電梯機械系統及制動器系統故障分析

宋長奇 韓洪濤 張翼

黑龍江東方學院計算機科學與電氣工程學部

一、引言

電梯故障分類主要是根據電梯系統及使用運行狀態進行劃分。本文重點介紹電梯制動機械系統運行故障，所以從電梯的機械系統進行分析。電梯機械系統主要分為五個子系統，包括電梯的驅動運行系統、電梯運行轎廂和平衡對重系統、電梯導軌及曳引繩導向裝置系統、電梯開關門系統、電梯的機械結構和功能的安全防護裝置，即電梯的主要機械系統由以上五部分組成，其中電梯開關門系統還包括電梯的層門和廳門開關狀態系統。本文著重講述電梯機械系統實際運行主要部件及系統組成和功能，深入剖析電梯制動系統機械組成，分析電梯制動系統故障。

二、電梯運行機械零件系統組成

電梯運行機械零件系統是電梯運行的主體零件部分[1]，也是電梯不可或缺的電梯實際運行和運輸人員及貨物的機械設備的集合。該設備集合由機械運行零件系統和電氣控制系統組成，電氣及機械安全系統也包括在該設備集合當中。該設備集合是電梯實際運行的重要組成部分，包括轎廂運行系統、重量平衡系統等五部分主要的電梯設備。

（一）電梯開關門系統。門系統主要由轎門、層門、開關門系統及門附屬零部件組成。實際運行狀態需要轎廂在垂直井道中保持較平穩和安全的運行環境，只有在這種環境下才能保證貨物和內部人員安全或避免損失，所以運輸過程中需要建筑物每層為電梯配備層門，同時需要廳門與之配合。

（二）電梯運行轎廂系統。轎廂作為高層建筑物井道內部垂直運行的重要機械設備，其機械結構主要包括兩部分。轎廂架是轎廂在垂直運行中能夠將負載和機械結構各部分的載荷均勻分配的重要機械結構，同時也是其重要的載荷支撐部件；而轎廂體是轎廂保證電梯在安全穩定運行時承載貨物和人員的機械空間設備。為了方便維保人員檢修電梯，電梯設計過程中要考慮在轎頂加裝照明或方便維修的通用設備。同時考慮一旦電梯發生事故，維修保養救護人員可以第一時間進行快速救援，所以綜合轎頂的照明設備，電梯設計人員通常會在其頂部加裝安全避險窗口[2]。

（三）曳引拖拽系統。曳引拖拽系統又叫作牽引載荷系統。該牽引載荷系統是電梯最關鍵的系統組成部分[3]。牽引載荷系統是電梯的動力輸出設備，為電梯提供轎廂在垂直的井道中上升和下降（雖然下降過程中主要由對重進行動力分配）的動力。牽引載荷系統中主要由曳引機設備提供動力輸出，由導向輪分配轎廂和電梯動力部分的動力輸出方向，同時依靠限速器和曳引繩的動作，在電梯事故或其不穩定運行狀態時提供安全保障。牽引載荷系統可以將系統電能轉化系統可以利用的機械能，最后利用轎廂和垂直運輸系統將其轉化成重力勢能，為貨物和人員在垂直的井道內提供提升和降低的動力[4]。

（四）重量平衡系統。重量平衡系統又叫作轎廂對重互補運行系統，該運行系統利用電梯機械運行的動能守恒原理進行設計。同時在轎廂垂直運行整體狀態中利用補償鏈補償整個系統的動能損失。轎廂在垂直井道整個實際運行中，利用導向輪將曳引機和轎廂進行實際井道的結構優化分配，可以將轎廂和曳引機按照井道的實際設計結構進行方向調整。該系統中的補償鏈（或補償鏈）的作用是當電梯曳引高度超過規定范圍，此時補償鏈補償鋼絲繩的差重[5]。該系統除了保證轎廂實際垂直動作穩定，還對轎廂的額定荷載進行有效分配，進而保證轎廂在建筑物井道內部安全運行。

（五）電梯導軌及曳引繩導向裝置系統。導向系統是電梯在運行過程中穩定性和舒適性的保證。電梯導軌及曳引繩導向裝置系統是轎廂可以按照其規定軌跡（垂直）運行的必要設備。該系統中的導軌、導軌架和導靴是保證電梯可以正常運行的重要機械零件設備。電梯導軌及曳引繩導向裝置系統在轎廂上下運行過程中還可以盡量減少轎廂與各部分零件的振動（也可以減小電梯其它各部分零件的相互振動）。

三、電梯制動系統機械故障

電梯制動器的機械類故障在電梯整體故障中占有重要比重，它是研究和分析電梯故障重要切入點和主要故障產生源，而電梯制動系統故障主要由以下幾個因素造成：導致制動器斷電后出現合閘緩慢甚至無法合閘的現象，制動器因此無法順利打開[6]；電梯維修保養人員在井道中對電梯進行初始或日常零部件安裝后，可能并沒有對其零件進行部件裝配校準，制動器設備零件在這種沒有校準的狀態下進行非常規運行。

除以上兩種因素外，電梯制動機械運行系統內部機械零件收到彈簧壓力不均勻，導致制動器內部的制動瓦呈現出受力不均的狀態，受力弱的一方則會在制動器運行中失去自動調節作用。

四、結語

電梯是現今生活中必不可少的建筑安全設施，它為廣大群眾帶來便利的同時也為建筑安全帶來了很多隱患。本文根據電梯機械安全裝置結構和功能，分析其機械運行過程，同時對電梯制動系統在實際運行的故障進行分析。結合機械及實際運行狀態，然后根據電梯安全設備系統內容，給出電梯安全機械系統各部分組成、分析和闡述其各部分作用。