一则无机房电梯制动试验时轿厢蹾底案例的分析

作者：冯鹭（厦门市特种设备检验检测院） ｜ 《中国电梯》2025年第4期

在建筑空间利用需求增长与技术革新推动下，无机房电梯蓬勃发展。无机房电梯曳引机、控制柜等部件安装方式灵活，降低了电梯对建筑安装接口的要求，市场占有率不断提高。悬挂装置对无机房电梯的稳定运行极为关键，但目前市场上各品牌的无机房电梯设计方案不同，悬挂装置的固定方式多样，安全性能参差不齐。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10975.html

有的存在事故风险。在本文中，笔者对一则无机房电梯进行125%额定载重量制动试验(以下简称制动试验)时发生的轿厢蹾底事件进行分析，确定轿厢蹾底事件直接原因，梳理电梯各工作环节存在的隐患，提出有针对性的建议，为提升无机房电梯的安全性能提供参考。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10975.html

1 轿厢蹾底事件概况

某无机房电梯在制动试验时发生轿厢蹾底事件。使用单位在无机房电梯安装过程中对电梯轿厢进行了装修，装修后对电梯各项性能进行了测试，前期各项性能自检也正常。在制动试验时，轿厢在底层装载125%额定载重量的标准砝码后正常上升到顶层，在轿厢离开顶层下行至井道下部时试验人员断开主电源，于是曳引机制动器进行制动。轿厢在经过一段距离的制动后未能停止，而是继续下行直至撞击轿厢缓冲器后停止。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10975.html

该电梯为曳引驱动乘客电梯，制造日期为2023年9月12日，3层3站3门，额定速度为1.0 m/s，额定载重量为1600 kg，轿厢预留装修质量为500 kg。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10975.html

2 事件现场勘查情况

该电梯的悬挂装置设计方案是曳引钢丝绳绳端装置一侧架设在曳引机承重梁上，另一侧绳端装置通过板状结构(以下简称绳头板，见图1)使用压轨板夹紧在最高一根轿厢导轨(以下简称顶部导轨)上，顶部导轨通过三档导轨支架〔分为上侧支架(以下简称A档支架)、中间支架(以下简称B档支架)、下侧支架(以下简称C档支架)〕固定在井道壁上(见图2)。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10975.html

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发生轿厢蹾底事件后，轿厢停于底层，顶部导轨完全脱离固定位置，导轨本体发生扭曲变形并滑落至轿顶上(见图3)。固定顶部导轨的三档支架均已失效， A档支架压轨板等部件形态结构完整； B档支架整体脱落，膨胀螺栓从墙体内被拔出(见图4)； C档支架结构发生撕裂破坏，膨胀螺栓未脱落。顶部导轨与下侧导轨(以下简称次顶导轨)之间的连接螺栓全部脱落。次顶导轨产生背向层门侧的弯曲变形，其上部支架(以下简称D档支架)发生撕裂变形(见图3)。绳头板与顶部导轨分离后一同滑落在电梯轿顶(见图3)。曳引钢丝绳未完全松脱，对重装置悬停在2层层门附近。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10975.html

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3 事件发生过程推理

根据现场勘查照片显示：A档支架压轨板和螺栓都保持完整，说明A档支架未受到水平方向力，导轨是在垂直方向上从导轨支架上脱出，因此压轨板等部件未受损变形；B档支架从墙体上整体脱落，膨胀螺栓位置只剩下螺栓孔洞，孔边缘较完整，说明B档支架受水平力很大导致膨胀螺栓整体脱落。C档、D档两档支架结构都出现撕裂破损，但是支架本体还固定在井道壁上，说明导轨传导到支架上的是侧向力，造成支架结构撕裂破损而膨胀螺栓未受到影响。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/10975.html

制动试验过程中，电梯轿厢向下运行制动时，轿厢内的砝码会产生垂直方向向下的附加冲击力，冲击力经由轿厢传递到支撑轿厢的曳引钢丝绳，进而传导到绳头板，最终传导到固定绳头板的导轨和固定导轨支架的井道壁。

由此可以推断事件发生过程如下。制动试验产生的制动反作用力通过绳头板传递至顶部导轨。顶部导轨受力发生弯曲变形，弯曲变形导致顶部导轨在垂直方向上抽离出A档支架的压轨板，因此A档支架的结构和压轨板能够保持完整。失去了A档支架的支撑后，冲击力全部作用在B档支架上，B档支架瞬间受水平方向的力矩很大，导致膨胀螺栓从井道壁中被拔出。A档、B档支架相继失去支撑作用后，顶部导轨向绳头板方向弯曲变形。制动反作用力随着导轨传递到C档、D档支架上，造成C档、D档支架结构撕裂损伤。顶部导轨脱离所有支架后继续下坠变形。顶部导轨与次顶导轨的连接板和连接螺栓受力出现断裂脱落，导致两根导轨分离。顶部导轨和绳头板滑落在轿顶，跟随轿厢一起下坠。轿厢继续下行直至撞击缓冲器后停止。曳引钢丝绳在导轨支架脱落瞬间松脱，造成轿底反绳轮的部分曳引钢丝绳脱槽。绳头板和顶部导轨在掉落时未完全脱离(见图5)，这使得掉落的顶部导轨、绳头板和轿厢本体、井道墙体之间能够形成相互支撑，曳引钢丝绳因而没有完全松脱，在下落时起到了减缓轿厢下降速度和阻挡对重装置自由落体的作用，防止对重装置二次坠落造成更大损害。

4 事件原因分析

根据上文分析可知，轿厢蹾底事件的直接原因是：悬挂装置端部的固定方式无法承受电梯制动试验工况的冲击力，造成悬挂装置失效，导致轿厢失去支撑力而发生坠落。现阶段我国在法规标准层面上没有专门针对无机房电梯的悬挂装置端部固定方式的检验方法要求。现行特种设备安全技术规范TSG T7001—2023《电梯监督检验和定期检验规则》附件 A 第A1.2.5.3条第(1)款要求：悬挂装置的端部固定部件无裂纹、松动等现象，端接装置的弹簧、螺母、开口销等连接部件无缺损。这项要求主要是针对悬挂装置端部固定方式的完整性的检验，其中并没有针对无机房电梯悬挂装置端部固定方式的具体检验内容和要求。在技术标准方面，无论是旧版制造规范GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》还是新版制造规范GB/T 7588.1—2020《电梯制造与安装安全规范 第1部分：乘客电梯和载货电梯》，都没有对悬挂装置端部固定方式提出明确要求。因此，在实际检验过程中检验人员无法依靠执行安全技术规范或制造规范来杜绝类似轿厢蹾底事件的发生。笔者将引发轿厢蹾底事件的相关因素归纳为以下几点。

4.1 轿厢预留装修质量较大

案例中的电梯制造单位为该电梯预留了500 kg的轿厢装修质量，预留装修质量较大；并且实际装修工作一般是由使用单位另外聘请的装修单位单独进行，装修单位在实际操作中难以精确控制装修材料的质量，往往导致轿厢实际装修质量大于预留装修质量。

4.2 未严格执行电梯安装工艺

1)安装人员未按照电梯安装工艺要求进行施工。电梯随机安装工艺文件显示：绳头板与导轨之间的固定方式除了使用6个压轨板外，还需要使用4个弹性圆柱销及M8型螺栓(工艺文件中未注明具体数量)进行固定。现场勘查发现，该段导轨仅预留2个柱销孔位，无M8型螺栓孔位，安装人员仅安装了2个弹性圆柱销并未安装M8型螺栓。

2)导轨支架安装方式不当。该电梯安装时，A档支架安装在井道顶部，压轨板固定在导轨末端，导轨垂直方向长度余量偏小。导轨在受力变形后容易从压轨板下方脱出，导致下侧导轨支架受力情况发生变化。在传统的有机房电梯的安装中，末端导轨支架受力较小，其安装方式常常被人忽视，很多安装单位仅仅满足“一段导轨至少需要两档支架”的要求，而忽视A档支架的安装质量。本案例中无机房电梯的绳头板的安装位置要求A、B两档支架需要承受电梯运行时的自重及承载载荷[1]，受力情况与传统的有机房电梯存在较大差异，安装人员仍然采用传统的安装方式，故存在隐患。

4.3 绳头板固定结构不可靠

传统的有机房电梯的导轨压轨板是在水平方向固定导轨的部件，其通过压轨板螺栓的预紧力产生摩擦力为导轨提供垂直支撑。而无机房电梯的绳头板在电梯运行过程中常受到交变应力、振动等因素影响，仅依靠压轨板的摩擦力作为悬挂装置端部的固定方式，可靠性值得商榷[2]。电梯制造单位在设计时未能综合考虑安装工艺的可实施性和可靠性。

4.4 出厂配发的部件规格降低

轿厢蹾底事件发生后，笔者在对该制造单位的同类设备排查中发现，在该制造单位临近批次同型号电梯中，绳头板固定位置临近的导轨支架均使用M12型膨胀螺栓固定，而该事件中的电梯出厂配发的导轨支架固定螺栓为M10型膨胀螺栓。该电梯轿厢预留装修质量为500 kg，轿厢自重增加较多，制造单位在轿厢自重增加的情况下反而降低了出厂配发的部件规格。

4.5 设计校核参数选择错误

在绳头板安装在导轨上的设计方案中，导轨实际已经成为支撑结构的一部分。除了考虑导轨常规的弯曲应力和压应力之外，还需要考虑悬挂装置端部对导轨施加的附加应力。安装绳头板的这段导轨除了受到压应力外，还额外承受侧向弯曲应力[3]。由于此附加应力来源于轿厢和轿内载荷，在计算时需要考虑电梯运行中由于电气安全装置的动作或电源突然中断而引起的制动器紧急制动导致的冲击。由于制造标准中没有针对这种绳头板结构提供专门的设计校验系数，制造单位可能在设计校验时错误选择了数值较低的校验系数。

GB 7588—2003附录G“导轨的校核计算”中提供了导轨冲击系数K2，用于导轨强度校核(新版制造规范GB/T 7588.2—2020《电梯制造与安装安全规范 第2部分：电梯部件的设计原则、计算和检验》中则未提供冲击系数k2的参考数值)，如表1所示。导轨冲击系数K2考虑的是轿厢载荷不均匀放置时对导轨产生的压弯应力及运行时导向力(GB 7588—2003附录G第G5.2.2条中提及的在不同载荷组合时导靴作用于导轨的力)引起的弯曲应力。传统的有机房电梯设计时悬挂装置是架设在机房承重梁上，电梯运行时导轨主要起在水平方向上约束轿厢运行轨迹的作用，垂直方向上产生的冲击最终由曳引机承重梁承受，因而GB 7588—2003中导轨冲击系数K2数值仅为1.2，此数值明显低于需要承担轿厢重量的安全钳动作冲击工况的冲击系数K1。在无机房电梯悬挂装置端部固定在导轨上的设计方案中，悬挂装置端部附着的导轨还需要承受绳头板带来的额外侧向弯曲应力。该弯曲应力需要考虑轿厢满载制停这种极端工况带来的冲击。GB 7588—2003中并没有专门针对这种情况提供对应的校验冲击系数，如果依然使用常规的运行导轨冲击系数K2=1.2进行校验，可能导致附着段导轨强度校验结果偏小。

与该冲击受力形式接近的是起重机械的起升(制动)动载系数φ2。该动载系数φ2的提出是考虑物品及吊具质量的起升竖直惯性力对起重机的承载结构和传动机构产生附加的动力，当起升质量突然离地上升或者下降制动时起升质量将产生附加的加速度，由这个加速度引起的惯性力对承载机构和传动机构产生附加的动力。该动载系数的应用工况与电梯轿厢125%额定载重量下行紧急制动的工况基本类似，都是属于由制动器对运行载荷进行非刚性连接的制动时所产生的冲击工况，故具有一定借鉴意义。

依据GB/T 3811—2008《起重机设计规范》第4.2.1.1.4.3条，起重机械的起升(制动)动载系数φ2可以按下列公式计算：

式中：φ2min——与起升状态级别对应的起升动载系数最小值(见表2)；

β2——按起升状态级别设定的系数(见表2)；

vq ——稳定起升速度，m/s。

在该案例中，电梯的下行速度为1.0 m/s，紧急制动时轿厢制动减速度最大值为gn，故可排除针对平稳启制动的起升状态级别HC1级(其更接近于电梯正常运行时的零速停梯工况)，而考虑起升状态级别HC2级或HC3级。

HC2级的制动动载系数

HC3级的制动动载系数

无论是1.44还是1.66，都明显大于表1中导轨冲击系数K2=1.2，可推断使用运行工况的导轨冲击系数对固定绳头板的顶端导轨进行强度校验明显是不合适的。虽然GB/T 7588.2—2020中并未提供冲击系数K2的参考数值，但是依据GB/T 7588.1—2020 附录E“与建筑物的接口”第E.1条第b)款，电梯的建筑结构应能承受因电梯设备引起的载荷和力，其中由运动质量及其在紧急操作时产生的动载荷和力，动态影响冲击系数为2。笔者认为，对悬挂装置端部的支撑结构的校验计算时，参考该动态冲击系数进行验算是比较合适的。

5 避免发生类似轿厢蹾底事件的建议

5.1 严控设计方案，慎重变更降配

无机房电梯制造单位应该谨慎选用压轨板固定绳头板的设计方案，尽量选用螺栓固定的方案。设计时应针对悬挂装置端部附近的导轨支架放大设计余量。制造单位在降本增效改变设计时要严格进行设计校核。因现场条件造成设计变更时应严格审核设计变更方案。制造单位提供的技术资料应清晰明确，不断优化安装工艺，提高安装的可操作性。

5.2 落实安装工艺，保证施工质量

安装单位在安装过程中应通过监督确认等方式严格管控安装质量，在实际安装时加强工艺纪律检查，严格执行技术文件，落实工艺规程要求，以确保安装的电梯产品质量满足要求。制造单位也应该加强电梯安装期间、竣工的监督检查，确保电梯设计、制造、安装相关技术要求得到有效落实。

5.3 完善检验流程，填补操作漏洞

受各种因素的影响，轿厢实际的装修质量难以精确称重。对于预留装修质量较大的电梯，在检验中及后期使用中容易出现安全隐患。建议在检验中强化载荷试验前的准备工作：

1)由于现场安装条件限制，安装单位会根据现场实际情况对设计方案进行变更。检验人员不应该局限于安全技术规范和制造规范，需要认真查看制造单位、安装单位提供的设计图纸、井道布置图及安装工艺资料，并对后期的设计变更进行严格审查[4]。在进行载荷检验前，先进行承重结构的检查工作，保证实际安装情况与安装工艺资料或设计变更资料相符。对于无机房电梯，需要仔细检查绳头板附近的导轨支架的安装质量，重点检查结构材料、部件规格、安装尺寸等项目。鼓励安装单位对薄弱部位进行加固。

2)在安装监督检验时如轿厢未完成装修，在检验中宜在负载试验时增加电梯最大预留装修质量对应的砝码，以测试电梯各部件的最大承载能力。除标识常规的对重块数量外，还可在对重架上额外标注最大装修质量对应的对重块数量(同时标注清楚对重块材质)和对应的平衡系数。

3)对于在安装监督检验时未进行装修的，在后期使用中进行了装修导致轿厢自重发生变化(装修重量大于额定载重量的5%)的电梯，维保单位除重新进行平衡系数试验外，还应重新进行制动试验。维保单位应在进行试验后将试验结果和对对重的调整情况告知监督检验机构。

6 结语

该轿厢蹾底事件发生的根源在于：在无机房电梯设计及安装过程中，不加改进地照搬了传统的有机房电梯的模式。在本文中，笔者仅针对电梯悬挂装置端部进行了分析，电梯其他部位可能也存在安全风险。笔者认为，该轿厢蹾底事件反映的问题需要引起制造单位及检验单位的重视。部分制造单位缺乏对产品质量的后期跟踪和控制，应该切实落实好制造单位自检工作，将电梯的设计安全理念贯彻到电梯全寿命周期。检验单位不能仅仅满足于检验规则条款的基本要求，还应高度重视制造单位的工艺文件，以严谨的态度严格把控电梯的安装质量。

[参考文献]

[1] 王庆云.一起电梯导轨支架松脱事件的案例分析[J].中国特种设备安全，2022，39(6)：84-88，102.

[2] 穆斌，张东平.无机房电梯悬挂钢丝绳绳头板固定方式的可靠性探讨[J].中国电梯，2021，32(18)：24-26.

[3] 马建蔚，陆凯，洪书勋.对于绳端固定在导轨侧无机房电梯的分析及探讨[J].特种设备安全技术，2022(2)：46-48.

[4] 张立，林仁军，王雪迎.无机房电梯曳引机安装固定方式存在的问题及检验方法[J].中国电梯，2023，34(2)：47-49.