引言

隨著"中國(guó)制造2025"的提出以及政府對(duì)民生重點(diǎn)工程的重視,在住宅、商業(yè)配套、公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)等方面電梯需求量逐年穩(wěn)增,對(duì)乘梯舒適感和環(huán)境提出了更高要求。不斷涌現(xiàn)的電梯私自裝修的現(xiàn)象,改變了電梯設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行工況,存在的安全隱患不容忽視。

1基本原理

曳引式電梯轎廂與對(duì)重在曳引輪的兩側(cè)通過(guò)鋼絲繩連接,轎廂與對(duì)重之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),鋼絲繩與曳引輪之間就產(chǎn)生靜摩擦力,保證轎廂做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。若轎廂與對(duì)重之間的重量差距過(guò)大,超過(guò)繩槽之間的靜摩擦力時(shí),就會(huì)存在極大風(fēng)險(xiǎn)。

電梯在設(shè)計(jì)之初將轎廂的懸掛中心、導(dǎo)軌中心與重心位置盡量重合。但由于材料工藝、現(xiàn)場(chǎng)安裝等原因,存在安裝后懸掛中心、導(dǎo)軌中心與重心位置錯(cuò)位現(xiàn)象。為此,需要安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試,消除誤差。

2風(fēng)險(xiǎn)探討

相關(guān)研究指出:電梯過(guò)度裝修會(huì)使平衡系數(shù)發(fā)生偏離、改變曳引能力、影響安全鉗和緩沖器的正常工作、影響制動(dòng)力矩產(chǎn)生溜梯現(xiàn)象等,并針對(duì)性提出了解決方案,但是對(duì)于轎廂裝修載荷的分布對(duì)電梯運(yùn)行質(zhì)量的影響沒(méi)有進(jìn)行研究。

轎廂的懸掛位置是依據(jù)轎廂各部件組成的轎廂系統(tǒng)的重心位置確定的。若電梯在安裝調(diào)試后私自改變轎廂的初始重心位置,將打破相對(duì)平衡狀態(tài),出現(xiàn)轎廂偏載過(guò)大現(xiàn)象,影響電梯的平穩(wěn)運(yùn)行。因此,電梯轎廂的載荷分布對(duì)電梯的運(yùn)行質(zhì)量和乘坐舒適感有重要作用。

2.1電梯轎廂裝修后的偏載分析

轎廂裝修的風(fēng)格、材質(zhì)差異導(dǎo)致轎廂裝修后載荷分布存在很大的差異,直接影響轎廂的重心位置,引起轎廂偏載,影響電梯的安全運(yùn)行。下面僅對(duì)轎廂裝修前、后的載荷分布引起的偏載進(jìn)行分析研究,由于乘客在電梯內(nèi)隨機(jī)站立,特別是乘客較多時(shí),為了個(gè)人空間較大,乘客一般會(huì)均布站立,故電梯偏載在安裝調(diào)試合格投入使用后一般與乘客無(wú)關(guān)。就算單趟偏載可能與乘客有關(guān),但隨機(jī)事件會(huì)導(dǎo)致電梯前后偏載的概率是一樣的,在此不考慮轎廂承載狀態(tài)時(shí)的運(yùn)行狀況。

如圖1所示,假設(shè)裝修前轎廂的重心位置距離A-B基線為X0,轎廂重量為M,轎廂裝修重量為G1,裝修重量重心位置距離A-B基線為X1。如果不考慮轎廂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)載荷,可得轎廂裝修后的重心位置X'。

同時(shí)對(duì)A-B基線求彎矩:

得出裝修后的轎廂重心位置:

轎廂裝修后的總重量相對(duì)于重心位置的偏載矩I:

可得:

通過(guò)計(jì)算后得到的轎廂裝修后的重心位置可看出,裝修后的轎廂重心位置發(fā)生了偏移,而且裝修后的轎廂總質(zhì)量發(fā)生改變,相對(duì)于之前的重心位置,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)彎矩,彎矩最終將通過(guò)導(dǎo)靴作用在導(dǎo)軌上,并且影響到懸掛裝置的受力平衡造成受力不均。

2.2電梯偏載存在的安全隱患

由上述分析可得,轎廂裝修載荷影響裝修后轎廂的重心位置,打破了原有轎廂的靜、動(dòng)平衡,導(dǎo)致懸掛中心和主軌中心與轎廂重心不再重合,相對(duì)于懸掛位置會(huì)產(chǎn)生偏心力矩,這個(gè)偏心力矩會(huì)使轎廂發(fā)生前傾或后傾,出現(xiàn)鋼絲繩受力不均:導(dǎo)靴與導(dǎo)軌之間的作用力增大,增加了運(yùn)行過(guò)程中的阻尼,隨著時(shí)間的推移,將影響導(dǎo)靴的使用壽命:導(dǎo)靴磨損急劇增加,導(dǎo)軌受力不均,會(huì)導(dǎo)致電梯振動(dòng)加劇,產(chǎn)生噪聲:長(zhǎng)時(shí)間的偏載運(yùn)行,尤其是滿載狀況下的運(yùn)行,偏載會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)靴與導(dǎo)軌之間的作用力加大,引起導(dǎo)軌移位,降低電梯安全運(yùn)行質(zhì)量的穩(wěn)定性。

根據(jù)《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則一曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》(TsGT7001一2009)6.12"轎門門刀與層門地坎,層門鎖滾輪與轎廂地坎的間隙應(yīng)當(dāng)不小于5mm",因此,轎廂若出現(xiàn)前傾將導(dǎo)致該距離減小,出現(xiàn)門刀碰擦層門地坎的現(xiàn)象,引起電梯故障。如果出現(xiàn)后傾,則會(huì)出現(xiàn)轎門門刀無(wú)法有效觸碰廳門門球的現(xiàn)象,導(dǎo)致廳門無(wú)法開(kāi)啟,出現(xiàn)電梯故障。

3解決建議

對(duì)轎廂進(jìn)行裝修不能只是簡(jiǎn)單地、填充式地"房屋裝修",應(yīng)充分考慮轎廂結(jié)構(gòu)、重心位置和懸掛裝置的相對(duì)位置,合理配置裝修載荷。

(1)對(duì)轎內(nèi)加鋪大理石和加空調(diào)的裝修,可在大理石裝修后載荷分布影響到重心位置時(shí)根據(jù)空調(diào)的重量將其布置在相反的位置上。通過(guò)式(4)可看出要想使轎廂導(dǎo)靴對(duì)導(dǎo)軌的彎矩最小,就要盡量使轎廂裝修載荷的重心與裝修之前轎廂的重心位置接近或重合,進(jìn)而使裝修后的轎廂重心位置保持不變,使轎廂達(dá)到一個(gè)相對(duì)的平衡狀態(tài)。

(2)在轎廂的各個(gè)導(dǎo)靴處添加壓力傳感器,測(cè)量對(duì)導(dǎo)軌的壓力值,及時(shí)調(diào)整轎廂重心位置,使各壓力值基本一致且趨于零。

(3)轎廂重心位置的分析也適用于對(duì)重,充分考慮轎廂與對(duì)重的載荷分布與重心和懸掛位置的相對(duì)關(guān)系,將有助于改善電梯的運(yùn)行狀況,對(duì)延長(zhǎng)電梯的使用壽命有重要意義。

(4)轎廂裝修后有條件的單位,可考慮對(duì)裝修后的轎廂做靜平衡和動(dòng)平衡,讓轎廂導(dǎo)靴的受力達(dá)到最小,對(duì)重側(cè)的導(dǎo)靴受力達(dá)到均衡也同樣重要。

(5)香港機(jī)電工程署關(guān)于升降機(jī)加裝空調(diào)有嚴(yán)格的審核流程,如對(duì)于加裝空調(diào)的電梯設(shè)計(jì)增加或者更換電纜的重量都要考慮在內(nèi),對(duì)承載構(gòu)件和空調(diào)供電系統(tǒng)的安全性也要符合相關(guān)要求。

4結(jié)語(yǔ)

電梯的過(guò)度裝修勢(shì)必會(huì)影響到電梯安全運(yùn)行,使用單位不能隨意對(duì)電梯進(jìn)行裝修。2019年6月1日起實(shí)施的國(guó)市監(jiān)特設(shè)函(2019)64號(hào)文對(duì)《電梯施工類別劃分表》進(jìn)行了重新定義,規(guī)定改變電梯的轎廂自重(制造單位明確地預(yù)留裝飾重量或累計(jì)增加/減少質(zhì)量不超過(guò)額定載重量的5%除外)視為改造,對(duì)改變質(zhì)量的允許范圍給出了明確界定。所以,轎廂裝修必須要經(jīng)電梯制造單位許可,并通過(guò)安全評(píng)估,制定施工方案,由專業(yè)的電梯施工單位進(jìn)行施工,并經(jīng)過(guò)特種設(shè)備檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)合格,方可投入使用。

為防止部分使用單位私自進(jìn)行電梯裝修,建議檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)在監(jiān)督檢驗(yàn)時(shí)詳細(xì)記錄被檢電梯的裝修預(yù)留重量以及裝修情況,如是否加裝空調(diào)機(jī)、轎廂內(nèi)的裝修現(xiàn)狀(裝修附著物、地面是否大理石)等,必要時(shí)拍照存檔,以備年檢時(shí)核查轎廂裝修狀況,尤其是重點(diǎn)核查新裝修樓宇的電梯裝修狀況,從法定檢驗(yàn)的源頭上杜絕私自裝修電梯的違法現(xiàn)象出現(xiàn)。