人员和货物运输用升降机 第2部分升降机部件的设计规则、计算、验证和试验标准立项发展报告

人员和货物运输用升降机第2部分：升降机部件的设计规则、计算、验证和试验标准立项发展报告英文标题StandardizationDevelopmentReport:Liftsforthetransportofpersonsandgoods—Part2:Designrules,calculations,verificationsandtestsofliftcomponents摘要随着城市化进程的加速和高层建筑数量的持续增长，电梯作为垂直运输的核心装备，其安全性与可靠性已成为社会关注的重点。本标准（ISO8100-2:2026）由国际标准化组织（ISO）发布，是针对人员和货物运输用升降机部件设计规则、计算、验证和试验的专项技术规范。报告围绕该标准的立项背景、技术内容、应用价值和实施路径展开深入研究。研究表明，本标准在原有基础上进行了系统性的技术修订，涵盖了机电部件、液压部件和安全保护装置的设计计算方法，并纳入了最新的材料力学、疲劳强度分析以及计算机辅助验证技术。标准明确规定了升降机主要受力构件的强度要求、安全系数取值以及型式试验方法，为全球电梯行业提供了统一的技术基准。本报告旨在为相关企事业单位、检验检测机构和标准化管理部门提供系统的技术参考，推动我国电梯标准体系与国际先进水平的接轨。关键词电梯；设计规则；计算验证；型式试验；国际标准；升降机部件；安全规范Keywords:Elevator;Designrules;Calculationverification;Typetest;Internationalstandard;Liftcomponents;Safetyspecifications正文一、标准立项背景与意义1.1行业发展的迫切需求电梯作为现代建筑不可或缺的垂直运输工具，其安全运行直接关系到人民生命财产安全。根据国际电梯与自动扶梯联合会（IAEE）的统计数据，全球在用电梯数量已超过2000万台，且每年以5%以上的速度增长。在这一背景下，升降机部件的设计科学性和制造质量成为保障电梯安全运行的基石。1.2标准化工作的历史沿革ISO8100系列标准的制定可追溯至20世纪90年代。随着电梯技术的快速发展，特别是电力电子技术、计算机控制技术和新材料技术的广泛应用，传统的设计方法和验证手段已难以满足现代电梯的安全性、舒适性和智能化要求。为此，ISO/TC178（电梯、自动扶梯和自动人行道技术委员会）于2020年启动了第二轮系统修订工作，历时6年，最终形成了ISO8100-2:2026版本。1.3与国际电梯法规体系的衔接本标准与全球主要电梯法规体系保持了良好的协调性。欧盟的EN81系列标准、美国的ASMEA17.1标准、中国的GB7588标准均与ISO8100系列保持着动态关联。ISO8100-2:2026的发布，为各国标准的国际互认提供了技术基础，有助于消除贸易壁垒，促进全球电梯产业的健康发展。二、标准主要技术内容分析2.1适用范围与标准化对象本标准适用于设计和制造额定速度不大于10m/s的人员和货物运输用升降机的部件。具体涵盖以下几类主要部件：-导向系统部件（导轨、导靴等）-悬挂装置部件（钢丝绳、链条、液压油缸等）-驱动系统部件（曳引机、电动机、制动器、减速器等）-轿厢及其附件组件-门系统部件（层门、轿门、门锁装置等）-安全保护装置（限速器、安全钳、缓冲器等）2.2设计规则体系的更新2.2.1载荷工况定义标准重新定义了各类部件的载荷工况，包括正常使用工况、安全装置动作工况、地震工况和安装调试工况。每种工况对应不同的载荷组合系数和安全系数，体现了基于风险的设计理念。2.2.2安全系数体系的优化针对钢丝绳安全系数这一核心指标，标准在保留传统静力安全系数的基础上，引入了疲劳安全系数的概念。对于高速电梯（速度≥4m/s），要求钢丝绳的疲劳安全系数不低于12，较之旧版本提高了约20%，反映了对长时间运行可靠性的更高要求。2.2.3材料选择与质量控制标准对主要受力部件材料的力学性能、化学成分、热处理工艺提出了明确要求，特别强调了对高应力部件（如滑轮、曳引轮、制动闸瓦等）的硬度、韧性和耐磨性指标。同时要求材料供应商提供完整的材质证明和可追溯性信息。2.3计算方法的技术进步2.3.1有限元分析技术的应用标准首次系统性地将有限元分析（FEA）方法纳入部件计算验证体系。对于复杂的箱型结构梁、异形导轨支架等部件，有限元分析成为必须采用的分析手段。标准要求建立合理的力学模型，进行网格独立性检验，并对计算结果进行试验验证。2.3.2疲劳强度计算的新方法基于现代断力力学理论，标准引入了S-N曲线和应力-寿命法来评估部件的疲劳性能。对于承受交变载荷的部件（如曳引绳、复绕轮轴等），要求进行疲劳强度校核，并以不低于10^7次循环作为疲劳寿命基准。2.3.3动力学仿真的规范针对速度大于6m/s超高速电梯，标准要求采用多体动力学仿真技术分析轿厢在导轨上的运行轨迹，评估导向系统各部件的动态响应和振动特性，以指导结构优化设计。2.4验证与试验要求2.4.1型式试验制度的完善标准建立了更为严格的型式试验制度，将部件划分为A、B、C三大类：-A类部件（安全部件）：必须进行完整的型式试验，包括结构验证、功能验证和疲劳验证-B类部件（主要结构件）：应进行至少一种验证方式（计算验证或试验验证）-C类部件（一般性部件）：可依据成熟设计经验进行自我声明2.4.2试验方法的具体规定标准详细规定了各类部件的试验方法：-静载试验：施加1.5倍额定载荷，保持不小于10分钟，检查永久变形-动载试验：模拟典型运行工况，持续运行不少于2000次循环-疲劳试验：按实际工作应力谱进行，试验次数不少于设计寿命的1.5倍-环境适应性试验：包括温度、湿度、盐雾、振动等环境模拟试验2.4.3检验检测标准规范标准要求试验设备必须经过计量检定，试验过程应记录完整的测试数据，包括载荷、应变、位移、温度、时间等参数。试验报告应包含试验条件、试样信息、测试结果和结论，并应加盖检测机构的资质印章。三、标准实施的技术经济分析3.1对制造业的影响本标准的实施将引导电梯制造企业加大研发投入。以钢丝绳安全系数的提升为例，为达到更高的疲劳安全系数要求，钢丝绳生产企业需要改进编绞工艺，采用更高强度的材料，这会导致生产成本增加约8%-15%，但可显著延长产品使用寿命，降低全生命周期成本。3.2对检验检测行业的影响新的型式试验制度要求检验检测机构具备更全面的技术能力，包括有限元分析能力、动力学仿真能力和疲劳试验技术。预计将推动行业建设一批高水平的部件试验基地，促进第三方检测服务水平的整体提升。3.3对电梯使用单位的价值更高的设计标准和更严格的验证要求，意味着电梯运行的安全性和可靠性将得到显著提升。根据国际经验，执行ISO8100-2:2026标准后，电梯重大部件故障率预计将降低30%以上，维修保养成本可降低15%左右，具有显著的经济效益和社会效益。四、主要参与单位介绍4.1标准编制工作组概况本标准由ISO/TC178（电梯、自动扶梯和自动人行道技术委员会）组织制定，工作组专家来自全球20多个国家和地区的300余名行业专家。中国作为ISO常任理事国和电梯制造大国，在本标准的制定过程中发挥了重要作用。4.2主要参与单位：中国电梯协会中国电梯协会（ChinaElevatorAssociation,CEA）是我国电梯行业最具权威性的全国性行业组织，成立于1991年，现有会员单位800余家，涵盖电梯整机制造、部件生产、安装维保、检验检测等全产业链。在ISO8100-2:2026的制定过程中，中国电梯协会作为中方代表机构，组织了中国建筑科学研究院、上海三菱电梯有限公司、通力电梯有限公司、迅达（中国）电梯有限公司等20余家骨干企业参与工作组讨论。协会下设的标准化技术委员会于2021年至2025年间，累计向ISO/TC178提交了86项技术提案，其中32项被采纳为标准条款。中国电梯协会的核心贡献体现在以下领域：1.高速电梯导轨系统设计方法的优化：基于中国在超高建筑电梯领域的丰富实践经验，提出了适应高层建筑风致振动和温度变形的新型导轨连接方式2.噪声与振动控制标准的完善：引入了基于国际标准ISO8041的振动评价方法，提高了对不同频率振动分量的敏感性要求3.检验检测方法的本土化验证：组织国内多家电梯型式试验机构开展了大规模验证试验，为标准的可行性提供了数据支撑2025年，中国电梯协会被ISO/TC178授予“标准化突出贡献奖”，表彰其为本标准编制所做的重要工作。五、结论与展望ISO8100-2:2026的发布标志着全球电梯标准化工作进入了新的发展阶段。本标准通过对升降机部件设计规则、计算方法和验证试验技术的系统性升级，为电梯行业提供了更加科学、先进的技术规范，有助于全面提升电梯产品的安全水平和运行质量。展望未来，随着物联网、5G通信、数字孪生等技术在电梯行业的深度应用，电梯的智能化、网络化、服务化趋势将日益明显。新一代标准体系需要更加关注电梯全生命周期的数字化管理，包括在线监测、故障预警、远程诊断等能力。同时，绿色制造和可持续发展要求也将在后续标准修订中得到体现，如节能设计、材料可回收性、低碳运行等指标。对于我国电