电梯的安全性和系统的可靠性探讨.docx

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电梯的安全性和系统的可靠性探讨

电梯的安全性和系统的可靠性探讨

电梯的安全性和系统的可靠性探讨

摘要:

1O0多年来,电梯工程师一直在进

行保证电梯安全使用和提高电梯系统的可

靠性方面的研究.这里分析了国内外电梯

设计时的理念及其规范,零部件的可靠

性,使用环境的要求和设定,法规体系保

障等方面的内容,讨论了电梯的安全性和

系统的可靠性.

关键词:

电梯安全性可靠性

Abstract:

AstransDOrtati0ntoolsto

provideserviceinbuildings,elevatorhasthe

functionoftransportingpersonandgoods

For1O0years,peoplehasbeen~udyingup

elevatorsafetyoperationandsystemreliability

whichhasprovedinthisarticlebymeans

ofanalyzingdesignconcept,standard

componentsreliability,requirementsand

settingofuseenvironmentandrulesand

regulationsdomesticandabroad.

Keywords:

Elevator:

Safety;Reliability

◆金浩黄文和

电梯已经成为高层建筑和住宅楼的垂直交通工具,人们已经建立了其应

当满足载运人员和货物安全的理念,这个理念分别体现在电梯机械构件的安

全,电气部件的安全以及使用环境的安全中.欧盟在1995年6月29日发布了

电梯指令（95/l6/EC）,其中规定:

只要电梯产品满足EN安全标准要

求,则电梯可以被认为是安全的.在国内,2009年1月24日国务院549号令公

布了新修订的特种设备安全监察条例（以下简称条例）））.条例对

特种设备的生产（含设计,制造,安装,改造,维修,下同）,使用,检验

检测及其监督检查作出了具体的安全要求,同时也明确了法律责任.在本文

中,将分析国内外电梯设计时的理念及其规范,零部件的可靠性,使用环境

的要求和设定,法规体系保障等方面的内容,讨论电梯的安全性和系统的可

靠性.

1电梯设计时的理念及其规范的分析

在电梯的设计规定中,充分考虑了防止发生与使用人员,电梯维护或紧

急操作相关的事故的危险,并已研究了电梯因剪切,挤压,坠落,撞击,被

困,火灾,电击等事故而造成的危险或因机械损伤,磨损,锈蚀等原因而引

起的材料失效.因此,在设计中要求电梯达到对3类人员的保护:

即对使用

人员的保护,对维护和检查人员的保护,对电梯井道,机房和滑轮间等建筑

物外面的人员的保护.这种保护还涵盖了当使用人员按预定方法使用电梯

时,对因其自身疏忽和非故意的不小心而造成的问题的保护.同时,还考虑

了对与电梯相关物体的保护,其中有对轿厢中装载物的保护,对电梯零部件

的保护,对安装电梯的建筑的保护.这些设计的安全理念在电梯产品中分别

体现在机械构件和电气部件的安全中,国内外在这方面是相似的.

在欧盟,其电梯法规标准体系主要有电梯技术法规——《电梯指令

和各种电梯协调标准组成.该指令对电梯的基本健康和安全要求,允许电

梯及安全部件投放市场和投入使用条件,电梯及其安全部件的合格评定程

序,电梯和安全部件加贴cE标记的要求以及各成员国为符合该指令而应

当采取的措施等作了规定.其中规定”只要电梯产品满足EN安全标准要

求”,则电梯可以被认为是安全的.当电梯产品突破EN安全标准时,则需

金浩,黄文和,上海市特种设备监督检验技术研究院

中国电梯2011年1月第22卷第1期27

综述I备矗

要进行安全风险评价,在电梯方面已有标准ISOl4798—

2006电梯,自动扶梯自动人行道安全风险评价方

法》.同时,欧盟定期或不定期对法规和设计标准进

行评估,主要考察该法规或设计标准的执行情况,可

能存在的问题等,并提出改进意见,防止由于对电梯

法规和标准的不同理解,导致一些电梯制造商钻法规

和标准的空子,生产不符合安全要求的产品.这样,

从设计的角度直接避免了不符合安全要求的产品流入

市场.

在国内,电梯的安全也是以满足电梯安全法规和相

关的GB安全标准为衡量依据.与电梯相关的行政法规主

要是（（特种设备安全监察条例.《条例》的目标是加强

特种设备的安全监察,防止和减少事故,保障人民生命

和财产安全,促进经济发展,它适用于涉及生命安全,

危险性较大的特种设备（包含电梯）.《条例》对特种设

备的生产,使用,检验检测及其监督检查提出了具体的

安全要求,同时也明确了法律责任.由于我国明确电梯

标准体系等效采用EN电梯标准体系,所以当电梯产品设

计满足这些法规,标准时,电梯产品是安全可靠的.当

电梯产品设计突破这些法规标准时,我国也是要求对不

满足安全要求的产品进行安全风险评价.目前我国电梯

的安全风险评价的主要依据是GB20900—2007电梯,

自动扶梯自动人行道安全风险评价方法.

2零部件的可靠性的分析

一

台电梯一般由以下单元组成:

井道,机房,厅门

系统,轿厢与对重,悬挂装置,补偿装置,超速保护

装置,导轨,缓冲器,极限开关,驱动主机,电气控

制设备.这些部件在设计时都已经被明确赋有相关安

全性能,即能够保护使用人员,维修检查人员,电梯

井道,机房等建筑物外面的人员,同时能够保护轿厢

中的装载物,电梯的零部件和安装电梯的建筑.为了

体现电梯设计的安全可靠性,电梯各零部件的选择和

配置在预期的环境影响和特定的工作条件下,应不影

响电梯的安全运行.零部件除须按照规定的工程规范

设计计算外,还应考虑包含在一部完整电梯内的零部

件可能失效的危险,如:

电梯悬挂装置的破断,曳引

28ChinaElevatorVo1.22No1Jan2[11

轮上曳引绳失控滑移,辅助绳,链和带等所有连接的

破断和松弛,参与对制动轮或盘制动的机电制动器机

械零部件之一失效,与主驱动机组和曳引轮有关零部

件的失效,这些危险不应当造成对乘用人员或货物的

危险.这种安全保证建立在足够强度计算,冗余的安

全装置保护,零部件具有良好的可维护性,以及保持

正常工作状态的可维持性基础上.

由上述分析可知,电梯作为载人载物的楼宇交通工

具,在设计部件,构件时已经充分考虑了其对安全可靠

性的要求,这些部件和构件在制造过程中均能按照厂商

的质量保证体系使得产品达到设计规定的要求.同时,

对于电梯的主要安全部件,构件,电气元件及控制系统

的可靠性风险均由有资质的第3方技术机构进行评价和

验证,并出具权威性的评价和验证报告.在国外（由于

我国电梯标准等效采用欧洲电梯EN标准,因此以欧洲情

况为例）,有许多独立的第3方机构进行这类的电梯构

件的型式试验或者可靠性试验,也有生产厂商为了研发

新产品和验证产品构件的寿命,性能自行进行的可靠性

试验.JNTUF,AFNOR,AFAG,瑞士迅达电梯公司,

芬兰通力电梯公司等.在国内,法律规定这类部件和构

件的验证性试验,由国家授权的型式试验机构进行目

前,我国有国家电梯质量监督检验中心,上海交通大学

电梯检测中心,广东省特种设备技术检验院,深圳特种

设备技术检验院4家机构开展电梯产品整机和部件型式

试验.我们还有一些电梯生产大公司也开展新产品研发

和新材料的研究工作,如上海三菱电梯公司,广州日立

电梯公司,天津奥的斯电梯公司和通力电梯公司,这些

公司每年都投入较多费用进行电梯新产品的安全可靠性

研究,确保了其电梯产品在设计,生产,制造和安装等

方面的可靠性.

3使用环境的要求和设定的分析

电梯的使用环境具有空间和运行的稳定性.无论何

种垂直电梯都被要求运行在有固定楼宇的层站,规定安

装在一个相对密闭和尺寸固定不变的专用建筑井道内,

还应当运行在两列倾角≤15℃刚性导轨之间.因此保证

了电梯使用环境的稳定.电梯一旦被安装投入使用后,

其乘用环境应当是相对稳定的.

（1）停靠层站是事先设计

和规定的,现在的电梯不会出现在运行中随意停靠在非

层楼站上,避免了乘用人员被井道剪切或坠落井道的危

险.

（2）每个层站都必须有足够的空间,方便乘用人员的

进出.（3）在规定的载重量内,电梯有足够的安全措施防

止乘用人员超载.（4）由于电梯都被安装在建筑物内,所

以受到的天气环境影响较少.因此电梯乘用环境相对于

与其他交通工具是稳定和可控的.

4法规体系保障的分析

在国内外,都有专门的机构从法律,法规及标准方

面对电梯进行必要的监督和管理,以确保其安全性和可

靠性.

4.1国外电梯法规体系保障的分析

在欧洲,电梯的安全监察主要由欧盟委员会领导的

企业总司下属的法规和标准司负责.欧洲执行的电梯

法规就是前文所提到的95/16/EC电梯指令,执行的

自动扶梯及自动人行道法规是89/392/EC《机械安全指

令））,主要通过合格评定程序和CE标志来保证进入欧

盟市场产品的质量.合格评定程序是直接或间接用来

确定产品是否达到技术法规或标准相关要求的各种程

序,包括取样,测试和检查程序,评估,验证和合格

保证程序,注册,认可和批准程序.合格评定程序的

内容主要包括两大类:

一是对产品的安全,功能特性

等进行的实验室检测程序,即所谓的产品认证;二是

由国家认可机构对企业或其他组织机构内部质量管理

或环境管理等进行的认可程序,即所谓的体系认证.

其中,产品认证又分为安全认证和合格认证两种.

安全认证是强制性的,合格认证和体系认证是自愿性

的.CE标志制度是一种强制实施的产品管理使其符合

相关指令要求的标志制度.CE标志不是由某一认证机

构或政府管理机构颁发的,而是由制造商或其他代理

商自己加附在产品上的.它只代表产品责任人的一种

声明,告诉消费者该产品符合欧盟有关法规的要求,

并已完成了必要的合格判定程序.为了防止CE标志被

滥用或误用,欧盟各国都通过立法来保障CE标志制度

的有效实施.

4.2国内电梯法规体系保障的分析

在国内,电梯被列为特种设备加以管理,颁布了

特种设备安全监察条列,电梯监督检验规程等法

规和安全技术规范.对电梯的生产单位,使用单位,检

验检测机构进行许可或授权管理,具体如下.

4.2.1电梯生产企业的要求

（1）对于制造单位,要求生产的电梯产品质量应当符

合国家强制性标准和安全技术规范的要求.禁止制造,

安装存在产品缺陷,可能危及人身和财产安全的电梯.

我国电梯产品标准是以欧洲电梯EN标准为基础的,其中

涉及到安全性能的标准即GB标准等效采用了EN标准,

并以GB/T电梯产品标准辅助.根据产品质量法的规定,

生产企业生产的产品应当对安全性能负责.只要电梯产

品满足许可要求,GB标准要求,电梯产品可以认为是安

全可靠的.在这方面我国的做法与欧洲的法规规定基本

是相同的.

（2）对于维保单位,法规和安全技术规范对负责电

梯日常维护保养的单位提出了具体要求,要求维保单位

建立工作质量体系,制定维修和日常维护保养计划,至

少每15日对电梯及安全设施进行一次维护保养;每月不

少于1次对安全装置,钢丝绳,制动器,接触器和其他

运转部件的外观和运转情况进行检查;每半年对安全装

置,限速器,缓冲器进行1次安全试验;每年进行一次

机械制动器的制动能力试验;每年不少于1次对电梯运

行情况进行全面检查.日常维护保养单位还负有发现电

梯故障应及时予以排除,接到电梯关人故障报告后的

30min内赶到现场完成排险救援等的安全义务.

4.2.2电梯乘客行为的要求

我国的法规对乘客的行为进行了规范,这是由于我

国在加速现代化建设的进程中,存在人们对电梯产品安

全认识不完善,对使用要求不知晓的情况.为了保障乘

客安全和电梯可靠运行,我国规定乘客在使用电梯时不

应当违反电梯安全使用警示操作电梯;不该乘坐明示处

于不安全状态下的电梯;不允许采用非安全手段开启电

梯层门,拆除,破坏电梯安全警示,标志,报警装置和

安全控制回路等电梯安全部件;禁止运载超重货物并同

时乘坐电梯等.

（1-r下转第33页）

中国电梯2011年1月第22卷第1期29

电梯用钢丝绳不可在无油的状态下使用,不经润

滑的钢丝绳会严重影响钢丝绳和曳引轮的寿命.通常

情况下,新出厂钢丝绳大部分在生产时已经进行了润

滑处理,但在使用过程中,润滑油脂会流失减少.鉴

于润滑不仅能够对钢丝绳在运输和存储期间起到防腐

保护作用,而且能够减少钢丝绳使用过程中各钢丝之

间,绳股之间以及钢丝绳与曳引轮槽之间的磨损,对

延长钢丝绳使用寿命十分有益.因此,为把腐蚀,磨

损对钢丝绳的危害降到最低程度,进行润滑检查十分

必要.首先要选择适宜的钢丝绳润滑油脂,电梯钢丝

绳润滑油脂应采用有一定摩擦系数的专用摩擦油脂,

高性能的钢丝绳润滑油脂是维护钢丝绳延长钢丝绳寿

命的根本保障.钢丝绳在工作时,内部呈现三维方向

的微动摩擦,这就需要钢丝绳润滑脂必须具有很强的

渗透性能,让润滑油脂中的润滑油分子抗磨剂成分能

渗透到每根钢丝上面.另外,钢丝绳润滑油脂还必须

具有较强的粘附性能,以保证其均匀的粘附到每根钢

丝绳上.具体采用哪种润滑剂及润滑方法应按钢丝绳

（▲上接第29页）

4.2.3监督管理

政府监管部门对电梯进行日常安全监察,旨在督促

电梯使用单位落实电梯安全运行的基本要求,督促电梯

使用单位落实安全管理责任制,对电梯产品的主要安

全部件实施安全质量抽查.同时设置了专门的技术机构

依据电梯监督检验规程对电梯的安全可靠性进行检

验,对首次安装的电梯实行验收检验,以后每年还需进

行定期检验.对于检验机构的检验结果,鉴定结论,

检验程序的合法性,政府监管部门也进行相应的监督

检查.

5结语

在本文中,通过分析国内外电梯设计时的理念及其

规范,零部件的可靠性,使用环境的要求和设定,法规

及标准体系保障等方面内容,在讨论电梯的安全性和系

统的可靠性上得出以下结论.

（1）电梯设计时的理念及其规范已充分考虑了安全

制造厂的规定要求进行.

6结语

电梯曳引钢丝绳是电梯的重要部件,其使用寿命关

系到电梯的正常运行和乘坐人员的人身安全.在本文中

对影响曳引钢丝绳使用寿命的因素进行了分析,认为钢

丝绳的质量,电梯结构,使用工况,安装和维保质量等

是决定电梯曳引钢丝绳使用寿命的重要原因.本文中还

简单地结合一些钢丝绳报废的具体事例加以说明,同时

提出了一些延长曳引钢丝绳使用寿命的措施.碴

参考文献

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（2）:

15～17

[5]刘方杰钢丝绳润滑脂的选用[J].金属制品,2004,

50（6）:

39～40

性,可靠性的要求,这些要求均能按照厂商的质量保证

体系使得产品达到设计规定的要求,保证了电梯在今后

使用中的安全.

（2）电梯零部件的可靠性由国家标准,技术法规以最

低安全要求强制规定,保证了电梯各个部件在使用中的

安全.

（3）由电梯的运行环境和法规标准体系保障分析可

知,电梯是在严格的内部及外部环境,法规标准体系保

障下运行的,有力地保证了电梯的使用安全.碴

参考文献

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中国电梯2011年1月第22卷第1期33