电梯试验塔井道高度与试验电梯最大速度的关系

罗朝均 重庆市特种设备检验研究院

电梯试验塔用于模拟电梯实际运行环境，对电梯整机及安全部件的安全性和可靠性进行型式试验，如电梯运行速度测试、加减速度测试、振动加速度的测试、运行噪声测试、平衡系数测试、制动能力试验、安全钳、限速器、缓冲器、上行超速保护装置等试验。电梯型式试验机构能够试验电梯的最大额定速度是其型式试验能力的一个重要指标，也是核定制造单位试验能力的重要依据。试验电梯的速度与电梯试验塔的提升高度有关，速度越大，需要的试验塔的提升高度就越高。为了便于电梯质检中心以及电梯制造企业拟建电梯试验塔高度的抉择，现对电梯试验塔提升高度与试验电梯速度的关系进行分析。同时提供国内部分试验机构及电梯制造厂家电梯型式试验塔高度供参考。

1 试验塔提升高度与电梯速度的关系

1.1 试验电梯提升高度的计算

按电梯的运行过程为静止状态—启动加速——匀速运行—减速运行—静止，试验电梯的提升高度为：

S=S1+S2+S3

式中：S1——启动加速段提升高度;

S2——匀速运行段提升高度;

S3——减速运行段提升高度。

加速度为a，按经验平均加速度取0.7m/s2

电梯额定速度为v

启动加速段运行时间为t1

减速段运行段时间也为t1（若平均减速也按0.7 m/s2计）

匀速段运行时间t2，据了解一般取3～5s，按3s取值

Δv为速度的变化量，启动加速时电梯由静止状态至匀速运行状态即由0变为匀速v，减速时匀速运行状态至静止状态即由v变为匀速0

Δt1为时间的变化量，启动加速时电梯由静止状态至匀速运行状态所用时间，减速时匀速运行状态至静止状态所用时间。

又按物理学公式：S1=1/2at12及S2=vt 和a=Δv/Δt1=v/t1（加速度等于单位时间内速度的变化量）

减速运行段提升高度S3=1/（若平均减速也按0.7 m/s2计算）

试验电梯提升高度

型式试验电梯运行速度分别为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

匀速运行段提升高度S2=vt2

1.2 顶层高度的确定

电梯的速度越高，需要的顶层高度也越高。

1）轿厢制停距离：按现行电梯安全技术规范的要求，当对重完全压在缓冲器上时，有四个值需要满足，其中，轿顶可以站人的最高面积的水平面与位于轿厢投影部分井道顶最低部件的水平面之间的自由垂直距离不小于1.0+0.035v2米最大（当采用减行程缓冲器并对电梯驱动主机正常减速进行有效监控时0.035v2可以用下值代替：(1)电梯额定速度不大于4m/s时，可以减少到1/2，但是不小于0.25m，(2)电梯额定速度大于4m/s时，可以减少到1/3，但是不小于0.28m）

2）轿厢高度：规定轿厢内的净空高度至少2m，一般高速梯或超高速提为2.5m，加轿厢内顶及上横梁等部件，轿厢高度3.5m计。

3）对重缓冲器行程：因型式试验考虑高速梯或超高速梯的情况，现只对耗能型缓冲器进行分析，按GB7588-2003规定，缓冲器可能的总行程应至少等于相应于115%额定速度的重力制停距离，即0.0674v2(m)。当额定速度小于或等于4m/s时，对电梯在其行程末端的减速进行监控时，按其计算行程的50%计，但在任何情况下，行程不应小于0.42m；当额定速度大于4m/s时，对电梯在其行程末端的减速进行监控时，按其计算的行程1/3计，但在任何情况下，行程不应小于0.54m。

4）对重缓冲器越程距离：与电梯极限保护开关的安装位置有关，按0.4m计。

5）顶层高度的计算

顶层高度=轿厢制停距离+轿厢高度+对重缓冲器行程+对重缓冲器越程距离

当采用减行程缓冲器并对电梯驱动主机正常减速进行有效监控情况下，型式试验电梯运行速度分别为下列值需要的电梯井道顶层高度计算如下：

4m/s的顶层高度=1.0+1/2×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×50%+0.4=5.7m

5m/s的顶层高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×1/3+0.4=5.8m

6m/s的顶层高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×1/3+0.4=6.2m

7m/s的顶层高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×1/3+0.4=6.4m

8m/s的顶层高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×1/3+0.4=7.1m

9m/s的顶层高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.06 74υ2×1/3+0.4=7.7m

10m/s的顶层高度=1.0+1/3×0.035v2+3.5+0.0 674υ2×1/3+0.4=8.3m

因型式试验需要考虑各种高概率的意外情况，以上顶层空间在上述最小顶层空间尺寸基础上增加1m。

1.3 电梯试验塔高度

机房高度按m计，电梯试验塔高度与相应测试电梯速度对应情况如下：

4m/s电梯试验塔高度

=44.7m+5.7m+4+1=55.4m 5m/s电梯试验塔高度

=50.7m+5.8m+4+1=61.5m 6m/s电梯试验塔高度

=69.4m+6.2m+4+1=80.6m 7m/s电梯试验塔高度

=91.0m+6.4m+4+1=97.45m 8m/s电梯试验塔高度

=115.4m+7.1m+4+1=127.5m 9m/s电梯试验塔高度

=142.7m+7.7m+4+1=155.4m 10m/s电梯试验塔高度

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

2 国内部分电梯型式试验塔高度

1）国家电梯质量监督检验中心（广东）在建试验塔高度111m。

2）国家电梯质量监督检验中心电梯试验塔，高度为87.5m，井道总数量为5个，其中试验井道数量为4个。

3）天津奥的斯电梯有限公司梯试验塔，高度为114.7m，井道总数量为6个，其中试验井道数量为5个。

4）上海三菱电梯有限公司电梯试验塔：高度为120m；层数为地上32层，地下2层；井道总数量为5个，其中试验井道数量为3个；试验能力是额定载重量≤1600kg 、速度≤6.00m/s的电梯。

5）沈阳远大集团博林特电梯公司目前在建的试验塔是目前世界第一高177m。

6）广州日立电梯有限公司电梯试验塔：高度为72.8m；井道总数量为9个，其中试验井道数量为7个；日立电梯上海工厂的电梯测试塔高达172.6m，可以测试10m/s电梯。

7）苏州迅达电梯有限公司电梯试验塔：高度为全高72m，提升高度60m；井道总数量为4，其中试验井道数量为3, 有一井道为观光电梯井道；试验能力是速度≤5.00m/s。