一起电梯对重尼龙反绳轮脱落轿厢蹲底事故的技术分析

摘要：通过一起电梯对重尼龙反绳轮脱落、轿厢蹲底的事故，从现场检验勘查、性能测试、功能验证，结合视频监控分析、相关人员走访座谈等还原电梯事故发生过程，分析事故发生的各环节、各因素，对电梯事故原因进行深入研究、验证，提出电梯尼龙反绳轮、限速器—安全钳安全使用的相关建议。

关键词：尼龙反绳轮；限速器—安全钳；失效；建议

Technical Analysis of a Car Squatting Accident Caused by the Detachment of a Nylon Anti Rope Wheel in an Elevator Counterweight

LAI Yueyang1， ZHANG Hongming1， DAI Qingyou2， LIANG Guangzhi2

（ 1 Xiamen Special Equipment Inspection and Testing Institute， Xiamen 361012， Fujian， China ）

（ 2 Guangdong Special Equipment Testing and Research Institute， Foshan 528251， Guangdong， China ）

Abstract： This paper presents a comprehensive analysis of an elevator accident in which the nylon anti-rope wheel （diversion sheave） in the counterweight detached， resulting in the elevator car squatting at the bottom. Through site investigation， functional verification， performance testing， video surveillance analysis， and interviews with relevant personnel， the accident process is reconstructed. The various links and factors contributing to the accident are analyzed， and the causes of the elevator accident are thoroughly investigated and verified. Based on the analysis， relevant suggestions for the safe use of nylon anti-rope wheels and governor-safety gear are proposed.

Key Words： Nylon anti-rope wheel; Governor-safety gear; Failure; Suggestions

1 事故电梯概况

2022年3月18日，厦门市某小区发生一起对重尼龙反绳轮脱落、轿厢蹲底，造成轿厢内唯一的一名乘客受伤的一般事故。事故电梯主要技术参数：额定载重量1000 kg/13人，额定速度2.5 m/s，27层27站27门，并联控制，曳引比为2：1。

2 事故经过

现场电梯轿厢监控显示，事发前5名乘客乘坐电梯下行到达1楼平层，电梯正常停靠，其中4名乘客步行走出轿厢，未出轿厢的乘客按下19楼按钮，轿厢门关闭，电梯上行10余秒后连续出现异响，约23秒后电梯发出最后一声异响，该乘客有上跳的动作，此时轿顶飞尘飘落，随即监控画面丢失。

经现场勘查，询问电梯乘客、维保与小区物业等相关人员，结合电梯轿厢监控视频，分析事故经过如下： 事发时，该乘客从1楼乘坐电梯前往19楼，电梯上行至15楼位置附近，因对重反绳轮一侧轴承损坏，对重反绳轮倾斜，曳引钢丝绳从对重反绳轮绳槽上脱落至反绳轮轴上，挤压致反绳轮轴止挡板的固定螺栓断裂，反绳轮轴止挡板移位后轮轴脱离反绳轮支撑板，曳引钢丝绳从反绳轮轴处脱离（过程示意见图1），造成电梯对重和轿厢先后下坠至底坑；轿厢在下坠超速时，限速器触发安全钳动作，但安全钳没有完全制停轿厢，轿厢蹲底后轿内乘客受伤。

图1 曳引钢丝绳从对重反绳轮脱槽和脱离对重架过程示意图

3 现场勘查基本情况

技术人员对事故电梯现场进行检查勘验，现场情况如下：

3.1机房设备

1）控制柜处于断电状态（救援时，维保人员断开电梯电源主开关），控制柜内接线、元器件未发现明显异常；送电调阅故障代码，故障显示为15层安全回路断开（见图2）。

图2 控制柜与故障显示

2）曳引主机制动器、曳引轮槽未见明显异常；7根曳引钢丝绳全部脱离曳引轮槽，5根曳引绳已经脱离导向轮（见图3）。

图3 曳引主机制动器、曳引轮槽与曳引钢丝绳

3）限速器机械部件及电气安全装置均已动作，限速器机械部件开关已动作，限速器超速保护电气安全装置已动作；限速器棘爪卡在制动轮，限速器夹绳钳块已卡住限速器绳，限速器绳提拉安全钳时在绳槽摩擦留下明显痕迹（见图4）。

图4 限速器机械部件及电气安全装置均已动作、限速器绳槽摩擦痕迹

3.2井道设备

1）轿顶散落着曳引钢丝绳，7根曳引钢丝绳全部从对重反绳轮脱离，对重侧的曳引钢丝绳脱离对重反绳轮后挂在机房楼板上（见图5）。

图5 曳引钢丝绳全部脱离对重反绳轮

2）轿厢地面装修地板瓷砖拱起破碎，轿厢轿顶天花板变形（见图6）。轿厢撞击缓冲器后，轿厢下横梁严重变形压住缓冲器，滚动导靴脱离导轨，左、右安全钳脱离导轨（见图7），带包皮的补偿缆堆积底坑为轿厢坠落冲击底坑提供一定的缓冲作用。

图6 轿厢地面瓷砖及轿厢天花板现状

图7 安全钳脱离导轨工作面

3）对重侧的曳引钢丝绳全部脱离反绳轮。对重反绳轮的轮轴脱离反绳轮支撑板，反绳轮轴止挡板固定螺栓断裂，反绳轮轴止挡板移位（见图8）。对重反绳轮内侧轴承破损，轴承保持架损坏散脱，全部滚珠脱离，轴承外圈往里面移动约10mm，外圈卡簧在原位；对重反绳轮外侧轴承基本完整，有黄油从轴承中挤出。尼龙轮内侧边缘磨损因摩擦升温、变形严重（见图9）。

图8 对重反绳轮的轮轴脱离反绳轮支撑板

图9 对重反绳轮内、外侧轴承情况

4）安全钳、导轨检查情况。安全钳提拉机构楔块连杆变形，安全钳提拉杆调整锁母松动（见图10）。轿厢下横梁撞击缓冲器变形，安全钳脱离导轨工作面，左、右两侧安全钳夹紧（制动）元件楔块有明显磨损痕迹（见图11）。轿厢两列导轨工作面有明显摩擦痕迹（见图12）。

图10 安全钳楔块提拉杆及调整锁母

图11 左、右两侧安全钳夹紧（制动）元件磨损情况

图12 轿厢两列导轨工作面有明显摩擦痕迹

4 事故原因技术分析

从现场检查勘验发现对重反绳轮内侧滚动轴承破损，轴承保持架断裂散脱，轴承全部滚珠脱离，轴承损坏无法正常支撑，导致对重反绳轮倾斜，7根曳引钢丝绳先后脱离对重反绳轮的绳槽；脱槽曳引绳挤压导致反绳轮轴止挡板固定螺栓各有一颗断裂，止挡板失去轴向定位功能；失去轴向定位的反绳轮支撑板在脱槽曳引绳的挤压下变形，反绳轮轴从支撑板向上脱出，曳引绳从此处脱离对重（见图1）。全部曳引绳从内侧支撑板脱离对重架之后，对重先行坠落底坑。轿厢失去对重的牵引后也随之坠落，轿厢坠落超速时触发限速器—安全钳动作，安全钳动作后没有完全制停轿厢，最终轿厢蹲底，轿厢内乘客受伤。

为进一步查清对重尼龙反绳轮和限速器—安全钳失效原因，调查组将事故电梯对重尼龙反绳轮、限速器—安全钳分别委托厦门市产品质量监督检验院、福建省产品质量检验研究院（国家塑料制品质量检验检测中心（福州））、大连产品质量检验检测研究院有限公司（国家轴承及管道元件产品质量检验检测中心（辽宁））、广东省特种设备检测研究院（国家电梯质量监督检验中心（广东））进行相关的检验、测试、试验。

4.1对重尼龙反绳轮失效的原因分析

1）厦门市产品质量监督检验院对尼龙轮与轴承结合力、装配尺寸，反绳轮支撑板、反绳轮轴止挡板，反绳轮止挡板固定螺栓（断口）等进行检验测试。

①对事故电梯对重反绳轮及同小区更换的对重尼龙反绳轮的轴承压出力进行测试，发现轴承从尼龙轮轴承孔压出的力值从2.82kN到14.78kN不等，说明同批次对重反绳轮的轴承与尼龙轮结合力比较发散。

②对事故电梯对重反绳轮及同小区更换的对重尼龙反绳轮检查，发现轴承安装位置有明显压痕与塑性变形；测量对重尼龙反绳轮孔安装轴承位置的孔径尺寸从119.65mm至120.06mm不等，对重尼龙反绳轮孔安装轴承位置的公差为-0.35mm至+0.06mm，与电梯制造单位提供的对重反绳轮轮孔与轴承配合尺寸公差存在一定的差异，轴承与尼龙轮的装配从过盈配合到间隙配合，不符合电梯制造单位图纸要求。

③对同小区更换下来、一个外形完好的对重尼龙轮进行加温测试，将对重尼龙轮在烘箱加热并保温24小时，分别测得在25、40、50、60、70℃下的尼龙轮轴承安装位置孔径为119.80、119.96、120.10、120.24、120.34mm，随着温度升高，尼龙轮轴承安装位置孔径也逐渐增大，轴承与尼龙轮的配合从过盈配合逐渐变为间隙配合。

④事故电梯对重反绳轮支撑板、反绳轮轴止挡板的化学成分、抗拉强度等参数指标的测试结果符合相关标准要求。

⑤事故电梯对重反绳轮止挡板螺栓断口为结晶状断口，未见气泡、金属夹杂物和夹渣等缺陷，断口边缘无显著的塑性变形；螺栓的化学成分、洛氏硬度、最小拉力载荷等参数指标的测试结果符合相关标准要求。

2）福建省产品质量检验研究院（国家塑料制品质量检验检测中心（福州））对尼龙轮本体物理特性进行检验测试，检验测试项目包括拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、球压痕硬度、压缩强度、密度、吸水率、熔点、热变形温度、拉伸模量、压缩模量、线性热膨胀系数等，除拉伸模量与线性热膨胀系数与尼龙轮企业制造标准的要求值有较大偏离外，其他物理特性指标符合尼龙轮企业制造标准。

3）大连产品质量检验检测研究院有限公司（国家轴承及管道元件产品质量检验检测中心（辽宁））对轴承本体进行检验测试，所检验测试的项目：轴承内圈、外圈和滚动体的化学成分、硬度，滚动体（钢球）压碎载荷，成套轴承径向游隙，轴承振动（低、中、高频）等检测结果符合相关标准规定，排除轴承质量问题。

以上3家检验机构的检验、测试、试验结果，均未发现轴承存在明显缺陷问题，尼龙轮本体的拉伸模量与线性热膨胀系数与尼龙轮企业制造标准的要求值有较大偏离，轴承与尼龙轮的装配公差不符合电梯制造单位要求。

根据现场检查勘验，事故电梯对重反绳轮两个背向背轴承间储油位置储存着油脂，轴承内有较多的黄油，排除轴承因缺油导致润滑失效而造成轴承损坏。结合3家检验机构的委托检验报告结果，分析对重尼龙反绳轮损坏的原因：一是尼龙轮反绳孔与轴承之间的过盈配合设置不合理，轴承在轮孔中固定不够牢固可靠；二是尼龙轮材料弹性模量偏离正常范围，较为松软，轮孔与轴承之间的配合比较松弛；三是尼龙轮材料热膨胀系数偏离正常范围，轴承的温升将导致轮孔与轴承之间的配合面松动轴承受力恶化。上述三种原因，导致轴承在轮孔中装配固定预紧力不能满足轴承长期正常运行需要，造成轴承过早损坏、出现卡阻，导致重尼龙反绳轮失效倾斜。

4.2限速器—安全钳未能制停轿厢的原

因分析

1）限速器的检查与测试。对事故电梯限速器进行相关检查与测试，发现除限速器绳提拉安全钳时在绳槽留下的摩擦痕迹外，限速器的机械、电气装置功能正常，限速器动作速度校验符合标准要求，排除限速器的问题。

2）安全钳相关检查。从现场勘查发现事故电梯轿厢左、右导轨的里、外侧工作面的安全钳摩擦痕迹位置显示，右侧导轨比左侧导轨的安全钳楔块摩擦痕迹起始位置滞后约9～13m，右侧导轨的里、外两工作面的安全钳楔块摩擦痕迹也有3米多的不同步。现场勘查还发现事故电梯安全钳各部位（如动楔块、静楔块、滚柱和滚柱保持架），特别是活动部件上存在大量油垢，安全钳动楔块、滚柱动作不灵活，动楔块向上滑动的阻力较大，使得安全钳楔块被限速器绳提拉无法及时克服阻力往上移动到最高工作位置，造成两个安全钳动作严重不同步。在事故电梯轿顶勘查时发现四根安全钳楔块提拉杆的调整锁紧螺母都没有锁紧（可能维保调整不到位，也不排除轿厢蹲底冲击造成的），用手指就可以拧动，安全钳也有可能是因为四根楔块提拉杆、轿顶拉杆调整不当而造成左、右两个安全钳的动作不同步，以及安全钳的里、外楔块动作不同步。

3）广东省特种设备检测研究院（国家电梯质量监督检验中心（广东））模拟事故时轿厢载荷进行限速器—安全钳联动试验：

将两个事故安全钳被清洁、润滑至动作灵活后，换上同一小区同批电梯换下来的两对楔块，使用事故电梯上部拆下来的、未被楔块摩擦过的、未清洗过的旧导轨，模拟事故时载荷（含轿厢、乘客总质量1976kg）和限速器超速动作，进行了三次坠落制动试验。试验结果：平均减速度约0.264～0.548gn，平均制动力约为25.1～30.0kN。轿厢可靠制停，安全钳制动平均减速度0.2～1.0gn，符合标准和型式试验的要求。

根据限速器、安全钳相关检查测试和限速器—安全钳联动试验情况，事故电梯安全钳因维护保养不当，其活动部件存在较多的油垢，使其动作卡阻不灵活，增大了活动楔块进入工作位置的阻力；同时，因安全钳的提拉机构调整不当的原因，导致限速器动作后左、右两侧安全钳动作严重不同步，导致安全钳不能在本次事故过程中制停轿厢。

5建议

经检查勘验，结合外委4家相关专业检验机构的检验、测试分析，造成本起事故的主要原因：一是对重侧尼龙反绳轮失效，绳轮倾斜后钢丝绳脱落，对重与轿厢失去悬挂装置的牵引而先后坠落；二是限速器—安全钳动作后，安全钳没有完全制停轿厢，导致轿厢蹲底乘客受伤。根据事故现场检查勘验及相关的检验、测试、试验，综合分析后对电梯尼龙轮、限速器—安全钳提出如下建议：

5.1电梯尼龙轮

面对市场上大量在用的尼龙轮，潜在的安全隐患应引起足够重视。根据对事故电梯所在小区同一制造单位、同一类型电梯的调查，了解到该小区电梯在安装检验后曾闲置几年，在投入使用几年过程中，陆续发现10起对重尼龙反绳轮因轴承异响、跳动、钢丝绳脱槽等严重问题而更换对重反绳轮，说明该小区同一类型同一批次的对重尼龙反绳轮存在同一性质的产品缺陷。

1）建议电梯制造单位对所采用尼龙轮进行跟踪调查，对在用尼龙轮可能存在的风险问题向使用单位传递明确的使用信息（使用维护要求说明、警示标志等）并提供必要的技术帮助；建议维保单位应加强日常的维护保养，发现尼龙轮存在振动、噪声等异常现象应及时更换；对存在同一性缺陷、安全隐患的，应将相关信息传递给电梯整机制造单位，同时通知电梯使用单位并报告设备属地的特种设备安全监督管理部门。

2）建议电梯制造单位加强外购尼龙轮的质量管理，制定明确的验收质量要求，包括轴承直压装配的尼龙轮轴承孔尺寸检查、尼龙材料性能指标抽样检验等，并且按照尼龙绳轮的制造单位的使用参数（如电梯额定速度）限制要求进行设计选型。

3）建议有关制造单位和行业加强电梯尼龙绳轮失效模式的调查研究，对尼龙绳轮与轴承结合的结构形式和配合的过盈量、尼龙轮材料性能参数及其衰变的因素（成分、添加剂、浇铸和热处理工艺）、轴承选型、反绳轮轴档板及其固定螺栓强度等影响尼龙轮安全性能的各个因素进行调查、研究，并制定相应的技术要求。

4）建议完善新材料、新技术、新工艺应用的监管。反绳轮作为电梯悬挂系统主要受力部件之一，对重侧反绳轮又是较难检查的旋转运动部件，其严重失效可能导致对重、轿厢坠落，采用尼龙轮要确保与金属轮等效安全，尼龙材质与轴承配合过盈量、尼龙材质的物理性能及其稳定性应当满足电梯全生命周期的使用要求；建议国家标准和安全技术规范制定尼龙轮相应的技术性能、试验方法、报废技术条件等要求。

5.2限速器—安全钳

1）建议维保单位应加强限速器—安全钳的日常维护保养工作，做好电梯限速器—安全钳日常清洁、润滑、维护工作，调整维护限速器—安全钳的活动部件动作灵活、同步、有效，相关电气安全装置有效，按要求定期对限速器进行校验，测试限速器—安全钳联动试验的有效性（注意安全钳及其楔块动作的同步），确保电梯限速器—安全钳工作有效。

2）建议电梯制造单位及相关部门组织开展更多安全钳在新、旧导轨制动力变化问题的试验研究。电梯制造单位应重视安全钳在新、旧导轨中制动力变化大的问题，确保安全钳在正常维护、使用条件下都能制停轿厢。

3）建议完善电梯限速器—安全钳相关标准及安全技术规范要求，调研近期限速器—安全钳未能可靠制停轿厢的情况，结合标准要求（满载、超速的工况应能有效制停轿厢）与现场年度检验的工况（现场因条件、成本等问题，一般是检修、空载工况进行试验）确保限速器—安全钳能可靠制停轿厢。建议对不同工况的限速器—安全钳联动试验的可靠性进行研究，修订完善试验方法。

参考文献

[1]国家市场监督管理总局.电梯监督检验和定期检验规则：

TSG T7001—2023[S]. 北京：中国标准出版社，2023.

[2]国家市场监督管理总局.电梯型式试验规则：

TSG T7007—2022 [S].北京：中国标准出版社，2022.

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电梯标准化技术委员会（SAC/TC196）.单体浇铸聚酰胺

滑轮 第1部分 电梯滑轮：GB/T42163.1—2022[S].

北京：中国标准出版社，2022.

[4]原中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.电梯

主要部件报废技术条件： GB/T 31821—2015[S].

北京：中国标准出版社，2015.