電梯制動(dòng)器失效形式探究

摘要：對(duì)于電梯而言，其安全運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵在于制動(dòng)器，持續(xù)提供能量，預(yù)防電梯出現(xiàn)溜梯的情況，保證電梯能夠按照標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)平穩(wěn)地?？吭谝?guī)定的位置。因此，分析了電梯制動(dòng)器工作原理及檢驗(yàn)檢測(cè)中易出現(xiàn)的機(jī)械和電氣方面的故障。機(jī)械方面可能出現(xiàn)機(jī)械卡阻、制動(dòng)輪或制動(dòng)閘瓦表面出現(xiàn)麻點(diǎn)、油污、粉塵和制動(dòng)彈簧制動(dòng)力不足等故障。電氣方面可能出現(xiàn)制動(dòng)電阻失效、微動(dòng)開(kāi)關(guān)失效或者接線(xiàn)錯(cuò)誤、接觸器或者繼電器粘結(jié)等常見(jiàn)故障。根據(jù)實(shí)際檢驗(yàn)，分析了機(jī)械和電氣方面引起的兩起制動(dòng)器故障。機(jī)械方面主要是由于制動(dòng)輪表面出現(xiàn)了嚴(yán)重的麻點(diǎn)和凹痕，這將引起電梯制動(dòng)器的制動(dòng)力不足，極端情況下可能出現(xiàn)溜梯。電氣方面主要是由于制動(dòng)電阻絲斷裂，導(dǎo)致在制動(dòng)耗能時(shí)無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，從而出現(xiàn)制動(dòng)失效情況。

關(guān)鍵詞：電梯;制動(dòng)器;檢驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU857文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1009-9492（2021）12-0271-03

Probe into the Failure Form of Elevator Brake

Chen Yingfang

（ Quanzhou Branch，F(xiàn)ujian Special Equipment Inspection and Research Institute，Quanzhou，F(xiàn)ujian 362200，China ）

Abstract：For the elevator，the key to its safe operation is the brake to continuously provide energy，prevent the elevator from sliding，and ensurethat the elevator can stop smoothly at the specified position according to the standard braking. The working principle of elevator brake and themechanical and electrical faults that were easy tooccur in inspection anddetection wereanalyzed. Themechanical faultsmay occur，suchasmechanical j amming，pitting，oilstain，dust on thesurface of brake wheel or brakeshoeand insufficient braking force of brakespring. In theelectrical aspect，commonfaultssuchasbrakeresistancefailure，microswitchfailureor wiringerror，contactororrelaybondingmayoccur. According to the actualinspection，twobrakefaultscausedbymechanicalandelectricalaspectswereanalyzed. Intermsof machinery，itismainly due to serious pits anddentson thesurfaceof thebrake wheel，which willcauseinsufficient braking forceof theelevator brake，andsliding may occur in extreme cases. The electrical aspect is mainly due to the fracture of the braking resistance wire，resulting in the failure toachieve the expected effect when braking energy consumption，resulting in braking failure.

Key words：elevator;brake;test

0 引言

對(duì)于高層建筑而言，電梯是不可或缺的運(yùn)輸工具，為社會(huì)大眾提供便捷生活。隨著電梯使用范疇的拓展，電梯事故頻繁出現(xiàn)，為了保證電梯能夠安全運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)墜落、溜梯等意外事件，電梯必須配置制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)保障其安全性。所以，制動(dòng)系統(tǒng)是否安全、可靠，直接關(guān)系到電梯使用者及維護(hù)人員人身安全。電梯制動(dòng)器是電梯運(yùn)行的關(guān)鍵性裝置，可有效保障電梯安全運(yùn)行[1]。制動(dòng)器的工作原理是：當(dāng)電梯處于靜止運(yùn)行時(shí)，電磁制動(dòng)器、曳引電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈中便會(huì)失電，在這一情況下電磁鐵心便不會(huì)出現(xiàn)吸力，在彈簧影響下制動(dòng)瓦塊便會(huì)抱緊制動(dòng)輪，這一情況下電機(jī)不會(huì)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)曳引電動(dòng)機(jī)接通電源后，制動(dòng)電磁鐵心線(xiàn)圈便可接通電流，經(jīng)過(guò)電磁反應(yīng)促使磁鐵能夠迅速吸合，這時(shí)制動(dòng)臂的彈簧在電磁吸力的影響下，驅(qū)動(dòng)制動(dòng)瓦塊張開(kāi)，這時(shí)電梯便可安全運(yùn)行[2]。

本文分別闡述了電梯制動(dòng)器機(jī)械和電氣方面的故障，機(jī)械方面可能出現(xiàn)機(jī)械卡阻、制動(dòng)輪或者制動(dòng)閘瓦表面出現(xiàn)麻點(diǎn)、油污、粉塵等、制動(dòng)彈簧制動(dòng)力不足等故障。電氣方面可能出現(xiàn)制動(dòng)電阻失效、微動(dòng)開(kāi)關(guān)失效或者接線(xiàn)錯(cuò)誤、接觸器或者繼電器粘結(jié)等常見(jiàn)故障。并例舉了機(jī)械和電氣方面出現(xiàn)的兩個(gè)制動(dòng)器失效的案例進(jìn)行分析。

1 電梯制動(dòng)器的檢驗(yàn)檢測(cè)

1. 1電氣檢驗(yàn)

（1）制動(dòng)器正常動(dòng)作的檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)運(yùn)行或者以電動(dòng)控制動(dòng)器動(dòng)作的條件下，確認(rèn)制動(dòng)器是否可以按照預(yù)定方式完成動(dòng)作。

（2）制動(dòng)器動(dòng)作時(shí)的制動(dòng)臂動(dòng)作距離、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作區(qū)間是否在設(shè)計(jì)的正常范圍內(nèi)[3]。

（3）制動(dòng)器釋放時(shí)，壓緊彈簧的長(zhǎng)度是否在設(shè)計(jì)的正常范圍內(nèi)。

（4）制動(dòng)器釋放時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)力矩是否在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。可以通過(guò)力矩扳手或者系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的力矩確認(rèn)程序進(jìn)行確認(rèn)。也可以通過(guò)空載運(yùn)行時(shí)緊急停止條件下轎廂的制動(dòng)距離進(jìn)行判定[4]。

（5）控制動(dòng)器動(dòng)作的接觸器、繼電器發(fā)生斷路、粘連的模擬確認(rèn)，確認(rèn)控制系統(tǒng)是否可以正常的動(dòng)作[5]。

以上列舉的檢查項(xiàng)目在現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、定期維保時(shí)必須執(zhí)行，在檢驗(yàn)發(fā)生異常時(shí)應(yīng)按照調(diào)試方法進(jìn)行對(duì)應(yīng)操作，以確保制動(dòng)器可以更加可靠的使用[6]。

1. 2機(jī)械檢驗(yàn)

對(duì)電梯制動(dòng)器機(jī)械結(jié)構(gòu)故障進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)首先對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)首先對(duì)制動(dòng)器的靈活度與潤(rùn)滑情況進(jìn)行觀(guān)察[7]。如制動(dòng)器潤(rùn)滑不良，則需適當(dāng)予以潤(rùn)滑。針對(duì)制動(dòng)器表面存在的污染物，需及時(shí)進(jìn)行處理，油污需及時(shí)擦拭，以免影響制動(dòng)器性能，導(dǎo)致其運(yùn)行受阻[8]。制動(dòng)器檢驗(yàn)工作完成后，如發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)卡阻問(wèn)題，需逐一排除卡阻結(jié)構(gòu)。

電梯制動(dòng)器的部件故障，以制動(dòng)器故障、彈簧故障、電磁線(xiàn)圈故障為主[9]。針對(duì)制動(dòng)器故障，維修人員應(yīng)首先對(duì)其磨損情況進(jìn)行檢驗(yàn)。如間隙過(guò)大，或鉚釘露出，則視為磨損嚴(yán)重，需對(duì)其進(jìn)行更換，使故障得到解決[10]。彈簧故障一般表現(xiàn)為壓力過(guò)大或過(guò)小，彈簧故障發(fā)生后，制動(dòng)瓦的運(yùn)行狀況將隨即出現(xiàn)異常[11]。為解決上述問(wèn)題，檢驗(yàn)檢測(cè)的過(guò)程中，有關(guān)人員應(yīng)對(duì)兩個(gè)制動(dòng)瓦的受力情況進(jìn)行分析。如發(fā)現(xiàn)制動(dòng)力不足，則表明制動(dòng)器彈簧可能存在故障。針對(duì)電磁線(xiàn)圈故障，有關(guān)人員應(yīng)于開(kāi)閘的瞬間，對(duì)線(xiàn)圈力進(jìn)行評(píng)估，如小于彈簧力，則表明制動(dòng)器存在故障[12]。

2 兩則制動(dòng)故障案例分析

2. 1 機(jī)械原因引起的故障

2. 1. 1 設(shè)備存在的主要缺陷

在制動(dòng)器外觀(guān)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)輪存在多處凹坑和麻點(diǎn)等表面缺陷。如圖1所示。制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電梯制動(dòng)距離偏長(zhǎng)。

2. 1. 2 原因分析

（1）制動(dòng)器的制動(dòng)性能跟抱閘力和抱閘接觸表面積有關(guān)系。在抱閘力不變的情況下，接觸面減小，摩擦力也隨之減小，而制動(dòng)力是由摩擦力提供的。從圖1中可以看出，制動(dòng)輪分布著許多麻點(diǎn)和凹坑，導(dǎo)致閘瓦和制動(dòng)輪有效接觸面減小，電梯的制動(dòng)性能降低。

（2）制動(dòng)輪使用不當(dāng)，一般會(huì)造成制動(dòng)輪表面刮痕，表面偏磨，表面不圓整等缺陷。本案例中如此之大的凹坑和數(shù)量眾多的麻點(diǎn)，可以排除使用不當(dāng)?shù)脑?。?jīng)了解，該電梯投入使用以來(lái)，未更換過(guò)制動(dòng)輪和制動(dòng)閘瓦，因此，制動(dòng)輪原先存在內(nèi)部制造缺陷的可能性最大。電梯剛投入使用時(shí)，制動(dòng)輪表面觀(guān)察無(wú)缺陷，但隨著使用過(guò)程的磨損，制動(dòng)輪鑄造時(shí)存在的內(nèi)部氣孔和夾雜就不斷暴露，小氣孔形成麻點(diǎn)，大氣孔或內(nèi)部夾雜脫落形成凹坑。

（3）在電梯使用過(guò)程中，制動(dòng)器不斷地抱閘、開(kāi)閘，將會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)輪表面氣孔和凹坑的邊緣崩潰，脫落物進(jìn)入閘瓦和制動(dòng)輪之間的間隙，形成磨粒磨損，在制動(dòng)輪表面形成很多犁槽，這進(jìn)一步降低制動(dòng)輪的有效接觸面積。此外，電梯制動(dòng)輪摩擦副的摩擦形式也會(huì)發(fā)生變化，由原來(lái)的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，滾動(dòng)摩擦的摩擦因數(shù)大低于滑動(dòng)摩擦，導(dǎo)致電梯制動(dòng)性能?chē)?yán)重降低。

2. 1. 3 處理建議

本案例反映出維保人員在日常保養(yǎng)中，往只關(guān)注閘瓦的磨損，制動(dòng)臂的動(dòng)作，對(duì)制動(dòng)輪的檢查容易疏漏。檢驗(yàn)人員在日常檢驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)該提醒維保人員，對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行全面檢查。同時(shí)在更換制動(dòng)輪時(shí)應(yīng)該注意更換物件的質(zhì)量問(wèn)題，不能以次充好。

2. 2電氣原因引起故障

2. 2. 1設(shè)備存在的主要缺陷

該設(shè)備在做125%額載工況下行制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)125%額定載荷工況上行運(yùn)行正常，下行運(yùn)行過(guò)程中變頻器報(bào)78故障（母線(xiàn)過(guò)壓保護(hù)）現(xiàn)象，導(dǎo)致下行制動(dòng)試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行，降低轎廂載荷至50%額載工況，電梯可正常運(yùn)行。

2. 2. 2 原因分析

正常125%額載下行制動(dòng)試驗(yàn)，多是由于主機(jī)力矩不足，導(dǎo)致125%額載工況下電梯無(wú)法上行，但125%額載工況下行不受影響，而該設(shè)備正好相反，125%額載工況上行能正常運(yùn)行，下行運(yùn)行過(guò)程中變頻器發(fā)生保護(hù)（變頻器報(bào)78故障），根據(jù)變頻器上故障代碼，查閱相關(guān)代碼表，發(fā)現(xiàn)該故障為變頻器母線(xiàn)過(guò)壓保護(hù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況分析導(dǎo)致變頻器母線(xiàn)電壓過(guò)壓保護(hù)的原因可能有以下幾點(diǎn)。

（1）電網(wǎng)輸入電壓波動(dòng)過(guò)大?，F(xiàn)場(chǎng)重新測(cè)量125%額載工況下輸入變頻器的電壓，測(cè)量結(jié)果輸入的電壓波動(dòng)都在允許范圍內(nèi)，且由于母線(xiàn)過(guò)壓保護(hù)發(fā)生在125%額載工況下行運(yùn)行的過(guò)程中，電梯輕載狀態(tài)下上下運(yùn)行及125%額載上行運(yùn)行都正常，因此可以排除電網(wǎng)輸入電壓波動(dòng)過(guò)大導(dǎo)致母線(xiàn)電壓發(fā)生過(guò)壓保護(hù)。

（2）制動(dòng)電阻故障。125%額載工況下行過(guò)程中電梯處于能耗制動(dòng)過(guò)程，此時(shí)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變成了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，控制電梯速度不至發(fā)生溜梯，電機(jī)發(fā)電產(chǎn)生的電能經(jīng)二極管整流反饋到直流電路，由于直流電路的電能無(wú)法通過(guò)整流橋回饋到電網(wǎng)，只能向?yàn)V波電容充電，造成濾波電容兩端電壓升高，通常這部分電能可以通過(guò)制動(dòng)電阻消耗掉，但是能耗制動(dòng)回路發(fā)生故障導(dǎo)致這部分電能不能通過(guò)制動(dòng)電阻釋放，進(jìn)而引起濾波電容兩端電壓升高，形成“泵生電壓”，導(dǎo)致直流回路母線(xiàn)電壓不斷升高，觸發(fā)變頻器故障保護(hù)。

現(xiàn)場(chǎng)拆下制動(dòng)電阻檢查，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)電阻的電阻絲在接頭位置斷掉，如圖2所示，因此次故障的原因是能耗制動(dòng)回路斷開(kāi)，電荷積聚在電容兩端引起直流母線(xiàn)電壓升高，引發(fā)變頻器故障保護(hù)。

2. 2. 3 處理建議

由于制動(dòng)電阻只有在電機(jī)處于能耗制動(dòng)時(shí)才發(fā)揮作用，而能耗制動(dòng)一般發(fā)生在負(fù)載荷較大的情況，有些電梯經(jīng)常負(fù)載較輕，制動(dòng)電阻未能發(fā)揮作用，在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)也不應(yīng)忽略了對(duì)制動(dòng)電阻回路的檢查。同時(shí)應(yīng)該立即更換該電梯的制動(dòng)電阻絲，電阻絲更換后應(yīng)該重新測(cè)試電阻絲的電阻值是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，125%制動(dòng)試驗(yàn)是否能符合要求。

通過(guò)以上兩則案例的分析，不難發(fā)現(xiàn)制動(dòng)器涉及到機(jī)械和電氣兩方面的檢測(cè)，機(jī)械方面除了案例中提到的制動(dòng)輪表面的麻點(diǎn)，制動(dòng)輪還有可能出現(xiàn)油污、粉塵等故障;機(jī)械中還容易出現(xiàn)制動(dòng)彈簧制動(dòng)力不足、機(jī)械運(yùn)行卡阻等其他故障。電氣方面除上述案例中出現(xiàn)的制動(dòng)電阻失效外，還經(jīng)常出現(xiàn)制動(dòng)器上的微動(dòng)開(kāi)關(guān)失效或者接線(xiàn)錯(cuò)誤、接觸器或者繼電器粘結(jié)等常見(jiàn)故障。因此維護(hù)保養(yǎng)人員在進(jìn)行保養(yǎng)時(shí)應(yīng)該分別對(duì)機(jī)械和電氣兩方面情況進(jìn)行有針對(duì)性的保養(yǎng)。檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)制動(dòng)器時(shí)也應(yīng)對(duì)機(jī)械和電氣兩方面進(jìn)行檢驗(yàn)，防止發(fā)生漏檢的現(xiàn)象。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在電梯安全運(yùn)行中，電梯制動(dòng)器裝置尤為關(guān)鍵，可有效降低運(yùn)行危險(xiǎn)，預(yù)防電梯事故的出現(xiàn)。所以，日常工作中應(yīng)加強(qiáng)其檢測(cè)，確保電梯制動(dòng)器裝置處于正常狀態(tài)，進(jìn)而保障電梯安全。檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)檢測(cè)時(shí)應(yīng)該區(qū)分屬于機(jī)械或者電氣方面的故障，并針對(duì)兩者可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行逐一檢查，針對(duì)性地設(shè)計(jì)檢驗(yàn)檢測(cè)方案，將事故消除在萌芽中。對(duì)于維保人員在日常維保時(shí)更應(yīng)該針對(duì)機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的保養(yǎng)方案，防止制動(dòng)器出現(xiàn)故障而引起事故。

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作者簡(jiǎn)介：陳穎芳（1984-），女，大學(xué)本科，研究領(lǐng)域?yàn)樘胤N設(shè)備檢驗(yàn)。