基于典型事故案例論電梯工作制動器

代 松 李 趙

（中國特種設(shè)備檢測研究院 北京 100029）

在保障電梯正常運行的重要安全部件中，制動器動作最為頻繁，保證電梯系統(tǒng)斷電或電動機動力喪失時，能夠有效將轎廂制停。通過對大量電梯事故案例研究發(fā)現(xiàn)，因電梯制動器自身設(shè)計缺陷或運行故障，導(dǎo)致沖頂、蹲底、溜車、剪切等人身傷亡事故在電梯事故中占比重很大，因此對電梯制動器各環(huán)節(jié)加強重視把關(guān)非常重要。

1 制動器的分類

1.1 按照制動形式分類

根據(jù)電梯制動器制動形式的區(qū)別，大體分為塊式制動器和盤式制動器兩類。

1）塊式制動器（見圖1）。

這種制動器簡單可靠，閘瓦包角小、散熱好，調(diào)整瓦塊與制動輪間隙方便，制動力矩大小與轉(zhuǎn)向無關(guān)，制動輪軸所受彎矩較小或是不受彎矩作用，但是其制造較復(fù)雜，尺寸較大。為了彌補這一缺點，在有齒輪曳引機上，通常是把制動器與聯(lián)軸器做成一體，從而使結(jié)構(gòu)更加緊湊；在大型無齒輪曳引機上，有時采用內(nèi)脹式制動器，以減小整體尺寸。

圖1 塊式制動器

2）盤式制動器（見圖2）。

近年來，隨著新式小型化曳引機的發(fā)展，盤式電磁制動器也時有應(yīng)用。同樣，盤式制動器也是常閉式的。其優(yōu)點是體積小、重量輕，轉(zhuǎn)動慣量小、動作靈敏，制動性能穩(wěn)定，制動軸也不承受附加彎矩。目前，在有些行星傳動曳引機和一些其他新型傳動裝置小型化的曳引機上，采用了盤式制動器。

圖2 盤式制動器

1.2 按照電磁鐵形式分類

根據(jù)電梯制動器電磁鐵形式的區(qū)別，大體分為鼓式制動器和碟式制動器。

1）鼓式制動器（見圖3）。

鼓式制動器主要作用在圓鼓柱面上。

圖3 鼓式制動器

2）碟式制動器（見圖4）。

碟式制動器主要作用在圓盤端面上。

圖4 碟式制動器

2 制動器的作用

電梯制動器的可靠性作用可歸納成如下兩條：

1）在電梯正常工作時，制動器應(yīng)在持續(xù)通電的情況下，保持打開狀態(tài)，在電機斷電失去動力后，制動器制動并保持轎廂的靜止?fàn)顟B(tài)。

2）在非正常情況下，無論何種原因引起的制動器線圈失電，制動器均能吸收轎廂運動的動能，有效地制停轎廂，并保持靜止?fàn)顟B(tài)。

具體作用方式體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）電梯停止時，提供保持靜止?fàn)顟B(tài)的制動力；

2）對非零速狀態(tài)停車制動的電梯，進行帶速制動；

3）對于某些具有改善啟動舒適感要求的電梯，允許帶閘啟動；

4）緊急狀況下采取緊急制動時，必須能夠?qū)㈦娞萦行е仆５取?/p>

3 制動器的新使命

李趙[1]簡述了既是工作裝置、更是安全裝置的電梯制動器，在電梯技術(shù)日新月異的發(fā)展、國家對節(jié)能環(huán)保的要求逐步提升要求下的新作用。隨著GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》[2]第9.10條和新第1號修改單分別對轎廂上行超速保護裝置和轎廂意外移動保護裝置以強制標(biāo)準(zhǔn)的形式作新要求，電梯制動器對于完成以上要求具有了新使命。

4 電梯工作制動器相關(guān)事故統(tǒng)計與分析

近期，按照質(zhì)檢總局特種設(shè)備局的部署，總局特種設(shè)備事故調(diào)查處理中心組織行業(yè)專家對2002～2015年的具有較完整結(jié)案材料的394起電梯典型事故進行了梳理、分析和凝練，事故原因涉及設(shè)備的不安全狀態(tài)共有224起，其中由于電梯工作制動器直接導(dǎo)致發(fā)生事故的有33起，占15%。分析表明，制動器故障主要表現(xiàn)為制動力不足、帶閘運行、機械卡阻失效、制動器控制回路故障（如控制回路被人為短接（改動）、接觸器粘連故障等）等。制動器故障表現(xiàn)形式見圖5。

典型案例1：

2013年5月15日，某醫(yī)院1名女護士乘坐電梯，在該女子從3樓層門走出電梯但尚未完全走出轎廂的時候，電梯在轎門和層門均未關(guān)閉的情況下突然向下運行，導(dǎo)致該女子一條腿被夾進電梯井道與轎廂之間的縫隙，該女子迅速被轎廂內(nèi)的其他乘客拽回電梯轎廂內(nèi)，電梯運行至負1層平層位置停止，但該女子當(dāng)場死亡。

圖5 制動器故障表現(xiàn)形式圖

經(jīng)調(diào)查事故發(fā)生的直接原因為電梯制動器制動力矩不足；間接原因為制動器的制動鼓與制動閘瓦之間摩擦表面存在潤滑油。

典型案例2：

2014年9月14日，某大學(xué)建筑系1名大四男生在一腳進入轎廂后，發(fā)生電梯在轎門和層門均未關(guān)閉的情況下突然運行現(xiàn)象，導(dǎo)致乘客擠壓致死。

經(jīng)調(diào)查事故發(fā)生的直接原因為電梯制動器控制回路被短接、改動，致使制動器控制回路一個接觸器在電梯運行時失去原有功能，同時導(dǎo)致永磁同步電機的封星回路失效，在制動器另一組電氣裝置控制發(fā)生故障時，電梯無法制動。

典型案例3：

2015年7月30日，某小區(qū)1名住戶在16樓電梯廳門處，發(fā)現(xiàn)1名女子被夾在電梯轎廂和井道壁之間。被夾人員被消防人員解救，后送醫(yī)院搶救無效死亡。

經(jīng)專家組對事故電梯現(xiàn)場勘查和技術(shù)分析，事故直接原因為維護保養(yǎng)人員未按該型號電梯維保要求調(diào)整好電梯工作制動器，造成制動器閘瓦磨損嚴重，導(dǎo)致制動力不足，轎廂開門溜梯，造成事故。

典型案例4：

2016年12月11日，某小區(qū)乘客乘坐電梯回家時，電梯發(fā)生上行超速現(xiàn)象，轎廂沖至24層（頂層）后停止，乘客受傷，后經(jīng)搶救無效確認死亡。

經(jīng)事故調(diào)查分析，主要原因是由于電梯制動器電磁鐵松閘釋放軸與銜鐵之間行成機械卡阻，使得制動器失效，造成輕載轎廂上行超速，沖頂造成事故。

典型案例5：

2017年4月8日，某物業(yè)公司管理的1臺電梯發(fā)生轎廂沖頂，致使1名乘客腰椎、頸椎受傷。

經(jīng)事故調(diào)查分析，直接原因為制動器因機械卡阻導(dǎo)致制動失效，輕載轎廂在對重裝置重力的作用下，致使電梯轎廂上行超速，轎廂碰撞到井道頂部，造成人員受傷。

4.1 從近15年的多起電梯事故案例中分析電梯制動器常見問題歸納如下

1）機械方面：

（1）高溫震動條件下長期使用導(dǎo)致粘接制動閘瓦開膠脫落；

（2）長期暴露引起密封橡膠老化和破裂，異物掉入制動器造成卡阻；

（3）不良的工作環(huán)境導(dǎo)致電磁鐵芯生銹，發(fā)生制動器卡阻；

（4）電磁鐵芯導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計不合理，造成制動器卡阻。

2）電氣方面：

（1）用于切斷制動器電流的電氣安全裝置，其數(shù)量和相互獨立性不滿足要求；

（2）制動器電磁鐵的最低吸合電壓或最高釋放電壓不滿足要求；

（3）制動器的抱閘監(jiān)控開關(guān)形同虛設(shè)；

（4）斷開制動器的釋放電路后，電梯存在延遲制動現(xiàn)象等。

4.2 制動器發(fā)生故障的主觀原因歸納

1）法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對制動器的設(shè)計準(zhǔn)則、技術(shù)條件、性能測試和評價方法等方面的要求不夠完善；

2）制動器微動開關(guān)性能差，制動器微動開關(guān)被短接或屏蔽；

3）隨機技術(shù)文件缺少對制動器的技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)特點、調(diào)整修理、判廢準(zhǔn)則等方面的描述；

4）作業(yè)人員缺乏相關(guān)專業(yè)知識和經(jīng)驗，以及未按照要求開展施工和維護保養(yǎng)自檢工作。

5 工作建議

5.1 在用電梯

1）原制造單位應(yīng)重點公示制動器維護保養(yǎng)和測試方式，并指導(dǎo)培訓(xùn)維保單位作業(yè)人員，做好專業(yè)的維護保養(yǎng)。

2）研究制定封星的相關(guān)技術(shù)要求，并對成熟梯型（如額定速度小于3m/s的永磁同步鼓式制動器）增加封星技術(shù)；該技術(shù)同時可以防止緊急救援時的誤操作等。

3）維護保養(yǎng)單位要做好電梯的上行超速保護裝置和下行超速保護裝置的定期維護、測試和驗證工作。

5.2 新出廠電梯

1）從法規(guī)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)角度，提高電梯工作制動器本身的設(shè)計和安全要求（如設(shè)計形式、關(guān)鍵材質(zhì)、可靠性動作次數(shù)、增加制動器檢測開關(guān)短接的電氣自動識別功能、兩個穩(wěn)定狀態(tài)都用電氣裝置驗證等）。

2）從設(shè)計和制造源頭嚴格把控工作制動器、轎廂意外移動保護裝置的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量品質(zhì)，提升設(shè)備本質(zhì)安全。

3）制造單位的產(chǎn)品技術(shù)資料上，進一步細化和完善電梯工作制動器的維護保養(yǎng)、調(diào)整測試相關(guān)方法；各施工單位（安裝、修理、保養(yǎng)等）要嚴格按照制造單位明確的維護保養(yǎng)方法，做好工作制動器、轎廂意外移動保護裝置、上行超速保護裝置和下行超速保護裝置的定期維護、測試和驗證工作。制動器上應(yīng)明確標(biāo)注使用壽命，使用壽命到期后應(yīng)立即更換。

[1]李趙，彭長友，王小鵬. 淺談曳引式電梯的制動器及其檢驗[J]. 中國電梯，2012，23(11)：50-55.

[2]GB 7588—2003 電梯制造與安裝安全規(guī)范[S].