曳引驅動電梯制動失效原因分析及檢驗對策解析

劉躍鴻

摘? 要：確保電梯制動的高效性，對于電梯運行穩定和人們的出行安全至關重要。文章在闡述電梯制動器的主要結構和基本工作原理的前提下，針對電梯出現制動失效這一故障的原因進行研究分析，并提出應對的制動器失效問題的策略，以實現電梯在工作過程中正常、安全運轉。

關鍵詞：電梯;制動器;制動失效;檢驗;控制策略

中圖分類號：TG115.28 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）09-0128-03

Abstract： It is very important to ensure the efficiency of elevator braking for the stability of elevator operation and the safety of people's travel. On the premise of expounding the main structure and basic working principle of elevator brake， this paper studies and analyzes the causes of braking failure of elevator， and puts forward the strategies to deal with the brake failure problem， in order to achieve the normal and safe operation of the elevator in the working process.

Keywords： elevator; brake; braking failure; inspection; control strategy

前言

隨著社會經濟水平的不斷提升，高層建筑的建設數量持續增長;電梯運輸對確保人們出行的快速便捷作用顯著。電梯的制動器是保障電梯正常、安全運轉的核心部件之一，擁有可靠安全的制動功能是現代電梯設備應用的基本要求。然而受諸多因素影響，電梯制動失效的事故時有發生，威脅人們出行安全。研究和分析電梯制動器功能及失效控制的可靠性、安全性已成為電梯檢驗人員的重要工作內容。

1 電梯制動器的構成及工作原理

制動器的制動功能是否健全決定著電梯是否能夠正常運轉，制動器為機電式、常閉式結構，制動臂、制動閘瓦、制動彈簧、電磁鐵等都是其結構的重要組成部分[1]（如圖1），當切斷制動線圈的電源時，在制動彈簧的壓力作用下，制動器和制動瓦被牢牢的壓在制動輪上，控制轎廂運轉，使轎廂可靠停止在平層位置。制動線圈得電時，產生磁場，鐵芯被吸攏，在傳動機構的作用下將彈簧的彈力克服掉，從而張開制動臂，這時制動輪和制動器分離，從而保證電梯能夠按指令到達目的層。

2 電梯制動器失效的原因

電梯運行過程中，制動失效的現象時有發生;從制動失效機理來看，主要可分為電氣和機械兩大方面原因造成的。

2.1 電氣方面引起制動器失效

電氣方面是引起電梯制動失效的重要原因。一般情況下，制動器線圈在設計控制回路時不規范、接觸器在控制制動器線圈電源時粘在一起、控制制動器線圈回路接線不符合規范是其系統故障的三種基本類型。

2.1.1 制動器線圈控制回路設計不規范

對于電梯制動器的斷開、閉合實現而言，標準明確規定該過程的實現需要兩個獨立的接觸器進行控制。然而在部分電梯系統控制中，其制動器線圈控制回路設計未按照此規范進行設計，導致了電梯制動器控制失控的現象。另外，通過電氣控制系統對接觸器進行保護控制是其設計應用的基本內容，而在應用過程中，部分電梯的接觸器保護控制設計不合理，其使得制動器運行狀態的監控、反饋不及時，從而導致了制動失效現象的發生。

2.1.2 控制制動器線圈得電的接觸器觸點粘連

接觸器是控制電梯制動器線圈電源是否接通的核心構件之一，其斷開、閉合過程具有時間長、頻率高的突出特征[2]。設備應用過程中，一旦接觸器的應用時間較長，且沒有進行及時檢修與更換，其就會因材料弱化，造成接觸不良，維保人員人為并一個觸點來增加動作的可靠性，一旦并的觸點發生粘連后，制動器運行狀態無法監控，從而導致了制動器失效現象的發生。

2.1.3 控制制動器線圈回路接線不符合規范

對于電氣控制系統而言，正確的接線方式是從電源正極到觸點開關再到制動線圈再到電源負極，而圖2的接線方式一旦線圈末端到電源負極之間因為線破皮碰殼搭地時，如圖2對地短接點與地之間等電位，相當于短接，將使制動線圈一直得電，電梯制動器意外開閘，從而導致了制動器失效現象的發生。

2.2 機械方面引起制動器失效

電梯機械系統故障是較為常見的制動失效類型。一般情況下，其包含了制動器鐵芯卡阻、制動輪有油、制動閘瓦嚴重磨損、制動彈簧預緊力不足或（因老化）失去彈力四種基本類型。

2.2.1 制動器卡阻

電梯制動器卡阻是電梯制動失效的重要原因之一。電梯在運行過程中，由于鐵芯具有動作時間長，頻率高的凸出特征，制動器卡阻可由以下因素造成：（1）鐵芯材質不符合要求;（2）鐵芯中有雜質;（3）鐵芯出現剩磁;（4）制動器線圈兩端未設計二極管或電容器線路來吸收制動器線圈釋放電路后剩余的電能，使制動器線圈發熱嚴重，鐵芯潤滑脂固化，起不到潤滑，長期運行后，鐵芯出現臺階，制動器卡滯，從而引起制動功能無法正常工作。

2.2.2 制動輪油污

當電梯的制動輪出現油污時，會嚴重影響電梯的制動功能正常工作。制動輪油污可由以下因素造成：（1）維修過程中造成制動輪有油污未及時清理;（2）出廠設計時存在缺陷，如圖3，一旦減速器油封破裂，減速器的齒輪油將泄露在接油槽里，因接油槽無排油口，當大量的積集齒輪油時，維保人員又未及時清理時，制動輪將接觸到齒輪油，造成制動失效。

2.2.3 制動閘瓦磨損嚴重

當電梯的制動閘瓦出現很明顯的磨損時，會嚴重影響電梯的制動功能正常工作。造成制動閘瓦嚴重磨損的原因有可能是在閘瓦還沒有全部張開的時候，電梯的制動器就開始工作，使制動輪和制動閘瓦之間形成非常大的摩擦力，從而導致制動閘瓦嚴重磨損如圖4，維保人員未及時發現并排除，造成制動失效。

2.2.4 制動彈簧預緊力不足或失去彈力（因老化）

電梯制動彈簧預緊力不足或（因老化）失去彈力是影響電梯的制動功能正常工作的主要因素之一。制動閘瓦在日常的工作中會和制動輪之間時不時就會有摩擦，日積月累，時間久了制動閘瓦的磨損越來越嚴重，和制動輪之間的間距也越來越大，使兩者之間的摩擦力也跟著發生變化，從而制動器的制動力也跟著越變越小，如果這種情況下電梯的維修保養人員沒有重新調整制動彈簧預緊力，造成制動失效。另如圖5制動彈簧老化失去彈力，維保人員未及時更換，造成制動失效。

3 應對電梯制動失效的控制策略

制動失效后果嚴重，可能造成電梯沖頂、電梯蹲底、開門走梯等事故，必須避免。目前可以從兩個方面考慮：其一是加強制動器，包括電氣部分及機械部分性能的設計、制造、檢測、維護及保養，確保制動器各個部件處于良好的性能狀態，避免制動器失效，或者制動器失效導致事故。另一方面，通過技術提升及改造，使得電梯能夠監控制動失效故障并作出相應動作避免事故發生。

3.1 制動力矩不足控制

制動力矩不足是電梯制動失效的常見癥狀。在檢驗過程中，檢驗人員根據TSG T7001-2009中8.10項“當轎廂在空載的狀況下按照正常速度上行時，電動機和制動器的電源被切斷，轎廂應該立馬停止運行”和8.13項“當轎廂在超載25%的狀況下按照正常速度下行時，電動機和制動器的電源被切斷，驅動主機應該可以在制動器的作用下停止運行，且轎廂應無明顯變形和損壞”[3]，對于安裝監督檢驗我們根據8.10和8.13項目判斷其制動的可靠性，針對定期檢驗我們根據8.10項判斷其制動的可靠性，針對定期檢驗的乘客電梯每5年我們根據8.10項和8.13項判斷其制動的可靠性。

另外，為保證電梯制動力矩檢驗的規范，檢驗過程中，檢驗人員還應對制動力矩進行計算，來核算電梯制動是否可靠，在進行制動力矩的計算時，需要綜合考慮到轎廂在超載25%的狀況下按照正常速度下行到最底層停止運行。

3.2 電氣系統檢驗控制

電氣系統檢驗是電梯制動器檢驗的重要內容。檢驗過程中分二步進行。第一，查看電氣原理圖，看其回路設計是否符合標準，并現場核實。第二，分別現場模擬控制制動器得電的接觸器粘連，人為操作電梯返向運行，如可運行則回路設計不符合要求。

3.3 機械系統檢驗控制

制動器機械系統檢驗控制過程中，第一，針對電梯使用單位建立的維保、故障記錄檔案，分析是否有關于制動器方面故障。第二，重點針對制動器的卡阻、制動輪油污、閘瓦磨損情況、彈簧預緊力重點檢驗。第三，查看維保單，驗證維保人員專業操作能力。

3.4 新的安全技術規范中對制動器失效的監控及防范

新的安全技術規范增加了對制動器的提起（或者釋放）進行了監控，也就是制動器單邊在沒有完全張開閘瓦或抱緊制動閘瓦時，電梯故障停梯，避免了因制動閘瓦嚴重磨損或阻卡引起制動器失效。另新的安全技術規范增加了轎廂意外移動保護裝置，該保護裝置又包含了對制動力失效的保護，對于異步機曳引電梯在層門未被鎖住且轎門未關閉的情況下，一旦制動失效引起轎廂離開層站的意外移動，將通過制停子系統，如雙向安全鉗、安全鉗、鋼絲繩制動器等第二套制動裝置進行制動，避免因制動失效造成的開門走梯;對于永磁同步電機，雖沒有第二套制動裝置來對意外移動進行保護，但配備了制動力自監測系統，對制動力進行監測，確保了制動器工作的可靠性。電梯運行過程中，制動器性能監控使得電梯沖頂、電梯蹲底、開門走梯的異常狀況能夠避免。

4 結論

電梯制動器的制動功能對電梯的安全、可靠運行有非常大的影響。實踐過程中，只有在明確電梯制動器原理的基礎上，進行系統化的制動失效原因分析，才能制定科學有效的檢驗方法和制動器失效問題的控制策略，從而保證電梯運行安全。

參考文獻：

[1]杜靜云.試論電梯制動失效原因分析及檢驗對策[J].現代工業經濟和信息化，2016（9）：38-39.

[2]孫麗，孫廣華.試論電梯制動失效原因分析及檢驗對策[J].電子制作，2016（7）：88-88.

[3]中華人民共和國國家質量技術監督檢驗檢疫總局，TSGT7001-2009.電梯監督檢驗和定期檢驗規則-曳引與強制驅動電梯[S].

[4]秦平彥.電梯與自動扶梯技術檢驗[S].中國標準出版社，2008（8）：25-26.