我校图书馆电梯课程设改计.docx
《我校图书馆电梯课程设改计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《我校图书馆电梯课程设改计.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
我校图书馆电梯课程设改计
课程设计任务书
安全与环境工程系安全工程专业
学生姓名：
学号：
专业：
安全工程
1.设计题目：
图书馆电梯安全调查与危险性评价
2.设计期限：
自2012年12月9日开始至2012年12月22日完成
3.设计原始资料：
（1）图书馆电梯平面布局图；
（2）现场搜集图书馆电梯的一些安全现状；（3）GB7588-2003电梯制造与安装规范；GB/T18775-2002电梯维修规范；GB/T7025-1997电梯主参数及轿厢、井道、机房的型号与尺寸；GB/T10058-1997电梯技术条件（4）相关参考书籍。
《危险评价方法及其应用》、《机械安全技术》、《安全人机工程学》、《工业通风》、《安全系统工程》、《安全管理学》
4课程设计完成的主要内容：
根据文章的内容来确定；
（1）图书馆电梯可能发生的事故还有原因；
（2）图书馆电梯的安全性评价；（3）针对可能出现的问题提出相应的整改措施
5提交设计（设计说明书与图纸等）及要求：
提交一份分析报告（或论文）以及相关的设计图纸若干张（根据图内容的繁简可以选用适当的版面A1、A2或者A3）。
要求语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强，设计改进明确、可实施性强。
报告要求用小四号宋体、A4纸型打印；图纸部分要求严格按照作图规范绘制（可出AutoCAD图，也可出手工图），采用国际统一标准符号和单位制，并打印。
6.发题日期：
2010年12月10日
指导老师（签名）：
学生（签名）：
摘要
现今社会，电梯是人们日常生活必不可少的交通工具，已经成为日常生活和工作的一部分，电梯的安全不仅仅是关于电梯本身设备的安全，而且也关系这电梯内的乘客和货物、电梯检修人员和救援人员的安全。
本设计从电梯的安全问题，可能发生的事故和其安全装置等方面进行阐述和分析，对其危险性进行安全评价，了解其危险性，强调了电梯的安全性的重要性。
关键词：
电梯；安全问题；安全装置；安全评价；危险性
ABSTRACT
Nowadays,theelevatoristheimportanttraffictoolsinthePeople'sDailylife,andithasbecomeapartofdailylifeandwork,theelevatorisnotjustaboutthesafetyoftheelevatoritselfsafetydevices,butalsothattheelevatorpassengersandcargosecurity,elevatormaintenancepersonnelandrescueworkers.Thisdesignfromtheelevatorsafety,possibleaccidentanditssafetydeviceexpoundsandanalysis,safetyassessmentofthedanger,wecanbettertounderstandingtheelevator’sdanger,Itemphasizedtheimportanceofthesafetyoftheelevator.
Keywords:
theelevator;Securityissues;Safetydevice;Safetyevaluation;risk
目录
1前言1
2校图书馆电梯2
3电梯3
3.1电梯可能发生的事故和原因3
3.2电梯的安全装置4
3.2.1缓冲器4
3.2.2安全钳5
3.2.3限速器6
3.2.4层门安全保护装置——门锁7
3.2.5上下极限设置8
4我校图书馆电梯安全性评价9
4.1安全评价方法的选择9
4.2单元的评价10
4.3电梯整机评价步骤12
4.4分析结果及其评价13
4.5整改措施14
5结束语16
参考文献17
附录17
1前言
生活在继续，科技在发展，电梯也在进步。
电梯的材质由黑白到彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方面更是步步出新－手柄开关操纵，按钮控制，信号控制，集选控制、人机对话等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控；双层轿箱电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势，变速式自动人行道扶梯大大节省了行人的时间；不同外形的扇形、三角形、半棱形、圆形观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。
一个半世纪的风风雨雨，翻天覆地的是历史的变迁，永恒不变的是电梯提升现代人生活质量的承诺。
电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物的设备，是人们日常生活中必不可少的交通工具，是高层建筑的必要设备。
电梯的发展始终围绕着高质量、低成本、节能、环保，电梯更高的安全性能也是追求的目标之一，由于在用电梯还时常发生一些安全事故，因此人们不仅需要对电梯的组成和各个部分的功能有所理解，而且在其发生故障或者事故的时候找出问题所在。
在已经发生的安全事故中找出原因，而且总结经验，防止相同或类似的事故再次发生。
本设计主要是从电梯发生事故的类型及事故原因进行了阐述，从而引申出电梯的组成、分类及其安全装置，说明了电梯在运行过程会发生哪些安全问题，可能存在哪些安全事故，进而说明了电梯安全装置及其工作原理、分类及其作用，然后对其可能存在的危险进行预测，对其存在的危险进行评价，判断其危险性的大小，做到先后有序，在事故未发生之前使其得到控制，对其肯能存在的故障或者已经存在的故障进行排查，找到切实可行的办法将其解决。
本设计的目的是对电梯在运行过程中可能发生的危险进行评价，然后根据所得到的的结论对电梯提出整改措施，保证电梯在运行过程中不仅保证电梯自身的安全，更要保证电梯内乘客的安全。
2校图书馆电梯
图书馆是搜集、整理、收藏图书资料供人阅览、参考的机构，图书馆的丰富馆藏，可以向读者提供文献信息服务，把精神化为物质。
对于高大的图书馆电梯给到图书馆学习的人们提供了很大的方便，但是近几年电梯事故屡见不鲜，例如在广西发生了一起维修人员在维修电梯过程中的事故，该人员在维修快结束时，觉得一楼层门还需要调整，便打开一楼的层门进行整修，本以为很快结束，没有下到底坑去拨急停开关，但由于维修并不顺利，关闭了层门，此时的电梯实际上已经处于能够运行的状态，当事人思维还集中于如何解决层门上的问题，此刻也就没有意识到危险已经形成，往一楼运行轿厢将他挤在了一楼层门。
所以这次特种设备的课程设计的对象是我校图书馆的电梯，图书馆的电梯于2013年上半学年期中开始投入运行图书馆的两台电梯一台额定人数是10人，一台额定人数是13人[9]，其布置见附图1图书馆电梯布置图，电梯运行至今还没有发生过伤害事故，但是对其进行有效地安全评价是非常重要的。
以下几章主要对电梯以及我校图书馆的电梯进行危险评价并提出了相应的整改措施。
3电梯
3.1电梯可能发生的事故和原因
1）坠落电梯井道事故：
对于坠落井道事故的产生原因归纳起来有四个方面：
①、是通过专用的三角钥匙打开层门，而此时的电梯轿厢还没有达到所开门的那一层，由于误入造成坠井事故；
②、是电梯在某些特殊情况下如电梯故障等离开这一层，层门却没有关闭，当事人由于注意力不集中或者是安全意识不强而发生坠落井道事故；
a.是由于极少数人的无知或处于半清醒状态，通过双手扒开层门后而坠落，通常情况下人的双手是不能扒开层门，但由于电梯门锁不牢固的原因或者已损坏的原因，电梯门关不紧导致人员可以用力就能把电梯门打开造成坠井事故；
b.是当电梯出现故障或是停电，而乘客又想从电梯里出来而主动跳下造成的事故。
2）开门走梯造成的事故：
当电梯层门未关闭的情况下，电梯轿厢往上或是往下运行，其发生的事故有以下几个表现形式：
①、在检修电梯过程中，电梯门在打开的情况下，电梯轿厢被操作者检修运行至其他层后，当事人没有注意到这一情况的变化，结果发生坠落井道事故（这种情况可以用报警的办法来解决）；
②、门在开启的情况下轿厢运行，乘客往往不知所措，来不急进入或退出轿厢，身体被电梯轿厢所剪切；
③、在检修电梯的过程中，维修人员由于操作上的失误而被突然运行的轿厢所伤害等。
对于开门走梯事故发生的原因有很多种，较多的是维修人员在维修完毕后，电梯被恢复为“正常”运行，但还没有完全恢复正常工作，而门锁回路却还处于短封状态，而当电梯没有检测短封门锁线的装置如传感器等时，便有可能发生开门走梯，但是短封门锁回路有时是在电梯维修工作中必须的一个步骤，没有这样的一个过程，有些电梯维修工作就无法进行，也有可能是当维修完电梯后维修工人没有除去短封线，或者是忘了除去，这种状况不可避免，因为每一位工人都有疲劳的时候。
3）开门溜梯造成的事故:
如果是机械方面出现了失控而发生轿厢移动，而此时电梯门又处于敞开状态，那么就属于开门溜梯，这其中有两种原因：
①、是由于机械方面出现了故障；
②、是轿厢处于超载，未在控制范围内。
4）平层超差引起的绊人事故：
这类事故的主要原因是由于现代的发展，电梯采取了调速，在出现这类平层超差的情况时，会采用再平层技术来解决，但这只是一个在这种不正常的情况下采取的一种补救措施，并不能够解决电梯已经存在的调整不当问题，问题还在于这种再平层需要一个时间过程，往往在这个过程中即可能绊倒进出乘客。
由于是电梯存在着调整失当问题，如果这一问题不解决，电梯会频繁地出现平层超差及再平层现象。
5）发生于井道的事故：
事故发生的原因可能是在一些突发性事件出现之前，当事人并没有意识到此时是处于危险的状态，也无法预料到可能产生的严重后果，实际上在维修电梯这个行业中，这样的事故难以避免，在维修电梯过程中，很难在一生的工作中时时刻刻都能够保持着清醒的头脑，每位工人都有疲劳的时候，也可能是由于人员配合方面出现的差错、没有默契、由于操作上的失误，一旦出现这样的问题，电梯的维修人员、检验人员都难以及时防范。
3.2电梯的安全装置
3.2.1缓冲器
缓冲器是提供一种安全保护的电梯安全装置。
它安装在电梯的井道底坑内，位于轿厢和对重的正下方。
当电梯在向上或向下运动中，由于钢丝绳断裂、曳引摩擦力、抱闸制动力不足或者控制系统失灵等各种问题而超越终端层站底层或顶层时，这时缓冲器会起到缓冲的作用，在轿厢坠落后有一个缓冲的过程，减小其下降的速度，以避免电梯轿厢直接撞到井道地步或者冲出顶部，以保护乘客和设备的安全。
1）缓冲器的分类
电梯用缓冲器有两种主要形式：
蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器[10]。
蓄能型缓冲器指的是弹簧缓冲器，主要部件是由圆形或方形钢丝制成的螺旋弹簧。
耗能型缓冲器适用于任何额定速度的电梯。
耗能型缓冲器应满足:
当载有额定载荷的轿厢自由下落,并以设计缓冲器时所取的冲击速度作用到缓冲器上时平均减速度不应大于1g,减速度超过2.5g以上的作用时间不应大于0.04s。
2）缓冲器的工作原理
弹簧缓冲器在受到撞击后，它使轿厢或对重的动能和势能转化为弹簧的弹性变形能，由于弹簧的反作用力，使轿厢和对重减速。
但当弹簧压缩到极限位置后，必然会反弹。
释放缓冲过程中的弹性变形能。
轿厢仍要反弹上升产生撞击。
撞击速度越高，反弹速度越大。
因此只能用于电梯速度在1m/s以下的电梯。
弹簧缓冲器的制动力随着压缩行程的增大而增强，而液压缓冲器的制动力在制停期间近似常数。
主要是利用液体流动的阻尼，缓解轿厢或对重的冲击，具有良好的缓冲性能，因而用于电梯速度在1m/s以上的电梯中。
3）缓冲器的作用
在轿厢急速下降或者冲顶的时候，减小它的速度，以减少轿厢冲顶或沉底的能量，同时，在缓冲器与轿厢触碰处装置橡皮或海绵，因为海绵等物品在重物撞击它之后会随着海绵的收缩转移重物的能量，将重力势能和动能转换为弹性势能，以减少轿厢对井底的冲击能量，达到缓冲的作用。
3.2.2安全钳
1）安全钳的工作原理
电梯安全钳装置是在限速器的操纵下，当电梯出现超速、断绳等非常严重的故障后，将轿厢紧急制停并夹持在导轨上的一种安全装置。
他对电梯的安全运行提供有効的保护作用，一般将其安装在轿厢架或对重架上。
随著轿厢上行超速保护要求的提出，现在双向安全钳有较广泛的使用。
2）安全钳的种类：
瞬时式安全钳瞬时式安全钳常与甩锤式限速器配套使用，其中拉杆与限速器的钢丝绳相连，在正常情况下，由于拉杆弹簧的张力大于限速器钢丝绳的张力，因而安全钳处于静止状态，楔块与导轨之间保持一个恒定的间隙。
当电梯出现故障时，轿厢迅速下降，从而使限速器动作，带动连杆系统，继而使安全钳的楔块相对上体，将轿厢卡在导轨上。
滑移式安全钳滑移式安全钳与甩球式限速器配套使用，滑移式安全钳的工作原理与瞬时式安全钳大体相同，不同之处在于它装有弹性元件，能使制动力限制在一定范围内，并使轿厢在制停时有一段滑动距离，从而避免轿厢急停而引起的强烈震动，对导轨也起到一定的保护作用，因此多用于快速、高速电梯上。
3）安全钳的结构
安全钳装置是由安全钳操纵机构和制停机构组成。
操纵机构它是一组连杆系统，限速器通过此连杆系统操作安全钳器作用。
制停机构叫做安全钳（嘴），成对的同时在导轨上使用，它的作用是使轿厢制停并夹持在导轨上。
4）安全钳的作用
为了防止由于吊重钢丝绳断裂，绳槽打滑等导致轿厢突然坠落事故，应在轿厢上装置能同时切断控制电源和使轿厢停止下坠的安全钳。
没有安全钳的轿厢不可乘人或带人。
如是简易电梯，应有防止人有轿厢内装卸货物时轿厢突然坠落的安全装置（安全停止销等）。
3.2.3限速器
1）限速器的工作原理：
限速器安全系统是电梯必不可少的安全装置，当电梯超速、运行失控或悬挂装置断裂时，限速器安全钳装置迅速将电梯制停在导轨上，并保持静止状态，从而避免发生人员伤亡及设备损坏事故，限速器、安全钳在电梯生产过程中已进行型式测验，应能够满足性能要求，电视电梯安全技术性能不仅取决于设计制造质量，很大工程上还取决于安全调试质量。
特别是在用电梯经过一段时间使用后，限速器、安全钳装置将会因磨损、锈蚀、疲劳等情况引起参数改变或功能减弱、丧失等。
因此，电梯限速器安全钳的现场检验就显得特别重要，他是电梯安全管理的重要环节。
2）限速器的种类：
摆锤式限速器利用绳轮上的凸轮在旋转过程中与摆锤一段的滚轮接触，摆锤摆动的频率与绳轮的转速有关，当摆锤的震动频率超过某一预定值时，摆锤的棘爪进入绳轮的止停爪内，从而使限速器停止运转。
离心式限速器按其结构型式的不同可分为两类，及甩锤式和甩球式，它们又分别分单向和双向限速器。
3）限速器的结构[10]：
如图1所示：
图1电梯限速装置结构示意图
1—超速断电开关2—限速器轮3—离心调力弹簧4—离心块回转轴
5—离心块6—超速制动启动开关7—抓绳速绳块8—夹绳块压力弹簧
9—超速齿轮10—限速绳11—配种体
4）限速器的作用
为了防止行驶速度超过正常速度，凡三层以上（含三层楼）的乘人或带人电梯，应装速度控制器（二层以下（含二层楼）可不装）、这种机构一般与安全钳联成一体；
3.2.4层门安全保护装置——门锁
层门安全保护装置是利用传感器来感知厢体是否到达指定位置，从而实现对各层的安全闭锁控制。
1）电梯层门的结构如图2所示：
图2电梯层门结构示意图
1—层门2—轿厢门3—门套4—轿厢5—门地坎6—门滑轮
7—层门导轨架8—门扇9—厅门门框立柱10—门滑块
2）门锁的工作原理
门锁装置一般位于层门内侧。
是确保层门不被所编打开的重要安全保护设施。
层门关闭后，将层门锁紧，同时接通门联锁电路，此时电梯方能启动运行。
当电梯运行过程中所有层门都被门锁锁住，一般人缘无法将层门撬开。
只有电梯进入开锁区，并停站时层门才能被安装在轿门上的门刀带动而开启。
在紧急情况下或需要进入井道检修，时，只有经过专门训练的专业人员方能用特制的钥匙从层们外侧打开层门。
3）门锁的种类
门锁装置分为手动开、关门的拉杆门锁和自动开、关门的钩子锁（又称自动门锁）两种，
4）门锁的结构
带导轨的门导轮架，所述门导轮架左右两边分别设有左、右定滑轮，在左、右定滑轮上绕有钢丝绳，所述钢丝绳上连接有左、右门滑轮挂板，位于左、右门滑轮挂板上设有沿导轨滑动的滑轮，所述左、右门滑轮挂板上分别设有锁挡和锁钩。
门锁的设计是为了避免坠落电梯井道事故。
3.2.5上下极限设置
上下极限装置包括强迫减速开关和终端限位开关。
1）强迫减速开关
强迫减速开关是防止电梯失控造成冲顶或蹲底的第一道防线，由上强迫减速开关、下强迫减速开关两个限位开关组成。
分别安装在井道的顶端、底端等部位。
当电梯失控造成轿厢超越顶层或底层50mm而又不能换速停车时，轿厢首先要经过强迫减速开关，这时，装在轿厢上的碰铁与强迫减速开关的碰轮接触，是开关内的接触点发出指令信号，切断快读运行电路接入换速运行电路，使轿厢换速并停驶。
有的电梯把强迫减速开关安装在机房钢架上、下两端。
当电梯失控时，轿厢运行到顶层或底层而又未能换速或停车，装在选层器动滑板上的接触头与强迫减速开关相接触。
使轿厢换速并停驶。
2）终端限位开关
终端限位开个是防止电梯失控造成冲顶或蹲低的第二道防线有上、下两个限位开关组成。
它们分别别安装在井道的顶部和底部，在强迫开关之后，经过强迫减速开关而又未使轿厢减速停车时，轿厢上的碰铁与终端限位开关相接触，断开安全回路电源，使轿厢停止运行。
有的电梯把终端限位开关安装在机房内的选层钢架上端或下端，器位置在强迫减速开关之后，当电梯失控后经过强迫减速开关而又未能使轿厢停驶时，选层器动滑板上的机械接触头与终端限位开关接触，切断控期回路，使轿厢停止运行。
4我校图书馆电梯安全性评价
4.1安全评价方法的选择
安全评价又称危险性评价和危险评价，是对系统发生事故的危险性进行定性或定量分析，评级系统发生危险的可能性极其严重程度，以寻求最低的事故率、最少的损失和最优的安全投资效益。
安全评价是安全管理和决策科学化的基础，是依靠现代科学技术预防事故的具体表现[1]。
安全评价的方法有很多种，目前使用最广泛的包括：
1）定性的评价方法：
这类评价方法主要是根据经验和判断能力对生产系统的工艺、设备、环境、人员和管理等方面的状况进行定性的评价。
主要包括安全检查表、故障类型及影响分析、预先危险性分析和危险可操作性研究等。
这类方法操作简单，过程及其结果直观明了，但是因为是依靠经验为主要依据，所以带有一定的局限性。
2）指数评价方法：
美国的道化学分析法、爆炸指数法，英国帝国化学公司蒙德工厂的蒙德评价法等都属于这类评价方法。
评价指数主要包括两个因素：
事故频率和事故后果。
这类方法的灵活性和敏感性比较差，大多用于石油、化工等行业。
3）概率风险评价方法：
是根据子系统或者零部件的事故发生概率，求取整个系统的事故发生概率。
这类评价方法简单，但是需耗费大量的财力物力，每一个系统独有大量的子系统和零部件，而且不同的角度所划分的子系统都是不一样的，所以存在数据收集的不够充分，这个是这类评价方法的一个障碍。
但是随着科技的进步，这类方法的缺陷将会得到克服。
4）半定量的评价方法：
作业条件危险性评价方法就属于这类半定量评价方法。
这类方法比较简便。
本次课程设计对学校图书馆的电梯的安全评价所采用的评价方法是LEC法，也叫作业条件危险性评价法，属于半定量评价法，主要是从事故发生的可能性、人员暴露在危险环境中的频繁程度和一旦发生事故所造成的后果三个方面来进行分析，LEC法的评价结果是这三者的乘积，根据其数值的大小来判断危险性的大小。
4.2单元的评价
以类比作业条件为基础，有熟悉作业条件的人员组成评价小组，本设计的评级小组成员即本设计的设计人员。
根据作业条件危险性分析方法的定义可知道该方法的评价标准为事故发生的可能性、人员暴露于危险环境中的频繁程度和一旦发生事故所产生的后果三者之间的乘积来确定系统的风险的大小，即
。
1）单元：
单元就是具有一定的空间形状，而且能够完成独特的功能的空间。
对电梯划分单元：
a.轿厢部分
根据作业危险性分析方法的概念对于轿厢，可能存在和可能会发生的事故有：
层门与轿厢不同步，导致欲搭电梯的人员因为注意力没集中或者对于这类状况没有意识或以前没有碰到过而坠落井底，；电梯故障导致轿厢失去动力坠向井底；或者因为超载使钢丝绳断裂，导致轿厢坠向井底等。
根据表1：
表1事故发生的可能性（L）[1]
分数值
事故发生的可能性
分数值
事故发生的可能性
10
完全可以预料
0.5
很不可能，可以设想
6
相当可能
0.2
极不可能
3
可能，但不经常
0.1
实际不可能
1
可能性小，完全意外
对上述事故发生的可能性进行赋值，
；
因为电梯是人们日常生活的交通工具，所以每当人们工作或者学习的时候都要用到电梯，所以根据表2：
表2人员暴露于危险环境的频繁程度（E）
分数值
人员暴露于危险环境的频繁程度
分数值
人员暴露于危险环境的频繁程度
10
连续暴露
2
每月一次暴露
6
每天工作时间内暴露
1
每年几次暴露
3
每周一次，或偶尔暴露
0.5
非常罕见的暴露
可以得到人员在危险环境中暴露的频繁程度的值：
；
事故造成的人员伤害和财产损失的范围变动很大，可能是轻微的财产损失，严重的可能就是死亡，所以对于发生的事故后果取值如下表3：
表3发生事故可能造成的后果（C）
分数值
发生事故可能造成的后果
分数值
发生事故可能造成的后果
100
大灾难，许多人死亡，或造成重大财产损失
7
严重，重伤，或较小的财产损失
40
灾难，数人死亡，或造成很大财产损失
3
重大，致残，或很小的财产损失
15
非常严重，一人死亡，或造成一定的财产损失
1
引人注目，不利于基本的安全要求
根据轿厢坠落事故，学校的电梯的额定载重一个为10人，一个为14人，所以轿厢的坠落可能导致人员重伤甚至死亡，也会导致一定的财产损失，所以根据上表可得出事故发生后果的值：
据上所述：
。
2）安全装置部分
对于安全装置部分，因为一般安全装置都市在电梯内部或者下面，如缓冲器，所以这里用的方法是安全检查表，安全检查表是一种定性的评价方法，可以从各个安全装置的各个部分进行调查、研究和评价。
如下表4：
表4电梯安全装置的安全检查表[6]
序号
检查项目
检查内容和要求
1
缓冲器
与轿厢底部极限位置的距离，动作灵敏度是否是否符合国家安装规定标准规范及其技术要求
2
制动器
制动力矩是否达到要求，手动闸扳手的位置是否符合国家规定的标准
3
限速器
是否灵敏，安全开关、超速开关的设置等是否符合国家安全标准
4
层门
个层层们的门锁是否有效，是否有关门不紧的情况，层门楼外显示装置是否有效，按钮是否灵敏
5
上下极限开关
灵敏度
6
钢丝绳
钢丝绳的材料、强度、硬度、磨损状况、断丝数、腐蚀程度，损伤部位的多少极其严重程度等
7
安全钳
是否失效，磨损状况，腐蚀状况等
4.3电梯整机评价步骤
1）事故发生的可能性有概率来表示时，绝对不发生的事情的概率为0，绝对会发生的事情的概率为1，但是从现实的角度上来讲绝对不发生的事情是不可能存在的，所以事故发生的可能性的如表1所示，表格1中的数值是由经验值得来的，对于不同的系统也都适用，但是准确度没有概率计算值那么高。
根据上表，及以往电梯可能发生的事故
升级会员 