電梯制動器常見失效形式與檢測技術研究

［摘 要］隨著城市化進程的不斷推進，高樓大廈越來越多，較高的樓層都會安裝電梯。而在電梯構成中，電梯制動器是影響電梯運行安全的重要因素，對保障乘客的生命安全至關重要。但電梯在給人類的生活帶來便利的同時，也時常發生事故，很多事故就是電梯制動器失效所致。文章介紹了電梯制動器的工作原理，分析了電梯制動器常見的失效形式，并探討了電梯制動器的檢測技術，以期為電梯行業的發展提供參考。

［關鍵詞］電梯；制動器；失效形式；檢測技術

［中圖分類號］TM64 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）07–0137–03

電梯在人們日常生活出行中起到重要的作用，給大眾帶來極大的便利。近年來，我國社會中電梯數量也呈逐年遞增態勢。根據國家市場監管總局發布的2023 年全國特種設備安全狀況的通告顯示，截至2023 年底，全國特種設備總量達2 128.91 萬臺，其中，電梯占比將近1/2，達到1 062.98 萬臺（圖1）。而在2023 年，全國總共發生特種設備事故71 起，其中電梯事故14 起，占比將近兩成（圖2）。而電梯制動器失效是發生電梯事故的主要原因，文章對此展開分析。

1 電梯制動器及其工作原理

電梯制動器是電梯穩定運行的保障，可實現電梯的平穩停靠。目前市面上的電梯制動器通常采用電磁制動的方式。電磁制動器主要利用電磁力實現制動，在電梯停止或電源斷電時能夠實現制動，使得電梯停止不移動。電磁制動器通常具有較高的制動力和可靠性，常見于商業電梯或高速電梯，成本較高但穩定性好。

電梯制動器的工作主要依靠電磁力和機械力的相互作用實現，在電梯處于靜止狀態時，曳引電動機和電磁電梯制動器的線圈中都沒有電流通過。即此時電磁鐵芯沒有吸引力，制動瓦塊在制動彈簧的壓力作用下抱緊制動輪，確保電機不旋轉。當曳引電動機通電開始旋轉時，制動電磁鐵中的線圈也同時通上電流。電磁鐵芯迅速磁化吸合，這一磁化過程會帶動制動臂，使制動彈簧受到作用力。由此，制動瓦塊會張開，與制動輪完全脫離，電梯得以開始運行。而當電梯轎廂到達所需停站時，曳引電動機失電，制動電磁鐵中的線圈也同時失電。這時，電磁鐵芯中的磁力迅速消失，鐵芯在制動彈簧的作用下，通過制動臂復位。這一復位過程會使制動瓦塊再次將制動輪抱住，從而電梯停止工作。

電梯制動器的工作原理可概括為：通電時產生電磁力，使制動器松開，電梯運行；斷電時電磁力消失，制動器回到原來位置，電梯制動從而停止。

2 電梯制動器常見失效形式

2.1 機械失效

電梯長時間使用會導致制動器零部件，如軸承、齒輪等，逐漸磨損，性能逐漸下降。如果不及時更換磨損的部件，制動器最終會出現失效。材料質量問題也是導致磨損加速的重要原因，如果采用劣質的材料制造機械部件，它們的安全性能會下降，極易出現斷裂和磨損。有的電梯制動器制動鐵芯嚴重腐蝕，或者有異物進入，導致鐵芯被卡住，制動器打開之后無法復位制動。也有松閘裝置本身設計不夠精良，加工精度不足，導致兩個鐵芯被卡。或者在進行機械臂的加工過程中出現制造缺陷，質量不好導致其在工作中發生斷裂。還有制動臂銷軸發生銹蝕使其制動能力下降甚至消失。同時，電梯在長時間的運行過程中，因震動等原因導致零件松脫，甚至發生位移、形變等，最終導致電梯制動器失效，釀成電梯事故。

2.2 制動器動力問題引起的失效

鋼絲繩的油或驅動主機軸承的油對制動盤造成了污染，導致制動力不足。制動盤表面長期存在潤滑油，形成了一層油膜，油膜積累到一定程度導致制動力大幅下降，造成事故發生。

制動彈簧長期使用效果下降導致制動力不足。制動彈簧在電梯制動器中扮演著至關重要的角色，其負責在電梯停止時提供必要的制動力，確保電梯安全穩定地停靠在指定樓層。然而，隨著時間的推移，制動彈簧會經歷反復的壓縮和釋放過程，這會導致其逐漸出現疲勞裂紋。當這些裂紋積累到一定程度時，制動彈簧的性能會顯著下降，制動力也會嚴重不足。當制動彈簧疲勞失效時，電梯在制動過程中無法獲得足夠的制動力，這可能導致電梯出現“溜梯”現象，即電梯在應該停止時卻繼續滑行。如果這種情況發生在乘客進出電梯或電梯滿載時，可能會造成嚴重的人身傷害和財產損失。

制動瓦和制動輪之間的摩擦力不足導致制動器動力不足。制動瓦會在電梯工作過程中不斷被消耗，當消耗到一定程度時，會導致制動力不足，進而導致制動失效。帶閘運行導致制動器閘瓦磨損嚴重進而影響制動力。由于制動閘瓦與制動輪之間的間隙過小，或者開閘力不夠導致制動器無法完全打開。當電梯在帶閘狀態下運行時，制動器閘瓦會持續與制動輪摩擦，這種不正常的摩擦會導致閘瓦迅速磨損。如果電梯長時間處于這種帶閘運行狀態，閘瓦的磨損會變得非常嚴重，甚至可能磨損到無法再提供有效制動力的程度。

2.3 電氣故障失效

電梯也屬于電氣設備，在電梯運行過程中，電梯控制器回路的各個部分都要處于相對穩定的狀態。并且電梯控制器中包含大量的電氣元器件，如繼電器、接觸器等。隨著時間的推移，這些元器件可能會老化、磨損失效，從而導致電梯控制信號異常，影響電梯的正常運行。電源也是電梯控制器正常工作不可或缺的元素。電源線路的損壞或電源不穩定會導致電梯控制器電氣故障。電梯控制器的線路連接是電梯控制器實現控制功能的關鍵，不管是線路連接不良、短路還是斷路，都可能導致電梯不能正常運行。也有電氣系統設計故障導致的電梯控制器失效。

3 電梯制動器檢測技術研究

3.1 電梯制動器機械部件檢測

可以先從電梯制動器的外觀入手，觀察制動器外觀是否有明顯的損傷、變形或腐蝕。檢查電梯制動器的安裝位置和固定方式，確保制動器安裝牢固，沒有松動現象。同時對電梯制動器的性能進行檢測，如制動器的響應時間、制動距離、制動效果等。通過檢測，可以對電梯制動器在緊急情況下的制動效果進行評估，從而對是否需要維修給出判斷依據。檢查電梯制動器的機械部件磨損情況，如檢查制動器的閘瓦、制動輪等關鍵機械部件的磨損，及時更換磨損較嚴重的部件，保證電梯制動器的制動力。

對于采用彈簧制動的電梯制動器，需要對彈簧的彈性和張力進行檢測，因為彈簧的性能直接影響到制動器的制動力，必須使其處于良好的狀態。定期對電梯制動器的機械部件進行潤滑，減少磨損。同時，做好電梯制動器的清潔工作，防止灰塵、雜物等進入制動器內部，進而影響其正常工作。也要檢測制動器機械部件中是否包含必要的安全裝置，如防抱死裝置、過載保護等，可在電梯制動器發生故障時提供額外的安全保障。

3.2 電梯制動器制動力檢測

電梯制動器制動力大小直接決定了電梯在緊急情況下能否及時、有效的停止。因此，制動力必須足夠大，以滿足電梯在不同狀態下的制動需求。在檢測制動力時，需要考慮到電梯的載重、速度及運行距離等因素，確保制動器能夠在各種情況下提供充足的制動力。同時，制動器制動力的穩定性也是檢測的重點。制動器在長時間運行過程中，可能會因為磨損、老化等原因導致制動力下降，出現制動力不穩定的現象。因此，需要定期對制動器進行檢測，及時發現并解決制動力下降的問題。

在進行制動力檢測時，還可以采用動態制動試驗法。這種方法是指在電梯正常運行中，通過測量制動器在各個位置的制動力大小，來判斷電梯的制動性能。在選擇測量設備時，需要考慮設備的精度、穩定性及安全性等方面，以確保測量結果的準確性和可靠性。需要注意的是，在檢測過程中不能出現機械噪聲或損傷。要求檢測人員擁有一定的專業技能和經驗，能夠正確操作檢測設備，避免對電梯制動器造成不必要的人為損傷。

3.3 電梯制動器電氣裝置安全檢測

在檢測過程中，應重點關注電氣裝置的獨立性。根據相關規定，電梯的主回路和電氣制動回路必須由兩個獨立的接觸器來控制。這兩個接觸器不應由同一個電氣裝置控制，以避免出現兩個接觸器的觸點都打不開的危險情況。因此，檢測時需要確認這兩個接觸器是否真正獨立存在，并且它們的觸點是否能夠在電梯停止時完全釋放。

而對于較新的制動器，還應關注其是否裝有抱閘監控開關。這個開關在制動器運行異常時能夠采取動作，使得電梯保護停梯，保障制動器的安全可靠運行。然而，目前并沒有相關標準要求所有的制動器都必須安裝此開關，但相信在未來標準中有所體現會更有利于電梯制動器的安全維護和檢驗。在檢測過程中，如果發現電氣裝置存在任何異常或不符合相關規定的情況，應立即停止電梯的運行，并盡快進行必要的維修或更換。同時，檢測人員需要根據自己的經驗，準確判斷出電氣裝置的狀態，并采取適當的措施解決問題。

4 結束語

文章通過對電梯制動器常見的失效形式進行分析，有針對性地提出了加強制動器機械部件的檢測、制動器制動力的檢測、制動器電氣裝置的安全檢測等方法，可解決電梯制動器存在的安全隱患、保障電梯運行安全，促使人們在城市建設不斷深入、電梯數量越來越多的當今社會能夠更加安全地乘坐電梯。

參考文獻

[1] 王文峰，王帥. 電梯制動器常見問題與風險點分析[J]. 中國電梯，2024，35（2）：55-58.

[2] 韓軍，劉珺. 電梯制動失效原因分析及檢驗對策解析[J].模具制造，2023，23（11）：244-246.

[3] 王浩. 電梯制動器常見失效形式與檢驗關鍵點分析[J]. 中國設備工程，2023（11）：165-167.