安全保護裝置在電梯轎廂意外移動的設計

李奎

摘要：本文采用文獻分析法、比較法，分析了預防電梯轎廂意外位移的制動裝置設計，分析了預防轎廂意外位移的檢測裝置設計，旨在為安全保護裝置在電梯轎廂意外移動的設計提供有效參考。

關鍵詞：安全保護裝置；意外移動

一、制動裝置設計

（一）制動器故障導致轎廂意外移動原因分析

制動器是具有使運動部件減速、停止、保持停止狀態等功能的裝置，電梯的安全保護裝置中必須具有制動器，如果電梯不具備制動器該電梯為違規電梯或者不合格電梯，禁止投入使用。電梯制動器的作用主要有三個：其一，當電梯電源被切斷時，制動器能夠自行運作，使制動閘瓦抱住制動輪迫使電梯停止運動。電梯制動減速時其速度不能大于安全鉗制停轎箱速度，或者不能大于轎箱停止在緩沖器上所產生的減速度。其二，當電梯到站停止運行時，制動器可確保電梯靜止不動，并在下次啟動前不得打開。其三，當電梯運行速度大干限速器動作速度時，制動器對制動輪實施制動，迫使電梯減速或者停止運動。無論在任何情況下制動器都應具備足夠的制動力，確保電梯轎廂安全運行。但是若電梯制動器間隙過大，制動力矩就會相應減小，產生的制動力達不到電梯轎廂安全運行的要求，就容易發生電梯轎廂意外移動的情況。此外制動器線圈燒毀或者制動器發生機械卡阻等故障，會使制動器失去自行運作的作用，或者制動閘瓦抱住制動輪的制動力不足，不能起到停止電梯減速、停止運動的功能，也容易引發電梯轎廂的意外移動。我國關于電梯制動器標準規定，電梯必須具備兩組制動器，當其中一組失效后另一組也能確保電梯安全運行。但是我國部分電梯制造產業，為了節約成本只在電梯中組裝一組制動器，電梯制動器一旦發生故障容易導致電梯轎廂意外移動，增加電梯轎廂運行的風險。制動器故障的另一個原因是電氣故障，電氣故障的原因主要是制動器回路設計不合理和制動器線圈燒毀。回路設計不合理主要體現在接觸器的設計上。

該電梯制動器回路滿足我國關于制動器必須有兩個或者兩個以上的獨立電氣安全裝置，但是當電路中U或者D任何一處接觸器閉合時，電路都被連通，均會導致運行接觸器吸合而不能切斷電路。如果電梯轎廂在制停過程中運行接觸器無法斷開，轎廂會因失去制動力而發生意外移動。我國這類設計的電梯制動器有TOEC40等型號電梯制動器，在電梯轎廂制停過程中容易發生意外移動事故。此外如果制動器回路短路致使電圈燒毀，制動器便會失去制動作用，進而導致電梯轎廂的意外移動。

（二）曳引裝置設計

曳引輪裝置的作用是為電梯轎廂的運行提供驅動機械力，它主要由曳引輪、鋼絲繩和對重組成。對重的作用是平衡轎廂，對重與曳引輪之間相互作用產生摩擦力，這個摩擦力便是電梯上行、下行運動的動力，也就是曳引力。曳引力如果太小，電梯轎廂會發生平層精度存在誤差，或者轎廂發生意外移動等事故，造成電梯轎廂擠壓、剪切等多種事故，威脅電梯乘客的生命健康。如果電梯曳引力過大，電梯轎廂在到達最高目的層后會被繼續提升，容易發生>中頂事故。因此在設計時應合理設計曳引力，避免轎廂運行過程中發生轎廂移動等事故。曳引輪的曳引力是對重與轎廂的摩擦力，而摩擦力由于對重和轎廂質量以及摩擦系數密切相關。電梯對重恒定不變，電梯轎廂的重量會隨乘客或者貨物質量變化而變化，因此在計算電梯對重時一般取電梯轎廂額定質量與平衡系數的乘積。我國相關標準規定平衡系數的范圍一般在0.4-0.5之間，故電梯對重質量（W）的公式為：w=G+k0，其中G是電梯轎廂的凈重，0是電梯轎廂的額定重量。

二、檢測裝置設計

（一）檢測裝置導致轎廂意外移動的原因分析

電梯轎廂有轎廂門，建筑每層樓之間有層門。電梯每到達一次目的層，轎廂門和層門會同時開啟，電梯乘客或者貨物出電梯后，電梯層門和轎廂門會自動關閉繼續上升或者下降。電梯層門和轎廂門之所以能夠自動關閉。開啟，主要是因為電梯兩個門中皆安裝有電氣保護裝置，這個保護裝置的作用便是檢測電梯轎廂門和層門是否徹底關閉或者徹底開啟。在電梯的實際運行中，因為層門和轎廂門需要頻繁的開啟、關閉，檢測裝置需要不停的檢測，工作量比較繁忙。長此以往電梯的檢測裝置容易出現故障，有些維修人員為了一勞永逸會在層門、轎廂門開關處接通檢測回路，致使電梯電氣檢測裝置封接。如此一來檢測裝置便不會再出現故障，但是這種做法會影響檢測裝置對電梯層門、轎廂門的判斷。當電梯轎廂達到目的層后，由于檢測裝置無法判斷層門、電梯門是否開啟，便容易發生轎廂意外移動事故。

（二）設計方案

電梯檢測裝置是其安全保護裝置的一種，它的作用主要是采集電梯裝置中各種接觸器、繼電器釋放的信號，然后根據采集到的信號進行分析，判斷轎廂、層門的開啟狀態，判斷電梯轎廂運行是否存在門鎖短接故障。如果電梯發生短接故障，檢測裝置會將信號發送給制動器，制動器會自行運動切斷電梯電路迫使電梯轎廂停止運行或者減速。為確保檢測裝置檢測的精確性且滿足不接入控制電路的要求，我國電梯檢測裝置一般選擇激光位移傳感器，不但安裝方便、操作簡單、檢測精確快速，還能滿足電梯對檢測裝置的各種苛刻要求。

三、結束語

電梯轎廂運行過程中導致轎廂意外移動的原因主要是制動裝置故障和檢測裝置故障，制動裝置和檢測裝置都是電梯的安全保護裝置。制動裝置故障主要有兩種，分別是機械故障和電氣故障。機械故障主要是制動力不足，導致制動力不足的原因主要是摩擦力變小、制動裝置力矩變小等。電氣裝置故障主要是設計不合理和電路發生短路等故障，導致制動裝置失效。檢測裝置故障主要是層門、轎廂門之間的檢測裝置故障，或者發生封接故障，導致電梯到達目的層后產生意外移動。針對電梯轎廂意外移動故障原因，在設計時設計人員應嚴格按照相關標準，合理設計制動裝置和檢測裝置，避免以上故障發生。

（作者單位：安徽省特種設備檢測院電梯檢測一中心）endprint