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摘 要：电梯使用单位私自对电梯加装专用空调，改变了轿厢顶部站人空间尺寸，增加了电梯轎厢自重，可能给电梯的使用人员、维护和检查人员带来危险。电梯加装专用空调改变了轿厢自重，属于改造行为，应由电梯制造单位或者其委托的具有相应电梯改造资质的单位进行安全评估、校核计算和施工，并在履行告知手续后开始施工前向有相应资质的检验机构申请监督检验。
关键词：电梯；曳引驱动；专用空调；检验案例
【文章编号】1627-6868（2017）03-0016-02
1.电梯基本情况
某公司办公大楼安装一台曳引驱动乘客电梯，其主要参数为：额定载重量1000kg，额定速度1.75m/s，集选控制，交流调压调速拖动（方式），10层10站，该电梯出厂日期为2006年10月（生产），于2007年4月安装完毕，经特种设备法定检验机构检验合格。（该电梯至今一直正常使用，未办理过停用、改造、维修手续）。
2.电梯检验方案及发现的问题
2017年1月，由使用单位提出申请，某特种设备检测院接到受理后，笔者按照定期检验进行检验。到达现场后首先对使用单位存档资料进行审查，完毕后进行现场检验，当笔者进入电梯轿顶时，发现了轿顶加装一台电梯专用空调，询问该电梯维护保养人员得知，其空调是使用单位近期找人安装的，随后笔者向使用单位进行了确认，同时了解到该电梯在出厂时未预留安装电梯专用空调的重量。由于使用单位私自对电梯进行加装电梯专用空调，改变了电梯轿厢重量，不符合的通知（国质检特〔2014〕260号）《电梯施工类别划分表》（修订版）的规定，因此检验人员终止了此次检验，向使用单位出具了《特种设备检验意见通知书》，并报告了当地特种设备安全监督管理部门。
根据已经掌握的电梯顶部空间尺寸、缓冲器压缩行程、上极限开关动作时轿厢地砍高出层门地砍尺寸（180mm），检验人员还发现该电梯存在实际对重装置撞板与其缓冲器顶面间的最大允许垂直距离（195mm）与现场测量对重缓冲距离（300mm）以及对重缓冲器附近用红色油漆标识的对重装置撞板与其缓冲器顶面间的最大允许垂直距离（注有“最大允许垂直距离350mm”字样）不符的问题。
3.问题的隐患分析
（1） 使用单位一般不会考虑到电梯加装专用空调会影响电梯安全运行。殊不知在电梯超载保护装置未做相应调整的情况下容易发生超载报警，继而给乘客产生误导，因为实际承载人数达不到电梯铭牌标注的承载人数；反之，如果维护保养人员在不知电梯轿厢自重增加的情况下重新按满载要求调整超载保护装置，又极易造成电梯超载，继而导致轿厢溜车事故。
（2） 受检电梯为曳引驱动电梯，对重是曳引绳与曳引轮绳槽产生曳引力的必要条件，对重能够平衡部分轿厢重量和有效载荷的重量，也可以在电梯运行时候降低传动装置功率消耗。为使电梯满载和空载情况下负载转矩绝对值基本相等，《电梯技术条件》（GB/T10058-2009）规定，曳引式电梯的平衡系数应在0.4～0.5范围内，故对重侧的总重量W应等于轿厢自重P加上0.4～0.5倍的额定载重量Q，即平衡系数K=（W-P）/Q=0.4～0.5。《电梯监督检验和定期检验规则--曳引与强制驱动电梯》（TSG T7001-2009）（以下简称《检规》）中也规定曳引电梯的平衡系数应当在0.40～0.50之间。
合适的平衡系数可有效减少电梯能量消耗，降低曳引机的负担，当电梯通过加装专用空调后轿厢自重P增加，平衡系数K值将变小，则曳引轮上的转矩增大，增加电梯能量消耗，增加曳引机的负担。如超过曳引机设计承载能力，会加速曳引机主轴、齿轮等金属结构件的疲劳，埋下维保、检验不易发现的安全隐患。如果造成平衡系数小于0.40，也不符合《检规》的要求。
（3）根据《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）（以下简称《规范》）5.7.1.1要求：当对重完全压在缓冲器上时，应同时满足下面四个条件：a）轿厢导轨长度应能提供不小于0.1+0.035 V2（m）的进一步制导行程；b）符合8.13.2[轿顶应有一块不小于0.12m2的站人用的净面积，其短边不应小于0.25m]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顶最低部件的水平面（包括梁和固定在井道顶下的零部件）之间的自由垂直距离不应小于1.0+0.035 V2（m）；c）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[不包括下面2）所述及的部件]，不应小于0.3+0.035V2（m）。2）导靴或滚轮、曳引绳附件、垂直滑动门的横梁或部件的最高部分之间的自由垂直距离不应小于0.1+0.035 V2（m）。d）轿顶上方应有足够的空间，该空间的大小以能容纳一个不小于0.50m×0.60m×0.80m的长方体为准，任一平面朝下放置即可。
轿顶增加了一台电梯专用空调， a）、b）、c）、d）相关尺寸均需重新核算，特别是b）、c）项最容易造成改变，如图1所示，由于专用空调顶面尺寸（如该电梯安装的空调尺寸：长550mm×宽460mm×高390mm，也是常规尺寸）一般大于《规范》8.13.2要求，可看成最高可站人水平面，则尺寸b改变为b’。笔者发现也有顶面尺寸小于《规范》8.13.2要求的情况，此时会被看成固定在轿厢顶上的设备的最高部件，则尺寸c1改变为c’。同时轿顶上方应有能容纳一个不小于0.50m×0.60m×0.80m的长方体的空间可能被占用，需要重新核算d）。如果不对上述尺寸重新核算，在电梯出现冲顶等情况时，将给轿顶人员带来危险乃至电梯本身造成损失。
（4）受检电梯为曳引驱动电梯，《规范》中9.3规定钢丝绳曳引应满足三个条件：1）轿厢装载至125%8.2.1或8.2.2规定额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑。2）必须保证在任何紧急制动的状态下，不管轿厢内是空载还是满载，其减速度的值不能超过缓冲器（包括减行程缓冲器）作用时减速度的值。3）当对重压在缓冲器上而也曳引机按电梯上行方向旋转时，应不能提升空载轿厢。 《规范》附录M中曳引力的计算公式如下：
T1/T2≤efa ，用于轎厢装载和紧急制动工况；
T1/T2≥efa ，用于轿厢滞留工况（对重压在缓冲器上，曳引机向上方向旋转）。
式中：f――当量摩擦系数；
a――钢丝绳在绳轮上的包角；
T1、T2――曳引轮两侧曳引绳中的拉力；
上式中efa是曳引系数，代表了电梯的曳引能力。 电梯的曳引能力与曳引钢丝绳在绳槽中的当量摩擦系数和曳引钢丝绳在曳引轮上的包角有关，而且曳引轮两侧曳引绳拉力的变化也会改变曳引条件。式中的e为自然对数的底，f，a在电梯设计、安装时就已经固定下来，T1/T2的比值就直接影响电梯的曳引能力。
在该电梯轿厢加装空调后自重增加而对重在不变的情况下，T1/T2的比值也随之变化。当空轿厢在上行程紧急制动和轿厢滞留工况情况下，是有利于曳引能力的。当装有125%额定载荷的轿厢位于最低层站和载有额定载荷在下行程紧急制动工况下，是不利于曳引能力的。当轿厢自重增加到一定值时，轿厢装载和紧急制动工况情况下T1/T2≥efa ，将不再满足电梯的曳引力要求，会导致钢丝绳在曳引轮上打滑，继而造成轿厢溜车、坠落事故。
4.问题的原因分析
（1）使用单位安全意识淡薄，电梯使用管理不到位。使用单位为追求乘坐舒适性，私自对电梯进行加装专用空调，改变了轿厢顶部站人空间尺寸，增加了电梯轿厢自重。使用单位及电梯安全管理人员安全意识淡薄，均未意识到增加轿厢自重可能导致溜梯或坠落的安全事故；改变了轿顶站人空间尺寸，在电梯出现冲顶等情况时，给轿顶人员带来危险乃至电梯本身造成损失。国家质检总局颁布的《机电类特种设备安装改造维修许可规则》中《电梯施工类别划分表》（2014修订版）中明确规定：改变轿厢自重（制造单位明确的预留装饰重量除外）属于改造作业。在《规范》附录中也指出改变轿厢质量视为重大改装，该电梯轿厢加装电梯专用空调增加了轿厢重量，且制造单位未给与预留重量，属于改造行为，不符合相关法规标准要求。
（2）维护保养单位安全责任意识不强。《特种设备安全法》明确规定维护保养单位应保证其维护保养的电梯安全性能。在《电梯使用管理和维护保养规则》（TSG T5001-2009）中也明确要求维保单位对其维保电梯的安全性能负责，维保后的电梯应当符合相应的安全技术规范，并且处于正常的运行状态。电梯维护保养单位在维保过程中未能履行相应职责，发现电梯轿厢加装空调后未及时告知使用单位其危害性，也未及时向当地特种设备安全监督部门报告。
5.问题的处理
使用单位根据《特种设备检验意见通知书》的意见，邀请原制造单位对该电梯加装专用空调进行安全评估、校核计算，验证其合法性、可行性。制造单位对曳引条件、平衡系数、负载转矩、悬挂钢丝绳、限速器、安全钳、缓冲器、轿顶顶部间距、缓冲行程等进行重新计算校核，认为办理改造作业是可行的，随即办理了告知手续，报监督检验后施工。具体调整了电梯专用空调位置，增加了对重块调整对重重量，增加了对重缓冲器撞板调整对重撞板与缓冲器顶面间的距离，重新设置对重装置撞板与其缓冲器顶面间的最大允许垂直距离的明显标识，对电梯进行重新检查和调试等，经监督检验合格后投入使用。
6.结论
该电梯擅自加装电梯专用空调改变了轿厢自重，按照质检总局（国质检特〔2014〕260号）《电梯施工类别划分表》（修订版）的规定，此改变轿厢重量行为属于改造行为。按照《特种设备安全法规定》，应由原电梯制造单位或者其委托的具有相应电梯改造资质的单位进行改造，并履行告知手续后，在施工前向当地的特种设备检验机构申请监督检验，经检验合格后电梯方可投入使用。
参考文献
[1]TSG T5001-2009电梯使用管理和维护保养规则
[2]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
[3]GB 7588-2003 电梯制造与安装安全规范
[4]GB/T 10058-2009 电梯技术条件
【作者简介】何贵阳（1984-），机械设计及其自动化，大学本科，研究方向：特种设备安全检验与管理。
关键词：电梯；曳引驱动；专用空调；检验案例
【文章编号】1627-6868（2017）03-0016-02
1.电梯基本情况
某公司办公大楼安装一台曳引驱动乘客电梯，其主要参数为：额定载重量1000kg，额定速度1.75m/s，集选控制，交流调压调速拖动（方式），10层10站，该电梯出厂日期为2006年10月（生产），于2007年4月安装完毕，经特种设备法定检验机构检验合格。（该电梯至今一直正常使用，未办理过停用、改造、维修手续）。
2.电梯检验方案及发现的问题
2017年1月，由使用单位提出申请，某特种设备检测院接到受理后，笔者按照定期检验进行检验。到达现场后首先对使用单位存档资料进行审查，完毕后进行现场检验，当笔者进入电梯轿顶时，发现了轿顶加装一台电梯专用空调，询问该电梯维护保养人员得知，其空调是使用单位近期找人安装的，随后笔者向使用单位进行了确认，同时了解到该电梯在出厂时未预留安装电梯专用空调的重量。由于使用单位私自对电梯进行加装电梯专用空调，改变了电梯轿厢重量，不符合的通知（国质检特〔2014〕260号）《电梯施工类别划分表》（修订版）的规定，因此检验人员终止了此次检验，向使用单位出具了《特种设备检验意见通知书》，并报告了当地特种设备安全监督管理部门。
根据已经掌握的电梯顶部空间尺寸、缓冲器压缩行程、上极限开关动作时轿厢地砍高出层门地砍尺寸（180mm），检验人员还发现该电梯存在实际对重装置撞板与其缓冲器顶面间的最大允许垂直距离（195mm）与现场测量对重缓冲距离（300mm）以及对重缓冲器附近用红色油漆标识的对重装置撞板与其缓冲器顶面间的最大允许垂直距离（注有“最大允许垂直距离350mm”字样）不符的问题。
3.问题的隐患分析
（1） 使用单位一般不会考虑到电梯加装专用空调会影响电梯安全运行。殊不知在电梯超载保护装置未做相应调整的情况下容易发生超载报警，继而给乘客产生误导，因为实际承载人数达不到电梯铭牌标注的承载人数；反之，如果维护保养人员在不知电梯轿厢自重增加的情况下重新按满载要求调整超载保护装置，又极易造成电梯超载，继而导致轿厢溜车事故。
（2） 受检电梯为曳引驱动电梯，对重是曳引绳与曳引轮绳槽产生曳引力的必要条件，对重能够平衡部分轿厢重量和有效载荷的重量，也可以在电梯运行时候降低传动装置功率消耗。为使电梯满载和空载情况下负载转矩绝对值基本相等，《电梯技术条件》（GB/T10058-2009）规定，曳引式电梯的平衡系数应在0.4～0.5范围内，故对重侧的总重量W应等于轿厢自重P加上0.4～0.5倍的额定载重量Q，即平衡系数K=（W-P）/Q=0.4～0.5。《电梯监督检验和定期检验规则--曳引与强制驱动电梯》（TSG T7001-2009）（以下简称《检规》）中也规定曳引电梯的平衡系数应当在0.40～0.50之间。
合适的平衡系数可有效减少电梯能量消耗，降低曳引机的负担，当电梯通过加装专用空调后轿厢自重P增加，平衡系数K值将变小，则曳引轮上的转矩增大，增加电梯能量消耗，增加曳引机的负担。如超过曳引机设计承载能力，会加速曳引机主轴、齿轮等金属结构件的疲劳，埋下维保、检验不易发现的安全隐患。如果造成平衡系数小于0.40，也不符合《检规》的要求。
（3）根据《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）（以下简称《规范》）5.7.1.1要求：当对重完全压在缓冲器上时，应同时满足下面四个条件：a）轿厢导轨长度应能提供不小于0.1+0.035 V2（m）的进一步制导行程；b）符合8.13.2[轿顶应有一块不小于0.12m2的站人用的净面积，其短边不应小于0.25m]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顶最低部件的水平面（包括梁和固定在井道顶下的零部件）之间的自由垂直距离不应小于1.0+0.035 V2（m）；c）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[不包括下面2）所述及的部件]，不应小于0.3+0.035V2（m）。2）导靴或滚轮、曳引绳附件、垂直滑动门的横梁或部件的最高部分之间的自由垂直距离不应小于0.1+0.035 V2（m）。d）轿顶上方应有足够的空间，该空间的大小以能容纳一个不小于0.50m×0.60m×0.80m的长方体为准，任一平面朝下放置即可。
轿顶增加了一台电梯专用空调， a）、b）、c）、d）相关尺寸均需重新核算，特别是b）、c）项最容易造成改变，如图1所示，由于专用空调顶面尺寸（如该电梯安装的空调尺寸：长550mm×宽460mm×高390mm，也是常规尺寸）一般大于《规范》8.13.2要求，可看成最高可站人水平面，则尺寸b改变为b’。笔者发现也有顶面尺寸小于《规范》8.13.2要求的情况，此时会被看成固定在轿厢顶上的设备的最高部件，则尺寸c1改变为c’。同时轿顶上方应有能容纳一个不小于0.50m×0.60m×0.80m的长方体的空间可能被占用，需要重新核算d）。如果不对上述尺寸重新核算，在电梯出现冲顶等情况时，将给轿顶人员带来危险乃至电梯本身造成损失。
（4）受检电梯为曳引驱动电梯，《规范》中9.3规定钢丝绳曳引应满足三个条件：1）轿厢装载至125%8.2.1或8.2.2规定额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑。2）必须保证在任何紧急制动的状态下，不管轿厢内是空载还是满载，其减速度的值不能超过缓冲器（包括减行程缓冲器）作用时减速度的值。3）当对重压在缓冲器上而也曳引机按电梯上行方向旋转时，应不能提升空载轿厢。 《规范》附录M中曳引力的计算公式如下：
T1/T2≤efa ，用于轎厢装载和紧急制动工况；
T1/T2≥efa ，用于轿厢滞留工况（对重压在缓冲器上，曳引机向上方向旋转）。
式中：f――当量摩擦系数；
a――钢丝绳在绳轮上的包角；
T1、T2――曳引轮两侧曳引绳中的拉力；
上式中efa是曳引系数，代表了电梯的曳引能力。 电梯的曳引能力与曳引钢丝绳在绳槽中的当量摩擦系数和曳引钢丝绳在曳引轮上的包角有关，而且曳引轮两侧曳引绳拉力的变化也会改变曳引条件。式中的e为自然对数的底，f，a在电梯设计、安装时就已经固定下来，T1/T2的比值就直接影响电梯的曳引能力。
在该电梯轿厢加装空调后自重增加而对重在不变的情况下，T1/T2的比值也随之变化。当空轿厢在上行程紧急制动和轿厢滞留工况情况下，是有利于曳引能力的。当装有125%额定载荷的轿厢位于最低层站和载有额定载荷在下行程紧急制动工况下，是不利于曳引能力的。当轿厢自重增加到一定值时，轿厢装载和紧急制动工况情况下T1/T2≥efa ，将不再满足电梯的曳引力要求，会导致钢丝绳在曳引轮上打滑，继而造成轿厢溜车、坠落事故。
4.问题的原因分析
（1）使用单位安全意识淡薄，电梯使用管理不到位。使用单位为追求乘坐舒适性，私自对电梯进行加装专用空调，改变了轿厢顶部站人空间尺寸，增加了电梯轿厢自重。使用单位及电梯安全管理人员安全意识淡薄，均未意识到增加轿厢自重可能导致溜梯或坠落的安全事故；改变了轿顶站人空间尺寸，在电梯出现冲顶等情况时，给轿顶人员带来危险乃至电梯本身造成损失。国家质检总局颁布的《机电类特种设备安装改造维修许可规则》中《电梯施工类别划分表》（2014修订版）中明确规定：改变轿厢自重（制造单位明确的预留装饰重量除外）属于改造作业。在《规范》附录中也指出改变轿厢质量视为重大改装，该电梯轿厢加装电梯专用空调增加了轿厢重量，且制造单位未给与预留重量，属于改造行为，不符合相关法规标准要求。
（2）维护保养单位安全责任意识不强。《特种设备安全法》明确规定维护保养单位应保证其维护保养的电梯安全性能。在《电梯使用管理和维护保养规则》（TSG T5001-2009）中也明确要求维保单位对其维保电梯的安全性能负责，维保后的电梯应当符合相应的安全技术规范，并且处于正常的运行状态。电梯维护保养单位在维保过程中未能履行相应职责，发现电梯轿厢加装空调后未及时告知使用单位其危害性，也未及时向当地特种设备安全监督部门报告。
5.问题的处理
使用单位根据《特种设备检验意见通知书》的意见，邀请原制造单位对该电梯加装专用空调进行安全评估、校核计算，验证其合法性、可行性。制造单位对曳引条件、平衡系数、负载转矩、悬挂钢丝绳、限速器、安全钳、缓冲器、轿顶顶部间距、缓冲行程等进行重新计算校核，认为办理改造作业是可行的，随即办理了告知手续，报监督检验后施工。具体调整了电梯专用空调位置，增加了对重块调整对重重量，增加了对重缓冲器撞板调整对重撞板与缓冲器顶面间的距离，重新设置对重装置撞板与其缓冲器顶面间的最大允许垂直距离的明显标识，对电梯进行重新检查和调试等，经监督检验合格后投入使用。
6.结论
该电梯擅自加装电梯专用空调改变了轿厢自重，按照质检总局（国质检特〔2014〕260号）《电梯施工类别划分表》（修订版）的规定，此改变轿厢重量行为属于改造行为。按照《特种设备安全法规定》，应由原电梯制造单位或者其委托的具有相应电梯改造资质的单位进行改造，并履行告知手续后，在施工前向当地的特种设备检验机构申请监督检验，经检验合格后电梯方可投入使用。
参考文献
[1]TSG T5001-2009电梯使用管理和维护保养规则
[2]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
[3]GB 7588-2003 电梯制造与安装安全规范
[4]GB/T 10058-2009 电梯技术条件
【作者简介】何贵阳（1984-），机械设计及其自动化，大学本科，研究方向：特种设备安全检验与管理。