两种测试方法的故事（第三部分）

本系列的第三部分也是最后一部分，重点介绍测试报告、数据以及这种测试方法如何改进电梯维护。

凯文·赫林

基于仪器和数据驱动的测试方法比使用重物进行简单的基于观察的五级（CAT5）测试方法更加专业和优越。目前，电梯行业正在积极讨论并采取措施提高安全性和维护水平，令人惊讶的是，劳工、主管部门和维护/服务提供商却尚未采取相应措施。

ELVI 2 测试方法的积极优势很快被人们所接受。2013 年生效的“安全规范”的修订也促进了 CAT5 测试的改进。

在本系列三篇文章的第一部分中，我们介绍了 CAT5 测试安全规范的内容和原因，以及规范制定者为真正推进电梯测试而制定的技术目标。

在第二部分中，我们已明确指出，使用砝码的测试方法“存在缺陷，更糟糕的是，我们无法保证测试是否正确完成，甚至是否真的进行了测试。” 经过十余年直接使用一种现有且被广泛接受的“替代”方法（即基于仪器和数据的CAT5测试）的经验，我们发现，在许多情况下，旧方法并不能“证明”电梯紧急停止的安全性。

第三部分，即对行业专业人士（特别是进行 CAT5 测试的技术人员）进行教育的最后阶段，现在深入探讨阅读和理解测试报告和数据的各个方面，并学习这种测试方法揭示改进电梯（主要是曳引系统）维护的多种途径。

电梯机制动和紧急制动测试结果——概述和指南

让我们来看一下附图中所示的电梯/升降机制动测试结果。这些测试评估了机器制动器和紧急制动系统是否满足动态停止（最重要也是最严格的测试）以及在各种负载条件下保持电梯轿厢稳定的安全要求。

图1：机器制动测试图

此概览/说明图以图形方式展示了机器制动测试的各个阶段。

• 紫色线：垂直加速度（单位：g力）
• 粉色线：速度（米/秒）

阶段分解（从左到右）：

1. 车辆静止（0-3.5 秒）

• 加速度和速度均接近于零
• 车辆处于静止状态

2. 向上加速（3.5-6.0 秒）

• 速度加快（粉色线上升）
• 可见正向加速度峰值（紫色）
• 电机将汽车加速到额定速度。

3. 匀速行驶（6.0-9.5 秒）

• 速度稳定在约 0.75 米/秒。
• 加速度恢复到接近零的水平。
• 稳态运行

4. 机械制动减速（9.5-11 秒）

• 速度迅速下降（粉色线条下降）。
• 较大的负加速度峰值（紫色区域显示 -0.20 至 -0.30 g）
• 刹车启动，汽车停止。

5. 车辆静止（11.0 秒以上）

• 两条曲线均恢复到接近零的状态。
• 汽车被刹车固定住

量表解读：

• Y 轴表示加速度，单位为 [g]，其中 1 g = 9.81 m/s2。
• 如前所述：“作为一项附加功能，数值还可以表示速度，单位为[米/秒]。”
• 这样就可以从同一个刻度上读取加速度和速度。

正常减速与过度减速：

• 制动过程中出现的尖峰表明短暂的高减速度（正常）。
• 如果减速度过低，制动距离就会过长。
• 减速度过高，会影响乘客舒适度，并增加机械应力。

图 2：机器制动测试失败示例

• 结果：未通过（但距离及格线比较接近）
• 图表显示了两条关键轨迹：
• 粉色线（速度）：显示电梯轿厢的速度
• 紫色线（Z轴加速度）：显示垂直加速度（单位：g力）
• 测试顺序：
• 0-2秒：车辆静止在底部
• 2-4 秒：汽车向上加速（粉色线条上升）。
• 4-10 秒：汽车以恒定速度行驶（~1.0 米/秒或峰值速度）。
• 10 秒：机器刹车启动——汽车开始减速。
• 10-12 秒：减速阶段（粉色线向下倾斜）
• 12秒以上：汽车完全停止。

关键测量参数	价值	单元笔记
所需静力（空车）	1084磅力	车辆空载时必须保持强制制动。
所需静载荷（额定载荷）	1416磅力	强制制动器必须保持额定载荷。
测量动态	1873磅力	实际制动力，即测量得到的制动力。
测得的减速度	0.10克	减速完成（向上，空车）（空车向上行驶）。
计算减速度	-0.02 克	严重故障（宕机，负载125%）

为什么这次测试失败了？

ASME A17.1/B44规范要求必须存在减速。负g值表示车辆没有减速。

这些数字的含义：

• 该制动器可产生 1873 磅力的制动力。
• 对于一辆空车上坡（0.10 g 减速度）来说，这已经足够了。
• 然而，当车辆超载（超过额定载重的125%）并向下行驶时，重力会加剧车辆的下坠；此时，制动系统的动态测试最为严苛。如果动态测试失败，静态测试的结果将毫无意义。
• 刹车无法克服这额外的力。
• 结果：不安全且不符合规范

建议措施

• 调整/拧紧机器刹车以增加制动力。
• 检查/考虑车辆/CWT平衡百分比，以确保适当的平衡。平衡会影响制动性能。
• 调整后重新测试，以确保主制动减速——证明符合规范要求。

图3：机器制动测试；调整后的第二次测试

结果：失败

• 悬挂方式：绳索
• 绳索直径：15.9 毫米（5/8 英寸）
• 数量：八根绳子
• 补偿类型：无
• 车辆重量：6140磅
• 配重：7868磅
• 配重平衡：38%
• 证人：凯文·赫林
• 评论：“调整刹车力度更大++”

关键测量参数	价值	单位
所需静力（空车）	1728	磅力
所需静载荷（额定载荷）	2772	磅力
测得的动态制动力	3881	磅力
测量减速度（向上，空载）	0.15	g
预计减速度（向下，125% 负载）	-0.00	g
制动距离	不停歇

为什么这次测试失败了？

尽管在注释中提到了调整（“调整刹车力度更大++”），但测试仍然失败：

• 动态制动力（3881 磅力）比以前更高。
• 向下运动时，负载为 125% 时测得的减速度为 -0.00 g — 没有减速。
• 即使在最坏的情况下（超载车辆向下行驶），刹车仍然无法产生足够的制动力。
• 有趣的是，如果平衡百分比提高，结果可能就会被判定为合格。
• 维修服务商经过这些测试后认定，对制动电磁阀进行进一步调整可能会导致制动器发生灾难性故障。下一步是对制动器进行重建并评估系统平衡性。

图表 4：测试结果汇总及术语

该文件并排展示了机器制动器和紧急制动器的测量结果，并附有测量说明。我们可以看到，机器制动器和紧急制动器的测量方法和后续结果相同。 

机器制动测试结果

日期/时间：测试记录日期

结果：通过 ✓

关键测量参数	价值	单位
所需静力（空车）	1915	磅力
所需静载荷（额定载荷）	2085	磅力
测得的动态制动力	4215	磅力
测量减速度（向上，空载）	0.10	g
计算减速度（向下，125%额定载荷）	0.04	g
制动距离	107.4	ft

测试通过，因为:

• 已确定的减速（0.04 g）为正值。
• 制动距离（107.4 英尺）还可以；尽管在大多数装置中，像这样的减速汽车会到达坑和缓冲器（大概行驶速度低于缓冲器的额定速度）。
• 制动力（4215磅力）超过要求。

紧急制动测试结果

日期/时间：2019年1月18日 11:39:30

关键测量参数	价值	单位
所需静力（空车）	1935	磅
所需静载荷（额定载荷）	2085	磅
测得的动态制动力	4154	磅
测量减速度（向上，空载）	0.10	G
计算减速度（向下，125%额定载荷）	0.04	G
制动距离	113.6	Ft

测量定义（右侧）

该文件包含一些有用的解释：

1.“空车所需静载荷”

• 必须用力踩下刹车才能使空车保持静止。
• 防止因配重不平衡而导致车辆移动

2.“额定载荷所需的静力”

• 将满载的汽车固定到位所需的力
• 考虑额定容量加上配重不平衡

3. “测量的动态制动力”

• 测试过程中测得的最小制动力
• 必须超过静态要求并留有安全裕度。

4. “缓慢减速，车内无人”

• 上升试验过程中实际达到的减速度
• 为了保证测量结果的一致性，测量时车辆为空。

5. “计算减速比，额定载荷的 125%”

• 最关键值
• 调整减速至最坏情况
• 125% 超载 + 向下行程 + 重力辅助
• 必须积极才能通过
• 用于计算制动距离

6. “制动距离”

• 汽车从额定速度行驶到完全停止所需的距离
• 基于测量的实际减速度
• 在建筑物/竖井和电梯系统缓冲的可接受范围内，如有需要

这些测试为何通过

两种刹车方式均已验证：

• 足够的动态制动力，适用于此车辆/CW平衡和额定负载（>4000磅力）
• 最坏情况下的正减速（即 0.04 g）
• 合理的制动距离，速度预计不会超过系统额定速度
• 兵力远超最低要求

了解测试失败与通过的原因

成功的关键因素

刹车测试合格标准：

• 动态制动力必须超过静态制动力要求。
• 负载为 125% 时向下行驶的减速度必须为正值。
• 报告中所有数值均以黑色（而非红色）显示。

常见的失败原因：

• 刹车调整过松——夹紧力不足
• 磨损的刹车片或刹车蹄会降低摩擦力。
• 刹车表面受污染（油污、油脂、碎屑）
• 配重平衡不当

测试背后的物理原理

为什么负重向下运动至关重要：

• 重力向下作用，大小为 $force = mass \times 9.81 \text{ m/s}^2$
• 负载达到 125% 时，重力达到最大值（125% 是规范允许的最高过载量）。
• 配重提供向上的力，但设计用于承受 100% 的负载。
• 制动器必须克服：（125% 负载重量）-（配重）+摩擦损失。
• 如果制动力不足，汽车将继续向下加速。
• 结果：负减速度值 = 失败

安全影响

制动测试确保：

• 正常停车期间的乘客安全
• 如果控制系统失效，则具备紧急停止能力
• 能够将汽车固定在任何楼层
• 防止失控下降
• 符合电梯安全规范（ASME A17.1、EN 81 等）

结语

这些报告样本展示了电梯制动系统（主制动和辅​​助/应急制动）的全面测试流程。测试在最恶劣的负载条件下检验机器制动器（正常运行）和应急制动器（安全系统）。合格与否通常取决于制动部件的正确调整和维护，但系统平衡百分比也可能是一个影响因素。

关键要点：对于“125%额定载荷，向下行程”场景，正减速度值对于通过规范要求的测试至关重要，更重要的是，对于安全电梯运行至关重要。

紧急制动测试分析：两个示例

附件包含两份紧急制动测试结果。以下是对每项测试场景的分析：

图 5：紧急制动示例 1 - 测试失败（2023 年 1 月 18 日下午 1:36:49）

本次测试是在一套由七根直径为 8 毫米的钢丝绳组成的悬挂系统中进行的。该电梯具有以下特点：

• 车辆重量：3860磅
• 配重：5103磅
• 配重平衡：41%

该图显示了约 15 秒内的 Z 轴加速度和速度。测试表明，在 9 秒左右出现快速减速事件，速度从约 0.9 米/秒急剧下降至负值，之后趋于稳定。关键测量数据包括：

• 所需静力（空车）：622 磅力
• 所需静载荷（额定载荷）：879 磅力
• 测得的动态制动力：2365 磅力
• 测得的减速（空车）：0.13 g 相当于 16.5 英寸的停止距离。
• 向下减速（额定载荷的 125%）：-0.01 g（红色显示，表示失效）

图 6：紧急制动示例 2 - 通过测试（2023 年 1 月 18 日下午 2:26:20）

该测试采用与示例 1 相同的电梯配置。速度曲线显示，在 12 秒左右平稳加速到约 1.0 米/秒，然后在 14 秒左右受控减速回到基线。

测试结果表明：

• 所需静力（空车）：622 磅力
• 所需静载荷（额定载荷）：879 磅力
• 测得的动态制动力：2553 磅力
• 测得的减速（空车）：0.15 g 相当于 13.8 英寸的停止距离。
• 向下减速（125% 额定载荷）：0.00 g 等于 579.4 英寸的停止距离。

该机器制动测试的所有评估步骤均显示“100% 通过”，表明测试成功。

图 7：紧急制动示例 3 - 测试失败及特别说明（2019 年 12 月 16 日 19:46:01）

之前的测试显示出明显的故障情况。速度图显示，速度稳定上升，在 18 秒内达到约 1.25 米/秒，随后在 19 秒左右突然减速。

测试结果显示：

• 所需静力（空车）：2002 磅力
• 所需静载荷（额定载荷）：2998 磅力
• 测得的动态制动力：3310 磅力
• 实测减速度（空车）：0.09 g，相当于 2.8 英尺的制动距离
• 已确定的向下减速度（额定载荷的 125%）：-0.05 g（红色所示）

该文件包含一条关键说明：“紧急制动测试失败……如果是绳式制动器，维修可能涉及更换制动片或进行磨合……或者检查平衡百分比。”

此注释表明故障可能与刹车片磨损或刹车保养不当有关，也可能是配重平衡比例出现问题。技师的注释提供了故障排除指南，以解决此故障。

这三项测试说明了对电梯进行全面的CAT5测试的重要性。三项紧急制动测试中有两项失败，表明在125%额定载荷的临界条件下，减速性能不足。成功的机器制动测试表明，在正常运行的情况下，该系统可以达到合适的减速值。第三项测试的特别说明为潜在的改进策略提供了宝贵的见解，包括更换制动片、制动器磨合程序或平衡调整。

非预期车辆移动 (UIM) 测试：测试示例

附件文件显示了2023年1月18日使用Henning Sensor Suite V 1.97软件对该电梯系统进行的UIM测试结果。测试过程的详细分析如下：

系统配置（两次测试相同） 

正在测试的电梯具有以下一般规格：

• 悬挂方式：绳索
• 直径：8毫米
• 数量：七根绳子
• 补偿类型：补偿链
• 补偿重量：2.0 磅/英尺
• 车辆重量：3860磅
• 配重：5103磅
• 配重平衡：41%
• 安全部件：A型安全装置，附加机器制动器

测试结果显示，评估流程完整，所有组件均已测试通过（100%）：

• 机器制动器、紧急制动器、安全装置
• 以及UIM（这些测试的重点）

图 8 UIM 示例（2023 年 1 月 18 日下午 2:33:48） 

测试测量UIM系统对UIM向上运动的响应。

速度图（Z轴，左轴）显示，车辆在接近零速度的基线运行阶段持续约8秒，随后在8秒左右开始向上移动（测试启动，车辆允许漂移）。车辆在UIM系统启动前达到约0.45米/秒的峰值速度，UIM系统启动后导致减速。随后的振荡显示车辆在紧急停止后逐渐稳定，振幅逐渐减小，直至在11秒左右趋于稳定。

关键测试指标：

• 测得的动态制动力：2601 lbf（紧急制动测试期间测得）
• 最高速度（空车）：95 英尺/分钟
• 空车抬起时的制动距离：10.5 英寸。
• UIM反应时间（3英寸/75毫米<->贴纸起始点）：142毫秒
• 额定负载下降时的计算速度：55 英尺/分钟
• 额定载荷下计算的停止距离：6.6 英寸。
• 负载降低 125% 时的计算速度：67 英尺/分钟
• 计算得出，在 125% 负载下，制动距离为 36.3 英寸（紫色高亮部分）。

测试结果：通过 

测试/图表显示，UIM系统能够在规范规定的参数范围内检测并阻止意外的向上运动。142毫秒的反应时间表明系统能够快速检测并启动辅助制动机构。

在第一次测试后仅 62 秒，就进行了第二次相同的测试，测试了相同的 UIM 功能；这向我们展示了结果的一致性和可重复性。

• 测得的动态制动力：2601 磅力（与通过电子刹车测试时所取的值相同）
• 最高速度（空车行驶）：97 英尺/分钟（比之前高 2 英尺/分钟）
• 空车抬起时的制动距离：10.7 英寸（增加 0.2 英寸）
• UIM反应时间（3英寸/75毫米<->贴纸起始点）：147毫秒（慢5毫秒）
• 额定负载降低时的计算速度：57 英尺/分钟 vs 55 英尺/分钟
• 额定载荷下计算的停止距离：6.8 英寸对比 6.6 英寸。
• 负载降低 125% 时的计算速度：70 英尺/分钟 vs 67 英尺/分钟
• 计算得出，在负重减少 125% 的情况下，制动距离为：38.8 英寸，而 36.3 英寸（紫色高亮显示）

测试结果显示出极佳的一致性和可重复性。

了解UIM测试

UIM 测试对于电梯安全至关重要，因为它验证了系统检测和阻止因以下原因可能发生的意外轿厢移动的能力：

• 刹车故障
• 控制器或驱动器故障
• 机械问题，例如不可接受的超平衡
• 绳索/皮带打滑

该测试测量几个关键参数：

• 反应时间：系统检测到运动并开始停止（两次测试的平均反应时间约为 145 毫秒）
• 停车距离：汽车在完全停止前行驶的距离；规范要求最大为 48 英寸（对应于规范定义的剪切裙板尺寸，又称趾部防护装置）。
• 最大速度：非预期运动事件期间达到的峰值速度。
• 制动力：用于阻止车辆运动的力；在紧急制动测试中进行测试和验证。

额定载荷和 125% 载荷场景的值是根据空车测试结果直接计算得出的，这使得技术人员/工程师能够在测试期间无需实际装载车辆即可验证安全裕度。

该UIM测试方法代表了该系统其他测试方法的典型特征。它证明了安全系统运行良好，且具有极佳的重复性。测试间的微小差异（2-5%以内）完全在可接受的公差范围内，证实了UIM安全机制的可靠性。快速的反应时间（低于150毫秒）和较短的制动距离（空车约10-11英寸）表明该安全系统响应迅速，能够在发生UIM事件时有效保护乘客。

电梯曳引测试结果 – 概述和指南

图 9：牵引力测试基本图 

本文档详细解释了如何解读牵引力测试图表，是理解测试结果的重要参考资料。

右侧纵轴上的黑色曲线代表汽车上方绳索（或皮带）的总载荷/力，单位为磅力 (lbf)。纵轴刻度范围从 0 到大约 5400 磅力 (lbf)。

在 10 秒的时间跨度内，图表分为三个不同的阶段：

1. 第一阶段（0-3.5 秒）：“车辆静止，被安全装置阻挡”

• 负载曲线显示，基线稳定在 5200 磅力左右。
• 这代表牵引力测试开始前的静态状态。
• 车辆通过安全装置牢牢固定住。

2. 第二阶段（3.5-6.0 秒）：“车辆静止，被安全装置阻挡，机器正在转动，绳索（皮带）打滑或机器发生扭矩。”

• 负载曲线显示出剧烈的波动，最低降至 2,400 磅力。
• 多个峰谷表明发生了动态事件。
• 电机试图驱动汽车，但安全装置阻止了汽车的移动。
• 这些波动表明要么是绳索/皮带在滑轮上打滑，要么是电机对锁定系统施加扭矩。
• 这是关键的测量阶段——确定牵引力极限。

3. 第三阶段（6.0-10.0 秒）：“车辆静止，被安全装置阻挡”

• 负载曲线在 5,200 磅力左右恢复稳定状态。
• 一些轻微的波动会短暂持续，然后趋于稳定。
• 测试已结束，系统恢复到静态状态。

关键测试原则：

该测试演示了基本的牵引力测试方法：在安全装置将车辆锁定到位后，驱动电机尝试移动系统。悬挂绳索/皮带中由此产生的力变化揭示了打滑发生前的最大牵引力。振荡阶段的最小负载值表明了驱动系统失去抓力、无法再有效地通过绳索或皮带将力传递到滑轮的临界点。

了解这些负载波动对于确定安全运行参数至关重要。静态基准负载与测试期间最小动态负载之间的差值反映了系统的牵引裕度。如果该裕度不足，电梯在正常或紧急运行期间，尤其是在重载情况下，可能会发生危险的打滑现象。

图 10：牵引力测试措施和程序

本文档介绍了评估电梯曳引能力的完整框架，包括静态和动态测试要求，以及 2019 年进行的四项实际测试结果。

静态牵引力测试要求：

• 车辆必须在测试位置保持其位置，且负载为额定负载的 0%（空车测试）。
• 车辆必须在测试位置保持其位置，负载为额定负载的 125%（过载条件测试）。
• 一项关键安全验证（黄色高亮部分）：当配重块位于缓冲器上且电机向上旋转时，不应能够提升空车。此项测试旨在确保系统不会产生危险的失控上升情况。

动态牵引力测试要求：

空车以额定速度行驶时，紧急制动（使用安全装置）时可用的牵引力。

了解实际牵引力：

该文件将测量牵引力定义为两个质量（配重与轿厢）之比，其中质量较大的质量位于分子。该比值代表了系统在各种负载条件下驱动和控制电梯的能力。

最大负载能力计算：

最大载重能力是根据额定载荷、车辆重量、配重和测得的牵引力值计算得出的。这代表了在不发生绳索/皮带打滑或电机驱动能力丧失的情况下，车辆可以承受的最大安全载荷。

牵引力测试措施和程序

文档中显示了四个测试图表：

1. 紧急制动测试（11:41:23）——结果为“通过”

• 所需静载荷：1915 磅力（空载），2,085 磅力（额定载荷）
• 测得的动态制动力：4,124 磅力
• 116.9 英尺处的减速度测量

2. 牵引力测试（12:35:17）——结果为“合格”

• 静牵引力系数：2.61
• 最大有效载荷：12,814磅
• 动态牵引力系数：1.59
• 最大有效载荷：8269磅

3. 牵引力测试（12:35:45）——结果为“合格”

• 静牵引力系数：2.09
• 最大有效载荷：11,724磅

4. 牵引力测试（12:36:11）——结果为“合格”

• 静牵引力系数：2.10
• 最大有效载荷：11,750磅
• 动态牵引力系数：1.63
• 最大有效载荷：8756磅

图表显示了动态载荷随时间的变化情况，其中特征性的凹陷表示在静态条件下测试牵引力的点。

这些文件共同构成了电梯曳引测试的完整图景。第一份文件确立了测试要求，并展示了多项成功的测试结果，包括计算出的曳引系数和最大有效载荷。第二份文件解释了在关键测试阶段（即电机试图克服锁定安全装置时）如何解读动态力测量结果。这种测试方法确保电梯系统在所有运行条件下都能保持足够的曳引力，防止出现可能导致轿厢失控或无法安全停止的危险滑移。

静态牵引力测试：

车辆必须在0%额定载荷下保持位置。车辆也必须在125%额定载荷下保持位置。一项关键安全检查：当配重块位于缓冲器上且电机向上转动时，不应能够提升空车（此处以黄色高亮显示，是一项关键安全要求）。

动态牵引力测试：

在额定速度下，空车紧急制动（安全制动）时的牵引力由静态牵引力计算得出。在额定速度下，负载为额定载荷125%时，紧急制动时的牵引力则直接计算得出。该文件包含2019年1月18日的四张测试结果图表，分别展示了紧急制动测试和牵引力测试的结果。关键测量数据包括：紧急制动测试（11:41:23）：显示了在116.9英尺处测量的减速度数据；牵引力测试结果显示力系数范围为1.59至2.61；多次测试表明测试过程具有良好的重复性。在不同的测试条件下，计算出的最大有效载荷分别为8269磅和8742磅。测得的牵引力定义为两个质量（配重/车厢）之比，分子为较大质量。该比值决定了系统的驱动能力，并有助于根据标称载荷、车厢重量、配重和测得的牵引力值计算最大负载能力。

电梯安全测试：安全性能综合分析

这些附件文件提供了有关电梯安全（安全装置）测试程序的详细信息以及一些具体的测试案例示例。

图表 11：安全测试基本图表详情（2020 年 9 月 17 日）

本文档详细解释了如何阅读和解释安全测试图表，是理解先前测试结果的绝佳参考资料。

图表组成部分详解：

• 紫色线 = 垂直加速度（左轴，单位为重力加速度）
• 粉色线 = 速度（也是左轴，单位为米/秒）
• 黑色曲线 = 汽车上方绳索的总载荷/力（右轴，单位为磅）
• 蓝线 = 减速过程中安全装置施加的力

已确定的测试阶段：

• 车辆静止——测试开始前的基线读数
• 加速向下——汽车开始自由落体或受控下降
• 匀速行驶——达到稳态速度
• 减速（由安全装置触发）——安全装置介入点，所有测量值均出现显著变化
• 车辆静止* — 撞击后阶段，可见撞击引起的振动

带注释的图表显示了安全装置启动后正常的振荡，表明能量耗散正常。减速期间负载曲线急剧上升，表明安全装置启动时承受的动态力。此可视化指南有助于技术人员识别正常的和异常的安全装置启动模式。

图 12：过度减速 - 安全测试示例（2019 年 8 月 14 日）

该测试表明，安全系统制动过猛，需要进行调整以减少（或减弱）制动力。

我们看到在大约 10 秒处出现了剧烈的减速事件，Z 轴测量值达到了 15 g。速度曲线在安全装置启动后显示出极其剧烈的振荡，表明制动动作过于激进。

关键测试结果：

• 配重施加的支撑力：1,793 磅力
• 平均安全力：20,004 磅力
• 最大安全力：30,409 磅力
• 车辆空载时测得的减速度为：3.40 g，相应的制动距离为 8.5 英寸。
• 在额定载荷和绳索完好的情况下测得的减速度：15.9 英寸处为 2.34 g（红色所示）。
• 额定载荷下自由落体车辆的减速度：1.23 g
• 平台水平偏差：0.10 英寸/英尺

技术员备注: “安全装置制动力度过大，需要进行调整，降低制动力度，以提供更低的减速率。”

2.34g 的过高减速度显著超过了可接受的舒适性和安全性标准。图中可见的剧烈波动表明乘客可能面临受伤风险，并且系统会承受机械应力。

图13：减速不足——安全测试失败（2019年12月3日）

这项测试显示了相反的问题：安全系统制动力不足，未能通过测试。

图表显示，在25秒附近，减速曲线明显趋于平缓。速度从大约0.5米/秒逐渐下降至停止，但减速过程过于缓慢。负载测量结果表明制动力不足。

关键测试结果：

• 配重施加的支撑力：1,716 磅力
• 平均安全力：1,691 磅力
• 最大安全力：1,791 磅力
• 车辆空载时测得的减速度：2.0 英寸处为 0.86 g。
• 在额定载荷和绳索完好的情况下测得的减速度：-4.4 英寸处为 -0.51 g（红色部分表示失效）
• 额定载荷下自由落体车辆的直接计算减速度：-0.61 g
• 平台不水平：0.03 英寸/英尺，0.14 英寸处。

技术员备注: “安全测试失败，需要调整，增加制动力，提供更高的减速率。”

负减速度值和极低的安全力（1,691-1,791磅力，而上次测试为20,004-30,409磅力）表明安全装置抓力不足。这会导致车辆持续下坠而无法有效停止，从而造成危险状况。

结语

这三份文件阐明了电梯安全系统校准的重要性。实际测试结果表明，校准力的大小范围很广，过大（2.34 g 会导致急停）和过小（-0.51 g 会导致测试失败）都可能导致校准失败。正确调整安全机制，既能确保乘客安全，又能保证紧急停止时电梯的舒适度。

缓冲测试图：基本图 – 图 14

本文档作为详细的参考指南，用于理解和解释 Henning Sensor Suite 软件生成的电梯缓冲器测试图。

紫色线 = 垂直加速度

• 表示测试过程中所受到的加速度力
• 左侧纵轴以重力加速度（g力）为单位测量。
• 对评估乘客安全和缓冲性能至关重要

粉色线 = 速度/速率

• 显示测试过程中汽车的速度
• 左侧纵轴的测量单位为米每秒（m/s）。
• 追踪从下降、缓冲冲击到静止的完整运动轨迹

左侧轴刻度特征: 该文件指出了一项重要的双重用途功能：“刻度显示加速度（单位为[g]）（作为一项隐藏功能，数值也表示速度，单位为[m/s]）。”这意味着左侧轴上的数值具有双重用途，既表示以g力为单位的加速度，又表示以米每秒为单位的速度，从而允许将两条曲线叠加在同一刻度上。

缓冲液测试的五个阶段

带注释的图表标明了缓冲区测试期间的五个操作阶段：

第一阶段：车辆静止（初始）- 6.0 至 7.5 秒

• 速度和加速度曲线均接近于零。
• 粉色线位于 0 米/秒处，表示没有运动。
• 紫色线位于 0 g 处，表示没有加速度。
• 测试开始前确定基线条件。
• 右轴表示车辆静态重量约为 3500 磅。

第二阶段：加速下降 - 7.5 至 10.0 秒

• 粉色速度线从 0 逐渐下降到大约 -1.8 米/秒。
• 负值表示向下方向。
• 平稳的加速曲线表明下降过程可控。
• 汽车在重力作用下加速，模拟自由落体或受控下降场景。
• 这一加速阶段的受控特性表明刹车已松开或车辆已进行受控行驶。

第三阶段：匀速行驶 - 10.0 至 12.5 秒

• 粉色速度线在大约 -1.8 米/秒处趋于稳定。
• 表示稳态下降速度。
• 持续时间短表明这是缓冲冲击之前的过渡阶段。
• 紫色加速度线在接近 0 g 时保持相对稳定（表示速度恒定）。
• 右轴重量读数稳定在 3500 磅左右。

第四阶段：减速（缓冲减速）——12.5 至 14.5 秒 

这是评估缓冲器性能的关键测量阶段。减速阶段所有测量参数均发生显著变化：

速度变化（粉色线）：

• 从-1.8米/秒快速过渡到0米/秒
• 陡峭的坡度表明减速率很高。
• 大约 1.5 秒内完全停止。

加速峰值（紫色线）：

• 多个尖峰，峰值约为 +3.0 g
• 首次主要峰值：约 2.8-3.0 克（初始缓冲液压缩）
• 第二峰值：~1.8 克（第一次反弹）
• 第三峰值：~1.2 g（第二次反弹）
• 第四个峰值：~0.5 克（第三次反弹）
• 振荡模式显示了缓冲器的压缩和回弹循环。
• 每个后续峰值都比前一个峰值低，表明阻尼效果良好。

动态权重变化（右轴）：

• 冲击过程中重量测量值会波动。
• 峰值负载对应于最大缓冲区压缩。
• 减速过程中，动态力远大于静态重量。

缓冲性能特征: 多次振荡揭示了缓冲剂的机械特性：

• 初始高g峰值代表最大压缩力。
• 随后的反弹表明弹性势能的储存和释放。
• 振幅逐渐减小表明阻尼效果良好。
• 图案表明该缓冲器为弹簧式，具有液压或摩擦阻尼。

第五阶段：车辆静止（最终阶段） - 14.5 至 17.5 秒

• 粉色速度线回到 0 米/秒并保持稳定。
• 紫色加速度线显示围绕 0 g 的振荡逐渐减弱。
• 系统稳定时可见轻微震动。
• 汽车停在压缩缓冲区上。
• 右轴显示恢复到静态重量状态，但仍存在一些残余振荡。
• 逐渐稳定表明能量已完全耗散。

关键技术见解

双用途左轴: “作为一项隐藏功能，数值也代表速度，单位为米/秒”这一注释对用户而言尤为重要。这一巧妙的设计使得加速度曲线（紫色）和速度曲线（粉色）能够共享同一坐标轴刻度。在任何给定点：

• 如果读取紫色线条：将数值解释为重力加速度。
• 如果读取粉色线条：将数值解释为与 m/s 相同的值。

缓冲器性能评估: 该图展示了几个关键的缓冲区性能指标：

• 峰值减速度：所承受的最大重力加速度（约 3.0 g）
• 阻尼比：振荡幅度减小的速率（从连续峰值减小中可以看出）
• 停止距离：可根据速度曲线计算得出。
• 能量吸收：减速阶段耗散的总动能

安全考虑因素: 所示的减速度值（峰值约 3.0 g）代表了重要的安全阈值：

• 持续超过 40 毫秒的 2.5g 以上的重力可能会造成乘客不适或受伤。
• 短暂的峰值（毫秒级）通常是可以接受的。
• 所示的振荡模式优于单一持续的高重力减速。
• 多个较小的峰值将减速力分散到一段时间内。

此参考资料对技术人员有所帮助：

• 识别正常与异常的缓冲器行为
• 识别何时需要调整或更换缓冲器。
• 理解速度、加速度和力之间的关系
• 根据测试数据模式诊断缓冲区问题

预期模式与问题模式： 

正常缓冲区操作（如图所示）：

• 平稳加速阶段
• 减速过程中的多次阻尼振荡
• 振荡幅度逐渐减小
• 能量在 2-3 秒内完全耗散

问题模式（未显示，但可通过偏差识别）：

• 减速不足（车辆未能及时停止）
• 过度减速（持续高重力加速度）
• 阻尼差（振荡幅度没有减小）
• 非对称反应（力分布不均）

本缓冲测试解读指南提供了理解电梯测试结果所需的基本知识。清晰标注的五阶段流程图展示了完整的缓冲测试序列，从静止启动、受控下降、缓冲冲击到最终静止。双轴系统可同时高效地显示速度、加速度和动态重量数据，而标注的阶段则有助于技术人员快速识别测试的每个阶段。所示示例展示了缓冲系统在受控减速、有效阻尼和安全重力水平下正常工作的状态，可作为评估实际测试结果的基准。理解这些模式对于确保电梯安全系统符合监管要求并在紧急停止情况下保护乘客至关重要。

缓冲测试：2023年3月20日 - 完整分析图表15和16（显示缩放功能）

本文档介绍了于2023年3月20日上午9:29:01使用Henning Sensor Suite V 1.99软件进行的全面缓冲测试。该测试是完整的5级安全评估的一部分，所有必需组件均达到100%合格率。

电梯系统配置基本示例

暂停措施：

• 类型：绳索
• 直径：5/8 英寸
• 数量：六根绳子

补偿制度：

• 类型：系紧装置
• 补偿重量：1090磅

重量分布：

• 车辆重量：7857磅
• 配重：9677磅
• 配重平衡：52%

安全组件：

• 安全类型：B型
• 紧急制动：绳索制动器
• 测试标准：A17/B44
• 软件版本：V 3.14.2

公司信息：

• 进行测试的公司：[紫色条形区域已编辑]
• 执行/见证测试的人员：已列出，但与本案无关。

示例测试：缓冲液测量和结果

1. 测量速度：697 英尺/分钟

• 这是汽车撞击缓冲器时的冲击速度。
• 相当于大约 3.5 米/秒（700 英尺/分钟）或 7.8 英里/小时
• 代表受控紧急下降速度

2. 空车状态下测得的减速度：0.57 g

• 这是缓冲器接合过程中所承受的平均减速力。
• 以重力加速度单位（g力）测量
• 0.57 g 远低于受伤阈值，可提供舒适的制动效果。
• 远低于乘客安全所需的 2.5g 持续力限制。

3. 峰值持续时间（峰值 > 2.5 g）：6.2 毫秒

• 测量减速力超过 2.5 g 的时间。
• 仅 6.2 毫秒表明存在非常短暂的高强度脉冲。
• 持续时间短意味着不会持续暴露于高重力环境下。
• 完全在可接受的安全参数范围内

测试结果：通过 ✓

所有三个测量参数均在可接受的范围内，证实了缓冲性能良好，符合乘客安全要求。

分析与安全评估

减速评估：

测得的平均减速度为 0.57 g，表明缓冲性能非常出色。为了更直观地说明这一点：

• 1.0 g = 正常重力（静止状态）
• 0.57 g 约等于重力的 57%。
• 相当于汽车的适度制动。
• 远低于不适阈值（通常持续2.0-2.5克）
• 远低于损伤阈值（持续4.0g以上）

峰值力持续时间：

6.2毫秒的峰值持续时间（力>2.5g）异常短暂：

• 0.0062 秒的上升力
• 时间太短，不足以被人类感知为一个独立的事件。
• 短暂的尖刺不会造成乘客受伤的风险。
• 表明其具有优异的缓冲阻尼特性
• 根据规范，超过 2.5 g 的峰值持续时间不得超过 40 毫秒。

冲击速度：

697 英尺/分钟的冲击速度代表：

• 一个真实的紧急下降场景
• 足够的速度以正确测试缓冲容量
• 控制得当，足以确保测试期间的设备安全
• 该类电梯的标准测试速度

根据测试结果，该缓冲液表现出以下特性：

能量吸收：

• 成功耗散了一辆重 7857 磅、速度为 697 英尺/分钟的汽车的动能。
• 吸收的总动能 = $1/2 \times 质量 \times 速度^2$
• 平滑的减速曲线表明能量逐渐被吸收。
• 没有证据表明产能触底或不足。

阻尼效果：

• 平均减速度低（0.57 g）表明阻尼性能良好。
• 短暂的峰值持续时间（6.2 毫秒）表明有效的力分布。
• 图表中可见的波动会迅速衰减。
• 无持续高强度事件

结构完整性：

• 测试过程中缓冲器位置保持不变。
• 未发现故障或过度压缩迹象
• 良好的回弹特性（从振荡模式中可见）
• 测试后系统恢复到可投入使用状态。

守则合规：

测试结果表明符合ASME A17.1/CSA B44安全规范要求：

• 缓冲器以适当的速度接合。
• 允许范围内的减速力
• 峰值力持续时间在可接受的范围内
• 所有评估标准均标记为“通过”。

安全裕度：

该系统展现出极佳的安全裕度：

• 平均减速度仅为 2.5 g 持续极限的 23%。
• 峰值持续时间以毫秒而不是秒为单位进行测量。
• 多重冗余安全系统全部通过测试。
• 缓冲性能超出最低要求。

系统集成

完整的安全系统：缓冲测试是七部分综合安全评估中的第六个组成部分：

• 机器制动器——主制动系统
• 紧急制动——辅助制动系统
• UIM保护
• 牵引力（两项测试）——绳索抓握力和驱动能力
• 安全装置——紧急抓握机构
• 缓冲——最后一道防线（本次测试）所有系统均达到 100% 的合格分数，表明电梯安装完全符合规范且维护良好。

操作顺序： 

正常运行时：

• 机器制动器提供主要制动功能。
• 紧急制动系统作为备用装置。
• 发生超速时，安全装置会启动。
• 缓冲装置提供最后的保护，以防万一其他所有措施都失效。缓冲装置测试成功表明这最后一道防线功能正常，尽管在电梯正常运行期间，它几乎（甚至可能根本不）需要用到。

测试结果： 

2023年3月20日的缓冲测试成功证明了：

• 缓冲装置在 697 英尺/分钟的冲击速度下正确啮合
• 安全减速曲线平均加速度为 0.57 g
• 峰值力持续时间最短仅为 6.2 毫秒
• 完全遵守安全标准
• 与整体安全系统的集成：电梯的缓冲系统以及其他通过测试的现有系统组件包括：
• 功能按预期运行
• 提供适当的乘客保护
• 满足所有监管要求
• 维护良好，随时可用
• 完全合规安全系统的一部分

操作许可： 

根据这些示例和所有组件的最终合格测试结果，电梯系统可以获准继续使用，从而确保在不太可能发生的紧急情况下需要各种类型的停止（包括紧急停止），乘客将受到受控减速力的保护，这些减速力已经过测量，并已证明在 ASME A17.1/B44 规范定义的安全限度内。