电梯上行制动工况曳引检查试验探讨

李金泰，朱俊臣，封高歌

（上海市特种设备监督检验技术研究院，上海 200062）

TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》（简称《检规》）中8.10上行制动工况曳引检查试验规定：轿厢空载以正常运行速度上行至行程上部，切断电动机与制动器供电，轿厢应当完全停止。《检规》宣贯时指出：上行制动工况曳引检查试验是为了检查电梯上行紧急制动工况下的曳引能力，“轿厢应当完全停止”可以理解为不发生钢丝绳的严重滑移而导致轿厢失控。但是《检规》并没有明确给出此项试验结果合格与否的定量判定依据，因此有必要进行较深入的分析。

目前，行业内的许多研究人员对电梯上行制动距离进行了讨论。王河等人采用制动距离法取得了上行制动距离的实测数据，并将结果与T∕CASEI T102-2015《曳引驱动电梯制动能力快捷检测方法》给出的合理值进行了对比分析。谢成等人从电梯顶部空间的角度对上行制动距离进行了探讨。汤啸洲等人从制停减速度的角度对上行制动距离进行了分析。各研究人员对电梯上行制动工况曳引检查试验的制停距离研究各有侧重，但没有进行综合、系统、全面且深入的分析。

文章从制停减速度、上行制动合理值、电梯极端情况等角度对电梯上行制动工况曳引检查试验进行多角度分析，探讨《检规》中该项目的判定方法。

1 上行制动工况曳引检查试验分析

做上行制动工况曳引检查试验时，应当注意是在行程上部制停，此时轿厢空载且以正常速度运行。由此可知，进行该试验时并不会触发电梯的平层装置、缓冲器、限速器安全钳等部件。实际上，缓冲器的制停距离至少是115%额定速度的重力制停距离，可以认为轿厢以额定速度撞击缓冲器时，轿厢可以被缓冲器有效制停。限速器安全钳的动作速度至少是115%额定速度，可以认为轿厢以正常速度运行时，并不会触发限速器安全钳。所以上行制动工况曳引检查试验的理论模型，可以简化为只有驱动主机、轿厢与对重、导轨、悬挂装置的简单结构。

2 制动距离的计算方法

2.1 测定制动距离的方法

现行制动距离的测试方法还是局限于人工测试法，其测试方法就是通过测量在紧急制动过程中曳引梯移动距离来衡量制动能力。具体做法如下：

将曳引梯向上运行到行程1/2处，在曳引轮顶端钢丝绳处做标记。

将电梯从底层空载以额定速度向上运行，当看到钢丝绳标记时，切断曳引梯电源当电梯完全制停后，测量曳引轮顶部点与钢丝绳标记点之间的距离L1，根据公式求得实际制停距离。

其中S：实际制停距离；S1：曳引梯制停后，钢丝绳移动端测得的标记点距离；r：曳引比。

试验时取3次测量结果的平均值作为制动距离检测的最终结果，并计算实际制动距离。

根据T/CASEI T102-2015《曳引驱动电梯制动能力快捷检测方法》5.4项检测结果的评判，不同额定速度电梯空载上行制动的距离合理值应满足T/CASEI T102-2015的取值范围。为方便分析，文章讨论的电梯额定速度范围与T/CASEI T102-2015保持一致。

2.2 减速度计算制动距离

GB/T 1005-2009中整机性能讨论分析部分对于乘客电梯启动加速度和制动减速度提出不大于1.5 m/s2的要求；根据GB/T7588-2003附录M2.1.2，在紧急制动工况下，T1/T2的动态比值按照轿厢空载或者装有额定载荷时在井道的不同位置最不利的情况，以及每个运动部件都正确考虑了其减速度和钢丝绳倍率的前提，任何情况下轿厢减速度均不应小于0.5 m/s2，对于使用了减行程缓冲器的曳引梯，其减速度不应小于0.8 m/s2。由于采用减行程缓冲器的电梯，在实际运用中不常见，这里不作考虑。因此文章认为在紧急制动工况下，电梯减速度应为0.5~1.5 m/s2。根据公式，可以计算出不同额定速度下的电梯上行制动的制动距离合理值如表1

表1 制动距离合理值范围（减速度）

2.3 极端情况下的制停距离

《检规》宣贯时指出：“轿厢应当完全停止”可以理解为不发生钢丝绳的严重滑移而导致轿厢失控，这就说明当电梯进行上行制动工况曳引检查试验后，轿厢应无明显变形或损坏，即不应有冲顶现象发生。为保证“轿厢应当完全停止”，在分析上行制动工况曳引检查试验电梯制停距离时，应当对电梯最极端的减速工况进行计算。电梯最极端的减速工况是指，缓冲器失效，轿厢从碰到上极限开关到电梯有效制停的状态。所以制停距离应满足以下公式：

式中：

S为制停距离；

L为从极限开关动作到缓冲器动作的距离；

H为缓冲器行程；

D为顶部空间。

根据《检规》3.10极限开关规定：该开关在轿厢或者对重（如果有）接触缓冲器前起作用。所以有L>0，这里取L=0。

根据GB/T7588-2003 10.4.1.1.1规定：线性蓄能型缓冲器的总行程应至少等于相应于115%额定速度的重力制停距离的两倍，即0.135 V2（m）。无论如何，此行程不得小于65 mm。根据GB/T7588-2003 10.4.3.1规定：耗能型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0.0674 V2。因此，H取值时应当分别对蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器进行计算。

根据GB/T7588-2003 5.7.1.1规定：当对重完全压在它的缓冲器上时，应同时满足下面四个条件：

（1）轿厢导轨长度应能提供不小于0.1+0.035 V2（m）的进一步的制导行程；

（2）符合8.13.2尺寸要求的轿顶最高面积的水平面[不包括5.7.1.1c）所述的部件面积]，与位于轿厢投影部分井道最低部件的水平面（包括梁和固定在井道下的零部件）之间的自由垂直距离不应小于1.0+0.035 V2（m）；

（3）井道顶的最低部件与：①固定在轿厢顶上的设备的最高部件之间的自由垂直距离[不包括2）所述及的部件]，不应小于0.3+0.035 V2（m）；②导靴或滚轮、曳引绳附件和垂直滑动门的横梁或部件的最高部件之间的自由垂直距离不应小于0.1+0.035 V2（m）。

（4）轿厢上方应有足够的空间，该空间的大小以能容纳一个不小于0.50 m×0.60 m×0.80 m的长方体为准，任一平面朝下放置即可。对于用曳引绳直接系住的电梯，只要每根曳引绳中心线距长方体的垂直面（至少一个）的距离均不大于0.15 m，则悬挂曳引绳和它的附件可以包括在这个空间内。

此时，顶部空间D的取值应为a）b）c）d）中的最小值，为0.1+0.035 V2（m）。

S的最大值应满足表2。

表2 制动距离最大值（极端情况）

基于顶层空间的制停距离是从极端情况下得出的，是制停距离的最大值。极端情况下制停距离的最小值应与乘客不受到伤害有关，实际上只要乘客能在轿厢制停时有效站稳，那么乘客就不会受到伤害，可以认为只要不失重乘客就能有效站稳，此时的减速度为g。

S的最大值应满足表2。

3 结果分析与讨论

分别将制停距离的最小值与最大值汇总如下：

表3 制动距离最小值

表4 制动距离最大值

减速度法中电梯减速度为0.5~1.5 m/s2。当电梯额定速度小于1.60 m/s时，制动距离的最小值与T/CASEI T102-2015相差在15%以内，但是随着速度的提高，差距逐渐拉大；减速度法计算得到的制动距离最大值与T/CASEI T102-2015、基于顶层空间的计算结果相差较大，但是考虑到实际情况，以额定速度为3 m/s的电梯为例，假如电梯层高为3 m，根据计算结果可知，该电梯做上行制动工况曳引检查试验时，最坏情况下电梯将继续前行3个楼面，此时电梯将有一定的风险，如果对该电梯进行125%制动试验，该电梯将有极大的可能蹲底。

由于T/CASEI T102-2015《曳引驱动电梯制动能力快捷检测方法》，并没有给出5.4项检测结果评判标准的计算方法，同时从王河文章中的统计结果可以看出，T/CASEI T102-2015给出的评判标准是符合实际情况的，因此可以认为该评判标准是各大厂家根据电梯实际情况的统计结果给出的合理范围。

极端情况下计算得到的制停距离与减速度法、T/CASEI T102-2015给出的结果相比相差较大，甚至比T/CASEI T102-2015给出最小值还小，这是极限条件下的制停距离，侧重点在于安全，而T/CASEI T102-2015给出的结果是基于电梯实际使用情况的，同时也跟电梯的设计有一定的关系，可以认为T/CASEI T102-2015给出的结果，综合考虑了电梯的使用寿命、舒适度等情况。

4 结论

（1）T/CASEI T102-2015给出制停距离，与电梯的实际情况相符，是正常在用电梯上行制动工况曳引检查试验制停距离的合理范围。检验员在检验电梯时可以将该制停范围作为判定电梯上行制动工况曳引检查试验是否合格的参考依据。

（2）基于减速度法得到的制停距离，随着电梯额定速度的增大而快速增大，以额定速度为3 m/s的电梯为例，最坏情况下进行上行制动工况曳引检查试验时，电梯的制停距离为9 m，约为3个楼面。若对此状态下的电梯进行125%制动试验，很有可能无法满足试验要求。因此可以认为该方法不适合作为上行制动工况曳引检查试验制停距离的计算依据。

（3）《检规》宣贯时指出，电梯进行上行制动工况曳引检查试验后，轿厢应无明显变形或损坏，即不应有冲顶现象发生。极端情况下计算得到的制停距离，是极限条件下的制停距离，适用于缓冲器失效等存在安全隐患的电梯，侧重点在于安全，满足此制停距离的电梯即使是在极端情况下也能满足《检规》关于电梯进行上行制动工况曳引检查试验的要求。因此该制停距离可以作为极端情况下判定电梯上行制动工况曳引检查试验是否合格的参考依据。