電梯制動(dòng)能力評估方法的探討

鄧劍鵬

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 福州 350001）

電梯制動(dòng)能力評估方法的探討

鄧劍鵬

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 福州 350001）

主要探討電梯制動(dòng)能力評估的方法。從制動(dòng)器的國標(biāo)檢驗(yàn)要求、實(shí)際測試的制動(dòng)數(shù)據(jù)以及制動(dòng)器的出廠設(shè)置數(shù)據(jù)，總結(jié)出電梯緊急制動(dòng)所體現(xiàn)的制動(dòng)性能。在現(xiàn)場制動(dòng)力測試中，如何排除曳引力對制動(dòng)力測試數(shù)據(jù)的影響，以及在評估中影響制動(dòng)力的關(guān)鍵因素：閘瓦接觸面、機(jī)械結(jié)構(gòu)、溫升、電氣控制、制動(dòng)器的動(dòng)作檢測五個(gè)方面，論述評估中的注意事項(xiàng)。

制動(dòng)能力 動(dòng)態(tài)制動(dòng) 靜態(tài)制動(dòng) 制動(dòng)減速度 制動(dòng)力檢驗(yàn)流程 影響制動(dòng)力因素

近幾年在用電梯達(dá)到15年周期的老舊電梯數(shù)量逐步的增多。老舊電梯電氣與機(jī)械部件的老化與磨損，對電梯安全、穩(wěn)定運(yùn)行存在著不容忽視的隱患。目前電梯維保市場由于價(jià)格因素、維保人員人均維保臺(tái)數(shù)的增加以及維保人員的技術(shù)素質(zhì)等問題，導(dǎo)致部分電梯日常的維保工作僅僅應(yīng)付電梯的故障召修，電梯的保養(yǎng)及其調(diào)整無暇顧及。由此更加增加了這些老舊電梯的故障隱患。各地的特種設(shè)備監(jiān)察機(jī)構(gòu)及檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)為加強(qiáng)對老舊電梯的監(jiān)管與檢驗(yàn)，針對性地實(shí)施老舊電梯的安全評估，在這兩年的逐步實(shí)施過程中，評估的方法也在逐步的提高。下面對老舊電梯安全評估中重點(diǎn)項(xiàng)目：制動(dòng)能力的評估方法與大家探討。

1 現(xiàn)行電梯標(biāo)準(zhǔn)與檢驗(yàn)規(guī)則對制動(dòng)能力的要求及解讀

GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》和TSG 7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則》對制動(dòng)能力的要求：

1）GB 7588中12.4.2.1：當(dāng)轎廂載有125%額定載荷并以額定速度、向下運(yùn)行時(shí)，操作制動(dòng)器應(yīng)能使曳引機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在上述情況下，轎廂的減速度不應(yīng)超過安全鉗動(dòng)作或轎廂撞擊緩沖器所產(chǎn)生的減速度。所有參與向制動(dòng)輪或盤施加制動(dòng)力的制動(dòng)器機(jī)械部件應(yīng)分兩組

2）TSG 7001中8.10：轎廂空載以正常運(yùn)行速度上行時(shí)，切斷電動(dòng)機(jī)與制動(dòng)器供電，轎廂應(yīng)當(dāng)完全停止，并且無明顯變形和損壞；

3）TSG 7001中8.11：轎廂裝載1.25倍額定載重量，以正常運(yùn)行速度下行至行程下部，切斷電動(dòng)機(jī)與制動(dòng)器供電，曳引機(jī)應(yīng)當(dāng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，轎廂應(yīng)當(dāng)完全停止，并且無明顯變形和損壞；

以上三條對制動(dòng)器均有“停止”的要求，其中GB 7588中12.4.2.1“曳引機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)”是曳引輪在制動(dòng)器的作用下停止轉(zhuǎn)動(dòng)，體現(xiàn)的是對制動(dòng)器的超載下行的制動(dòng)能力的要求。

雖然上述檢驗(yàn)制動(dòng)能力的規(guī)范，體現(xiàn)出不同的檢驗(yàn)內(nèi)容，但除對試驗(yàn)載荷要求不同外，試驗(yàn)條件均為額定速度運(yùn)行時(shí)緊急制動(dòng)測試，并且對制動(dòng)減速度的要求是不大于1g。該制動(dòng)減速度只是限定了減速度的最大值，說明減速度允許的范圍很大，體現(xiàn)到制動(dòng)減速距離上則是允許轎廂在緊急制動(dòng)后滑行一段距離。

2 三種配置不同曳引機(jī)的電梯緊急制動(dòng)曲線數(shù)據(jù)分析

1）速度1.75m/s、載重800kg、同步電機(jī)、鼓式抱閘、使用年限6年；

表1 速度1.75m/s、載重800kg的緊急制動(dòng)數(shù)據(jù)

2）速度3m/s、載重1000kg、直流電機(jī)、鼓式抱閘、使用年限16年；

表2 速度3m/s、載重1000kg的緊急制動(dòng)數(shù)據(jù)

3）速度3.5m/s、載重1000kg、同步電機(jī)、鼓式抱閘、使用年限6年；

表3 速度3.5m/s、載重1000kg的緊急制動(dòng)數(shù)據(jù)

4）空載上行和滿載下行制停減速度的差異；

圖1 制停減速度差異圖

5）曲線分析結(jié)論：

（1）空載上行制動(dòng)減速度平均值：1.466m/s2，滿載下行制動(dòng)減速度平均值：1.189m/s2，滿載下行制動(dòng)減速度=81%空載上行制動(dòng)減速度；

（2）空載上行制動(dòng)減速度區(qū)間：［1.198,1.884］m/s2，滿載下行制動(dòng)減速度區(qū)間：［0.572,1.864］m/s2，緊急制動(dòng)減速度在［0.5,2.0］的區(qū)間內(nèi)；

（3）所測試的18條緊急制動(dòng)曲線，未出現(xiàn)鋼絲繩與曳引輪打滑。

3 制動(dòng)器制動(dòng)能力的評估方法探討

通過上述的評估案例的數(shù)據(jù)，可以看出緊急制動(dòng)減速度只是在一個(gè)小范圍內(nèi)，且未出現(xiàn)鋼絲繩與曳引輪打滑，說明制動(dòng)器的制動(dòng)力在下降了，滑移距離是由制動(dòng)輪的打滑引起的。因此筆者在電梯制動(dòng)能力的評估中，更重要的是檢驗(yàn)出電梯所具備的制動(dòng)能力與設(shè)計(jì)制動(dòng)能力的差異。其次，由于在電梯制動(dòng)能力的評估中，根據(jù)檢規(guī)所進(jìn)行的試驗(yàn)，其結(jié)果并非僅僅反映出電梯的制動(dòng)能力，曳引能力的問題也會(huì)體現(xiàn)在試驗(yàn)結(jié)果上。如何在試驗(yàn)中排除其他因素的影響，使試驗(yàn)結(jié)果能準(zhǔn)確的體現(xiàn)出電梯的緊急制動(dòng)能力？筆者總結(jié)了以下評估方法流程圖（如圖2所示）。

圖2 評估方法流程圖

4 影響制動(dòng)器制動(dòng)能力的因素分析

通過對制動(dòng)器的評估，筆者認(rèn)為主要有五個(gè)影響制動(dòng)能力的因素。

4.1 閘瓦與制動(dòng)器的接觸面因素

接觸面間距要求，制動(dòng)時(shí)兩側(cè)閘瓦應(yīng)緊密、均勻地貼合在制動(dòng)輪的工作面上，松閘時(shí)應(yīng)同步離開，其四角處間隙平均值不大于0.7mm。

制動(dòng)力受接觸面間距影響的案例如圖3所示。由于閘瓦的磨損，固定閘瓦的螺栓頭高于閘瓦厚度，閘瓦與制動(dòng)輪不能保持面接觸，導(dǎo)致電梯制動(dòng)能力不足。

圖4所示接觸面不均勻，有可能摩擦面的一側(cè)受油污染，相同摩擦面上的摩擦系數(shù)已發(fā)生變化，這也會(huì)造成制動(dòng)力下降。

圖3 接觸面間距因素

圖4 接觸面摩擦系數(shù)

4.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)因素

所有參與向制動(dòng)輪或盤施加制動(dòng)力的制動(dòng)器機(jī)械部件應(yīng)分兩組裝設(shè)。如果一組部件不起作用，應(yīng)仍有足夠的制動(dòng)力使載有額定載荷以額定速度下行的轎廂減速下行。但按照GB 7588—1997制造的電梯制動(dòng)器機(jī)械部件僅要求單組裝設(shè)，因此單組機(jī)械部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)方面存在的風(fēng)險(xiǎn)，對系統(tǒng)的制動(dòng)能力影響是至關(guān)重要的。

圖5所示的是制動(dòng)器鐵芯銹蝕。制動(dòng)器鐵芯是制動(dòng)器的第一運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，鐵芯與基座的間隙較小，鐵芯的銹蝕及異物的進(jìn)入將影響制動(dòng)器運(yùn)動(dòng)間隙，嚴(yán)重情況將導(dǎo)致制動(dòng)器卡阻失效。

圖6所示的是制動(dòng)臂的聯(lián)動(dòng)軸銷變形。制動(dòng)臂的聯(lián)動(dòng)軸銷的缺乏潤滑銹蝕以及在安裝過程的敲打變形，影響制動(dòng)臂與制動(dòng)器鐵芯的動(dòng)作同步性。制動(dòng)器磁芯的合閘間隙。

圖7所示的是制動(dòng)器合閘間隙太小。合閘間隙需要保持大于0.5mm，當(dāng)合閘間隙太小時(shí)，隨著閘瓦的磨損，制動(dòng)臂受磁芯位置的限制將無法抱緊制動(dòng)輪。

圖5 制動(dòng)器鐵芯銹蝕圖

圖6 制動(dòng)臂的聯(lián)動(dòng)軸銷變形圖

圖7 制動(dòng)器磁芯的合閘間隙圖

4.3 制動(dòng)器的溫升因素

隨著制動(dòng)器線圈溫度的升高，制動(dòng)器的線圈電阻將增加，電磁線圈功率會(huì)減小，當(dāng)電磁功率小于彈簧功率時(shí)將導(dǎo)致開閘不到位。另外若電梯機(jī)房環(huán)境溫度過高，制動(dòng)器線圈無法散熱，將導(dǎo)致制動(dòng)器線圈的溫度升高。制動(dòng)器維持電壓過高也將直接影響制動(dòng)器的溫升。

4.4 制動(dòng)器的電氣控制

制動(dòng)器的電氣控制回路，至少應(yīng)用兩個(gè)獨(dú)立的電氣裝置來實(shí)現(xiàn)。圖8所示的是BR繼電器控制回路，BR繼電器的控制點(diǎn)在變頻器，只有在安全回路、門回路、主接觸器及抱閘接觸器粘連檢測、變頻器具備運(yùn)行條件后才能使BR繼電器吸合。圖9所示的是正確的抱閘控制電路，通過BR和BY兩個(gè)繼電器的串聯(lián)控制抱閘線圈B。在評估現(xiàn)場還必須對電氣裝置的獨(dú)立性進(jìn)行判定，即兩個(gè)獨(dú)立的電氣裝置，相互不受對方控制（圖9為控制電路中的BY控制回路）。圖10所示的是其控制點(diǎn)在安全回路，如果安全回路及門回路斷開，BY繼電器將斷開。

圖8 BR繼電器控制回路示意圖

圖9 抱閘控制電路示意圖

圖10 BY繼電器控制回路示意圖

4.5 制動(dòng)器的動(dòng)作檢測型式

檢測方式分為間接檢測和直接檢測兩種方式。通過檢測抱閘接觸器電氣觸點(diǎn)通斷，代表制動(dòng)器的機(jī)械開閉，因接觸器的動(dòng)作不能等同于制動(dòng)器的動(dòng)作，因此在評估中不認(rèn)為是可靠的檢測方式。利用微動(dòng)開關(guān)對抱閘臂的動(dòng)作進(jìn)行檢測，是對制動(dòng)器的直接檢測，檢測結(jié)果應(yīng)穩(wěn)定可靠。

5 結(jié)論

本文對檢規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)中述及的電梯制動(dòng)能力的試驗(yàn)方法進(jìn)行探討。對于符合檢規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)要求的制動(dòng)器，僅僅是符合了系統(tǒng)制動(dòng)能力的最低要求。為正確地評估電梯所具備的制動(dòng)能力，除了審查資料外，更重要的是在現(xiàn)場要檢查制動(dòng)器的實(shí)際工作狀態(tài)，進(jìn)行各種工況下的測試，必要時(shí)進(jìn)行機(jī)械部件的拆檢，這樣才能正確評估出電梯系統(tǒng)所具備的制動(dòng)能力。

［1］ GB 7588—2003 電梯制造與安裝安全規(guī)范［S］.

［2］ TSG T7001—2009 電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯［S］.

Discuss on Elevator Braking Capacity Assessment

Deng Jianpeng
（Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute Fuzhou 350001）

This paper describes the elevator safety technology assessment of the braking capacity. According to the national standard requirements for braking inspection， actual braking test data and brake factory settings data，the braking performance in elevator emergency braking is summed up. In the fi eld test of braking force， it is discussed how to exclude the impact of the traction force on the braking test data， and the key factors affecting the braking force in the assessment： shoe contact surfaces， mechanical structure， temperature rise， electrical control， motion detection brakes， and the matters need attention in assessment.

Braking capacity Dynamic braking Static braking Braking deceleration Braking force inspection process Factors affecting the braking force

X941

B

1673-257X（2015）05-24-05

10.3969/j.issn.1673-257X.2015.05.006

鄧劍鵬（1973～ ），男，本科，工程師，從事特種設(shè)備檢驗(yàn)工作。

2014-11-28）裝設(shè)。如果一組部件不起作用,應(yīng)仍有足夠的制動(dòng)力使載有額定載重量以額定速度下行的轎廂減速下行。