電梯門鎖鎖緊元件嚙合狀態檢驗方法探討

陳建勛 林曉明 李繼承 邰勝林

（1.廣東省特種設備檢測研究院珠海檢測院 珠海 519002）

（2.珠海市安粵科技有限公司 珠海 519000)

近年來隨著我國城市化水平的不斷推進，高層建筑的不斷增加，電梯得到越來越廣泛的使用，逐漸成為人們不可或缺的交通工具。然而電梯使用過程中安全隱患和事故風險是客觀存在的，尤其是在互聯網快速發展時代，電梯故障或事故也得到越來越多的社會關注。同時，高效率、低能耗、低成本的電梯發展趨勢也對其使用安全性能提出了更高的要求。相關文獻[1-3]表明，我國80 %以上的電梯故障和70 %以上的電梯事故都由于門系統出現問題引起，其中“門的鎖緊”不合格導致的最常見事故是層門意外開啟后人員墜入井道。因此，電梯門系統的檢驗是確保電梯安全運行的重要內容，需引起足夠重視。層門門鎖是門系統重要組成部件，門鎖設計不符合規范、安裝時裝配誤差過大或者電梯使用維護過程中門鎖觸點被人為調整，都會導致嚙合深度不足。單個層門門鎖鎖緊元件的嚙合狀態是否合格都直接決定了電梯整機是否合格，嚙合深度的檢驗項目在舊版和最新版檢規中都是重點檢驗項目。

1 標準檢規的要求

TSG T7001—2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯》6.9門的鎖緊（1)和GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》7.7層門鎖緊和閉合的檢查對“門的鎖緊”有相同的規定：層門鎖緊必須由一個電氣安全裝置來證實，該裝置應由鎖緊元件強制操作而沒有任何中間機構；轎廂應在鎖緊元件嚙合不小于7 mm時才能啟動；鎖緊動作應由重力、永久磁鐵或者彈簧來產生和保持，即時永久磁鐵或者彈簧失效，重力亦不能導致開鎖[4，5]。同時，TSG T7001—2009 6.9 （2)也規定，如果轎門采用了門鎖裝置，該裝置應當符合6.9（1)的要求。此外，GB 7588—2003中7.7.3.1對“門的鎖緊”還針對鎖緊元件結構、材料、承受一定開門方向作用力時鎖緊效能的保持和抗變形能力，以及門鎖裝置的防護與門鎖部件檢查的便利性等方面提出了更多的要求。無論是檢驗規范還是國家標準的規定，目的是確保電梯在可靠關門情況下才能啟動運行，正常運行過程中，當轎廂不在該層門的開鎖區域內停止或停站時應不能打開層門，以防止墜落風險。

檢規中針對該項目的檢驗方法包括：目測門鎖及電氣安全裝置的設置；目測鎖緊元件的嚙合情況，認為嚙合深度可能不足時測量電氣觸點剛閉合時鎖緊元件的嚙合深度；使電梯以檢修速度運行，打開門鎖，觀察電梯是否停止。其中，嚙合深度的測試由于需要得到具體的數值，且在操作過程中需兼顧測量效率和測量精度，已成為實際檢驗過程中的難點和研究熱點。

2 嚙合深度的各種檢驗方法

2.1 嚙合深度檢驗過程

根據檢規中“轎廂應在鎖緊元件嚙合不小于7 mm時才能啟動”的要求，通常嚙合深度的檢驗可分為四個過程，流程如圖1所示。開始測試時手動或通過機械傳動部件撥動活動鎖鉤使之與固定鎖鉤逐漸嚙合，當通過各種方式識別到電氣觸點閉合動作時不再繼續嚙合，維持電氣觸點動作時的狀態，最后通過鋼直尺測量等方式檢測觸點動作時的鎖鉤嚙合深度。當采用自動化程度較高的信號接收裝置自動識別觸點動作時電或磁的瞬變信號繼而觸發嚙合深度自動測量時，則無須手動保持觸點動作臨界狀態。測試的難點在于電氣觸點動作瞬間的識別以及嚙合深度的測量。

2.2 現有各種測量方法

圖1 嚙合深度檢驗過程流程圖

現有的門鎖鎖鉤嚙合深度檢測方法較多，為方便分析，根據電氣觸點閉合瞬間識別、門鎖嚙合深度測量和觸點閉合瞬間狀態保持幾個過程中實現方式的不同對各種測試方法進行比較。實際嚙合深度的檢測方法為各個過程中測試方法的組合。

●2.2.1 電氣觸點動作識別

根據門鎖電氣觸點動作瞬間識別方式的不同，測量方法主要火花法、試啟動法、聲音法[6]、電壓法、通斷法、指示燈法[7]和磁感應法[8]，其中前三種方法通過人體感知進行判斷，后四種方法則借助萬用表等測試裝置進行識別。

火花法利用電氣觸點在閉合瞬間產生的火花作為門鎖觸點閉合信號，對于部分門鎖電氣開關，該方法簡單、易識別。然而，部分電氣觸點閉合時并不產生火花，部分觸點在接觸很近但尚未閉合時由于拉弧效應也會產生火花，且觀察時易受環境照度的影響，導致該方法通用性不足。

試啟動法嚴格按照檢規所述“轎廂應在鎖緊元件嚙合不小于7mm時才能啟動”的要求，檢測時，兩操作人員站于轎頂，一人逐漸放下鎖鉤，另一人按住檢修運行開關，當感知到轎廂運動的瞬間立即松開檢修運行開關，保持嚙合狀態再開始測量，由于通過感知轎廂運動進行判斷且需要兩人配合操作，該方法存在一定的滯后性，測試精度易受轎廂移動的影響。

聲音法利用門鎖觸點接觸時接觸器機械吸合產生聲音進行判斷，該方法簡單，易受外部環境影響，通用性不足。

電壓法利用數字萬用表進行測試，卸掉電氣安全開關防護蓋，用鱷魚夾代替測試表筆夾在門鎖兩觸點上進行測量，該方法即時性也較高，減弱了判斷門鎖閉合時的滯后性，通用性也較好，且不易受周圍環境影響，但由于帶電測試，存在一定安全隱患。

通斷法，亦稱為不帶電測量法，測試前需斷開電氣安全開關與安全回路接線，將萬用表調節至通斷檔，與電壓法同樣的方式進行接線，鎖鉤逐漸嚙合過程中聽到萬用表“蜂鳴聲”時即為觸點動作瞬間，該方法測試時電氣開關不帶電，安全性高，即時性和通用性較高，但拆線接線較煩瑣，效率受到影響。

指示燈法通過在安全回路上外接指示燈，模仿電筆測電時指示燈亮滅原理，通過電氣開關觸點閉合時指示燈點亮信號進行識別，該方法即時性高、易識別，但改變了門鎖安全回路固有電路，測試過程不獨立。

磁感應法是幾種借助外部測量裝置檢測方法中唯一一種非接觸測試方法，該方法基于觸點閉合時安全回路中電流從無到有時產生的電磁感應現象，利用磁觸發單元或電流互感通斷識別模塊采集磁感應信號，單片機接收并處理信號，該方法一般用于嚙合深度自動測試裝置中，即時性高，無須接線端接線，測試過程獨立，對門鎖電路無干擾。

上文所述各種電氣觸點閉合臨界點的識別方法的信號類型、信號獲取方式和特點總結見表1，在測試過程中可結合多種類型觸發信號進行綜合判斷。

表1電氣觸點閉合臨界點的各種識別方法比較

●2.2.2 嚙合深度測量

電氣觸點剛閉合時目視門鎖嚙合狀況，當懷疑嚙合深度不足時，需進一步進行測量。現有各種嚙合尺寸測試方法主要有鋼直尺測試法、定性刻度法、定量刻度法[9]和數字圖像法[8、10]。最常用的測量方法是直接用鋼直尺進行測試，操作簡單，但測試時一般需要手動保持鎖鉤臨界嚙合狀態，且讀數時易受周圍環境和人眼觀測誤差的影響，影響測試精度。定性刻度法和定量刻度法都是在測量前借助鋼直尺用記號筆預先在鎖鉤上繪制出刻度線，再讀取觸點閉合瞬間的刻度值。定性刻度法只描繪出嚙合深度為7mm時的刻度線，定性判斷嚙合深度是否大于7mm，定量刻度法除繪制出7mm刻度外還在其兩端以1mm為間距繪制出其余嚙合深度刻度線，測試時可直接讀出嚙合深度數值。近年來隨著計算機圖像處理技術的發展，數字圖像法用于嚙合深度測量也有研究報道，主要有形狀匹配法和圖像識別法。形狀匹配法在測試前計算機中已預先存儲各種結構鎖鉤的模板圖像，將相機采集到的觸點動作時門鎖鎖鉤圖像與數據庫中模板圖像進行匹配對比，算法自動計算出嚙合深度值，此方法操作簡單，且可在計算機中建立測試結果數據庫，測試結果可追溯。圖像識別法在測試前先在門鎖上粘貼刻度標識，電氣觸點動作瞬間觸發相機拍照，通過圖像分割、特征提取等算法對照片上的刻度線進行提取和識別，自動計算出嚙合深度。數字圖像法自動化程度和檢測精度高，但由于需要用到計算機和工業相機，設備成本較高，使其推廣應用受到一定的限制。

表2 門鎖嚙合尺寸的各種測量方法比較

●2.2.3 安全觸點動作臨界狀態保持

在非自動觸發測量嚙合尺寸情況下，如采取鋼直尺測量法、刻度法等人為讀數方式，需要對安全觸點動作臨界狀態進行保持。通常用手直接撥動活動鎖鉤進行保持，由于受人為操作的影響，測試精度將受到影響。成都市特種設備檢驗院設計出一種嚙合深度機械測量裝置，通過微動機械傳動部件移動鎖鉤嚙合位置，無須用手保持鎖鉤位置，減輕勞動強度的同時提高了測試精度，可方便測量觸點閉合或開啟瞬間的嚙合深度[11]。若采用指示燈法或磁感應法等方法自動識別觸點動作且自動測量嚙合深度時，則無須臨界狀態的保持過程，操作者可在顯示終端上直接讀取出嚙合值。

3 檢驗時應注意的問題

3.1 注意水平嚙合寬度是否足夠

如圖2（a)所示，檢驗人員在進行電梯門的鎖緊檢驗時，除了應關注GB 7588—2003所述豎直方向嚙合深度不小于7mm外，還應關注鎖鉤的水平方向嚙合寬度是否異常，即如圖1（b)中所示尺寸L，該尺寸的不足也會使門鎖存在安全隱患[12]。電氣元件動作前鎖鉤嚙合深度雖大于7mm，但是水平嚙合寬度不足，在層門外對層門同時施加足夠的與層門門面垂直方向（如用腳踹層門）和沿開門方向（如用手向兩側扒門）水平力時也會導致固定鎖鉤與活動鎖鉤水平錯位脫鉤，層門打開，導致人員墜落井道。造成水平方向嚙合寬度不足的原因主要是電梯層門安裝過程中尺寸控制不精確導致誤差過大。檢規雖對此未做具體要求，在安裝監檢時應注意活動鎖鉤和固定鎖鉤中心線間的水平偏離距離，確保在源頭上降低脫鉤隱患。

圖2 門鎖鎖鉤嚙合狀態

3.2 門鎖開啟與閉合狀態的檢驗

根據GB 7588—2003規定，門的鎖緊電氣安全裝置需符合14.1.2的要求，安全觸點需滿足“安全觸點的動作，應由斷路裝置將其可靠地斷開，甚至兩觸點熔接在一起也應斷開”，如果驗證門鎖鎖緊的電氣安全開關的安全觸點出現黏連或機械故障導致無法有效斷開或者延遲斷開時，將會發生嚙合深度不夠甚至已開門情況下的繼續走梯，產生剪切隱患。雖然TSG T7001—2009檢規中只規定觸點閉合時的嚙合深度要求，以確保關門時先機械鎖緊再電氣閉合驗證，但檢驗時也應關注觸點斷開時的嚙合深度應不小于7 mm，確保開門時先電氣斷開再機械斷開。此外，對于部分裝設有兩個層門鎖緊驗證裝置的電梯，對兩個電氣驗證裝置都應進行檢驗，確保所有觸點閉合和斷開時滿足嚙合深度要求[13]。

3.3 門鎖防護蓋導致無法有效檢驗

部分電梯門鎖裝置由于設計或制造安裝缺陷，使用了非透明且不便拆除防護蓋，導致無法對門鎖嚙合狀態進行有效檢驗[14]。GB 7588—2003 7.7.3.1雖然規定“門鎖裝置應有防護，以避免可能妨礙正常功能的積塵危險”，但同時也規定“工作部位應易于檢查，例如采用一塊透明板以便觀察”。如果有防護蓋且影響檢驗過程，應要求開設觀察孔。

4 結論

總結了對電梯門鎖鎖緊元件嚙合狀態相關檢驗要求。對門鎖嚙合深度檢驗過程進行分解，從電氣觸點動作識別、嚙合深度測量、安全觸點動作臨界狀態保持三個方面對不同門鎖嚙合深度檢驗方法進行了分析和總結，實際檢驗過程中可以對多種方法進行組合應用。最后結合自身檢驗經驗并參考相關文獻對門鎖嚙合深度檢驗時應注意的其他問題進行了交流和探討。