（浙江省特种设备科学研究院 浙江 310000）
摘要：随着社会的发展，人民生活水平的提高，以及建筑业、旅游业的迅速发展，沿着与水平面夹角大于等于15°且小于75°导轨运行的斜行电梯得到了迅速的发展。斜行电梯被广泛运用于山坡景点、山坡住宅、地道、斜塔类建筑等特殊场所。但斜行电梯与垂直电梯在安全要求、功能、性能等方面有较大的区别。本文对斜行电梯安全钳制动力进行分析。
关键词：平均减速度；运载装置；自由下落；安全钳制动力
1 标准
我国国家标准GB/T35857-2018《斜行电梯制造与安装安全规范》已于2018年2月6日发布，2019年3月1日实施。本国家标准考虑到我国的国情，修改采用EN81-22：2014。标准中第5.6.8.2.1条指出：运载装置安全钳应为渐进式；第5.6.8.2.2条指出：对重（平衡重）安全钳也应为渐进式。由此可见，任何速度的斜行电梯运载装置、对重（如有安全钳）均应采用渐进式安全钳。标准中第5.6.8.4条减速度这节指出：载有额定载重量的运载装置在安全钳制动时，沿运行路径方向的平均减速度（ai）不应小于0.1gn，且垂直方向的平均减速度（av）不应大于1.0gn。而且，在任何载荷情况下，水平方向平均减速度（ah）不应大于0.5gn。运载装置自由下落和带着对重下落均应满足上述要求。由上述可知，无论是悬挂钢丝绳全部断裂，运载装置自由下落工况，还是运载装置下行失控超速运行，运载装置带着对重下落工况，限速器动作，安全钳制动时，应同时满足载有额定载荷的运载装置沿运行路径方向的平均减速度（ai）不应小于0.1gn，垂直方向的平均减速度（av）不应大于1.0gn，且载有任何载荷的运载装置水平方向的平均减速度（ah）不应大于0.5gn。标准附录第F.2.2.1.1条中指出：申请人应通过将预期的制动力（N）除以16的方法选取悬挂重量（kg），以求得0.6gn平均减速度。标准附录第F2.2.2.3.1条中指出：应检查试验期间测定的平均制动力与上述确定的制动力相比是否在±25%的范围内。标准附录第F2.2.3.1条中指出：采用式（F.1）计算允许质量：（P+Q）I=FB/16（F·1），式中：（P+Q）I—允许质量，单位为千克（kg）；FB—根据F2.2.2.3所确定的制动力，单位为牛顿（N）。显然上述规定的计算式并无倾斜角等技术参数及标准中提到的各种工况，各个方向制动减速度的要求，这里仅是一个大致的估算值，在具体试验中还应进行调整。以下是笔者根据标准中规定的在安全制动时运载装置平均减速度的要求，对应各种工况，进行安全钳制动力的分析计算。
2 制动力分析计算
2.1 运载装置自由下落工况
2.1.1 受力情况及减速度分析
（1）受力情况分析。受力情况详见图1。倾斜角为θ的光滑斜面上有一向下运行质量为M的运载装置（摩擦力忽略不计），斜面方向向上受安全钳制动力F。其中运载装置受重力为Mgn，可分解为斜面方向分力Mgnsinθ，斜面垂直方向分力Mgncosθ。
图1 运载装置自由下落工况受力情况
（2）减速度分析。减速度分析详见图2。物体在倾斜角为θ的斜面上安全钳制动时，斜面方向上的平均制动减速度为ai，垂直方向上的平均制动减速度为：av=ai·sinθ，水平方向上的平均减速度为：ah=ai·cosθ。
图2 运载装置自由下落工况减速度
2.1.2 斜面方向的平均减速度要求
标准要求载有额定载重量的运载装置在安全钳制动时，沿运行路径方向的平均减速度（ai）不应小于0.1gn，则：
F-（P+Q）gnsinθ=（P+Q）ai，
F=（P+Q）gnsinθ+（P+Q）ai。
式中：F—安全钳制动力，N；
P—运载装置质量，kg；
Q—额定载重量，kg；
gn—标准重力加速度，9.81m/s2。
此时应为：
F≥（P+Q）gnsinθ+（P+Q）ai，
即：
F≥（P+Q）（sinθ+0.1）gn。（1）
2.1.3 垂直方向的平均减速度要求
标准要求载有额定载重量的运载装置在安全钳制动时，垂直方向的平均减速度（av）不应大于1.0gn，则：
F-（P+Q）gnsinθ=（P+Q）ai；
此时应为：
即：
F≤（P+Q）（sinθ+1/sinθ）gn。（2）
1.4水平方向的平均减速度要求
标准要求任何载荷情况下，水平方向平均减速度（ah）不应大于0.5gn。
（1）额定载荷情况下。
F-（P+Q）gnsinθ=（P+Q）ai；
此时应为：
即：
F≤（P+Q）（sinθ+0.5/cosθ）gn。
（2）空载的情况下。
F-Pgnsinθ=Pai；
即：
F≤P（sinθ+0.5/cosθ）gn。（4）
2.2 运载装置带着对重下落工况
2.2.1 受力情况分析
受力情况详见图3，倾斜角为θ的光滑斜面上（含运载装置斜面和对重斜面）有向下运行质量为M的运载装置，带着向上运行的质量为G的对重（摩擦力均忽略不计）。运载装置受到斜面方向向上制动力F。其中运载装置受重力Mgn，可分解为斜面方向分力Mgnsinθ。斜面垂直方向分力Mgncosθ，对重受重力Ggn，可分解为斜面方向分力Ggnsinθ，斜面垂直方向分力Ggncosθ。
图3 运载装置带着对重下落工况受力情况
2.2.2 斜面方向的平均减速度要求
标准要求载有额定载重量的运载装置在安全钳动作时，沿运行路径方向的平均减速度（ai）不应小于0.1gn，则：
F-（P+Q-G）gnsinθ=（P+Q+G）ai，
F=（P+Q-G）gnsinθ+（P+Q+G）ai。
此时应为：
F≥（P+Q-G）gnsinθ+（P+Q+G）ai，
即：
F≥[（P+Q-G）sinθ+0.1×（P+Q+G）]gn。（5）
式中：G—对重重量，kg。
2.2.3 垂直方向的平均减速度要求
标准要求载有额定载重量的运载装置在安全钳制动时，垂直方向的平均减速度（av）不应大于1.0gn，则：
F-（P+Q-G）gnsinθ=（P+Q+G）ai；
即：
F≤[（P+Q-G）sinθ+（P+Q+G）·1/sinθ]gn。（6）
2.2.4 水平方向的平均减速度要求
标准要求任何载荷情况下，水平方向平均减速度（ah）不应大于0.5gn。
（1）额定载荷情况。
F-（P+Q-G）gnsinθ=（P+Q+G）ai；
即：
F≤[（P+Q-G）sinθ+（P+Q+G）·0.5/cosθ]gn。（7）
（2）空载情况下。
F-（P-G）gnsinθ=（P+G）ai；
即：
F≤[（P-G）sinθ+（P+G）·0.5/cosθ]gn。（8）
表1允许制动力计算值
3 实例分析计算
3.1 技术参数
额定载重量：Q=3000kg；额定速度：v=2.5m/s；运载装置自重：P=4000kg；对重重量：G=5500kg；倾斜角：θ=15°、25°、30°、35°、45°、55°、65°、<75°；平衡系数：ψ=0.5。
3.2 允许制动力计算
根据上述推导的公式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8），倾斜角度分别为：θ=15°、25°、30°、35°、45°、55°、65°、小于75°时各工况渐进式安全钳动作时允许的安全钳制动力进行计算，其计算值详见表1。
结束语
通过对运载装置各运行工况的计算，得出安全钳制动力的各个计算值，并通过综合，得出安全钳制动力应取范围的结论，可在型式试验中作为选用预期制动力的参考值。
参考文献：
[1]浅谈斜行电梯发展浅议[J].路成龙.??中国设备工程.?2018（23）
[2]斜行电梯关键结构设计及研究[J].窦岩，郭兰中，李云波，李印.??科技经济导刊.?2019（06）
论文作者:时统帅
论文发表刊物:《河南电力》2019年4期
论文发表时间:2019/10/31
标签：装置论文; 斜面论文; 方向论文; 平均论文; 工况论文; 不应论文; 标准论文; 《河南电力》2019年4期论文;