周长春，姜浩然，张智华

（中国民用航空飞行学院 航空工程学院，四川 广汉 618307）

0 引 言

电梯作为垂直交通工具，已成为现代物质文明的标志之一。随着现代城市的进步，人们的日常生活和工作越来越离不开电梯，电梯与人的生命财产安全和健康生活密切相关。目前，我国已有电梯数量和电梯年增长量均排在世界第一名，每天乘坐各类电梯的人数超过2亿。2016年全国共发生48起电梯事故，死亡人数41人，万台死亡率为0.084[1]。从电梯事故的死亡人数来看，电梯事故的严重程度要低于煤矿、危化等其他安全生产事故，但其造成的社会影响却不亚于它们，原因是电梯的使用涉及公共安全。目前，我国对电梯质量安全评价的研究很少，停留在起步阶段。而诸如美国、韩国、德国以及日本等国家对电梯安全的研究起步较早，有很多研究成果值得借鉴并加以创新[2]。

1 电梯系统组成

电梯属于特种设备，通常由曳引系统、导向系统、轿厢系统、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电力控制系统以及安全保护系统八个功能模块构成[3]。其中，每个子系统依据其功能分别完成不同的任务，对电梯安全运行有着不同程度的影响。每一个模块的组成十分复杂，因此潜在的安全风险因素复杂多样[4]。

2 电梯故障模式与影响分析（FMEA）

故障模式与影响分析（FMEA）起源于可靠性技术。它是按故障模式分析对系统发生影响的所有元器件（或子系统）的故障，并且研究这些故障的影响，进而指明每种故障发生的模式及其对系统运行所产生的影响程度，最终提出减少或避免这些影响的措施。故障类型和影响分析将系统划分为子系统、设备和元件，分析各自可能发生的故障类型及其产生的影响，以便采取相应的措施[5]。

2.1 故障模式

故障模式是由不同的故障机理呈现出来的各种故障现象的表现形式。一般机电产品、设备常见故障模式有结构破损、机械上卡住等。而电梯作为一种应用极广的机电产品，主要故障模式有制动失效、电动机停转以及照明失效等。

2.2 故障等级划分

一般将故障对子系统或系统影响的严重程度（严酷度）分为四个等级，如表1所示。

表1 故障等级（严酷度）表

划分故障等级可以采用这种定性方法，直接判定故障模式的故障等级。但是，它基本上只考虑事故的严重性，而不考虑事故的发生概率，有一定的片面性。为了更加全面地确定故障等级，可以采用定量方法，即各因素影响值Ci累计求和，计算故障等级值Cs，根据Cs值大小判断产品或系统故障等级，然后提出对应的措施。计算公式为：

其中Ci可以按表2取值，故障等级按表3划分。

表2 Ci取值表

2.3 实例分析

应用提出的方法计算实际电梯故障等级。本文采用某单位员工宿舍楼电梯作为评价对象，电梯基本情况如下：曳引式客梯，已使用8年，故障率较高，型号：K 5000-1350/1.5 WZ，额定载重1 350 kg，额定速度1.5 m/s，15层15站，微机控制。

通过对此电梯进行实地查勘，结合以往电梯维修数据，作出此电梯可能发生各种故障的Ci值，并根据式（1）计算各个故障等级值Cs，结果见表4[6]。

表4中，各字母代表的故障类型为：A1（电梯制动失效），A2（电动机停转），A3（电梯减速距离过大或过小）；B（导轨在安钳制动时夹紧得不到足够的摩擦力）；C1（轿厢内通风孔的排风量过小），C2（照明不足或照明装置损坏），C3（电线裸露）；D1（轿厢运行时，层门未全部关闭），D2（厢地坎与层门地坎的水平距离得大于35 mm）；E1（钢丝绳锈蚀），E2（曳引轮过度磨损），E3（主机轴承磨损严重、失效）；F1（曳引钢丝绳磨损量及断丝数超标或出现笼形畸变、绳芯扭结、部分压扁、弯折、断股等缺陷）F2（制动闸瓦铁芯有卡阻，制动闸瓦不抱闸，制动力消失）F3（接触器，触点粘连）F4（制动带和制动轮磨损）；G1（电气设备对地电压过高），G2（电气元器件及电气线路绝缘失效）；H1（电梯失控，轿厢或对重撞击缓冲器），H2（限速器-安全钳失效），H3（井道内照明不足），H4（技工工作后退超过轿顶边缘从轿顶边缘坠入井道），H5（电梯在运行过程中突然发生故障，乘客受困轿厢，救援人员到达机房未能及时救援），H6（检修或检验人从梯子上坠落受伤）。

表3 故障等级（严酷度）划分表

表4 电梯系统故障状况检查表

从表4的结果可以看出，电梯的8个子系统大部分故障等级值分布在2～4，因此故障等级为Ⅲ，处于临界状态，而曳引系统、轿厢系统、电力拖动系统以及重量平衡系统的部分故障等级值在4～7，故障等级为Ⅱ，故这些部分处于较为严重状态。

从表4可以看出，此电梯子系统部件最大故障等级值为5.7。以最严重的故障等级值表征电梯的风险水平，此电梯的风险等级应为Ⅱ级。根据表3，电梯运行存在安全隐患，大大增加了乘客的乘运风险，需加强维保措施，针对危险情节进行维修、保养，消除危险情节影响。

3 电梯风险控制

3.1 电梯风险控制技术措施

根据GBT 20900-2007《电梯、自动扶梯和自动人行道 风险评价和降低的方法》[7]，降低风险的过程应按以下方式进行。

（1）如果可能，应通过修改电梯设计或更换电梯部件来消除风险。

（2）如果依照（1），被识别出的危险不能消除，宜进一步采取与设计有关的措施来降低风险。

（3）如果依照（1）或（2），所识别的危险不能被消除或降低，应告知使用者该装置、系统或过程的遗留风险。

（4）消除或降低使保护措施（如防护装置、安全装置等）失去作用或不使用保护措施的可能性。

3.2 电梯风险控制管理措施

3.2.1 加强日常检查、维护保养、维修工作

根据《特种设备安全监察条例》第31条规定，至少每15日进行一次清洁、润滑、调整和检查。例如：清洁、润滑工作，制动器闸瓦是否有油，制动器力矩的调整，检查限速器、消防返回开关等安全装置的是否失效，制动器受潮或生锈情况，制动器接触器和铁芯部件的检查等。因此，应加强日常检查、维护保养以及维修工作，以保证电梯的正常安全运行。

3.2.2 对电梯进行定期检验

根据《电梯监督检验和定期检验规则-曳引与强制驱动电梯》（TSGT7001-2009）规定，对电梯进行定期检验是国家的强制性要求。使用单位应在检验有效期届满前1个月向检验机构提出定检申请。值得注意的是，电梯在进行大修改造后，应针对大修改造项目进行监督检验，且必须经检验合格才能继续使用[8]。

3.2.3 维保人员教育培训

生产电梯的公司应该对维保人员进行定期的专业培训，以提高电梯维保工作人员的工作素质与专业能力，保证其在工作中严格按有关规定对电梯进行规范性、周期性的维护保养和修理工作。另外，楼道或电梯内应张贴电梯注意事项和应急救援措施，以防电梯发生故障时手足无措。

4 结 论

本文针对电梯质量安全风险评估进行了多方面分析，得出了以下结论：

（1）采用故障类型和影响分析的方法，选取某单位员工宿舍楼电梯为研究对象，对电梯各个子单元进行故障等级值Cs计算，此电梯最大故障等级值为5.7。以最严重的故障等级值表征电梯的风险水平，此电梯的风险等级应为Ⅱ级，电梯运行存在安全隐患，大大增加了乘客的乘运风险，需加强维保措施，针对危险因素进行维修、保养，消除危险情节影响。

（2）提出技术与管理方面的电梯风险控制措施。技术措施包括依据《电梯制造与安装安全规范》中的规定进行设计、安装和检验，建立电梯定期维护保养监测系统以及采用智能化安全控制策略。管理措施包括加强日常检查、维护保养、维修工作、进行定期检验和加强教育培训等。