鄭信勇

（福建省特種設(shè)備檢驗研究院，福建龍巖 364000）

0 引言

2020年4月10日國市監(jiān)特設(shè)【2020】56號“市場監(jiān)管總局關(guān)于進一步做好改進電梯維護保養(yǎng)模式和調(diào)整電梯檢驗檢測方法試點工作的意見”中的《電梯檢測規(guī)則（試行）》要求：乘客電梯應(yīng)每5年進行一次制動試驗?！峨娞輽z測規(guī)則（試行）》注A-15提出“經(jīng)電梯型式試驗機構(gòu)確認，認為按照電梯整機制造單位制定的試驗方法進行試驗，能夠判定是否達到本條所述要求時，可以采用該方法進行制動試驗?！?021年4月市場監(jiān)管總局出臺市監(jiān)特設(shè)函[2021]564號文件《市場監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于開展電梯鼓式制動器安全隱患專項排查治理的通知》，可見國家層面對電梯制動器安全的高度重視。由于制動試驗需要125%的額定載荷進行試驗，試驗過程中花費大量的人力物力，為使用單位和維保單位所詬病。因此，125%制動試驗以及125%制動試驗的替代方法開始吸引大家的關(guān)注。本文選擇了對現(xiàn)有的電梯制動性能無載荷檢測技術(shù)進行篩選，通過對各種測試方法的對比分析，找出一些能夠便捷、高效、精準的電梯制動性能評價技術(shù)和方法，對電梯制動性能進行定性、定量檢測和分析是十分有必要也是迫切需要的，是維護保養(yǎng)人員和檢驗人員所期望的技術(shù)，也是符合人們?nèi)罕娖谕驼ぷ鲗?dǎo)向的行為。

1 125%制動試驗情況

1.1 125%制動試驗的目的

125%制動試驗的主要出發(fā)點是為了檢驗電梯的制動器的制動能力，間接驗證了電梯八大系統(tǒng)的可靠性，尤其是曳引系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的可靠性。制動試驗可以形成對電梯制造質(zhì)量和維保質(zhì)量的一種倒逼機制，要求使用單位、維保單位都需要對在用電梯特別是老舊電梯要持續(xù)投入，形成持續(xù)、精準、全面的維護，從而保證了電梯能夠持續(xù)安全運行[1-2]。

1.2 電梯125%載荷試驗帶來的問題和風險預(yù)防

目前最常見的檢驗手段是在轎廂承載125%額定載荷時直接進行電梯下行制動試驗，但試驗中存在一定的風險，尤其是在舊電梯上，可能會導(dǎo)致電梯懸掛系統(tǒng)的不可逆損壞，如：曳引繩脫離導(dǎo)向輪或反繩輪繩槽，甚至拉斷，繩頭組合的松動或損壞，轎廂龍門架嚴重變形，制動器故障等，導(dǎo)致轎廂在125%載荷時打滑、蹲底，限速器安全裝置動作，導(dǎo)軌彎曲變形，導(dǎo)靴與導(dǎo)軌分離，可能還有其他不易發(fā)現(xiàn)的隱患，如控制系統(tǒng)和變頻器在后續(xù)使用中出現(xiàn)故障。但這同時也證明了125%載荷試驗的有效性和必要性[3]。

經(jīng)過對載荷試驗傷害的風險等級評估，可以通過下面的一些行動來預(yù)防這些風險。

（1）每次載荷試驗前，應(yīng)首先對使用資料進行審查，尤其是故障統(tǒng)計、故障分析、急修清單等，了解近幾年的設(shè)備本體情況、使用環(huán)境情況，尤其是近5年來的電梯巡查情況、維保情況，重點關(guān)注是否進行過零部件的更換、是否進行過重大修理或者改造活動、是否發(fā)生過電梯安全事故。

（2）設(shè)備技術(shù)檔案資料審查完后，再開始檢驗工作。進入機房后，應(yīng)先以預(yù)設(shè)定的檢修速度進行慢車試驗，然后以電梯額定速度進行試驗。整機試驗應(yīng)在所有單項試驗無問題后進行。

（3）在檢查過程中，建議將性能試驗與使用環(huán)境都檢查完后，尤其是對電梯平衡系數(shù)進行復(fù)測，再進行制動試驗。

（4）在制動試驗之前還可以進行100%額定載荷的向下制動，額載可靠制動的前提下再進行125%載荷試驗[4]。

隨著125%載荷試驗的不斷鋪開，截止2020年應(yīng)將2015年前投入使用的電梯都進行載荷試驗，絕大多數(shù)的電梯都通過125%載荷試驗，由于制動試驗需要125%的額定載荷進行試驗，試驗過程中花費大量的人力物力，為使用單位和維保單位所詬病，尤其是隨著檢測市場的放開，檢驗周期的調(diào)整，因此125%制動試驗以及125%制動試驗的替代方法更加吸引大家的注意。

2 無載荷檢測技術(shù)

2.1 曳引機靜態(tài)制動力矩測試

根據(jù)GB/T 24478-2009《電梯曳引機》，電梯驅(qū)動主機的制動系統(tǒng)制式必須采用機電式制動(摩擦型)、曳引機的額定制動力矩要大于額定轉(zhuǎn)矩折算值，制動器機械部件必須分兩組進行設(shè)置，同時對應(yīng)監(jiān)測機械部件的動作情況等各方面進行了詳細規(guī)定[5]。

所以衍生了對曳引機應(yīng)用扭矩測試儀進行制動力矩測試。需要將曳引機固定在專用的曳引機測試工作平臺，將曳引機、原動機、扭矩測試儀按照要求連接。通過單邊制動臂逐一開閘測試，通過原動機對曳引機進行無極加載扭矩，一直到制動輪即將發(fā)生轉(zhuǎn)動的臨界點，繪出全程扭矩測試曲線。重復(fù)3次以上，要求制動扭矩測試平均結(jié)果必須大于曳引機額定制動力矩，這樣就可以認為曳引機靜態(tài)制動轉(zhuǎn)矩測試滿足標準要求。

力矩測試儀是用來測試電梯曳引機的靜態(tài)制動力矩的。該測試方法的精確度比較高，但試驗條件要求高，首先要有固定實驗室，專業(yè)測試平臺不能被移動，需要配套的測量儀器。使用扭矩測試儀的硬件條件，在電梯使用現(xiàn)場無法滿足，比較適用于專業(yè)的曳引機生產(chǎn)制造廠商及實驗。

2.2 永磁同步曳引機靜制動力矩自動測試

隨著GB7588-2003修改單的執(zhí)行，電梯轎廂意外移動裝置的監(jiān)測子系統(tǒng)原理被大家所熟知。制動力矩測試方法也就應(yīng)運而生了，通過電梯的靜態(tài)制動力矩測試來驗證制動性能的可靠性。由于曳引機靜態(tài)力矩測試是在電梯轎廂完全停止時進行的，控制柜的變頻器向驅(qū)動主機輸出提前設(shè)定的直流電流，如果直流電流過大容易損壞控制柜內(nèi)的變頻模塊。為了能夠盡可能減小最小電流來測試驅(qū)動主機的功率，可以將轎廂和對重開到同一位置的就近層站，盡量減小轎廂和對重之間的不平衡力[6]。即利用變頻器向驅(qū)動主機輸出盡小的力矩，來驗證驅(qū)動主機制動性能在一定力矩下是否能滿足要求。

永磁同步曳引機靜態(tài)制動力矩自動測試方法的主要特點如下。

（1）可操作性強。它利用轎廂和對重之間的不平衡力以及電梯停止時電機的輸出，無需額外的設(shè)備和人員參與。

（2）與涉及人員和設(shè)備的測試方法相比，監(jiān)控周期可以大大縮短，檢測時電梯的安全性更高。

（3）如果檢測到制動力矩不足，電梯將開啟保護模式，不能再繼續(xù)運行，從而降低因制動力不足而導(dǎo)致的風險。

（4）如果系統(tǒng)裝設(shè)有遠程監(jiān)測系統(tǒng)，可以將測試結(jié)果通過遠程監(jiān)測系統(tǒng)上傳到制造單位以及相關(guān)監(jiān)管單位。這為實現(xiàn)電梯的按需保養(yǎng)邁出重要的一步[7-8]。但是這種方法依靠電梯本身的控制系統(tǒng)，比較適用于制造廠家/維保單位對曳引機的定期測試，不太適用于檢驗檢測。

2.3 空載上下行制動法測試

在電梯上下運行過程中，當空載電梯以正常運行速度向下行駛至與對重相同的水平時，通過測量緊急制動車輛的平均向下制動減速度；當空載轎廂以正常運行速度向上運行至與對重相同的水平時，根據(jù)電梯制動減速度和制動力矩，以及電梯系統(tǒng)的負載力矩和慣性矩之間的關(guān)系，通過制動性能公式，以此來核算電梯的制動性能是否能夠達到標準要求[9]。

該方法的實施流程：（1）將加減速度測試儀放置在空載轎廂地板中心；（2）空載電梯以額定速度向下運行，當轎廂與對重在井道內(nèi)處于相同的水平時，切斷電機和制動器的電源，通過加減速測試儀對轎廂下行制動平均減速度進行記錄；（3）空載電梯以額定速度向上運行，當轎廂與對重在井道內(nèi)處于相同的水平時，切斷電機和制動器的電源，通過加減速度測試儀對轎廂上行制動平均減速度進行記錄；（4）將測得的空載電梯上行、下行制動平均減速度帶入制動性能公式，如果滿足公式，則確定電梯制動器制動性能滿足標準要求，如果不滿足公式，則確定電梯制動器制動性能不滿足標準要求。

空載上下行制動測試法主要特點是：電梯轎廂空載正常運行，不需要載荷，檢測成本低，操作簡單，測試方便，檢測效率高[10]。但是該方法建立在理論推理計算基礎(chǔ)上，還需要進行125制動試驗的進一步驗證。

2.4 基于電梯平衡系數(shù)的檢測方法

利用電梯空載時向?qū)χ胤较虻钠d，能夠?qū)崿F(xiàn)對任意平衡系數(shù)電梯的檢測，使用電梯空載穩(wěn)速下行時的輸出電流關(guān)聯(lián)平衡系數(shù)，利用電梯的這兩個高特征參數(shù)，將電流通過轉(zhuǎn)矩與電梯載荷相關(guān)聯(lián)，給出及準確的檢測電流數(shù)值，從而精確檢測制動力是否標準要求。

該方法的實施主要包括：首先通過查驗監(jiān)檢驗收報告查到電梯的平衡系數(shù)；接著通過直接測量獲取電梯空載下行穩(wěn)速時的驅(qū)動主機輸出電流，并通過公式折算出驅(qū)動主機檢測的輸入轉(zhuǎn)矩。最后，在制動力檢測時，令電梯處于空載狀態(tài)且制動器處于閉合狀態(tài)，利用電梯控制系統(tǒng)使用電梯驅(qū)動主機向?qū)χ胤较蜉敵鰴z測轉(zhuǎn)矩；施加檢測轉(zhuǎn)矩后，判斷驅(qū)動主機是否轉(zhuǎn)動，如果轉(zhuǎn)動，則說明制動力不足，不滿足要求。

該方法檢測時間短，不影響電梯的正常使用，可以設(shè)置合理的周期自動檢測，如果監(jiān)測合格，該電梯的制動力完全能夠保障電梯的安全可靠運行。但該檢測方法折算的轉(zhuǎn)矩可能較大，對摩擦式制動器可能造成磨損。

2.5 電梯靜態(tài)液壓測試方式

電梯靜態(tài)液壓測試技術(shù)利用液壓千斤頂，給轎頂施加一定的力，來測試電梯轎廂制動力及電梯的導(dǎo)向系統(tǒng)是否完好[11]。

該方法的實施主要包括操作臺（操作臺上設(shè)置有壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集盒）、千斤頂（千斤頂垂直放置在要傳感器的上端，千斤頂上還放置頂柱，頂柱的上方固定在電梯主機的工字鋼上）和采集終端。將電梯停在接近機房的頂樓位置，將電梯靜態(tài)測試機構(gòu)在轎廂頂和電梯主機之間安裝好，具體為測試裝置通過千斤頂、頂柱和操作臺在主機的工字鋼和轎廂頂上的工字鋼之間施加作用力，而在操作臺和千斤頂之間放置一個壓力傳感器，通過壓力傳感器測量出施加給轎廂的力。測試時，將操作臺放置于電梯轎廂頂端工字鋼上，再將壓力傳感器與數(shù)據(jù)連接，放置于操作臺上，千斤頂垂直放置在壓力傳感器上端，頂柱放置在千斤頂上，且保證頂柱放置在電梯主機瘋子方正下方，頂柱下端與千斤頂上端凹槽配合，通過調(diào)節(jié)電梯轎廂升降，使得柱頂上端剛好頂在電梯主機工字鋼上，然后操作人員搖動液壓調(diào)節(jié)桿，將頂柱抬起，在頂柱抬起的過程中，實時采集壓力傳感器的信息，通過智能終端，將壓力傳感器的變化值繪出曲線，顯示符合條件的最大測試力。

電梯梯靜態(tài)液壓測試的特點是：可解決1.25倍額定載荷對電梯的破壞較大，對于老舊電梯試驗存在較大風險的技術(shù)問題，但是該方法只適用于有機房電梯，且轎頂必須轎廂橫梁，另外對機房工字鋼布置要求較高，不能夠普遍推廣。

2.6 電梯靜態(tài)測試和空載動態(tài)檢測結(jié)合的檢測方式

電梯靜態(tài)測試和空載動態(tài)檢測結(jié)合的檢測方法，空載動態(tài)檢測通過空載電梯正常運行時測量轎廂的制停距離、制停速度、加速度和加加速度，通過對電梯運行過程的建模分析得出制動器的制動力。靜態(tài)檢測也是通過借鑒UCMP中的自監(jiān)測子系統(tǒng)原理，通過外置的變頻器對電梯驅(qū)動主機外輸一定的測試電流，來檢測電梯制動器能否滿足1.25倍額定載荷制動試驗所需要的制動力。通過靜態(tài)和動態(tài)試驗比對驗證，最終實現(xiàn)無載快速檢測[12]。

動態(tài)測試裝置由轉(zhuǎn)速測試儀和動態(tài)測試工裝組成，靜態(tài)測試裝置由驅(qū)動主機變頻控制器、電流傳感器和智能終端組成。動態(tài)測試時，在電梯機房限速器上安裝電梯動態(tài)測試儀器，測速輪緊貼在限速器輪，在電梯運行時由限速器輪帶動測速輪旋轉(zhuǎn)，測試電梯制停距離、制停速度。在靜態(tài)試驗前，需要拆除驅(qū)動主機電源輸入端的進線，將外置變頻控制器的電源輸出線連接到驅(qū)動主機的輸入端。當驅(qū)動主機制動器未打開時，逐漸向驅(qū)動主機加載電流，以產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。外接的電流監(jiān)測模塊實時監(jiān)測輸入的電流變化，直到1.25倍額定載荷制動試驗所需要扭矩值。在整個過程中，如果驅(qū)動主機能夠一直保持靜止，則表明制動力是能夠滿足要求的。電梯梯靜態(tài)測試和空載動態(tài)檢測結(jié)合的檢測方式的特點是：該方法較好地綜合前面所述的幾種測試方法的優(yōu)點，不失為一種較好的方法。

3 結(jié)束語

通過分析目前對電梯制動性能無載荷檢測技術(shù)的分析比較，目前，通過空載試驗有效評價電梯有載下行制動性能的方法和測試設(shè)備很少。另外，現(xiàn)有的檢測技術(shù)只提供了檢測結(jié)果，未提供整個制動過程分析，明確導(dǎo)致制動性能下降的具體因素，例如控制系統(tǒng)響應(yīng)時間、制動器動作響應(yīng)時間等更詳細的內(nèi)容，以便能夠根據(jù)這些數(shù)據(jù)，為電梯制動性能的調(diào)整提出方案和整改方向。在提高現(xiàn)場檢驗的準確度、便捷度的同時，還提升了檢驗的服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)水平。

隨著檢驗方法的不斷創(chuàng)新發(fā)展，新的檢驗技術(shù)也將不斷更迭，會有更好的檢測方案和電梯發(fā)展技術(shù)和要求相適應(yīng)，保證電梯的安全運行。