电梯验收的过载试验

首次电梯验收的过载测试方法与时代同步吗？

作者：Alfons Petry

德国 TUV南部集团，TUV工业服务公司

翻译：段庆儒，于鸿达，段峰健

北京科海恒生科技有限公司

关键词：安全，试车，过载试验，ADIASYSTEM，安全钳，曳引力

概述

z21世纪后还要使用传统的过载试验吗？

z电梯规范中最准确的过载试验是什么？

z最正确的结论是什么？

z有没有好的方法？

几十年来，电梯工业一直把过载试验作为验收的最终方法，即新安装的电梯满足该规范。在过去的十年中，电梯技术发生着快速变化，高技术和奇特的传感器在扮演着越来越重要的角色。然而，传统的过载试验却保留了下来。德国TUV公司已经研制出新的方法，通过现代的测量安全相关物理参数，代替所有的过载试验。该方法严格的量化了有效的安全特征，提供了完全的测试结果及档案。使用TUV的方法，采用不加载的验收试验不仅在欧洲，在其他的国外同样被认为是最好的方法。

一、介绍

世界上所有的电梯，在投入之前，必须进行首次验收检验才可以投入运行。通过此次试车，电梯安装者提供正确的证据，证明电梯的所有的安全装置满足规范要求。几十年来，电梯工业一直依赖过载试验作为坚固的证据，新安装的电梯也满足这个规范。

在过去的十年中，电梯技术发生着快速变化，高技术和奇特的传感器在扮演着越来越重要的角色。然而，传统的过载试验却保留了下来，几乎成为全世界实际规范的一部分。为什么现代技术对现有的测试程序没有影响呢？

在许多的工业领域，建立一个好的方法，通过测试超过额定载荷的情况，验证组件的安全性或使用的适应性。按照这个原则，几十秒年前电梯工业已经定义了过载试验，该试验特别包含了两个关键的安全方面“曳引力”“安全钳”。对于电梯的所有的安全，通过这两个试验的是最重要的。传统上，在电梯被投入使用之前，通过过载试验验证这两个方面的性能。

该论文着重讨论了以前的方法和新的选择为引导这些试验。试验的程序基于欧洲电梯指令95/16/EG和标准EN81部分1。

二、在以前测试方法的原理上的争论

该文章着重讨论两个重要的过载试验

1、曳引力测试

曳引力是牵引电梯的能力，即驱动轮槽的摩擦力驱动钢丝绳能力，安全规范规定电梯安全操作曳引力最小和最大的值。

测量牵引系数，依靠牵引轮两侧钢丝绳力的有效比（轿箱侧与配重块侧），足够的曳引力防止钢丝绳在牵引轮上滑动。原理上，如果电梯的轿箱上有额定的载荷时，摩擦力必须足够防止钢丝绳在牵引轮上滑动。通用的方法，测量曳引力是按照指定的规范，以计算为基础。然而，实际上有效的曳引力受许多因素影响，不能够被计算覆盖，如钢丝绳的结构、类型和润滑剂的数量、驱动轮和钢丝绳的材料、制造公差、轿箱和配重块等。

因此，电梯在服役过程中，采用过载试验这种传统的方法已经证明基础的曳引力要求。规定轿箱过载的百分比的要求，可适应电梯安全规范或标准。电梯标准EN81的第一部分，附录M规定最小值是125%，意指当电梯下行时，总承载为额定载荷125%的电梯轿箱必须安全地到达停止。以前的德国TRA电梯安全规范有更严格的要求，规定曳引力测试为额定载荷的150%。毫无疑问，该测试保证了更高的安全等级，结果由于曳引力低造成的事故数量明显降低。

为测量曳引力，也采用空轿箱与配重块两侧的钢丝绳的力比方法，由于两侧的质量不同，向上运动的空轿箱导致配重块侧的曳引力比大于100%。对于带有恒定载荷的电梯轿箱，如果电梯的轿箱的重量轻，曳引力就高。对于轿箱有50%的平衡系数，使用公式计算的曳引力系数甚至会超过125%（见图1，对于向上移动的空轿箱曳引力系数与质量比曲线）

对于不同的平衡系数配重块侧的曳引力

因此，对于向下移动的配重块，按照EN81的附录D，轿箱带有额定载荷的125%，速度递减，钢丝绳没有任何滑动时可以被认为等同的曳引力测试。该过载测试不能提供任何附加的与向上的空轿箱的安全对比。

为保证曳引力不会太高，总是要求无载荷。为了该目的，当配重块被放置在压缩缓冲块上时，空轿箱一定不要提升。

事实上，对于新的电梯，25%过载曳引力试验是很容易满足的，另外，随时间的推移、磨损和钢丝绳的拉扯，新电梯的初始曳引力值将降低。这样看来，新电梯具有了相当高的曳引力，也就增加了其可信程度。

2、安全钳试验

安全钳是电梯最后的安全装置，在电梯投放市场和投入运行之前，EN81过载试验的目的是检查安装、设置和装配的正确性，组装轿箱、安全钳、导轨以及将它们固定在建筑物上，当轿箱向下、装载125%的额定载荷、以额定速度运行时进行试验。

此外，轿箱盛装额定载荷，在自由落体情况下，规范规定优质的安全钳的平均减速度，应该在0.2-1.0g之间。规定了这两个极限，一方面确保最小的刹车力使满载荷的轿箱，在合

理的停止距离内完全停止；另一方面最大的减速度防止轿箱中的乘客，由于从自由落体状态停止受到伤害。

没有任何的规范规定空轿箱和125%额定载荷的轿箱的减速度，另外如果满足规定的允许的减速度的范围在0.2-1.0g之间，规范也没有明确定义如何验证验收试验，很难从125%的额定载荷到自由落体的试验中得出结论。

从法律的观点看，安全钳在被允许作为电梯的安全部件之前，必须通过强制的形式试验。然而，现场的安全钳的正确作用，不仅依赖于制造厂的适当调节弹簧力，而且也受现场各种参数的影响，如导轨的机械加工、润滑油等，因此无论形式认可的程序怎样，都覆盖了安全和可靠性的问题，最初的验收试验中，验证正确的设置是必要的。

假设通常过载试验的有效平均减速度小于1g，因为引力使配重块减速（1 g），而配重块减速又比轿箱快，往往配重块的钢丝绳使轿箱停止。因此载荷试验的情况不能覆盖EN81规定的自由落体标准，安全钳测试不能够在一秒内完成；仅仅目击该测试很难提供任何准确和有用的信息。所有现代的质量保证方法规定，一个严格的文件必须提供所有的测试结果和给出满足规定标准的客观证据。

事实上，在任何声明和论述中，都不允许以125%的额定载荷进行安全钳测试，如果在错误假设的情况下（100%额定载荷自由落体），满足规定的减速度范围，测量安全钳在导轨上的滑痕，仅仅给出有限的结论。这就意味着，有载荷或过载的轿箱时，以安全规范验证一致性证据，安全钳测试是绝对不恰当的。

三、以选择的方法如何满足规范要求

德国TUV公司使用PC驱动的ADIASYSTEM方法，替代任何电梯的定期的法定过载试验已有10多年，有记录的已经超过上百万部定期电梯试验了。在大量的实践经验上，开发了无载荷试验方法，TUV工业服务—TUV南方集团，正在提供ADIASYSTEM测试和评价程序应用于新电梯的交工试验。已经发表了几篇文章，描述该方法的基本原理，如何将该方法应用于定期检验，因此在这里就不再重复了，集中阐述该方法应用于交工试验，使电梯的相关的物理参数和安全特征得到量化，提供了完善试验结果的文档。

由于许多令人信服的论据，人们对无载荷交工试验产生越来越大的兴趣，不仅在德国，同样在世界各地。

1、曳引力测试

ADIASYSTEM曳引力测试的概念，是测量附加在钢丝绳上的力，相当于加载的电梯轿箱，检查该力是否在牵引轮上产生滑移。试验仅在一根钢丝绳上，因此在配重块侧的绳的张力小，曳引力也小。因此该试验程序，对于电梯的组件，是绝对没有任何过载的风险。实践中，非常容易增加钢丝绳的力，跨过125%的载荷标准，直到足够高的曳引力。典型情况，TUV检验员总是使曳引力系数至少达到200%。这将极大的增加了接收的程度，不仅补偿单根绳上的简单测试程序和避开激烈的争论，而且比指定的安全规范具有更高的信任度。

当然，很容易增加绳的力量，直到固定声开始在牵引轮上滑移，就是测量到了最大的摩擦力或可得到的曳引力。在实际的电梯上测量，通常电梯的有效曳引力会超过400%，即电梯轿箱的有效载荷应该是4倍的额定载荷，摩擦力仍然足以防止过载轿箱的滑移。这种信息提高了检验员的检验能力，因为试验结果允许准确计算系统的固有参数。到目前为止，传统的过载测试不能提供任何具体的量化的测试结果，仅仅给出一个抽象的是/否结论，从来不能辨别任何存在的安全余量。

ADIASYSTEM曳引力测试不超过200%，TUV让其自己的检验员在所有的钢丝绳上重复曳引力测试，计算超载的平均值，决定是否125%的验收标准满足与否。前面提到过，几