例谈电梯的安全理念

　　20世纪，安全工作大致经历用以限制奴隶主贪得无厌的法制阶段，进而又迈入以系统工程、人机学为代表的技术阶段，但是人们最后还是认识到，无论是法制还是技术都不能完全彻底地解决安全的问题，尤其是在近代的大工业生产中，人们逐渐认识到管理、技术、教育才是构成安全生产中完整的三大支柱，于是在人类的文化历史长河里，又涌现出了一朵被称之安全文化的美丽浪花。

　　安全工作具有文化的特征，或者是从文化的角度来审视安全问题，毋庸置疑也当然地适应于电梯的安全工作，但是这个课题实在太大，需要我们做大量的研究和积累工作。笔者在此只想举例阐述几个安全观念的问题。
　　1安全系数的问题

　　《北京晚报》报道：1994年5月，北京市西城区一电梯维修工在拆除旧电梯时，使用一根旧钢丝绳吊挂轿厢，致使钢丝绳断裂轿厢坠落，造成轿顶的3人2死一伤。死者已也，但其曲解安全系数的错误还是必须澄清。
　　GB7588－1995第9.2.2条规定：悬挂绳的安全系数应不小于下列值：a)对于用3根或3根以上钢丝绳的曳引驱动的曳引电梯为12；b）对于用2根钢丝绳的曳引驱动电梯为16；c）对于卷筒驱动电梯为12。上述案例的那个死者一定认为，3根或3根以上钢丝绳的曳引驱动的曳引电梯为12，那么1根钢丝绳也能吊起2个轿厢，于是出乎意料地酿成了惨剧。当然，这个案例也或多或少有点巧合，但根本错误在于把安全系数简单地理解成了安全倍数--安全观念有问题。

　　何为安全系数呢？是指装有额定载荷的轿厢停靠在最低层站时，1根钢丝绳（或1根链条）的最小破断负荷（N）与这根钢丝绳所受的最大力（N）之间的比值。安全系数是一个材料力学范畴的概念，材料力学解决问题的特点是以实验为基础，采用假设的方法。结构件本来都是可变形固体，为了能用简单的公式表达问题，材料力学把这些材料看成（假设）连续（内部无空隙、物质结构是密实的）、均匀（物体内的任何一部分晶粒的力学性质是完全一样的）、各向同性（晶粒在各个方向的力学性质相同的），因此其计算结果本身就具有一定的近视性。从实质上看安全系数这个概念，一方面考虑在强度条件中有些量本身就存在着主观考虑与客观实际之间的差异，如材质不均匀、构件实际截面尺寸可能偏小、对设计载荷估计不够精确、计算时所作简化与实际情况有出入等。这些因素都有可能使构件的实际工作条件比设计时所设想的条件偏于不安全，所以要留有余量予以补偿。另一方面的考虑则是给构件以必要的强度储备，这是因构件在使用中可能碰到意外载荷和不利工况，这种强度储备也是以安全系数的形式考虑在强度之中的。因此，笼统地把安全系数看成是安全倍数是不恰当的，把这个概念应用在工程实际中更是有害危险的。

　　2最后的一道安全装置

　　2001年1月9日，我省某水泥厂一台速度0.50m/s，载重量2t的8层8站（每层约10m）电梯发生了一起坠落、蹾死人的命案。事故发生的过程是这样的：某设备巡查员在去3号机组前已与办公室3告知联系，但却很长时间没有返回办公室。办公室与其联系也无回音，于是去寻找，终于找到了，巡查员已蹾死在电梯里。该电梯的结构形式如图1(图1请点击)，由于润滑通道被堵塞，致使对重侧反绳轮的轴与轴瓦之间长期干摩咬合，于是轮与轴一起摆动轴串，剪断了锁紧销，导致了对重与轿厢的坠落。轿厢在自由坠落距离地面6m处，限速器-安全钳装置发生了动作，遗憾的是安全钳被从钳块与拉杆的焊点处拉断，轿厢再次自由坠落到缓冲器上，将人蹾死。这个案例说明，缓冲器并非是许多书上所说的它是电梯的最后一道保护装置，而电梯才是电梯的最后的一道保护装置。在这起案例这只不过没起到保护作用罢了。限速器-安全钳失效的因素又何止这一个制造原因呢？就是从设计上看，限速器也有个动作成功率的问题，换句话讲，限速器也并非在任何速度任何情况下都准确地动作。可见，严格限制轿厢有效面积、给轿厢加装超载报警装置等能够有效减少电梯下行超速的安全措施是决不能偏废的。

　　3电梯的多重保护问题

　　1999年9月份，某银行的电梯，出了一起令人费解的案例。那天，一位乘客进入轿厢选好层站在门口等人一同乘梯，就在这时电梯突然开着门以正常速度向下运行，轿厢上沿和地坎将这位乘客头与下颌挤压，造成乘客面目破像。事发之后电梯仍然能够正常运行。在对这个案例的分析研究中，有人认为可能是由于控制系统的屏蔽问题造成的；也有人认为可能接地和接零不规范引起的，还有人干脆归结为是电脑病。我们不能说这些看法一点道理也没有，但他们颇有一点把问题一味地往大里想，从而把问题扯到了无法定论的层面。任何事物之间的联系都应该是具体的、生动的，因而造成电梯开门以正常速度运行的原因，也无非是在选好层后，由于什么偶然因素介入使PC收到了关门到位的信号，因此分析该案例重点就是查找介入偶然因素和其机理。

　　这起案例给我们另一个重要的启示是：任何保护也不是在任何时候都能够起到绝对的保护作用，如同保护装置不能绝对保护一样。层门触点、轿门触点它的保护是多么的周密，但也有开门运行的情况。因此，在电梯的保护系统中设置多重是何其必要啊！以端站保护为例，所有的电梯都大致设置了3层保护。一般地说，当电梯正常运行到靠近端站时，在遮磁板与平层感应器的协助下由PC机或PLC按距离控制原则输出一个减速平层信号，进行减速平层。如果由于遮磁板、平层感应器等问题未能接收到此信号，则由安装在轿厢上的碰铁与井道的强迫减速开关作用出一个“无条件”减速平层的命令信号，实现正常的减速平层。这是一套完整的保护，它完全依赖于PC机的正常工作，我们称之为程序保护或是软保护。当电梯未能实现正常的减速平层，而是越出了顶层或底层，这时便由安装在距离电梯平层面约150mm处的限位开关或是更后一点的极限开关，切断电梯的控制线路，迫使电梯立即停梯。这是另一套保护，它依赖于电梯的制动器正常工作（制动器充当执行机构），这是一套，我们称之为电气保护。当电梯的限位开关、极限开关也未能完成“立即停梯”，即出现了轿厢的冲顶或是蹾底，此时的保护任务就留给了终端的机械保护装置。电梯的机械终端保护有冲顶和蹾底之区别，同时也考虑到到了低速和超速的差异。对于低速蹾底（蹾底速度不超过额定速度的115%），一切保护任务由轿厢下面的缓冲器来承担，对于超速蹾底，则由限速器-安全钳联动机构实施保护；对于低速冲顶（冲顶速度不超过额定速度的115%），则由井道顶端预留的顶层高度保证了电梯在对重压实缓冲器时的重力制动距离，对于超速冲顶，我国绝大多数电梯缺少这一套机械保护，但是我国等效采用的EN81-1:1999标准明确地规定了：曳引驱动电梯上应装设一套在电梯的轿厢、对重、曳引绳系统（或补偿绳）和曳引轮（或与曳引轮同轴的较近部件）4个中的一个或几个起作用上行超速保护装置。这一套机械保护也正是我国电梯界目前热切呼吁的。

　　因此，在实际把那些经常引起突然停梯的开关或保护短接掉的做法是极端错误和有害的，相反我们还应该有意识增加一些保护。如果上述案例中的电梯在编制程序时能够再设置一道软保护即：当电梯在定层，待数秒后收到的门子关闭到位信号才被PC视为有效信号的话，那么上述的惨剧或许就可因此而避免。因此，在实际中我们尽可能地不用保护，尽可能地不依靠安全保护装置，这样的想法和做法才是非常科学和明智的，就象驾驶员所说的：老师傅开车不用闸！也只有到了这个时候，安全才具有了文明的品味，安全才具有了文化的内涵，你说是吗？