引言

隨著"中國制造2025"的提出以及政府對民生重點工程的重視,在住宅、商業(yè)配套、公共服務設施建設等方面電梯需求量逐年穩(wěn)增,對乘梯舒適感和環(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,改變了電梯設計參數(shù)和運行工況,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重在曳引輪的兩側通過鋼絲繩連接,轎廂與對重之間有相對運動趨勢時,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運動。若轎廂與對重之間的重量差距過大,超過繩槽之間的靜摩擦力時,就會存在極大風險。

電梯在設計之初將轎廂的懸掛中心、導軌中心與重心位置盡量重合。但由于材料工藝、現(xiàn)場安裝等原因,存在安裝后懸掛中心、導軌中心與重心位置錯位現(xiàn)象。為此,需要安裝現(xiàn)場進行調(diào)試,消除誤差。

2風險探討

相關研究指出:電梯過度裝修會使平衡系數(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、影響制動力矩產(chǎn)生溜梯現(xiàn)象等,并針對性提出了解決方案,但是對于轎廂裝修載荷的分布對電梯運行質(zhì)量的影響沒有進行研究。

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,將打破相對平衡狀態(tài),出現(xiàn)轎廂偏載過大現(xiàn)象,影響電梯的平穩(wěn)運行。因此,電梯轎廂的載荷分布對電梯的運行質(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

轎廂裝修的風格、材質(zhì)差異導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,影響電梯的安全運行。下面僅對轎廂裝修前、后的載荷分布引起的偏載進行分析研究,由于乘客在電梯內(nèi)隨機站立,特別是乘客較多時,為了個人空間較大,乘客一般會均布站立,故電梯偏載在安裝調(diào)試合格投入使用后一般與乘客無關。就算單趟偏載可能與乘客有關,但隨機事件會導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)時的運行狀況。

如圖1所示,假設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。如果不考慮轎廂運動過程中的動載荷,可得轎廂裝修后的重心位置X'。

同時對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于重心位置的偏載矩I:

可得:

通過計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,相對于之前的重心位置,會產(chǎn)生一個彎矩,彎矩最終將通過導靴作用在導軌上,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、動平衡,導致懸掛中心和主軌中心與轎廂重心不再重合,相對于懸掛位置會產(chǎn)生偏心力矩,這個偏心力矩會使轎廂發(fā)生前傾或后傾,出現(xiàn)鋼絲繩受力不均:導靴與導軌之間的作用力增大,增加了運行過程中的阻尼,隨著時間的推移,將影響導靴的使用壽命:導靴磨損急劇增加,導軌受力不均,會導致電梯振動加劇,產(chǎn)生噪聲:長時間的偏載運行,尤其是滿載狀況下的運行,偏載會導致導靴與導軌之間的作用力加大,引起導軌移位,降低電梯安全運行質(zhì)量的穩(wěn)定性。

根據(jù)《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則一曳引與強制驅(qū)動電梯》(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當不小于5mm",因此,轎廂若出現(xiàn)前傾將導致該距離減小,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,則會出現(xiàn)轎門門刀無法有效觸碰廳門門球的現(xiàn)象,導致廳門無法開啟,出現(xiàn)電梯故障。

3解決建議

對轎廂進行裝修不能只是簡單地、填充式地"房屋裝修",應充分考慮轎廂結構、重心位置和懸掛裝置的相對位置,合理配置裝修載荷。

(1)對轎內(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根據(jù)空調(diào)的重量將其布置在相反的位置上。通過式(4)可看出要想使轎廂導靴對導軌的彎矩最小,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,進而使裝修后的轎廂重心位置保持不變,使轎廂達到一個相對的平衡狀態(tài)。

(2)在轎廂的各個導靴處添加壓力傳感器,測量對導軌的壓力值,及時調(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重,充分考慮轎廂與對重的載荷分布與重心和懸掛位置的相對關系,將有助于改善電梯的運行狀況,對延長電梯的使用壽命有重要意義。

(4)轎廂裝修后有條件的單位,可考慮對裝修后的轎廂做靜平衡和動平衡,讓轎廂導靴的受力達到最小,對重側的導靴受力達到均衡也同樣重要。

(5)香港機電工程署關于升降機加裝空調(diào)有嚴格的審核流程,如對于加裝空調(diào)的電梯設計增加或者更換電纜的重量都要考慮在內(nèi),對承載構件和空調(diào)供電系統(tǒng)的安全性也要符合相關要求。

4結語

電梯的過度裝修勢必會影響到電梯安全運行,使用單位不能隨意對電梯進行裝修。2019年6月1日起實施的國市監(jiān)特設函(2019)64號文對《電梯施工類別劃分表》進行了重新定義,規(guī)定改變電梯的轎廂自重(制造單位明確地預留裝飾重量或累計增加/減少質(zhì)量不超過額定載重量的5%除外)視為改造,對改變質(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,并通過安全評估,制定施工方案,由專業(yè)的電梯施工單位進行施工,并經(jīng)過特種設備檢驗機構檢驗合格,方可投入使用。

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