畢海榕

(煙臺(tái)市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院機(jī)電一中心 山東煙臺(tái) 265508)

近些年，隨著房地產(chǎn)行業(yè)的飛速發(fā)展，高樓大廈遍地而起，國(guó)民居住和工作的場(chǎng)所越來(lái)越高，人們與電梯的接觸也就越來(lái)越多。在我們國(guó)家，電梯作為建筑物內(nèi)的一種垂直運(yùn)輸?shù)慕煌üぞ?，每天與數(shù)億人的安全息息相關(guān)；保證電梯安全運(yùn)行就是保護(hù)億萬(wàn)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。當(dāng)然，電梯一旦發(fā)生安全事故，將會(huì)對(duì)普通的使用者造成嚴(yán)重的危害，容易引起社會(huì)極大的恐慌。電梯安全事故中以轎廂剪切事故的致死率和事故場(chǎng)面的慘烈程度最為觸目驚心，網(wǎng)絡(luò)上也有許多視頻記錄著事故發(fā)生的悲慘瞬間。通過(guò)對(duì)近期發(fā)生電梯剪切安全事故的原因進(jìn)行分析，國(guó)家對(duì)GB7588《電梯制造與安裝安全規(guī)范》進(jìn)行了修訂，對(duì)新制造出廠的電梯增加了防止轎廂意外移動(dòng)的要求。另?yè)?jù)統(tǒng)計(jì)，電梯事故中有70%與電梯層門和轎門的故障有關(guān)，其中以老舊電梯尤為嚴(yán)重；為保障人民的財(cái)產(chǎn)和人身安全，降低人民對(duì)電梯的恐慌，提升電梯安全性，質(zhì)檢總局相繼發(fā)布了《電梯型式試驗(yàn)規(guī)則》、《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》等6個(gè)安全技術(shù)規(guī)范第2號(hào)修改單（以下簡(jiǎn)稱2號(hào)修改單）；增加了電梯門旁路和門回路檢測(cè)等規(guī)定。按照新規(guī)范制造安裝的電梯應(yīng)該具備上述要求的安全裝置，能有效地降低電梯剪切事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。但新規(guī)范并未對(duì)之前生產(chǎn)的電梯要求加裝相應(yīng)的安全裝置，也就是說(shuō)新規(guī)范之前出廠的電梯本身存在著很大的安全隱患。本文將對(duì)此方面展開(kāi)分析研究，并在電梯轎廂上加裝一種安全裝置，力求從本質(zhì)上避免電梯在平層位置處發(fā)生剪切事故。也就是解決電梯在平層位置時(shí)，打開(kāi)電梯門轎廂不能移動(dòng)，電梯門可靠關(guān)閉后電梯轎廂才能上下運(yùn)行。

1 電梯轎廂剪切事故綜述

圖1 轎廂平層安全裝置示意圖

首先明確何為電梯轎廂剪切事故，簡(jiǎn)單的解釋就是當(dāng)電梯轎廂移動(dòng)與建筑物或?qū)娱T產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)位于轎廂與電建筑物或?qū)娱T之間的人員造成傷害的現(xiàn)象。事故直觀的表現(xiàn)是電梯的門處于打開(kāi)狀態(tài)，乘坐人員正通過(guò)電梯的打開(kāi)的層門與轎門之間，此時(shí)電梯轎廂發(fā)生了運(yùn)行，造成了人員被剪切。發(fā)生事故的原因從兩個(gè)方面分別分析，一是電梯門是否發(fā)生故障，二是電梯轎廂是否是正常運(yùn)行。下面逐一對(duì)電梯轎廂剪切事故產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。

2 電梯轎廂剪切事故原因分析

電梯門的開(kāi)關(guān)狀態(tài)與電梯轎廂的運(yùn)行是發(fā)生電梯剪切事故的兩個(gè)重要因素。正常狀態(tài)是電梯門完全閉合電梯轎廂才能按指令正常運(yùn)行；當(dāng)電梯門處于打開(kāi)狀態(tài)，電梯轎廂不能按指令啟動(dòng)運(yùn)行；或者在轎廂運(yùn)行中，若電梯門開(kāi)啟，則立即停止運(yùn)行。但當(dāng)電梯制動(dòng)器故障或制動(dòng)力不足時(shí)，將會(huì)發(fā)生在電梯門打開(kāi)而電梯轎廂在重力或?qū)χ乩Φ淖饔孟聼o(wú)指令運(yùn)行。還有在電梯平衡系數(shù)或曳引能力不符合要求，重載或輕載電梯停站開(kāi)門乘客進(jìn)出時(shí)，轎廂側(cè)突然意外移動(dòng)也極易導(dǎo)致剪切事故。電梯門關(guān)閉驗(yàn)證開(kāi)關(guān)被短接時(shí)（維修人員人為短接或線路老化短接）導(dǎo)致電梯控制運(yùn)行系統(tǒng)，無(wú)法檢測(cè)到電梯門的打開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)若有人在其他樓層選號(hào)，電梯轎廂會(huì)在開(kāi)門的狀態(tài)下按指令運(yùn)行，導(dǎo)致正出入電梯轎廂人員受到剪切傷害。

2.1 制動(dòng)器故障

GB7588《電梯制造與安裝安全規(guī)范》12.4.2.1項(xiàng)中要求：所有參與向制動(dòng)輪或盤施加制動(dòng)力的制動(dòng)器機(jī)械部件應(yīng)分兩組裝設(shè)。如果一組部件不起作用，應(yīng)仍有足夠的制動(dòng)力使載有額定載荷以額定速度下行的轎廂減速下行。在電梯實(shí)際使用中，還有很多老舊電梯是單抱閘，且不易改造為雙抱閘。近些年，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，許多電梯制造廠家降低成本，導(dǎo)致電梯制動(dòng)器在設(shè)計(jì)制造時(shí)就存在缺陷，再加上維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)?shù)那闆r，制動(dòng)器經(jīng)常發(fā)生故障，比如鐵芯銹蝕嚴(yán)重，制動(dòng)器提起（或者釋放）過(guò)程會(huì)出現(xiàn)卡阻，造成制動(dòng)器無(wú)法抱閘或抱閘力不足，也存在控制制動(dòng)器的接觸器出現(xiàn)故障[1]、活動(dòng)機(jī)械卡阻、制動(dòng)器零部件的磨損或腐蝕、主彈簧壓力不足或不均、摩擦效果和程度較低、鐵芯存在剩磁的現(xiàn)象以及制動(dòng)器松開(kāi)閘口的時(shí)候，兩側(cè)的閘瓦無(wú)法做到同時(shí)離開(kāi)，兩側(cè)閘瓦的距離不符合標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法緊貼在制動(dòng)輪的周圍等故障隱患。電梯的制動(dòng)器就像汽車的剎車裝置一樣，當(dāng)制動(dòng)器發(fā)生故障時(shí)電梯則會(huì)不受指令的控制，只是在自身重力和外力的作用下上升或者下降。若此時(shí)電梯門處于打開(kāi)的狀態(tài)，將引發(fā)轎廂剪切事故發(fā)生。

圖2 裝置的主要零部件

2.2 制動(dòng)力不足

因電梯曳引主機(jī)漏油，并滴到制動(dòng)輪上導(dǎo)致制動(dòng)輪與制動(dòng)閘瓦間摩擦力減小，從而使制動(dòng)力不足?；蚴且蚶吓f電梯長(zhǎng)時(shí)間使用，維護(hù)保養(yǎng)不充分等原因，使制動(dòng)閘瓦磨損嚴(yán)重部分制動(dòng)閘瓦處漏處固定鉚釘，制動(dòng)閘瓦與制動(dòng)輪的接觸面積減少而導(dǎo)致制動(dòng)力不足。同時(shí)也有可能是制動(dòng)器上彈簧壓力不足[2]、轉(zhuǎn)動(dòng)部件卡阻，導(dǎo)致失電后制動(dòng)器無(wú)法合閘或合閘緩慢等原因。當(dāng)制動(dòng)力不足以支撐轎廂或?qū)χ氐闹亓炕蛘哒f(shuō)制動(dòng)力不足以維持轎廂與對(duì)重的平衡不動(dòng)時(shí)，電梯將失控溜梯，從而引發(fā)轎廂剪切事故。

2.3 門回路短接

在正常情況下，只有當(dāng)電梯控制系統(tǒng)檢測(cè)到層門和轎門全部關(guān)閉后，整個(gè)安全回路接通，電梯才能執(zhí)行使用者選層指令運(yùn)行，但因各種原因?qū)е聦娱T和轎門的安全回路被短接，如維保人員在檢修電梯時(shí)因工作需要將層門和轎門回路短接，但完成檢修后忘記將短接線拆下?；蛞恍├吓f電梯因使用年限比較長(zhǎng)，門回路的線纜老化導(dǎo)致線路短接；電梯控制系統(tǒng)將認(rèn)為電梯門鎖已處于鎖閉狀態(tài)，有呼梯指令電梯將在開(kāi)門的情況下運(yùn)行，若剛好有人員在此時(shí)進(jìn)出電梯，將出現(xiàn)電梯轎廂剪切乘客的現(xiàn)象。

2.4 平衡系數(shù)與曳引力不符合要求

許多老舊電梯在安裝完成之后，便再?zèng)]有對(duì)電梯做過(guò)平衡系數(shù)試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)多年的使用，有的電梯轎廂進(jìn)行了裝修，有的電梯加裝更換了零部件，個(gè)別情況私自拆撤對(duì)重塊等等諸多情況，導(dǎo)致一些老舊電梯的平衡系數(shù)不在合理的范圍內(nèi)，在實(shí)際檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有的平衡系數(shù)甚至不足20%～30%。還有一些老舊電梯從安裝后十多年未更換鋼絲繩與曳引輪，隨著繩槽的磨損和繩徑不斷減小，曳引繩逐漸向槽底接近使曳引繩與繩槽切點(diǎn)夾持力（對(duì)V形曳引繩槽）也逐漸降低，致使摩擦力不足，致使電梯曳引能力降低[3]。當(dāng)老舊電梯恰巧符合上述兩個(gè)條件，再出現(xiàn)電梯超載現(xiàn)象時(shí)，就可能發(fā)生剪切事故。如在上下班高峰時(shí)，辦公樓內(nèi)大家都想盡早乘坐電梯，人們不斷的擠進(jìn)電梯里，此時(shí)轎廂內(nèi)的重量遠(yuǎn)大于對(duì)重側(cè)的重量，若又遇上電梯曳引力不足的情況，將有可能發(fā)生電梯轎廂下滑的現(xiàn)象，若最后一個(gè)進(jìn)入電梯轎廂的人來(lái)不及反應(yīng)沒(méi)有及時(shí)進(jìn)入或退出轎廂，則會(huì)被電梯卡在轎廂與樓板之間，從而發(fā)生剪切事故。

3 一種預(yù)防電梯轎廂剪切事故的安全裝置

在TSG T7001《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則》第2號(hào)修改單頒布實(shí)施后，按照新標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的電梯，在預(yù)防電梯轎廂剪切問(wèn)題上采取了幾項(xiàng)預(yù)防措施，包括門回路檢測(cè)功能、層門與轎門旁路裝置、轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置等功能。從電氣和機(jī)械裝置兩方面降低了電梯發(fā)生剪切安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。但之前出廠的老舊電梯卻并未加裝類似保護(hù)功能，依然存在電梯發(fā)生剪切事故的安全隱患?？紤]到經(jīng)濟(jì)方面的因素，國(guó)家并未要求新標(biāo)之前出廠的電梯都要加裝相應(yīng)安全裝置；在老舊電梯上加裝以上安全防護(hù)功能也確實(shí)存在許多困難點(diǎn)，部分老電梯系統(tǒng)也不支持加裝。鑒于以上因素，筆者認(rèn)為老舊電梯本身確實(shí)存在發(fā)生剪切事故的安全隱患，應(yīng)從“本質(zhì)安全”方面考慮電梯剪切事故的整改預(yù)防措施，從根源上徹底避免轎廂與樓板發(fā)生剪切事故的問(wèn)題，同時(shí)考慮到老舊電梯龐大的規(guī)模和數(shù)量，應(yīng)盡可能考慮到安全和經(jīng)濟(jì)成本的關(guān)系。以下一種電梯安全裝置，可有效解決上述問(wèn)題。

轎廂平層安全裝置是筆者在分析電梯剪切事故產(chǎn)生的原因，結(jié)合老舊電梯的特點(diǎn)，發(fā)明的一種加裝在電梯轎頂上的防止轎廂意外移動(dòng)的安全裝置（見(jiàn)圖1）。目前曳引驅(qū)動(dòng)電梯市場(chǎng)上，還未出現(xiàn)像轎廂平層安全裝置這樣的安全保護(hù)裝置，能夠從電梯本質(zhì)安全上實(shí)現(xiàn)防止轎廂意外移動(dòng)的要求。

轎廂平層安全裝置主要由轎門開(kāi)合檢測(cè)裝置（見(jiàn)圖2），電磁鐵，圓柱型鐵芯，固定架，導(dǎo)軌安裝槽型板等構(gòu)成。其主要工作原理如下：

（1）電梯平層轎廂門打開(kāi)后，轎門上的開(kāi)合檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到轎門開(kāi)啟信號(hào)，并將信號(hào)傳到轎廂平層安全裝置的電磁鐵控制開(kāi)關(guān)，使電磁鐵失電，鐵芯在彈簧力的作用下彈出并嵌入到安裝在導(dǎo)軌上槽型板的槽型孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)轎門打開(kāi)轎廂被雙重機(jī)械鎖定保護(hù)的功能；

（2）當(dāng)電梯準(zhǔn)備離開(kāi)平層區(qū)運(yùn)行時(shí)，轎門關(guān)閉，轎門開(kāi)合檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到轎門閉合信號(hào)，將關(guān)門信息再傳到轎廂平層安全裝置電磁鐵控制開(kāi)關(guān)，使電磁鐵得電，電磁鐵此時(shí)通過(guò)磁力克服鐵芯上的彈簧力將鐵芯吸附，使鐵芯從導(dǎo)軌槽型板上的槽型孔中抽出，電梯可以正常運(yùn)行。在鐵芯上設(shè)置手動(dòng)操作裝置，以便特殊情況下手動(dòng)復(fù)位此安全裝置。

此轎廂平層安全裝置最大的特點(diǎn)：從根本上解決了電梯轎廂發(fā)生剪切事故的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)了電梯在平層開(kāi)門的狀態(tài)下，將轎廂機(jī)械地鎖閉在導(dǎo)軌上，只有在轎門關(guān)閉時(shí)轎廂才能正常運(yùn)行的安全保護(hù)功能，大大提高了電梯的本質(zhì)安全性能。該安全裝置制造成本低，未改變電梯的原有控制系統(tǒng)，能夠在所有曳引驅(qū)動(dòng)電梯的梯型上加裝使用，尤其是適用在老舊電梯上，并且不受老舊電梯的系統(tǒng)限制和電梯梯型的約束。該裝置加裝方便，經(jīng)濟(jì)成本低，易于操作，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。

4 結(jié)語(yǔ)

電梯轎廂剪切事故的危害程度極大，一旦發(fā)生事故會(huì)直接危及電梯使用人員的身體和生命安全，在社會(huì)上造成很大的影響，因此有必要杜絕此類事故的發(fā)生。目前我國(guó)擁有700多萬(wàn)臺(tái)電梯，電梯品牌和種類繁多，電梯質(zhì)量也良莠不齊，在電梯安全方面，尤其是在老舊電梯的安全性問(wèn)題上還有許多工作要做。轎廂平層安全裝置從本質(zhì)安全上對(duì)電梯增加了一種安全保障，能有效提高電梯本質(zhì)安全性能，體現(xiàn)以預(yù)防為主的安全宗旨，從根本上避免電梯轎廂剪切事故的發(fā)生。