2.2零件方面安全评估

因为老旧电梯曳引减速器的零部件较多，且分布较为紧密人工检查殊为不易，因此在零件检查环境需要引入检测工具，主要包括便携式检测仪和检测表，检测的方法主要分为定性检测和定量检测两种，其中定性检测是在确定电梯运动变量的前提下，对电梯曳引减速器运行状态进行分析，而定量检测则是在电梯曳引减速器正常运行的情况下，对检测其输入和输出的各项数据指标进行检测。因为检测方法都为间接检测，所以运用仪器检测的精确度并不高，只能用于有无故障的判断和故障位置的确定活动中，在确定存在故障并缩小了故障区域之后还是需要工作人员手动进行故障的排除[3]。

2.3工作温度方面安全评估

电梯作为一种垂直提升工具，其在运行过程中主要以摩擦力克服重力，一定会导致其动作部件温度的提升，因此利用电梯的工作温度进行安全评估是极为有效的手段。具体而言，在电梯停止工作一段时间后对其油液和轴承的温度进行测量并记录数值，随后开启电梯上下运行一段时间后再对油液和轴承温度进行测量，参考同类电梯的标准工作温度，对检测电梯的温度升高是否正常进行判断，进而得出电梯是否存在故障的结论。这种评估方法不仅方便、快捷，而且能够有效提升安全评估的准确性。

2.4油品方面安全评估

曳引减速器在运行一段时间后，其油液会出现成分变化，最为突出的就是油液的比重会增加，一旦油液的比重过高其润滑作用就会降低，进而产生对曳引减速器硬件的损害，因此在检测评估活动中需要抽取曳引减速器油液进行检测，检测活动以通体积油液为样本，当前油液与标准油液之间比重的差别应该保持在5%以下，一旦超出应及时进行更换[4]。

结论

综上所述，老旧曳引乘客电梯减速器是电梯中的重要部分，为了提升电梯的安全系数，需要对老旧曳引乘客电梯减速器进行安全评价。在实际安全评价环节中，需要建立安全评价模型，找到减速机发生故障的原因，然后分别从减速机的零件组成方面、工作温度方面以及油品等方面进行分析。

参考文献

[1]王印博.老旧电梯安全评估方法研究及系统开发[D].长安大学，2015.

[2]李刚.长期服役电梯安全评价技术及方法研究[D].华南理工大学，2014.

[3]徐金海.在用电梯安全风险评价体系的研究[D].浙江大學，2012.

老旧电梯制动性能分析 篇6

关键词：电梯系统,紧急制动,曳引力,轿厢

0 引言

电梯作为一种繁忙的运输工具, 本身结构非常复杂, 使用不规范、生产制造和安装检测过程中的不确定因素, 使得电梯的安全使用成为一个严峻的问题。

国家新版《电梯制造与安装安全规范》 (GB7588-2003) 较之95版标准作了许多修改, 其中附录M对曳引力的计算就和95版标准的规定不同。

1 电梯曳引系统与曳引力

1.1 电梯曳引系统

系统主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等组成。曳引机由电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成, 曳引机类型不同, 结构也有所不同, 它是电梯的动力源。曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重, 依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢升降 (这种力就叫曳引力或驱动力) 。导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距, 采用复绕时可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机座或承重梁上。当曳引钢丝绳的绕绳比大于1时, 在轿顶和对重框架上增设反绳轮。反绳轮的个数可以是1个、2个甚至是3个, 与绕绳比有关。

1.2 电梯曳引力

新版标准9.3条中对电梯满足曳引条件分3种工况进行计算验证, 分别是轿厢装载工况、紧急制动工况和轿厢滞留工况, 即电梯钢丝绳曳引力应满足以下条件:

(1) 轿厢装载至125%额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑。

(2) 必须保证在任何紧急制动的状态下, 不管轿厢内是空载还是满载, 其减速度的值不能超过缓冲器 (包括减行程的缓冲器) 作用时减速度的值。

(3) 当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时, 应不可能提升空载轿厢。

其中, 轿厢装载工况与紧急制动工况要求:

轿厢滞留工况要求:

式中, T1为在各种受力工况下, 曳引轮两侧的较大拉力;T2为在各种受力工况下, 曳引轮两侧的较小拉力;f为当量摩擦系数;a为钢丝绳在曳引轮槽中的包角。

曳引驱动受力图如图1所示。

设T1>T2, 且此时曳引钢丝绳在曳引轮上处于要打滑但还没有打滑的临界平衡状态, 由欧拉公式可知T1/T2=efa。

efa为曳引系数, efa限定了T1/T2的允许比值, efa大, 则T1/T2的允许比值大, 电梯的曳引能力大。由此可知, 电梯的曳引能力由a和f所决定。

2 紧急制动曳引力分析

2.1 分析前提

以轿厢和对重均采用1∶1悬挂方式建立动力学模型, 对导靴和导轨间的摩擦力忽略不计;对曳引轮和导向轮转动惯量的折算, 由于其值很小, 不会对结果产生影响, 因此也对其作忽略处理;并认为补偿绳对电梯的曳引系统进行了有效补偿。

2.2 分析计算

(1) 空载轿厢上行在顶层制停时, 轿厢受力图、对重受力图分别如图2、图3所示, 由图可知:

因为F2>F1, 所以:

式中, F1 (F2) 为轿厢 (对重) 侧钢丝绳所受拉力, N;Q为轿厢额定载荷质量, kg;P为轿厢及其上固定的附属设备的总质量, kg;K为平衡系数, 0.4~0.5;a为制停平均减速度 (绝对值) m/s2;v为轿厢 (对重) 运行速度, m/s;mb为补偿链单位长度质量, kg/m;my为曳引绳单位长度质量, kg/m;md为随行电缆单位长度质量, kg/m;H为电梯的总行程, m。

(2) 空载轿厢以额定速度向上行, 至接近最高层站时, 电梯突然失电, 紧急制动, 制动减速度a=0.8m/s2。

此时, 对重侧拉力:

轿厢侧拉力:

μ=01+V·.1Rv/10=0.07576, 为当量摩擦系数。

(3) 额载轿厢下行在底层制停时, 轿厢受力图、对重受力图分别如图4、图5所示, 受力方程分别为:

为了与轿厢在顶层制动时的相区别, 将此情况下曳引轮两侧钢丝绳所受的较大拉力与较小拉力之比表示为

根据新版标准符录M2.1.2:“的动态比值应按照轿厢空载或装载额定载荷时在井道的不同位置的最不利情况进行计算”的要求, 需分析轿厢空载上行在顶层制停和轿厢额载下行在底层制停哪种情况对满足曳引条件最不利, 即比较与的大小, 数值较大者对应的工况为不利工况, 并验证此工况下电梯是否满足曳引条件。

2.3 结果分析

(1) 分析可知, 增大P可减小的值, 即电梯更易满足曳引条件。因此轿厢质量不可设计得太轻, 较大的轿厢质量有利于电梯满足曳引条件;否则应采取增大钢丝绳在曳引轮上的抱角、改变曳引轮材质等其它方法来提高电梯的曳引能力。

(3) 125%额载下行, 在底层紧急制停试验时, 钢丝绳在曳引轮上适度打滑应是允许的, 因125%额载紧急制动有可能破坏电梯的曳引条件 (此时的动态比值是以1.25Q, 而非Q来计算的) 。测量出钢丝绳的滑移长度, 即可计算出轿厢的平均制停减速度。设此时钢丝绳的滑移量为L (m) , 轿厢的额定速度为V (m/s) , 轿厢制停的平均减速度按照标准要求, a的范围为0.2~1g, 为满足a的取值范围, 电梯制动器的制动力应适当。若试验时钢丝绳不打滑, 则说明电梯的曳引能力有充足的余量。

(4) 125%额载下行, 在底层紧急制停试验时, 从分析结果可知, 曳引力在空载轿厢位于高层时的紧急制动工况不能满足GB758-2003中的要求, 所以必须采取措施使曳引力在各种工况中都满足国标的要求。

3 结语

依据规定计算了紧急制动条件下的曳引力, 但是否满足使用要求还需要通过曳引试验进行验证。对于在用电梯, 由于使用条件的变化, 如曳引绳槽磨损、轿厢装修等, 电梯紧急制动时的曳引能力都会发生变化, 大多数情况都会导致曳引能力不足。

参考文献

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[2]李永亮, 董树平.谈电梯的曳引条件[J].中国设备工程, 2006

[3]吴道强.电梯系统曳引力的研究[J].广船科技, 2008

老旧电梯制动性能分析 篇7

1 电梯曳引系统与曳引力

1.1 电梯曳引系统

目前, 我国的电梯曳引系统在运行的过程中, 主要由曳引机、钢丝绳、导向轮、反绳轮等零部件组成。作为电梯曳引系统中作为重要的部件以及动力源, 曳引机一般主要包含电动机、联轴器、减速箱、机座等。基于电梯使用的环境不同, 所以相关的厂商开发出不同的曳引机类型。

此外, 曳引钢丝绳在实际的运用过程中, 往往连接了电梯的轿厢以及对重, 一般而言, 而其在实现轿厢的升降作业过程中, 主要依赖于钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力进行相关的操作。不仅如此, 为了促进电梯曳引系统中曳引能力的增强, 技术人员往往采用复绕曳引钢丝绳的方法实现。

为了确保轿厢与对重之间能够保持一定的间距, 还需要加强对于导向轮运用。一般情况下, 导向轮主要安装在曳引机座或承重梁上。而当曳引钢丝绳的绕绳比大于1时, 则需要相关人员在轿顶以及对重框架的上方安置反绳轮, 确保电梯的安全运行。关于反绳轮的安装个数没有确切的要求, 往往根据电梯在运行的过程中绕绳比而具体分析。

1.2 电梯曳引力

在进行电梯曳引力的计算以及分析的过程中, 往往需要依照《电梯制造与安装安全规范》 (GB7588-2003) 中的相关规定进行具体的操作。目前, 在分析曳引条件的过程中, 需要技术人员对轿厢装载、紧急制动以及轿厢滞留这三种工况。

一般而言, 电梯的钢丝绳曳引力需要满足下述的三大条件: (1) 当轿厢装载至125%的额定载荷时, 电梯应当处于平层状态, 且不打滑。 (2) 在紧急制动的状态下, 轿厢的减速度需要控制在缓冲器所规定的相关标准值以内。 (3) 当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时, 不能对空载轿厢进行提升操作。

在实际的分析过程中, 需要确保轿厢装载与紧急制动的工况符合下述的公式要求:, 而轿厢滞留工况则需要符合:。在上述的公式中, T1指的是曳引轮两侧的较大;而T2则是曳引轮两侧的较小拉力;efa则是钢丝绳在曳引轮槽中的包角。关于曳引驱动受力示意图, 笔者进行了相关的描述, 具体内容见图1。

2 紧急制动曳引力分析

事实上, 当轿厢处于装载或滞留工况状态时, 曳引轮两侧的钢丝绳往往受到静态的拉力, 基于这样的状况, 就比较容易分析, 但是一旦电梯系统处于紧急制动的状况下, 在进行的计算、分析的过程中, 由于需要加强对于减速度等影响因素的分析, 故而导致相关的操作过于复杂。本文在分析紧急制动状态时的曳引力的过程中, 需要注重对空载轿厢上行在顶层制停以及额载轿厢下行在底层制停这两种状况的分析以及讨论。

2.1 分析前提

在实际的分析过程中, 笔者为了方便相关的流程操作, 采用轿厢与对重以1:1悬挂方式建立动力学模型。并对各类摩擦力忽略不计。不仅如此, 在实际的分析过程中, 还需要对曳引轮以及导向轮转动惯量进行折算。

2.2 分析计算

2.2.1 空载轿厢上行在顶层制停分析

当空载轿厢上行且在顶层制停的过程中, 轿厢以及对重的受力状态, 笔者进行了相关描述, 具体内容见图2~3。

通过对图2~3的分析可以得知: (P+Hmb) g-F1= (P+Hmb) a→F1= (P+Hmb) (g-a) ;F2= (P+KQ+Hmb) 。其中, F1、F2分别指代轿厢以及对重的钢丝绳所受拉力, 而Q则代表轿厢在运行的过程中, 其额定载荷的质量;P则是轿厢以及各附件的总质量;K是平衡系数, 一般取值为0.4~0.5;a则是制停平均减速度;H则是电梯的总行程。

2.2.2 额载轿厢下行在底层制停分析

当额载轿厢下行在底层制停的过程中, 其轿厢以及对重的受力方式如下:F1= (P+Hmy) (g+a) ;F2= (P+KQ+Hmb) (g-a) 。

3 结果分析

通过对于上述的计算分析可以得知:随着轿厢以及各附件的总质量的逐渐增加, 的数值则出现了不断减小的趋势, 从而更加容易满足曳引条件的相关需求。基于此, 在实际的操作过程中, 相关的技术人员可以选用大质量的轿厢, 从而满足电梯的曳引条件, 促进电梯的安全运行。或者采取增大钢丝绳的抱角等措施, 促进电梯曳引能力的提升。

此外, 当125%额载下行状态时, 技术人员在进行底层紧急制停试验的过程中往往是允许钢丝绳适度打滑状况的出现。在此过程中, 往往需要对钢丝绳的滑移长度进行有效的测量, 继而在此基础之上计算出电梯轿厢的平均制停减速度。在实际的操作过程中, 需要设钢丝绳的滑移量为L, 轿厢的额定速度以及平均减速度为V、a, 一般情况下a的范围为0.2~1g之间。在实验的过程中, 若钢丝绳不出现打滑的状况, 则说明电梯的曳引能力有充足的余量。

在125%额载下行的状态下进行底层紧急制停试验时, 从前文的分析结果可知, 曳引力在空载轿厢位于高层时的紧急制动工况往往不能够有效的满足相关的标准要求, 故而不需要技术人员采取措施, 促使曳引力在各种工况中都满足国标的要求。

4 状况分析

一般情况下, 当电梯处于空载上行或者超载下行的状况是, 电梯也会因为紧急制动而加速了闸皮与制动轮之间的摩擦, 继而由此导致闸皮表面温度急剧升高, 超过了闸皮允许的温度标准值, 从而引发闸皮表面的损坏。在此过程中, 需要相关的设计人员依据预测闸皮在紧急制停过程中产生的发热量选择合适的闸皮材料, 设计合理的摩擦面积, 促进相关工作的有序进行。

5 结语

本文基于此, 主要分析了电梯曳引系统以及电梯曳引力, 并对电梯的紧急制动曳引力进行了具体的论述, 最后分析了相关的结果。事实上, 电梯在使用的过程中, 由于实际的使用条件变化, 往往会对电梯的紧急制动时的曳引能力产生不同程度的影响。为此, 需要相关的技术人员加强对于电梯的监控以及管理, 促进电梯的安全、平稳的运行, 实现更多的社会效益的取得。

参考文献

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[2]张梁娟, 朱昌明, 史熙, 张鹏.事故环境下电梯系统动力学建模[J].上海交通大学学报, 2013 (12) :1997~2001.

[3]郭俊一.电梯曳引系统严重磨损的危险分析[J].中国特种设备安全, 2016 (8) :62~64+71.

[4]郑祥盘, 陈凯峰, 陈淑梅.曳引电梯磁流变制动装置的温度特性研究[J].中国机械工程, 2016 (16) :2141~2147+2154.

[5]刘德勇.对电梯曳引力和平衡系数的研究及相关影响[J].机电工程技术, 2015 (4) :149~152.

老旧电梯制动性能分析 篇8

一、磁流变液

作为一种可控流体的磁流变液( Magnetorheological Fluid ,简称MR流体) 在智能的材料研究中是相当广泛和活跃的,它是一种由微笑磁性颗粒以及非导磁性液体相互混合而成的,且这些磁流变液是具备高磁导率以及低磁滞性的,当在零磁场的条件之下,这些悬浮体能够呈现出低粘度的牛顿流体特性,当在强磁场的作用之下,则发生改变,主要呈现出高粘度、低流动性的Binghan体特性。磁性变液之所以能够被广泛的应用作为一种智能材料,正是由于它在磁场作用之下是可以瞬间变化的, 且变化过程是可逆的,其流变后的剪切屈服强度与磁场强度也是具有相当稳定的对应关系的,将磁流变液应用于制动技术近年来发展迅速,从单盘式到大功率传动的多盘式磁流变液制动器,制动力矩达到了1273 N ·m[1]。

二、磁流变液制动器的工作原理

磁流变液的制动器通常工作在剪切模式,其结构形式一般有圆筒式、圆盘式和叶片式等[2]。图1就是党磁流变液处于工作在剪切模式中圆盘式的制动器工作原理,磁流变液被充满在制动器的如左壳题、右壳体以及转盘中间的里面,在电流不能通过线圈的时候,就可以将这种流动性能保持在壳体与磁盘中间的磁流变液中,从而不会对主轴的回转运动而产生影响,当有电流通过线圈的时候,则会在制动器的空间之内产生一定的磁场,这样就使磁流变液发生流变的效应,即在外加强磁场作用下,磁流变液中的悬浮颗粒被磁化,会形成类似链状结构的沿着磁场方向而排列,这种链状结构对液体的流动起到了极大的阻碍作用,磁流变液的屈服强度也会随之增大,这样就会对转动的阻力不断加大,制动作用由此产生,而且磁流变液的磁流变效应随着磁场的增强而增强,只要调节电流改变磁场强度,就可以改变制动器的制动力矩。

三、磁流变液制动器的结构及力矩模型

磁流变液制动器的结构如图2所示。为防止磁力线沿壳体上部、沿壳体和主轴形成回路造成漏磁,需要在左右壳体间、壳体与主轴间加入隔磁材料,从磁路上保证磁流变液能受到较强磁场的作用。

对于图2的磁流变液制动器,其力矩模型可简化为图3的形式,由Binghan塑性模型建立的磁流变液的本构方程可推导出其制动力矩为[3]

式中TM是在磁场作用下磁流变液流变效应引起的制动力矩,Tη是在没有磁场作用下磁流变液所产生的黏性阻力矩,τB为磁流变液动态屈服应力,η 为磁流变液的粘度。对于电梯制动器来说,要求在轿厢停止即 ω = 0时制动力矩满足制动的要求。因此有

由式( 2) 可知,基于磁流变液制动技术的电梯制动器的知道力矩主要取决于如下因素:

1) 磁流变液动态屈服应力。其大小除由磁流变液本身的性质决定外,还受加在磁流变液上的磁场强度影响。因此为了得到较高的制动力矩,在设计磁流变液制动器时需要想方设法增加的磁场强度。

2) 制动盘的直径。为了得到较高的制动力矩,设计磁流变液制动器时在结构尺寸许可的条件下应尽可能增大制动盘的直径。但是由于电梯曳引机机构尺寸的限制,在单振动盘的制动力矩不能满足要求时,需要考虑使用双制动盘或多制动盘的结构形式。

3) 磁流变液在使用过程中,由于制动器的高速旋转,使磁流变液颗粒会因离心力作用甩向边缘,导致磁流变液沉淀,容易发生制动失效。 因此在设计磁流变液制动器时需要考虑如何避免磁流变液发生沉淀现象。

四、结束语

电梯产业是目前我国工业集群中的一项重要产业。如何利用当代的先进技术和科技创新,尽快使我国成为电梯领域的先行者,对提升我国制造业发展水平具有重要意义。将磁流变液制动技术引入电梯领域, 不仅能够提高电梯的安全性和可靠性,也为电梯制动技术的科技创新提供了新的思路。当然,目前磁流变液制动技术真正能在电梯制动领域大量应用还有一定的距离,如磁流变液的稳定性、实用型磁流变液制动装置及整个系统的控制技术仍需发展和完善。随着磁流变液性能的提高和磁流变液制动控制技术的发展,磁流变技术必将在电梯领域有广阔的应用前景。

参考文献

[1]王健等.车用磁流变液制动器的设计与磁路分析[J].矿山机械,2104(1).

[2]李志华等.圆盘式磁流变液制动器仿真优化分析[J].农业机械学报,2015(10).

[3]田朝阳等.圆盘式磁流变液制动器理论设计与仿真分析[J].拖拉机与农用运输车,2014(6).

浅谈老旧电梯的使用 篇9

1 各国对老旧电梯的处理方法

中国作为发展中国家,电梯老龄化已开始显现,而其他国家,同样面临着电梯老龄化的现象。

例如美国,自奥的斯发明的第一部“安全升降机”以来,电梯安全的话题在世界上就长盛不衰。作为头号发达国家以及最早使用电梯的国家之一,其电梯量是惊人的,而其老旧电梯也不在少数。美国对于超年限使用的电梯,一旦出现事故,责任方将面临惊人的处罚。

作为邻近的日本,一个地震多发的国家,在2011年发生大地震大量困人事件后,根据《建筑标准法规》要求,新装电梯必须加装安全抗震设备。对原先没有抗震设备的老旧电梯提出整改,政府专项拨款,承担三分之一。设备在感测到地震后,自动停靠在最近楼层。

韩国为了减少事故的发生,建立了下属的电梯安全管理院,专门负责电梯的制造安装和维修管理以及事故调查。韩国会对电梯进行定期维修检查,超过一定年限的老旧电梯会被直接淘汰。

2 老旧电梯主要存在问题

随着电梯数量的快速增多,老旧电梯也逐年在递增,其中相当一部分电梯老龄化严重,电梯的故障率也难免呈上升趋势,老旧电梯的安全隐患尤其突出,老旧电梯面临更新改造的局面。特别是使用年限超过10年以上的老旧电梯,由于执行老的设计和制造标准,使得老旧电梯的整梯和各部件的技术要求很难达到新标准。而且由于其使用年限长,存在机械部件磨损、电气元件老化与超负荷运行等现象。这类老旧电梯多为继电器控制,它们通过机械触点的开合,众多开关的通断来实现逻辑控制功能,由于大量使用开关、继电器、接触器等机械运动部件,造成故障点增加,故障率就相应提高。老旧电梯的部件经过长时间磨损老化,性能降低,出现问题,零配件短缺,不能及时维修,有的甚至已经停止生产,更换其他配件很难达到原来配件的效果,有的甚至导致电梯故障频发。这给电梯的正常使用及维修带来了许多麻烦,存在安全隐患。老旧电梯在使用之初对其监管的不够完善,现在随着监管体系和相关法规的不断完善,使得老旧电梯在严格的监管下漏洞百出。虽然勉强能通过年检要求,但老旧电梯的故障率高导致乘客的抱怨与投诉时有发生。到目前为止,我国尚无电梯报废的法规依据或是相关标准,这给使用单位安全管理与质监部门安全监管带来疑难。

3 老旧住宅电梯的评估

为了加强电梯的安全管理,2012年江苏省组织开展了老旧电梯的安全检测评价活动,为1530台电梯出具了检测评价诊断报告,及时发现和消除了一批安全隐患。通过对老旧住宅电梯的检验检测和故障调查,掌握被检测电梯的故障形式,分析并找出发生故障的原因,提出被检测电梯的维修、改造、更新诊断建议,为解决老旧住宅电梯的突出问题,加强维保和使用管理提供技术依据。根据检测评价诊断建议进行维修、改造或是更新后电梯应当达到安全运行的要求。

在2012年全省组织开展的老旧住宅电梯安全检测评价活动中,本人也积极参与其中。作为电梯检验人员要对检测评价工作认真负责,全面掌握检测评价工作相关要求,严格按照规定的程序和方法开展检测评价,出具检测评价报告。通过对现场的故障的调查,了解被评价电梯常发故障种类和表现形式,能针对性的查明故障原因。对于在检验评估中,老旧住宅电梯的故障主要表现在轿厢困人、运行异常、噪声大、有时会出现上下溜车等现象。检测人员则根据检测项目,采取现场检验的方式对电梯进行检验检测。检测评价小组根据故障调查和现场检测的结果,对故障和不合格项进行分析,提出相关改进建议。个人在现场检查中,发现有些使用单位的随机资料不齐全,出厂电气图纸的缺失会给电梯的维修带来困难。在机房中,有些通风效果差,特别是夏天高温,经常会出现故障。供电线路、控制柜中的线路凌乱且都出现老化的现象,主机减速箱涡轮蜗杆的磨损,曳引轮轮槽的磨损,限速器动、安全钳动作不可靠等,都成为电梯的安全隐患。在底坑中,特别是使用环境差的底坑,聚氨酯缓冲器老化严重,很难起到缓冲效果,液压缓冲器也在压缩后很难复原,开关动作后就坏了等情况。楼层显示有误,报警装置有杂音或是声音轻,超载装置也因长久不调试,有的不到60%满载就出现超载报警。

4 定期检验中新旧电梯的区别

例如现行有机房曳引式电梯年检报告中,与相应按照老标准制造安装的电梯年检主要有三项区别,对于允许按照GB7588-1995及更早期标准生产的电梯,可以不检验、或可以按照《电梯监督检验规程》(国质检锅 [2002]1号)中的有关规定进行检验。一是对于可拆卸盘车手轮,设置一个电气安全装置,最迟在盘车轮装上电梯驱动主机时动作。二是旋转部件的防护,主要是避免人身伤害、钢丝绳松弛或链条因松弛而脱离绳槽或链轮、异物进入绳与绳槽或链与链轮之间。三是轿厢上行超速保护装置,电梯轿厢上行速度失控时,上行超速保护装置动作,使轿厢制停或至少使其速度降低至对重缓冲器的设计范围,上行超速保护装置动作时,有一个电气安全装置动作。前两项可以通过维修完善。而上行超速保护如果想整改,就需要对电梯进行改造。而对于老旧电梯,特别是高层电梯,因缺少上行超速保护装置,存在很大安全隐患。一旦出现上行超速现象,没有上行超速保护装置,轿厢就会冲顶。当速度达到很高时,后果会是严重的。这在新标准中可以看出,新装电梯必须有上行超速保护装置,为了避免冲顶的危险,建议高层电梯加装上行超速保护装置。

消除老旧电梯的安全隐患,需要各级政府、各有关部门以及产权单位、物业管理部门及广大业主的共同努力。细致排查隐患,及时消除隐患,减少隐患的发生,为安全使用电梯提供保障。

摘要：随着电梯数量每年的激增、设备也在逐年老化,以及我国电梯普遍存在的客流量大、高负荷的使用情况,老旧电梯安全形势日益严峻,各地也出现了多次“电梯惊魂”事件,监管压力越来越大。

老旧电梯风险评估方法研究 篇10

目前, 国家未对老旧电梯的使用年限作明确规定, 使用单位缺乏判定电梯是否可报废的能力, 缺乏对在用老旧电梯使用安全风险的准确、科学的评估, 既担心电梯的使用风险, 又担心因过早报废而造成浪费。从关注公共安全、建设节约型社会的角度看, 在用老旧电梯的风险评估、设备的报废判定问题已成为每个城市必须关注的社会问题。

电梯安全不仅与设备本身有关, 还与设备的管理、维护、保养、运行场所有关。电梯的安全问题应以系统的方式评价, 即评价电梯设备本身及相关的管理状况、维护状况、保养状况和运行场所的状况。政府和使用单位也都希望能有一套科学、实用的电梯风险评估体系来规范电梯的风险评估活动。对老旧电梯风险评估的研究有助于提高电梯的安全监管水平, 为政府的安全监管和使用单位的正确决策提供技术支撑。

正确评估使用年限长、运行环境差的老旧电梯的风险状况, 对以往仅按照检规标准开展检验、检测任务的特种设备检验检测机构提出了挑战。目前, 国内特种设备检验检测机构对在用电梯采取的检验、检测方式为:根据定期检验制度和规定, 对涉及电梯安全运行的重要指标进行符合性验证。该评定方法侧重于电梯机构零部件的安全性能等是否符合安全要求的及时性定性判定, 不涉及电梯的质量、运行环境的适合性和运行可靠性。

此外, 出于经济方面的考虑, 企业不可能随意更换设备, 会尽可能地延长电梯的使用寿命, 他们迫切需要对使用年限长、设备状况差的老旧电梯进行风险评估, 需要在设备更新、改造和修理中有一套切实、可行的判断依据。

据浙江省地方标准《在用电梯风险评价规则》 (DB33/T 869—2012) , 如果在用电梯的使用期限已超过15 年, 则电梯的使用单位可申请电梯风险评估。

综上所述, 特种设备的检验、检测机构开展老旧电梯风险评估研究, 可弥补特检行业在这方面工作中的缺陷, 提高检验水平和检验报告结论的准确性、可靠性, 从而为国家制订安全评定规则提供参考, 为使用单位老旧电梯的更新、改造、修理提供判断依据, 保证安全生产。

1 国内研究现状

近年来, 全国各地区相继出台了有关老旧电梯的安全评价规则, 各地的特种设备检验机构也有针对性地提出了各自的安全评价方法:福建省提出了基于多层次综合评价模型的电梯安全评价方法;江苏省从检验、检测、维护、保养等环节出发, 提出了电梯安全评价需要注意的问题;重庆市和上海市提出了基于专家系统的安全评价体系, 采用传统的方法, 在规则尾部用置信度表示整个规则的不确定性, 但这样无法很好地模拟领域专家的经验、求解问题的方法和策略;浙江省绍兴市提出了采用GB/T 20900—2007 标准来划分危险源和风险情节的方法——该方法仅凭评价人员自身的知识、经验识别电梯的危险状态, 其评价的全面性、科学性和准确性较低;杭州市开展了电梯安全状态监测设备研究, 但未形成完整的安全评价体系。

2 研究方法

针对老旧电梯的特点, 结合相关标准要求, 风险评价方法的研究总体内容为以下4 项: (1) 确定风险评估内容。该部分分为设备管理状况、设备维护和保养状况、设备运行场所的状况和设备本身状况。 (2) 确定风险等级量化值。 (3) 确定风险评估内容的打分原则。 (4) 确定风险评估的结论。

2.1 风险评估内容的确定

随着运行时间的推移, 老旧电梯的各部位均会出现不同程度的老化。根据专家经验和数据总结, 科学地将风险评估内容划分为设备管理状况、设备维护和保养状况、设备运行场所的状况和设备本身状况四方面。其中, 根据《在用电梯风险评价规则》 (DB33/T 869—2012) , 设备本身状况又分为曳引系统、电气系统、悬挂补偿装置、井道、轿厢与对重、门系统、安全装置和性能试验。具体评估内容如表1 所示。

应根据需求调整风险评估内容, 但要以风险评估合同为准。如果需要对电梯整体进行风险评估, 则应选取全部内容;如果只需对曳引系统进行风险评估, 则在设备本身状况中只选取曳引系统的相关内容。此外, 也可调整具体的评估内容。比如, 在曳引系统中设置了减速器的项目, 当评估对象为无齿轮曳引机时, 减速器项目无法被检测, 评估内容应除去减速器项目, 不对减速器项目打分。

2.2 风险等级量化值的确定

根据GB/T 20900—2007 中的相关要求, 确定风险等级是风险评估的首要工作。风险等级可归纳为以下3 个风险类型, 如表2 所示。

风险等级由伤害严重程度与伤害发生概率共同确定, 伤害严重程度和伤害发生概率等级的确定原则如表3 和表4 所示。

根据标准要求, 4 种伤害严重程度和6 种伤害发生概率等级共组合成了24 个风险等级。由于此种表述过于抽象, 现对24 个风险等级进行量化处理。

对伤害发生概率采用典型值, 分为A, B, C, D, E, F六类, 即A为频繁发生, 100%;B为很可能发生, 80%;C为偶尔发生, 60%;D为极少发生, 40%;E为不大可能发生, 20%;F为几乎不可能发生, 10%.

上述的概率典型值与伤害发生的概率有一定的区别, 伤害发生的概率是指在使用寿命内伤害可能发生的次数。如果以伤害发生的概率作为量化值, 则可能出现量值很小, 不具有典型性和操作性的情况。因此, 上述典型概率更接近于发生伤害事件时对应的伤害类型占所有伤害类型的比例。比如, 如果电梯的使用寿命为100 d, 发生A类伤害的天数为9 d, 则伤害概率为9%;如果按照伤害所占比计算, 电梯的使用寿命为100 d, 发生伤害天数为10 d, 伤害A发生的天数为9 d, 则伤害概率为90%.

伤害严重程度的量值对于伤害程度的衡量而言, 难以作出客观的评价, 因为任何数字都可以被赋予对应的意义。因此, 本文主要考虑的原则是“兼顾区分度”原则, 即不能让两个伤害等级的量化值过于接近 (难以区分风险大小) , 又不能使两者的区别过大 (保证一定风险等级, 风险的总和大于或等于某一高级别的风险) 。因此, 对24 个风险等级进行了量化, 如表5所示。

风险类型量化范围如表6 所示。

风险等级量化值确定后, 根据专家意见和实际经验, 确定了风险评估内容的各个类项的风险等级, 并确定了各个具体内容的风险等级量化值。减速器类项的风险等级量化如表7 所示。

2.3 风险评估内容的打分原则

风险评估的打分采用权重积分原则。权重值即为风险等级量化值, 并用分值项为0~10 的整数打分 (以下类同) ;将权重值与分值相乘, 得出项目的最终得分。风险评估采用高分、高风险, 低分、低风险的打分方式, 即分数越高, 风险越高。

采用0~10 的打分原则的原因有以下2 点: (1) 采用统一分值, 易于操作, 无需记忆, 不会出现错分 (超上限打分) 的情况; (2) 统一标准有利于操作者的客观把握, 如果采用不同分值上限, 则易导致打分者对不同分值上限的内在打分标准不同, 比如低分值项分过低、高分值项分过高等现象。因此, 采用统一积分原则更有利于客观评分。

2.4 确定风险评估的结论

本方法将电梯风险评估内容分为70 个类项, 按照每个类项10 分的最大打分值, 对应最大风险等级1A的量化值为16, 单个类项的最高得分为160 分。根据得分情况, 4 个评估大项分别得出了评估结论: (1) 经风险评估, 该电梯某方面存在某问题, 但整改费用较高, 无修理改造价值, 建议拆除该电梯, 更换新电梯; (2) 经风险评估, 该电梯某方面存在某问题, 需整改, 建议改造; (3) 经风险评估, 该电梯某部件存在某问题, 建议修理 (含重大修理) ; (4) 经风险评估, 该电梯某方面存在某问题, 建议加强使用管理和维保; (5) 经风险评估, 未发现存在所列的风险要素。

3 典型实例

该电梯风险评估方法已试用于3 个老旧电梯项目。现对某小区2 台老旧电梯的风险评估情况进行简要说明, 仅仅描述风险点。

老旧电梯的主要参数:额定载重量为1 000 kg, 额定升降速度为2.0 m/s, 层数为18, 使用频率高, 使用年限为18 年。

老旧电梯的运行情况:故障率较高, 使用人员复杂 (该楼用于出租、居住、办公) , 有资质许可的维保单位定期保养。

设备管理状况的评估结果为:故障、事故和投诉记录类项的得分为10 分。

设备维保状况的评估结果为:零配件供应类项的得分为10 分。

设备运行场所的评估结果为:使用状况和使用量类项的得分为10 分。

设备本身状况的评估结果为:在曳引系统中, 制动装置类项的得分为7 分, 减速器类项的得分为4 分;在电气系统中, 电气元件类项的得分为7 分;在门系统中, 门机装置与门的运行类项的得分为8 分;性能试验中, 运行试验类项的得分为6 分。

根据风险等级量化权重值, 各类项的得分值如表8 所示。

经风险评估发现, 该电梯在设备管理方面存在问题, 投诉较多的问题为:在设备维保方面, 存在老旧零部件无法采购的问题;在运行场所方面, 存在使用人员复杂、使用频率过高的问题;在曳引系统中, 存在制动装置延时动作、空载上行制动距离超标的问题;在电气系统中, 存在多次改接、线路杂乱、控制系统程序运行不稳定的问题;在门系统中, 存在门挂轮老化破损、门运行卡阻的问题;在运行试验中, 存在多次运行中停梯的问题。但整改该电梯的费用较高, 无修理改造价值, 建议拆除该电梯, 更换新电梯。

4 结束语

本文提出的老旧电梯风险评估方法在老旧电梯矛盾日益突出、社会节能降耗需求日益强烈的背景下发挥了重大的作用。在使用本方法的过程中, 需要不断完善评估量化分值结构, 从而提高评估的科学性和准确率。

参考文献

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[2]何东.浅谈对老旧电梯安全状况的分析及年检常见问题[J].大科技, 2011, 16 (4) .