羅朝均 重慶市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院

電梯試驗(yàn)塔用于模擬電梯實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，對(duì)電梯整機(jī)及安全部件的安全性和可靠性進(jìn)行型式試驗(yàn)，如電梯運(yùn)行速度測(cè)試、加減速度測(cè)試、振動(dòng)加速度的測(cè)試、運(yùn)行噪聲測(cè)試、平衡系數(shù)測(cè)試、制動(dòng)能力試驗(yàn)、安全鉗、限速器、緩沖器、上行超速保護(hù)裝置等試驗(yàn)。電梯型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)能夠試驗(yàn)電梯的最大額定速度是其型式試驗(yàn)?zāi)芰Φ囊粋€(gè)重要指標(biāo)，也是核定制造單位試驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾罁?jù)。試驗(yàn)電梯的速度與電梯試驗(yàn)塔的提升高度有關(guān)，速度越大，需要的試驗(yàn)塔的提升高度就越高。為了便于電梯質(zhì)檢中心以及電梯制造企業(yè)擬建電梯試驗(yàn)塔高度的抉擇，現(xiàn)對(duì)電梯試驗(yàn)塔提升高度與試驗(yàn)電梯速度的關(guān)系進(jìn)行分析。同時(shí)提供國(guó)內(nèi)部分試驗(yàn)機(jī)構(gòu)及電梯制造廠家電梯型式試驗(yàn)塔高度供參考。

1 試驗(yàn)塔提升高度與電梯速度的關(guān)系

1.1 試驗(yàn)電梯提升高度的計(jì)算

按電梯的運(yùn)行過(guò)程為靜止?fàn)顟B(tài)—啟動(dòng)加速——?jiǎng)蛩龠\(yùn)行—減速運(yùn)行—靜止，試驗(yàn)電梯的提升高度為：

S=S1+S2+S3

式中：S1——啟動(dòng)加速段提升高度;

S2——?jiǎng)蛩龠\(yùn)行段提升高度;

S3——減速運(yùn)行段提升高度。

加速度為a，按經(jīng)驗(yàn)平均加速度取0.7m/s2

電梯額定速度為v

啟動(dòng)加速段運(yùn)行時(shí)間為t1

減速段運(yùn)行段時(shí)間也為t1（若平均減速也按0.7 m/s2計(jì)）

勻速段運(yùn)行時(shí)間t2，據(jù)了解一般取3～5s，按3s取值

Δv為速度的變化量，啟動(dòng)加速時(shí)電梯由靜止?fàn)顟B(tài)至勻速運(yùn)行狀態(tài)即由0變?yōu)閯蛩賤，減速時(shí)勻速運(yùn)行狀態(tài)至靜止?fàn)顟B(tài)即由v變?yōu)閯蛩?

Δt1為時(shí)間的變化量，啟動(dòng)加速時(shí)電梯由靜止?fàn)顟B(tài)至勻速運(yùn)行狀態(tài)所用時(shí)間，減速時(shí)勻速運(yùn)行狀態(tài)至靜止?fàn)顟B(tài)所用時(shí)間。

又按物理學(xué)公式：S1=1/2at12及S2=vt 和a=Δv/Δt1=v/t1（加速度等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量）

減速運(yùn)行段提升高度S3=1/（若平均減速也按0.7 m/s2計(jì)算）

試驗(yàn)電梯提升高度

型式試驗(yàn)電梯運(yùn)行速度分別為下列值需要的最小提升高度如下：

4m/s的提升高度=0.7（4/0.7)2+ 4×3=44.7m

5m/s的提升高度=0.7（5/0.7)2+ 5×3=50.7m

6m/s的提升高度=0.7（6/0.7)2+ 6×3=69.4m

7m/s的提升高度=0.7（7/0.7)2+ 7×3=91.0m

8m/s的提升高度=0.7（8/0.7)2+ 8×3=115.4m

9m/s的提升高度=0.7（9/0.7)2+ 9×3=142.7m

10m/s的提升高度=0.7（10/0.7)2+10×3=172.9m

勻速運(yùn)行段提升高度S2=vt2

1.2 頂層高度的確定

電梯的速度越高，需要的頂層高度也越高。

1）轎廂制停距離：按現(xiàn)行電梯安全技術(shù)規(guī)范的要求，當(dāng)對(duì)重完全壓在緩沖器上時(shí)，有四個(gè)值需要滿足，其中，轎頂可以站人的最高面積的水平面與位于轎廂投影部分井道頂最低部件的水平面之間的自由垂直距離不小于1.0+0.035v2米最大（當(dāng)采用減行程緩沖器并對(duì)電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)正常減速進(jìn)行有效監(jiān)控時(shí)0.035v2可以用下值代替：(1)電梯額定速度不大于4m/s時(shí)，可以減少到1/2，但是不小于0.25m，(2)電梯額定速度大于4m/s時(shí)，可以減少到1/3，但是不小于0.28m）

2）轎廂高度：規(guī)定轎廂內(nèi)的凈空高度至少2m，一般高速梯或超高速提為2.5m，加轎廂內(nèi)頂及上橫梁等部件，轎廂高度3.5m計(jì)。

3）對(duì)重緩沖器行程：因型式試驗(yàn)考慮高速梯或超高速梯的情況，現(xiàn)只對(duì)耗能型緩沖器進(jìn)行分析，按GB7588-2003規(guī)定，緩沖器可能的總行程應(yīng)至少等于相應(yīng)于115%額定速度的重力制停距離，即0.0674v2(m)。當(dāng)額定速度小于或等于4m/s時(shí)，對(duì)電梯在其行程末端的減速進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，按其計(jì)算行程的50%計(jì)，但在任何情況下，行程不應(yīng)小于0.42m；當(dāng)額定速度大于4m/s時(shí)，對(duì)電梯在其行程末端的減速進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，按其計(jì)算的行程1/3計(jì)，但在任何情況下，行程不應(yīng)小于0.54m。

4）對(duì)重緩沖器越程距離：與電梯極限保護(hù)開(kāi)關(guān)的安裝位置有關(guān)，按0.4m計(jì)。

5）頂層高度的計(jì)算

頂層高度=轎廂制停距離+轎廂高度+對(duì)重緩沖器行程+對(duì)重緩沖器越程距離

當(dāng)采用減行程緩沖器并對(duì)電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)正常減速進(jìn)行有效監(jiān)控情況下，型式試驗(yàn)電梯運(yùn)行速度分別為下列值需要的電梯井道頂層高度計(jì)算如下：

4m/s的頂層高度=1.0+1/2×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×50%+0.4=5.7m

5m/s的頂層高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×1/3+0.4=5.8m

6m/s的頂層高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×1/3+0.4=6.2m

7m/s的頂層高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×1/3+0.4=6.4m

8m/s的頂層高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×1/3+0.4=7.1m

9m/s的頂層高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×1/3+0.4=7.7m

10m/s的頂層高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.0 674υ2×1/3+0.4=8.3m

因型式試驗(yàn)需要考慮各種高概率的意外情況，以上頂層空間在上述最小頂層空間尺寸基礎(chǔ)上增加1m。

1.3 電梯試驗(yàn)塔高度

機(jī)房高度按m計(jì)，電梯試驗(yàn)塔高度與相應(yīng)測(cè)試電梯速度對(duì)應(yīng)情況如下：

4m/s電梯試驗(yàn)塔高度

=44.7m+5.7m+4+1=55.4m 5m/s電梯試驗(yàn)塔高度

=50.7m+5.8m+4+1=61.5m 6m/s電梯試驗(yàn)塔高度

=69.4m+6.2m+4+1=80.6m 7m/s電梯試驗(yàn)塔高度

=91.0m+6.4m+4+1=97.45m 8m/s電梯試驗(yàn)塔高度

=115.4m+7.1m+4+1=127.5m 9m/s電梯試驗(yàn)塔高度

=142.7m+7.7m+4+1=155.4m 10m/s電梯試驗(yàn)塔高度

=172.9m+8.3m+4+1=186.2m

2 國(guó)內(nèi)部分電梯型式試驗(yàn)塔高度

1）國(guó)家電梯質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（廣東）在建試驗(yàn)塔高度111m。

2）國(guó)家電梯質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心電梯試驗(yàn)塔，高度為87.5m，井道總數(shù)量為5個(gè)，其中試驗(yàn)井道數(shù)量為4個(gè)。

3）天津奧的斯電梯有限公司梯試驗(yàn)塔，高度為114.7m，井道總數(shù)量為6個(gè)，其中試驗(yàn)井道數(shù)量為5個(gè)。

4）上海三菱電梯有限公司電梯試驗(yàn)塔：高度為120m；層數(shù)為地上32層，地下2層；井道總數(shù)量為5個(gè)，其中試驗(yàn)井道數(shù)量為3個(gè)；試驗(yàn)?zāi)芰κ穷~定載重量≤1600kg 、速度≤6.00m/s的電梯。

5）沈陽(yáng)遠(yuǎn)大集團(tuán)博林特電梯公司目前在建的試驗(yàn)塔是目前世界第一高177m。

6）廣州日立電梯有限公司電梯試驗(yàn)塔：高度為72.8m；井道總數(shù)量為9個(gè)，其中試驗(yàn)井道數(shù)量為7個(gè)；日立電梯上海工廠的電梯測(cè)試塔高達(dá)172.6m，可以測(cè)試10m/s電梯。

7）蘇州迅達(dá)電梯有限公司電梯試驗(yàn)塔：高度為全高72m，提升高度60m；井道總數(shù)量為4，其中試驗(yàn)井道數(shù)量為3, 有一井道為觀光電梯井道；試驗(yàn)?zāi)芰κ撬俣取?.00m/s。