随着社会的发展，电梯越来越普遍。电梯之所以能把人员从底层运往高层靠的就是曳引力。电梯在刚出厂的时候也就是设计时完全是有保证的，对使用人员不会带来任何危险。但是在电梯的使用中由于各种原因电梯的曳引力是会发生改变的，而当曳引力过小时就会对使用人员带来危险。
在本文中，笔者分析了电梯使用中曳引力减小的因素，对使用人员造成哪些危险，并提出相应的解决方法。
1、什么是曳引力
电梯轿厢和对重两侧的重量促使曳引轮两侧的曳引绳能够产生一定的拉力，此拉力会在曳引轮绳槽和曳引绳之间产生一个摩擦力，用来传递曳引机的旋转动力，从而使电梯能上、下运行，这个摩擦力称之为曳引力。
2、曳引力减小的因素
按照GB758-2003《电梯制造与安装安全规范》中附录M曳引力计算的数学模型：
用于轿厢装载和紧急制动工况；
用于轿厢滞留工况（对重压在缓冲器上，曳引机向上方向旋转）。
式中：-当量摩擦系数；
-钢丝绳在曳引轮上的包角；
，-曳引轮两侧曳引绳的拉力（如图1所示）。
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图1：电梯简图
从附录M曳引力计算的数学模型中可以看出，影响曳引力的因素与下面3方面有关：①静态比值；②曳引轮的当量摩擦系数；③钢丝绳在曳引轮上的包角。
2.1 静态比值
由GB758-2003《电梯制造与安装安全规范》中附录M中实例可知静态比值一般受设计的轿厢自重、补偿链、钢丝绳质量、随行电缆质量及电梯的平衡系数有关。一般在电梯监督检验的时候会对电梯的平衡系数做一次测量，现在电梯厂家使用的对重块基本都是由水泥制成，受空气湿度的影响水泥块的质量会发现改变从而影响平衡系数。电梯维保单位在年度维保时按规定需对电梯做一次平衡系数测试，但是在现实中基本没有维保单位会这么做。
2.2曳引轮的当量摩擦系数
由GB758-2003《电梯制造与安装安全规范》可知曳引轮绳槽有3种类型：半圆槽、带切口的半圆槽、V形槽（如图2所示）。
a)半圆槽
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b)带切口的半圆槽
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C)V形槽
图2：曳引轮绳槽的类型
图中：β—下部切口角度值；
?—槽的角度值；
根据GB758-2003《电梯制造与安装安全规范》中附录M可知影响曳引轮的当量摩擦系数主要由β、?、μ（摩擦系数）这三个参数有关。在使用过程中由于曳引钢丝绳、曳引轮绳槽的磨损，曳引钢丝绳或者绳槽有油污都会影响这三个参数从而影响曳引力。虽然按照TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则》中的8.10项上行制动工况曳引检查和附加检验8.11项下行制动工况曳引检查可以对曳引力进行检查，对于超面积的载货电梯还需进行8.12项静态曳引检查，但是这样的检查一年才一次，而且附加检验项只有检验员怀疑曳引力有问题时并且需要上报检验机构技术负责人同意签字才能进行，有的检验员嫌麻烦或者经验不足对这项难以把握。8.10项上行制动工况曳引检查TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则》中也只是要求轿厢应当完全停止，并没有要求轿厢滑移多少距离，这些只是定性的检查没有定量的规定，故笔者认为依然存在危险。
2.3其他
曳引钢丝绳在曳引轮上的包角α（曳引钢丝绳与曳引轮绳槽接触的弧度）。由曳引力的计算公式可知包角也是曳引力的影响因素之一。由于曳引钢丝绳、曳引轮和导向轮的磨损包角也会发生改变，从而影响曳引力。每根钢丝绳的张紧力不一致，会使得每根钢丝绳与曳引轮绳槽所受的拉力值不一致部分钢丝绳和绳槽磨损更严重，从而影响整体的曳引力。GB/T10060-2011《电梯安装验收规范》第5.5.1.9项规定：至少应在悬挂钢丝绳或链条的一端设置一个自动调节装置，用来平衡各绳或链间的张力，使任何一根绳或链的张力与所有绳或链之张力平均值的偏差均不大于5%。
3、产生的危险
由于曳引力的减小，电梯在装载人员的时候，特别是装载装修材料时装修材料特别重装修人员在刚好达到电梯超载还未超载时突然推进一推车装饰材料（如瓷砖、砂石等）的时候，或者超载开关失效（超载系数变大）的时候容易出现曳引钢丝绳在曳引轮绳槽上滑移的情况。当曳引钢丝绳在曳引轮绳槽上滑移时轿厢就会出现轿门和层站门同时打开离开门区的情况，这时候容易发生剪切、挤压、坠落、摔倒的危险。
GB758-2003《电梯制造与安装安全规范》引言0.1.2 研究了电梯在下列方面的多种事故的可能性：0.1.2.1 可能因下列事故造成危险：a）剪切；b）挤压；c）坠落；d）撞击；e）被困；f）火灾；g）电击；h）由下列原因引起的材料失效：1）机械损伤；2）磨损；3）锈蚀。0.3.10 出来下列各项以外，根据良好实例和标准要求制造的机械装置，在无法检查情况下，将不会损坏至濒临危险状态。下列机械故障应当考虑：b）曳引轮上曳引绳失控滑移。笔者认为从GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中规定的这两点来看现在的电梯设计中并没有哪个装置（电梯超速触发安全钳或上行超速保护除外）来考虑由于曳引力减小带来的危险。只有检验员依据TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则》中的8.10项上行制动工况曳引检查和附加检验8.11项下行制动工况曳引检查可以对曳引力进行检查，对于超面积的载货电梯还需进行8.12项静态曳引检查或维修保养人员定期对曳引系统进行维护保养来降低危险。也就是说降低曳引力减小带来的危险从检验员定检和平常的维修保养的角度进行了考虑，并未从电梯设计的角度出发。
依据GB 24803.1-2009《电梯安全要求 第一部分：电梯基本安全要求》5.2.2.2 当设计电梯或电梯部件时，应审查设计，描述其中所有的可能的风险情节，并且进行风险分析和评价，以找出适合于该设计的电梯基本安全要求。应考虑在操作和使用期间及在电梯维修或检查期间所有可能出现的风险情节。按照GB/T20900-2007中所规定的方法进行风险评定，只要风险评定不被接受，设计者就要继续改进设计或实施其他安全防护措施，直到适用电梯基本安全要求。依据GB/T20900-2007《电梯、自动扶梯和自动人行道风险评价和降低的方法》附录C中表C.1严重程度和表C.2概率等级由于曳引力减小产生的曳引钢丝绳在曳引轮绳槽上滑移应被认定为1D的风险等级。而依据GB/T20900-2007附录D表D.2风险评定中可知这个风险等级是需要采取保护措施来降低风险的。例如：定期检验规则中二号修改单新加的轿厢意外移动保护装置，它是防止由于制动器制动力不足出现轿厢移动时出现剪切、挤压、坠落等情况的发生。而轿厢意外移动保护装置作用的是制动轮并没有直接作用于轿厢，所以还是不能防止曳引轮上曳引绳失控滑移的情况。
4、降低危险的措施
4.1平层感应器+夹绳器的方案
当电梯运行至层站轿门和层门同时打开时，平层感应器插入格子板中表示电梯停靠在平层区域，当出现曳引钢丝绳在曳引轮绳槽上滑移使轿厢离开开门区域时，控制板检测到平层感应器的信号时同时发出动作夹绳器的信号，夹绳器动作夹住钢丝绳使轿厢停止移动。
4.2平层感应器+限速器+安全钳的方案
当电梯运行至层站轿门和层门同时打开时，平层感应器插入格子板中表示电梯停靠在平层区域，当出现曳引钢丝绳在曳引轮绳槽上滑移使轿厢离开开门区域时，控制板检测到平层感应器的信号时同时发出动作限速器的信号，限速器卡死通过限速器钢丝绳拉动安全钳拉杆使安全钳动作从而使轿厢卡在导轨上停止移动。
夹绳器现在在永磁同步曳引机上使用的很少，若采用平层感应器+夹绳器的方案需要重新增加一个夹绳器，这样制造成本会提高一些。限速器和安全钳在电梯中属于标配，只要将限速器改成无机房的电磁动作的限速器即可完成这一方案，成本较低。故笔者推荐平层感应器+限速器+安全钳的方案。
5、结束语
在本文中，笔者从风险分析、评价、预防的角度分析了由于曳引力减小带来的危险，并提出来了降低危险的方案。也认为电梯存在风险等级为I类时不能只靠使用过程中的定期检验和维护保养来降低风险而应该从设计时就降低此类风险，从而保证电梯使用更加安全。
参考资料
[1]张学道 .浅谈曳引式电梯曳引力的影响因素及检测 .中国电梯，2019,1(4):18-22.
[2]GB 7588-2003,电梯制造与安装安全规范 [S].
[3]TSG T7001-2009,电梯监督检验和定期检验规则-曳引与强制驱动电梯 [S].
[4]GB 24803.1-2009,电梯安全要求 第一部分：电梯基本安全要求 [S].
[5]GB/T 20900-2007,电梯、自动扶梯和自动人行道风险评价和降低的方法 [S].
论文作者:陈磊
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：电梯论文; 曳引论文; 钢丝绳论文; 危险论文; 风险论文; 感应器论文; 工况论文; 《科学与技术》2019年18期论文;