电梯井道顶部间距对对重缓冲器距离要求

电梯井道顶部间距对对重缓冲器距离要求
为防止电梯冲顶，在电梯上都设置有：上端站强迫减速开关、上限位保护开关、上极限保护开关、上行超速保护装置、对重缓冲器等作为安全保护装置。

其中，上限位保护开关及上极限保护开关均是通过制动器制动来达到保护电梯安全的。

当电梯轿厢在最高层站平层位置制动器失效、对重重量又大于轿厢重量时，电梯将向上溜车发生冲顶事故，这时GB10060－1993《电梯安装验收规范》中4.5.1条"当轿厢在最高层站平层位置时，对于蓄能型缓冲器，缓冲器顶面与对重装置撞板之间的距离应为200mm～350mm，对于耗能型缓冲器，此距离应为150mm～400mm"。

此规定中对重与缓冲器距离能否满足GB7588－2003《电梯制造与安装安全规范》中5.7.1、5.7.1.1条规定的电梯井道顶部间距，能否保证轿厢和乘客安全呢？现就此进行分析论证。

一、GB7588－2003标准对对重缓冲器距离的要求
对重缓冲器距离是指：电梯轿厢在最高层站平层时，对重装置撞板与缓冲器顶面之间的距离。

根据GB7588－2003 《电梯制造与安装安全规范》5.7.1、5.7.1.1条规定："曳引驱动电梯的井道顶部间距应满足下列要求，当对重完全压在它的缓冲器上时，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+0.035V2m的进一步制导行程；
b)、轿顶最高面积的水平面，与位于轿厢投影部分井道顶最低部件的水平面之间的自由垂直距离不应小于1.0+0.035V2m；
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，不应小于0.3+0.035V2m；2）、导靴或滚轮、曳引绳附件和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+0.035V2m；
d)、轿厢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......。

注：0.035V2表示对应于115％额定速度V时的重力制停距离的1/2，即：1/2×[（1.15V）2/2g]=0.0337V2，圆整为0.035V2。

"
由此可知电梯的井道顶部间距是把对重以115％V（V：电梯额定速度）冲撞缓冲器作为计算依据的，因此在对重以超出115％V的速度冲撞缓冲器，实际的重力制停距离的1/2将会大于0.035V2，这时依据标准GB7588－2003设计的井道顶部间距将不能保证轿厢和乘客的安全。

二、分析
根据能量守恒定律：
mv2/2=mgh
h=v2/2g
式中m－对重质量
v－对重坠落距离为h时电梯的速度
h－对重坠落距离
g－重力加速度
由此可以得出，不同额定速度的电梯，对重自由坠落到速度达115％V时对重坠落的距离h，见表1（表中所列速度为：0.50m/s、0.63m/s、1.00m/s 、1.60m/s、1.75m/s 、2.00m/s、2.5m/s）。

注：GB10060－1993《电梯安装验收规范》适用于额定速度不大于2.5m/s的乘客电梯、载货电梯。

（115％V）2/2g表示当电梯速度达到额定速度的115％时对重坠落的距离h。

表1几种额定速度的电梯对应的对重下落距离h
电梯额定速度v(m/s)
h=（115％V）2/2gn (mm)
0.5
17
0.63
27
1.00
68
1.60
173
1.75
207
2.00
270
2.5
422
可以看出额定速度为：0.50m/s、0.63m/s、1.00m/s时，对重坠落的距离为：17mm～68mm；额定速度为：1.60m/s、1.75m/s 、2.00m/s、2.5m/s时，对重坠落的距离为：173mm～422mm。

GB7588－2003第10.3.3，10.3.5条规定："蓄能型缓冲器（包括线性和非线性）只能用于额定速度小于或等于1 m/s的电梯。

耗能型缓冲器可用于任何额定速度的电梯"。

可见额定速度为：0.5m/s ～1.00m/s时，无论用蓄能型缓冲器还是用耗能型缓冲器，对重缓冲器距离规定为：200mm～350mm和150mm～400mm，电梯都是不安全的。

如果对重缓冲器的距离符合GB10060－1993要求，能否保证当对重从最低层站坠落，撞击缓冲器时的速度不超过115％V呢？
同理，根据能量守恒定律，列出表2。

表2列出了当对重坠落高度分别为150mm、200mm、350mm、400mm时的速度V1、V2、V3、V4。

表2对重坠落高度分别为150mm、200 mm、350 mm、400 mm时的速度
对重坠落高度h （mm）
h=150mm
h=200mm
h=350mm
h=400mm
对重坠落高度h时的速度（m/s）
1.71 （V1））
1.98 （V2）
2.62 （V3）
2.80（V4）
表3各速度与所列不同电梯额定速度的比值
轿厢额定速度V （m/s）
V1/V
V2/V
V3/V
V4/V
0.5
3.42
3.96
5.24
5.60
0.63
2.71
3.14
4.16
4.44
1.00
1.71
1.98
2.62
2.80
1.60
1.07
1.24
1.64
1.75
1.75
0.98
1.13
1.50
1.60
2.00
0.86
0.99
1.31
1.40
2.50
0.68
0.79
1.05
1.12
表3列出了V1、V2、V3、V4各速度与所列不同电梯额定速度的比值。

由表2及表3可以看出当对重坠落高度为：150mm，额定速度为：0.5m/s ～1.00m/s时V1/V ＝1.71～3.42；当对重坠落高度为200mm，额定速度为：0.5m/s ～1.60m/s时，V2/V＝1.24～3.96；当对重坠落高度为350mm，额定速度为：0.5m/s ～2.00m/s时，V3/V＝1.31～5.24；当对重坠落高度为400mm，额定速度为：0.5m/s～2.00m/s时V4/V＝1.40～5.60，均大于1.15，这些情况下电梯都是不安全的。

由表1、表2及表3可知：
（一）当电梯额定速度为2.50m/s，对重缓冲器距离为：150mm≤S≤400mm时，对重撞击缓冲器的速度为68％V－112％V，小于115％V，GB7588－2003中规定的电梯井道顶部间距是安全的。

（二）电梯额定速度分别为1.60m/s 、1.75m/s、2.00m/s，缓冲器距离分别为：150mm～270mm、150mm～207mm、150mm～173mm时，GB7588－2003中规定的电梯井道顶部间距是安全的，但是，当缓冲器距离分别为270mm～400mm、207mm～400mm、173mm ～400mm时，对重撞击缓冲器的速度分别为115％V～140％V、115％V～160％V、115％V～175％V，均远远大于115％V，GB7588－2003中规定的电梯井道顶部间距不安全。

（三）当电梯额定速度分别为0.50m/s 、0.63m/s、1.00m/s时,对重缓冲器距离为：150mm ≤S≤400mm或200mm≤S≤350mm时，对重撞击缓冲器的速度分别为171％V～280％V、271％V～444％V、342％V～560％V或198％V～262％V、314％V～416％V、396％V～524%V，均远远大于115％V，不能满足电梯井道顶部间距安全的要求。

三、结论
（一）当电梯额定速度为2.5m/s时，GB10060－1993规定的对重缓冲器距离能保证电梯井道顶部间距，故电梯是安全的；
（二）当电梯额定速度分别为1.60m/s 、1.75m/s、2.00m/s时，GB10060－1993标准规定的缓冲器距离在某些距离段电梯是安全的，某些距离段电梯是不安全的。

（三）当电梯速度分别为0.5m/s 、0.63m/s、1.00m/s时，GB10060－1993标准规定的缓冲器距离均过大，电梯是不安全的。

笔者认为：GB10060－1993《电梯安装验收规范》中对对重与缓冲器距离的具体规定不尽合理，不能满足GB7588－2003标准中对曳引驱动电梯井道顶部间距的要求，缓冲器距离的设定应能够保证电梯在各种工况下都是安全的。