电梯旋转部件损坏对电梯安全性影响的研究

引言

电梯作为现代城市垂直交通的核心命脉，其运行安全直接关乎公众生命财产安全。在电梯复杂的机电系统中，旋转部件（如曳引轮、导向轮、对重反绳轮、限速器绳轮等）是动力传递与导向的关键。这些部件长期处于高速旋转、高负荷的工作状态，其状态的完好与否直接决定了电梯的安全性能。然而，在实际的安装、维护和检验过程中，旋转部件的重要性及其潜在风险极易被忽视。本文旨在结合在用电梯实际情况与安装维保状况，系统性地分析电梯旋转部件（特别是对重反绳轮）因缺失、失效或防护不当所带来的严峻安全风险，并构建一个从设计、制造到维护、检验的全方位、多维度的防护体系，以提升电梯的本质安全水平。

一、 旋转部件的核心作用与严峻的安全风险

旋转部件是电梯曳引系统的“关节”，安全性能至关重要。对重反绳轮通过与钢丝绳的缠绕构成不同的曳引比，从而有效降低驱动主机的额定功率和制动器的制动力矩，是电梯高效、节能运行的关键设计。曳引轮、导向轮则直接负责传递动力和改变钢丝绳方向。一旦这些关键部件缺失、失效或防护装置不完善，将引发连锁式的灾难性后果，其安全风险主要体现在以下几个方面：

1. 核心功能失效导致轿厢失控

这是最极端且危险的情况。对重反绳轮的轴承失效（如磨损失效、疲劳点蚀、断裂失效）是其主要失效模式之一。如厦门某小区事故所示，轴承破损会导致反绳轮偏心，进而引发钢丝绳脱槽。一旦钢丝绳从轮槽中脱离，轿厢 - 对重平衡系统被瞬间破坏，轻则导致电梯急停、困人，重则造成轿厢失控下坠（蹲底）或异常上升（冲顶），严重威胁乘客生命安全。

2. 机械结构破坏与连锁故障

旋转部件的失效并非孤立事件。例如，对重反绳轮的轮轴卡板固定螺栓失效。当反绳轮因轴承问题卡死时，旋转扭力会转化为巨大的剪切力，极易将固定螺栓剪断。螺栓断裂后，轮轴失去约束，在轴孔内高速摩擦旋转，不仅会进一步损坏承重梁等主体结构，还可能最终导致轮轴脱落，引发整个对重装置坠落的严重事故。

3. 人身伤害风险（剪切、挤压、卷入）

高速旋转的裸露部件本身就是巨大的危险源。 对于维修、检验人员而言，防护装置的缺失或设置不当意味着极高的风险。人员的肢体、衣物或工具极易被卷入曳引轮或反绳轮与钢丝绳形成的“三角咬入区”，发生剪切、挤压、绞碾等严重的人身伤害事故。这种风险在机房、轿顶和底坑等狭小空间内尤为突出。

二、 深度剖析：旋转部件的失效模式与根源

基于对在用电梯运行状况和故障维修的统计分析，我们可以将风险根源归纳为以下几类：

1. 轴承失效：旋转核心的崩溃

载荷原因：对重反绳轮轴承主要承受径向载荷或径向与轴向的联合载荷（向心推力轴承）。在持续交变载荷作用下，滚动体与滚道接触处会产生接触疲劳，最终形成点蚀、剥落，导致旋转精度下降、振动噪声加剧，直至完全失效。

2. 固定与连接件失效：结构性保障的丧失

U 形螺栓与轮轴卡板设计缺陷：许多反绳轮采用 U 形螺栓固定，此种方式难以有效限制轮轴左右偏移。对于复杂受力情况（如多导向轮的重载电梯），若螺栓选型不当，其抗剪能力不足以抵抗钢丝绳产生的力矩，便会发生螺栓被剪断、轮轴卡板失效的严重后果。

维护疏忽：反绳轮及其固定件不属于电梯常规维保的必选项，参考 TSGT5002—2017 其中未明确相关要求，导致其检查、紧固和更换容易被忽略，问题长期积累直至损坏爆发。

3. 防护装置设置不当或缺失

历史与成本原因：按早期标准（如 GB 7588—1995）生产的电梯，法规未强制要求设置防护装置。使用单位出于改造成本考虑，往往不愿主动增补，致使大量老旧电梯长期“带病运行”。

理解与执行偏差：检验规范（TSG T7001）虽提出了防护要求，但检验方法多为“目测”，对于“何种防护装置才真正有效”缺乏量化细则。这导致现场检验时合规性判断困难，安装单位也可能因技术能力不足而安装无效防护。

防护装置本身不达标：防脱槽（防跳）装置：安装位置不正确获缺少放跳槽装置，无法在钢丝绳松弛时有效阻止其脱槽；与轮顶间隙过大（建议值：不大于曳引绳直径的 70%～80% ）。

三、 构建多维度的系统化防护措施体系

为应对上述风险，必须采取技术与管理相结合的系统性方案，从事前预防、事中监测到事后监管，层层设防。

1. 强化设计与制造源头控制

优化机械设计：在设计轮轴卡板时，可通过增加力臂长度来减小螺栓承受的剪切力，并增强卡板自身强度。对于关键连接，应优先选用高强度螺栓（如10.9 级、12.9 级）。

完善防护装置设计：电梯制造单位应严格按照GB 7588—2003 及TSG T7001的最新要求，为所有旋转部件设计并配备合规、有效的防护装置。防护装置的设计必须同时满足：

防脱槽：位置正确，间隙合理。

防卷入：完全覆盖危险区域，网孔尺寸和安全距离符合标准。

可视与可维护：便于观察部件状态且不影响日常检查和维护。

明确报废条件：制造商应提供非金属反绳轮等部件的使用寿命和报废标准

声明，供使用单位遵循。

2. 加强维护保养与状态监测

将旋转部件纳入重点维保范围：维保单位应超越法规的基本要求，主动将反绳轮、轴承、固定螺栓等的检查、紧固、润滑列为重点维保项目。定期检查轴承的运转温度、噪声和振动状态，及时更换报废部件（依据 GB/T 31821—2015）。

应用预测性维护技术：积极探索并应用在线监测技术，通过振动传感器、噪声传感器、温度传感器对轴承状态进行实时监控，结合油液分析等手段，实现对故障的早期预警和预测性维护，变“被动维修”为“主动预防”。

关注老旧电梯：对于使用超过10 年的电梯，应将非金属反绳轮的老化状况、轴承的润滑情况作为专项检查内容，并记录在案。

3. 增设主动安全监控系统

加装安全监控电路：这是一个极为有效的主动安全措施。建议在轮轴卡板、防脱槽装置等关键位置设置安全触点或微动开关，并将其串联入电梯安全回路。一旦监测到螺栓松动、卡板移位或防护装置脱离正确位置，监控电路能立即动作，切断安全回路，使电梯停止运行，防止事故扩大。

利用物联网技术：将监测数据上传至物联网平台，实现远程监控和智能化管理，为按需维保提供数据支撑。

4. 严格检验检测与标准执行

统一检验标准与尺度：检验机构应进一步细化对防护装置合规性的评判标准，尽可能提供更量化的指导（如危险区域的具体范围、防护罩的最小覆盖长度等），减少“目测”带来的主观差异性。

加强技术能力培训：对检验人员和维保人员进行专项培训，提升其对旋转部件风险识别和防护装置合规性判断的专业能力。

落实使用单位主体责任：督促电梯使用单位（物业公司）高度重视旋转部件的安全风险，投入必要资金对老旧电梯的缺失防护进行整改，并监督维保工作质量。

四、 结论

电梯旋转部件绝非无足轻重的“配角”，而是关乎整个系统安全运行的“核心枢纽”。对重反绳轮的轴承失效、固定螺栓断裂以及各类旋转部件防护装置的缺失，构成了一个从核心功能崩溃到人身伤害的多层次、立体化的安全风险图谱。这些风险，无法依靠单一措施解决，必须建立一个贯穿电梯全生命周期的、多方协同的系统性防护体系：制造单位需提供安全、合规、易于维护的设计。

安装单位必须严格按照图纸施工，确保防护装置正确安装。维保单位应承担起超越法规标准的责任，通过精细化的保养和先进的技术手段，守护设备健康。

使用单位要切实履行安全主体责任，给予足够的财力物力支持。检验机构则需守住最后一道关卡，通过严格、统一的检验标准推动行业整体安全水平的提升。

只有设计、制造、安装、使用、维保、检验各环节凝心聚力，共同筑牢旋转部件安全这道“防火墙”，才能有效杜绝类似事故的再次发生，真正保障电梯的长久稳定与安全运行，守护公众每一次的平安出行。

滁州市指导性科技计划项目 项目编号：2023ZD023