電梯制動器系統(tǒng)及發(fā)展趨勢

曹挺

摘要：制動器是曳引式電梯極其重要的安全部件，分析了電梯常用抱閘式制動器和的結(jié)構(gòu)型式和工作原理，介紹了一種新式的彈簧加壓式電磁安全制動器、工作原理以及優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：電梯制動器；安全要求；抱閘式；電磁式

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.07.098

隨著社會的發(fā)展，城市化建設(shè)的不斷擴大，各地方的高層建筑像雨后春筍般呈現(xiàn)在人們的眼前。電梯作為高層建筑中必不可少的一種垂直運輸工具和人們的生活緊密的聯(lián)系起來。然而電梯事故的頻繁發(fā)生不僅讓人們產(chǎn)生恐慌。大量事實案例驗證，電梯蹲底、溜梯、沖頂、停層失控等事故發(fā)生的主要原因就是源于電梯制動器制動力值不當。制動器采用為最常使用一個安全元件承擔電梯的正常運行的重要責任。它使系統(tǒng)能夠有效地停止電梯，并確保在沒有電源的情況下，電動機立即停止。它已成為電梯安全的安全可靠運行的重要保證。

1 電梯制動器系統(tǒng)的應(yīng)用

1.1 電梯制動器的功能

電梯制動器是一個重要的安全裝置，它的安全性，可靠性是在電梯的安全操作的一個重要因素。制動器的功能是保持電梯轎廂停止狀態(tài)，當電梯發(fā)生故障時能夠緊急制動，并使轎廂停止下來保持靜止狀態(tài)。它能夠保證電梯的運輸工程中的安全運行。

1.2 對電梯制動器的要求

根據(jù)電梯的使用需要，對制動器的功能有以下幾點基本要求。

（1）制動系統(tǒng)應(yīng)具有一個機電式制動器（摩擦型），不得采用帶式制動器；制動器應(yīng)在持續(xù)通電下保持松開狀態(tài)。被制動部件應(yīng)以機械方式與曳引輪、卷筒或鏈輪直接剛性連接。

（2）所有參與向制動輪（盤）施加制動力的制動器機械部件應(yīng)至少分兩組裝設(shè)。應(yīng)監(jiān)測每組機械部件的動作狀態(tài)，如果有一組部件不起作用，則電梯驅(qū)動主機應(yīng)當停止運行或不能啟動。

（3）電梯驅(qū)動主機的額定制動力矩按GB7588與電梯驅(qū)動主機用戶商定，或按額定轉(zhuǎn)矩折算到制動輪（盤）上的力矩的2.5倍。如果有一組部件不起作用，則其余制動器仍有足夠的制動力使載有額定載荷以額定速度下行的轎廂減速下行，即需大于額定轉(zhuǎn)矩折算到制動輪（盤）上的力矩。

（4）制動器制動響應(yīng)時間應(yīng)不大于0.5s，對于兼作轎廂上行超速保護裝置制動元件的電梯驅(qū)動主機制動器，其響應(yīng)時間應(yīng)同時滿足制造廠商的設(shè)計值。

（5）制動器應(yīng)進行不少于200萬次的動作試驗，試驗過程不得進行任何維護，試驗結(jié)束后，1-4條仍應(yīng)滿足要求。

2 傳統(tǒng)抱閘式制動系統(tǒng)的工作原理

電磁抱閘制動控制原理是：用電磁力對運動機械實施制動。當旋轉(zhuǎn)機械或直線機械運轉(zhuǎn)時，電磁抱閘在彈簧力的作用下松開，機械可以運轉(zhuǎn)，當需要將機械停止運行時，給抱閘電磁線圈通入電流，使得線圈產(chǎn)生的磁場將制動鐵芯磁化，在鐵芯的開口部位產(chǎn)生電磁力，使鐵芯吸合，帶動抱閘實施制動。當電梯處于停止狀態(tài)時，曳引電動機、電磁制動器的線圈中電流為零，制動臂在制動彈簧壓力作用下將制動輪抱死，限制曳引輪的運動；當曳引電動機通電旋轉(zhuǎn)的瞬間，電磁鐵中的線圈同時電流通過，電磁鐵吸合，帶動制動臂，制動瓦塊張開，與制動輪完全脫離，曳引輪可以再次運行；當電梯轎廂?？克鑼訑?shù)時，曳引電動機失電，制動臂在制動彈簧壓力作用下將制動輪抱死，曳引輪停止運動，電梯停止運行。

3 電梯制動系統(tǒng)發(fā)展趨勢——彈簧加壓式電磁安全制動器的應(yīng)用

彈簧加壓式電磁制動器主要是作為安全制動器的關(guān)鍵部件之一，安裝在電機的制動電機上，保證著電梯運行的安全性可靠性，目前廣泛應(yīng)用于起重，電梯等行業(yè)。隨著工業(yè)自動化，智能化，市場對于電磁制動安全性，可靠性，舒適平穩(wěn)，噪音低，適應(yīng)惡劣環(huán)境，使用壽命等方面不斷提出更高的要求。

彈簧加壓式電磁制動器也稱為電磁剎車，是在干式條件下工作的直流電磁制動器，可以在電機軸在電源故障或緊急制動的情況下，或者關(guān)斷電動機軸后正常運轉(zhuǎn)保持制動狀態(tài)。它具有結(jié)構(gòu)緊湊，響應(yīng)速度快，制動平穩(wěn)，性能穩(wěn)定可靠，易于安裝和維護，壽命長，噪音低，容易控制等特點。

3.1 基本結(jié)構(gòu)

彈簧加壓式電磁安全制動器的基本結(jié)構(gòu)如圖3所示，這種制動器的主要是由轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及電磁鐵系統(tǒng)構(gòu)成。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括軸套5和制動摩擦盤6。電磁鐵系統(tǒng)包括電磁鐵2、銜鐵3、制動彈簧4、手動釋放9等。

3.2 工作原理

彈簧加壓式電磁安全制動器主要依靠彈簧力來制動，依靠電磁力來解除制動。當制動器失電時，電磁鐵2同時失去電磁力，壓縮彈簧4依靠自身的彈力將銜鐵3和制動摩擦盤6壓向?qū)ε寄Σ帘P7，隨著電機軸旋轉(zhuǎn)的摩擦盤與銜鐵和對偶摩擦盤產(chǎn)生摩擦力而使制動器制動、電機軸停止轉(zhuǎn)動。當制動器接通電流后，電磁鐵產(chǎn)生一個電磁場，銜鐵在電磁力的作用下，抵消彈簧力被吸引到電磁鐵上，銜鐵與制動摩擦盤分離，制動器制動被釋放，電機軸可以帶著摩擦盤正常旋轉(zhuǎn)。

彈簧加壓式電磁安全制動器相較于傳統(tǒng)的抱閘式制動器其穩(wěn)定性更高，結(jié)構(gòu)更加良好，性能更加完善，是較高端化和專業(yè)化的自動設(shè)備，現(xiàn)如今廣泛應(yīng)用于高速和噸位較大的電梯系統(tǒng)之中。

4 結(jié)束語

目前，彈簧加壓式電磁安全制動器的發(fā)展趨勢是更高安全性，更高可靠性，更低噪音，更長壽命，更少的能源消耗。通過對先進的制動技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)進行結(jié)構(gòu)特點分析，吸收產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，技術(shù)條件和生產(chǎn)工藝并按照中國的實際情況進行技術(shù)移植，對不合理的結(jié)構(gòu)和技術(shù)進行淘汰，改進和創(chuàng)新，降低成本的同時提高產(chǎn)品性能。