陈德超
海南特安特种设备技术服务中心，海南 海口 570203
摘要：据相关研究发现，到2020年12月末我国在用电梯数量约709万台，随着社会经济的飞速发展以及人们生活需要电梯提供帮助，尤其是在人员密集的场所中电梯使用频率更高，乘坐高峰期可能出现拥挤、过载等情况，一旦出现电梯安全事故将造成严重后果，因此必须做好超载保护设置工作，对电梯超载情况进行监督，保障乘坐人员安全。基于此，本文从超载保护装置的类型和原理入手，讨论电梯超载保护装置常见失效形式，最后分析电梯超载保护装置失效风险，希望对相关研究带来帮助。
关键词：电梯；超载保护装置；失效风险；防范
当前超载保护装置设计逐渐成熟，不过依然存在电梯蹲底、坠入井道等安全事故。通过分析失效机理方面的内容，证实必须针对性的进行风险防控，完善管理机制，这样才能保证人们乘坐电梯的安全性，以下对相关内容进行分析。
一、超载保护装置的类型和原理
（一）超载保护装置的类型
对于电梯超载保护装置来说，根据设置位置可分为机房称重式、轿顶称重式、轿底称重式三种类型。根据动作原理可分为电磁式、机械式以及传感器式。部分有机房电梯的机房承重式设置超载装置，将其安装在机房的钢丝绳绳头组合板部位。轿顶称重式主要是把超载保护装置设置到电梯轿厢顶部，以此承重横梁位置，其原理和机房称重式相似。对于轿底称重式来说，有轿厢式这种形式，轿厢式是使用固定在轿厢底盘和轿厢架当中的橡胶缓冲垫，并以此作为变形称重元件，如果轿厢出现超载，轿厢底板会受到向下位移影响，导致橡胶缓冲垫变形，进而触动开关。目前这种形式利用更多安全性更好，并且造价低廉，不足之处在于维修流程较为繁琐。
（二）超保护装置的工作原理
对于超保护装置的工作原理来说，主要是利用压力传感器以及压力感知传输荷载控制器，之后把电信号转化为荷载信号，弹簧受到压缩产生位移并触发电器开关动作，之后霍尔传感器和固定永久磁体磁通量发生位移变化，由于霍尔磁效应原理导致线性电压信号出现，基于以上三种测量原理分析轿厢承载能力，如果轿厢内部荷载超过超载预设动作值即可发出警报，并且轿厢不能正常运行。超载保护装置动作值要遵守《电梯制造与安装安全规范》、《电梯试验法》、《电梯安装验收规范》等相关要求。轿厢内核载达到110%额定载质量也就是额定载质量不足750kg的电梯，最迟超载达到75kg即可触发动作，避免电梯正常启动，并且轿厢内部会有灯光或者音响提示，手动门处于未解锁状态，而动力驱动门完全打开。
二、常见失效形式
超载保护装置失效形式从当前的案例来看主要是由于人为因素导致的，具体说来：其一是整体超载装置未设置；其二是超载保护装置触发装置部件位移、锈蚀、缺失、变形；其三，触发弹性元件的橡胶老化、弹簧疲劳失效造成装置误动操作；其四，超载保护装置电器松脱连接导致控制柜不能接收信号；其五，超载保护装置变更选型，由于不同使用情况下电梯超载保护装置的要求不同，进而存在安全事故[2]。
三、电梯超载保护装置失效风险
（一）失效风险和影响因素
电梯超载保护装置是一种机电装置，机械构件部分以及电气部分是重要组成，并且出现故障也主要集中在该两方面，任何失效都将埋下安全隐患，威胁搭乘人员安全。
超载保护装置失效发生后电器控制系统不能感知轿厢的承载重量大小，这也是电梯运行中最危险的状态之一。超载运行风险主要与电梯曳引力和制动力不能满足制动要求有关，导致电梯从较高楼层位置坠落到坑底，还有一种情况是开门走梯情况。超载运行会对电梯轿厢本体结构稳定性以及钢丝绳超载拉伸造成不利影响，由此导致钢丝绳绳头组合承载能力受到破坏。导致超载保护装置失效的风险因素诸多，整体上可归纳为人为因素、制造因素、使用环境因素。其中不同因素又可细分为具体内容，在设计制造中涵盖触发原理不合理、结构稳定性不足、部件材料强度较差。从人文因素的角度讲，包括主体单位缺乏责任意识，维保单位未能遵循相关规程，而使用环境方面主要是指机械电器部件在潮湿环境下使用，未能做好防水、防潮、防锈蚀处理，造成装置不能有效动作。如果未能在检验环节引起检修人员重视，或者检修人员仅仅对维保单位的报告资料确认，通过目测装置分析开关有效性而未能进行加载试验动作观察，就容易埋下安全隐患[3]。
（二）风险分析
制动性能和曳引的有效性是确保电梯控制系统以及操作指令能否执行的关键，也影响着乘坐人的舒适性。电梯曳引力和曳引钢丝绳、曳引轮槽摩擦力关系密切，曳引性能是确保电梯动态安全的关键，也是正常运行的基本条件。轿厢装载与制停工况需要提供足够的曳引力，其中制动性能可以确保电梯处于静态时的安全运行能够平稳停靠在指定位置，具体说来：
1电梯曳引力和较强超载载荷关系
一方面分析曳引钢丝绳受力情况，曳引驱动电梯基本原理就是依靠曳引钢丝绳以及曳引轮的摩擦力驱动轿厢上下运动，所以要保证曳引钢丝绳以及曳引轮具有一定摩擦力。曳引钢丝绳沿着曳引轮方向布置，所以曳引轮两侧的钢丝绳拉力存在差异，将电梯和曳引轮槽曳引比设置为1:1可以发现电梯曳引能力主要是受曳引轮两侧拉力以及当量摩擦因数的影响，任何一个安装完成并使用的电梯摩擦因数和较高可保持不变，而曳引轮两侧拉力差处于变化，曳引轮两侧的拉力差主要是轿厢侧总质量以及重侧总质量的差值轿厢侧的总重量会随着荷载发生变化，如果轿厢不能承载电梯可通过曳引力保证安全性，如果轿厢荷载超过曳引力会导致钢丝绳以及曳引轮相对滑移，出现溜梯危险[4]。
2电梯制动力和轿厢超载荷载关系
基于正常维修保护的前提，电梯制动力处于稳定状态基本保持不变，如果轿厢荷载过大，并且不能被电梯控制系统控制，就会导致曳引钢丝绳和曳引轮之间的摩擦力超过制动器的制动力，这种情况就是制动失效也是电梯向下滑移的重要因素。所以说必须切实做好电梯轿厢荷载的感知研究[5]。
结束语：
综上所述，电梯超载保护装置失效和电梯电动机、制动器、减速器、悬挂装置长期处于负荷运行状态有关，如果不能及时发现隐患，在长期运行后会增大电梯故障发生几率，严重威胁人们生命财产安全。所以必须切实做好超载保护装置的检修工作，其一，要求电梯超载保护装置功能从制造、维修、保护、使用等各环节严把质量关，让超载保护装置动作可靠性得到发挥，同时需要加强超载保护装置的试验研究，分析新型超载保护装置的试验方法。此外，需要考虑额定电梯超载保护装置的相关规范，明确电梯用途、使用环境、使用对象、安装位置、测量精度。
参考文献：
[1]崔永兵.电梯超载保护装置失效原因及处理[J].中国化工贸易，2020，12(31):214-215.
[2]王莉华，牛妙玉.浅谈电梯超载保护装置失效原因及处置措施[J].中国设备工程，2019，23(11):105-107.
[3]姜鹏程.电梯超载保护装置失效原因及处理[J].化工管理，2018，23(8):236.
[4]刘赟昊，曹轶.电梯超载保护装置失效原因分析及处理[J].衡器，2019，48(2):39-40.
[5]蔡大伟，戴扬.因设计缺陷导致电梯超载保护装置失效的分析[J].中国特种设备安全，2019，35(10):59-62.