汪乾

摘要：現(xiàn)如今，電梯已經(jīng)在住宅、商業(yè)、工業(yè)等各類建筑中發(fā)揮著不可缺少的重要作用。據(jù)統(tǒng)計，每天都有上億人次使用電梯，因此，電梯的安全運行關(guān)系到千家萬戶。制動器是整個電梯系統(tǒng)中最關(guān)鍵的安全保護(hù)裝置之一，制動器的失效會造成電梯震蕩、溜車、沖頂、墜落等問題，是最有可能發(fā)生剪切和擠壓傷害的直接因素。按照檢驗規(guī)定，所有參與向制動輪或盤施加制動力的制動器機(jī)械部分應(yīng)分兩組裝設(shè)，一組部件不起作用的時候還仍有足夠的制動力使裝有額定載荷并且運行于額定速度的轎廂減速下行。但若制動器長期只有一組部件起作用的話，容易造成電梯系統(tǒng)的危險。為能實時監(jiān)測到制動器兩側(cè)均是否穩(wěn)定動作，在制動器兩側(cè)處均增加一個檢測開關(guān)，由控制系統(tǒng)識別開關(guān)狀態(tài)來判斷制動器兩側(cè)的動作情況，這個便是制動器的故障保護(hù)功能?！稒z規(guī)》的1、2號修改單中也明確了該功能的檢驗要求。然而在實際檢驗中發(fā)現(xiàn)，由于安裝人員或者維保人員的接線錯誤、重要性認(rèn)識不到位等因素，有時候制動器故障保護(hù)功能僅僅只是個擺設(shè)，并不能起到有效監(jiān)測作用?；诖?，本篇文章對曳引電梯制動方面存在的一些問題及解決方法進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：曳引電梯;制動系統(tǒng);存在的問題;解決方法

引言

近年來電梯發(fā)生的人身傷害事故中，很大一部分是由于電梯制動器失效引起的高速沖頂或者開門溜梯所造成，制動器的安全性一再被提及。制動器作為電梯最重要的部件之一，一方面在電梯正常運行停梯時使轎廂保持停止，不會因為轎廂和對重之間的重量差而溜梯;另一方面在電梯動力回路或安全回路失電的緊急情況下能夠使電梯減速制停。下面結(jié)合工作中遇到的兩起因制動器失效引起的電梯沖頂事故，詳細(xì)分析一下制動器失效的原因。

1制動器的工作原理

電磁制動器在電梯中應(yīng)用最為廣泛。電磁制動器品種繁多，常用的有塊式制動器、盤式制動器等形式。根據(jù)使用地點的不同，碟式制動器通常應(yīng)用于無機(jī)房電梯中而塊式制動器一般應(yīng)用在有機(jī)房電梯上。電磁制動器一般設(shè)計成常閉式的，當(dāng)制動器的電磁線圈得電時，兩塊鐵芯在電磁鐵的作用下吸合，制動臂克服壓縮彈簧的彈力打開閘瓦，電梯得以運行。當(dāng)制動器的電磁線圈失電時，在壓縮彈簧的作用下，閉合閘瓦，電梯制停。GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》要求：不論何種結(jié)構(gòu)型式，制動器的機(jī)械部件都應(yīng)分兩組裝設(shè)，如果其中一套機(jī)械部件失效，另一套仍有足夠的制動力使載有額定載荷以額定速度下行的電梯減速下行，如圖1所示。

2電梯制動試驗要求

2.1《檢規(guī)》對電梯制動試驗的要求

對于曳引式乘客電梯，首先，轎廂的面積受到了嚴(yán)格的限制，從空間位置上控制了乘客的數(shù)量。其次，電梯設(shè)置了超載保護(hù)裝置，在達(dá)到額定載重量110%的時候，可以阻止電梯正常啟動。而《檢規(guī)》對電梯制動試驗的檢驗要求為：轎廂裝載125%額定載重量，以正常運行速度下行時，切斷電動機(jī)和制動器供電，制動器應(yīng)當(dāng)能夠使驅(qū)動主機(jī)停止運轉(zhuǎn)，試驗后轎廂應(yīng)無明顯變形和損壞。這樣，對于工作制動器的設(shè)計給出了足夠的余量，理論上在最惡劣的工況下，乘客的安全也可以得到保證。

2.2分析

綜合分析比較《檢規(guī)》和GB7588-2003對制動試驗的要求可以得出，該檢驗項目實質(zhì)上是對電梯制動能力和效果的驗證。在現(xiàn)行的檢驗過程中，對于制動效果的判定，多數(shù)是憑借了檢驗人員的經(jīng)驗和簡易的方式來實現(xiàn)的。如標(biāo)記法，檢驗人員對制停距離進(jìn)行測量、換算后，再與標(biāo)準(zhǔn)要求值比對，確定是否滿足0.2gn～1.0gn的要求;對于2.5gn以上的減速度時間不應(yīng)大于0.04s的要求則完全無法判定，因為采用標(biāo)記法，對無機(jī)房電梯或者運行速度較高的電梯，判斷制動點則完全依靠檢驗人員的反應(yīng)，誤差會比較大。為了提升檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性、有效性，以減少由于檢驗人員主觀原因造成的誤差，最終符合標(biāo)準(zhǔn)對制動器性能的要求，本文從平均減速度、最大減速度等指標(biāo)入手，結(jié)合信息化技術(shù)，研究開發(fā)了制動試驗的檢驗儀器。

2.3制動器安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求

根據(jù)GB7588-2003及第1號修改單和TSGT7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動電梯》及第1、2號修改單要求，作如下總結(jié)。（1）電氣裝置方面。電梯正常運行時，切斷制動器電流至少應(yīng)當(dāng)用2個獨立的電氣裝置來實現(xiàn)，當(dāng)電梯停止時，如果其中一個接觸器的主觸點未打開，最遲到下一次運行方向改變時，應(yīng)當(dāng)防止電梯再運行。（2）機(jī)械部件方面。所有參與向制動輪（制動盤）施加制動力的制動器機(jī)械部件應(yīng)分兩組裝設(shè)。此外：①施加制動力的制動彈簧及彈簧受力機(jī)構(gòu)須獨立兩組設(shè)置;②制動器磁芯獨立兩組設(shè)置;③制動臂及受力機(jī)構(gòu)獨立兩組設(shè)置。（3）GB7588-2003及第1號修改單和TSGT7001-2009及第1、2號修改單對制動器新增的要求：①制動器動作靈活，制動時制動閘瓦（制動鉗）緊密、均勻地貼合在制動輪（制動盤）上，電梯運行時制動閘瓦（制動鉗）與制動輪（制動盤）不發(fā)生摩擦，制動閘瓦（制動鉗）以及制動輪（制動盤）工作面上沒有油污;②應(yīng)當(dāng)具有制動器故障保護(hù)功能，當(dāng)監(jiān)測到制動器的提起（或者釋放）失效時，能夠防止電梯的正常啟動;③如果電梯的意外移動保護(hù)裝置制停子系統(tǒng)采用存在內(nèi)部冗余的制動器作為制停部件，則當(dāng)制動器提起（或者釋放）失效，或者制動力不足時，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉轎門和層門，并且防止電梯的正常啟動。（4）制動試驗方面。①轎廂空載上行，切斷電動機(jī)與制動器供電，轎廂應(yīng)當(dāng)完全停止，并且無明顯變形和損壞;制停減速度≤1g。制動距離應(yīng)當(dāng)滿足制造單位的設(shè)計要求，如果制造單位未提供制動距離要求的，參照中國特種設(shè)備檢驗協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CASEIT102-2015《曳引驅(qū)動電梯制動能力快捷檢測方法》第5.4.1條表1進(jìn)行試驗判定。

②轎廂裝載125%額定載重量以正常運行速度下行，切斷電動機(jī)和制動器供電，制動器應(yīng)當(dāng)能夠使驅(qū)動主機(jī)停止運轉(zhuǎn)，試驗后轎廂應(yīng)無明顯變形和損壞。在上述情況下轎廂的減速度不應(yīng)超過安全鉗動作或轎廂撞擊緩沖器所產(chǎn)生的減速度，此試驗制停距離可參考表2進(jìn)行試驗判定。

3制動器失效

3.1制動輪表面存在油污

異步電動機(jī)驅(qū)動的電梯制動器的制動輪裝在電動機(jī)與減速器之間，在高轉(zhuǎn)速軸上，并且靠近減速器蝸桿一側(cè)。老舊電梯使用年限長，減速箱一般都存在漏油現(xiàn)象，當(dāng)電梯運行時，減速器輸入軸高速運轉(zhuǎn)，流到軸上的油，在離心力的作用下，會被甩出。飛濺的油污可能落到制動輪表面，使輪表面的摩擦系數(shù)發(fā)生變化，制動器的制動力將大幅減小，無法可靠地使靜止的轎廂保持靜止?fàn)顟B(tài)或者使運行中的電梯可靠制停，引起剪切、蹾底、沖頂?shù)仁鹿省?/p>

3.2電氣控制回路設(shè)計缺陷

GB7588-2003要求切斷制動器的電流，至少應(yīng)用兩個獨立的電氣裝置來實現(xiàn)，部分老舊電梯設(shè)計制造依據(jù)的制造標(biāo)準(zhǔn)為GB7588-1995或GB7588-1987，對制動器的電流沒有要求用兩個獨立的電氣裝置來切斷。這種情況下，切斷制動器的電氣裝置觸點一旦發(fā)生黏連，電梯平層時，電梯電動機(jī)停止運行，制動器沒有失電，繼續(xù)保持在打開狀態(tài)，將無法使電梯轎廂保持在靜止?fàn)顟B(tài)，造成剪切、沖頂或蹾底等事故。

3.3轎廂意外移動的原因

電梯在開鎖區(qū)域內(nèi)且開門狀態(tài)下，轎廂無指令離開層站的移動（裝卸載引起的移動除外），統(tǒng)稱為轎廂意外移動。而轎廂意外移動保護(hù)裝置是針對因驅(qū)動主機(jī)或驅(qū)動控制系統(tǒng)的任何單一元件失效引起轎廂意外移動進(jìn)行保護(hù)（懸掛鋼絲繩、鏈條和曳引輪、滾筒、鏈輪失效除外）。在本文中，分析曳引式驅(qū)動電梯轎廂意外移動的原因（鋼絲繩、曳引輪失效除外）。（1）電氣系統(tǒng)原因。因電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)是電氣控制系統(tǒng)，需要信號采集、信息處理、指令執(zhí)行等各環(huán)節(jié)相互配合完成電梯運行，如電梯在提前開門、再平層和預(yù)備操作功能中出現(xiàn)某些任何單一元件失效，就有可能導(dǎo)致轎廂發(fā)生意外移動。（2）制動系統(tǒng)原因。制動器是電梯可靠制停的重要部件，但因兩組獨立的制動臂調(diào)整不當(dāng)，或制動閘瓦磨損不均勻，或制動輪有油污，或制動不靈敏等原因發(fā)生制動力不足，都可能導(dǎo)致轎廂意外移動發(fā)生。

4解決方法

4.1檢驗檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)核準(zhǔn)

隨著市場監(jiān)管總局《關(guān)于進(jìn)一步做好改進(jìn)電梯維護(hù)保養(yǎng)模式和調(diào)整電梯檢驗檢測方式試點工作的意見》（國市監(jiān)特設(shè)〔2020〕56號）的出臺，電梯維保與檢驗檢測改革試點開始逐步推進(jìn)。市場監(jiān)管總局起草的《特種設(shè)備檢驗機(jī)構(gòu)核準(zhǔn)規(guī)則（征求意見稿）》已經(jīng)面向社會公開征求意見。以后，檢驗檢測機(jī)構(gòu)的資質(zhì)將會重新劃分，變得更加科學(xué)，更加有利于特種設(shè)備的管理。

4.2智慧物聯(lián)技術(shù)的發(fā)展

配備基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)、無線通信、傳感器、云計算等技術(shù)對電梯實施實時的線上檢查和監(jiān)測。通過采集電梯相關(guān)數(shù)據(jù)然后進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真，可以了解電梯各個重要部件的安全狀況，更加有針對性地對電梯進(jìn)行檢驗檢測，從而提高電梯檢驗檢測的科學(xué)性和有效性。

4.3制動器的智能化

為了適應(yīng)緊急制停時制動力的變化，需要對制動器進(jìn)行如下改進(jìn)。（1）在機(jī)械上實現(xiàn)制動器制動能力的自動調(diào)整功能。（2）需要將GB/T7588.2-2020第5.11.1條中b）、c）兩種工況的控制程序分開。工況一旦改變，自動切換控制程序。（3）制動器實現(xiàn)根據(jù)某種“指令”自動調(diào)整制動力。這個“指令”，底層裝載工況可以靠人工設(shè)定;緊急制停工況可以靠減速度測量儀發(fā)出，指揮制動器實時調(diào)整制動力。（4）準(zhǔn)備備用電源，防止電網(wǎng)停電、轎廂進(jìn)入緊急制停工況時，制動器失去控制。這就叫做制動器的智能化。

4.4其他措施

（1）建議電梯維保單位針對以下制動器失效形式加強(qiáng)電梯日常維護(hù)保養(yǎng)。①制動器機(jī)械卡阻。引起卡阻的原因有制動系統(tǒng)各銷軸潤滑不好;機(jī)械部件長期運行造成磨損、斷裂;制動鐵芯潤滑不良、有磨損;套筒中有雜物（鐵芯磨損下來的鐵屑或灰塵油泥等）等。②制動力不足。目前的電梯大都是電氣制動、零速抱閘，制動力不足不容易發(fā)現(xiàn)。制動力不足的原因有制動器壓緊彈簧松弛、斷裂;制動閘瓦和制動輪間隙調(diào)整不當(dāng);制動閘瓦與制動輪之間摩擦系數(shù)變?。ㄖ苿娱l瓦磨損或表面老化碳化、制動閘瓦和制動輪之間有油污）;制動器鐵芯行程不夠等。③電氣故障。電梯設(shè)計上切斷制動器電流沒有兩個獨立的電氣裝置;制動器的接觸器老化，電氣觸點粘連或接觸不良;電磁線圈存在剩磁，在制動器開閘瞬間，電磁力超過制動彈簧力，造成制動失效等。（2）制動器設(shè)計上采用具有自動調(diào)整、補償功能的免維護(hù)制動器，減少對電梯維保人員的依賴，提高制動器本質(zhì)安全。（3）對于采用GB7588-1995制造標(biāo)準(zhǔn)的單機(jī)械組件制動器，建議通過更新或改造的方式使其符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。針對制動器失效的嚴(yán)重后果，建議所有電梯加裝上行超速保護(hù)裝置。

結(jié)束語

電梯的安全運行是關(guān)系到人民生命財產(chǎn)安全的大事，而制動器的穩(wěn)定運行是保障電梯安全的重要措施，對制動器故障的有效監(jiān)測更是一道安全的雙重保障。從電梯的生產(chǎn)設(shè)計到安裝施工調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)人員都要高度重視制動器故障保護(hù)功能，要從圖紙、現(xiàn)場接線及調(diào)試試驗等全方面對制動器兩側(cè)的穩(wěn)定提起和釋放進(jìn)行驗證，不可只滿足于制動器是否能動作，而不重視制動器故障保護(hù)功能的檢測。

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