基于典型事故案例論電梯工作制動器

代 松 李 趙

（中國特種設(shè)備檢測研究院 北京 100029）

在保障電梯正常運(yùn)行的重要安全部件中，制動器動作最為頻繁，保證電梯系統(tǒng)斷電或電動機(jī)動力喪失時，能夠有效將轎廂制停。通過對大量電梯事故案例研究發(fā)現(xiàn)，因電梯制動器自身設(shè)計(jì)缺陷或運(yùn)行故障，導(dǎo)致沖頂、蹲底、溜車、剪切等人身傷亡事故在電梯事故中占比重很大，因此對電梯制動器各環(huán)節(jié)加強(qiáng)重視把關(guān)非常重要。

1 制動器的分類

1.1 按照制動形式分類

根據(jù)電梯制動器制動形式的區(qū)別，大體分為塊式制動器和盤式制動器兩類。

1）塊式制動器（見圖1）。

這種制動器簡單可靠，閘瓦包角小、散熱好，調(diào)整瓦塊與制動輪間隙方便，制動力矩大小與轉(zhuǎn)向無關(guān)，制動輪軸所受彎矩較小或是不受彎矩作用，但是其制造較復(fù)雜，尺寸較大。為了彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，在有齒輪曳引機(jī)上，通常是把制動器與聯(lián)軸器做成一體，從而使結(jié)構(gòu)更加緊湊；在大型無齒輪曳引機(jī)上，有時采用內(nèi)脹式制動器，以減小整體尺寸。

圖1 塊式制動器

2）盤式制動器（見圖2）。

近年來，隨著新式小型化曳引機(jī)的發(fā)展，盤式電磁制動器也時有應(yīng)用。同樣，盤式制動器也是常閉式的。其優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕，轉(zhuǎn)動慣量小、動作靈敏，制動性能穩(wěn)定，制動軸也不承受附加彎矩。目前，在有些行星傳動曳引機(jī)和一些其他新型傳動裝置小型化的曳引機(jī)上，采用了盤式制動器。

圖2 盤式制動器

1.2 按照電磁鐵形式分類

根據(jù)電梯制動器電磁鐵形式的區(qū)別，大體分為鼓式制動器和碟式制動器。

1）鼓式制動器（見圖3）。

鼓式制動器主要作用在圓鼓柱面上。

圖3 鼓式制動器

2）碟式制動器（見圖4）。

碟式制動器主要作用在圓盤端面上。

圖4 碟式制動器

2 制動器的作用

電梯制動器的可靠性作用可歸納成如下兩條：

1）在電梯正常工作時，制動器應(yīng)在持續(xù)通電的情況下，保持打開狀態(tài)，在電機(jī)斷電失去動力后，制動器制動并保持轎廂的靜止?fàn)顟B(tài)。

2）在非正常情況下，無論何種原因引起的制動器線圈失電，制動器均能吸收轎廂運(yùn)動的動能，有效地制停轎廂，并保持靜止?fàn)顟B(tài)。

具體作用方式體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）電梯停止時，提供保持靜止?fàn)顟B(tài)的制動力；

2）對非零速狀態(tài)停車制動的電梯，進(jìn)行帶速制動；

3）對于某些具有改善啟動舒適感要求的電梯，允許帶閘啟動；

4）緊急狀況下采取緊急制動時，必須能夠?qū)㈦娞萦行е仆５取?/p>

3 制動器的新使命

李趙[1]簡述了既是工作裝置、更是安全裝置的電梯制動器，在電梯技術(shù)日新月異的發(fā)展、國家對節(jié)能環(huán)保的要求逐步提升要求下的新作用。隨著GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》[2]第9.10條和新第1號修改單分別對轎廂上行超速保護(hù)裝置和轎廂意外移動保護(hù)裝置以強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的形式作新要求，電梯制動器對于完成以上要求具有了新使命。

4 電梯工作制動器相關(guān)事故統(tǒng)計(jì)與分析

近期，按照質(zhì)檢總局特種設(shè)備局的部署，總局特種設(shè)備事故調(diào)查處理中心組織行業(yè)專家對2002～2015年的具有較完整結(jié)案材料的394起電梯典型事故進(jìn)行了梳理、分析和凝練，事故原因涉及設(shè)備的不安全狀態(tài)共有224起，其中由于電梯工作制動器直接導(dǎo)致發(fā)生事故的有33起，占15%。分析表明，制動器故障主要表現(xiàn)為制動力不足、帶閘運(yùn)行、機(jī)械卡阻失效、制動器控制回路故障（如控制回路被人為短接（改動）、接觸器粘連故障等）等。制動器故障表現(xiàn)形式見圖5。

典型案例1：

2013年5月15日，某醫(yī)院1名女護(hù)士乘坐電梯，在該女子從3樓層門走出電梯但尚未完全走出轎廂的時候，電梯在轎門和層門均未關(guān)閉的情況下突然向下運(yùn)行，導(dǎo)致該女子一條腿被夾進(jìn)電梯井道與轎廂之間的縫隙，該女子迅速被轎廂內(nèi)的其他乘客拽回電梯轎廂內(nèi)，電梯運(yùn)行至負(fù)1層平層位置停止，但該女子當(dāng)場死亡。

圖5 制動器故障表現(xiàn)形式圖

經(jīng)調(diào)查事故發(fā)生的直接原因?yàn)殡娞葜苿悠髦苿恿夭蛔?；間接原因?yàn)橹苿悠鞯闹苿庸呐c制動閘瓦之間摩擦表面存在潤滑油。

典型案例2：

2014年9月14日，某大學(xué)建筑系1名大四男生在一腳進(jìn)入轎廂后，發(fā)生電梯在轎門和層門均未關(guān)閉的情況下突然運(yùn)行現(xiàn)象，導(dǎo)致乘客擠壓致死。

經(jīng)調(diào)查事故發(fā)生的直接原因?yàn)殡娞葜苿悠骺刂苹芈繁欢探?、改動，致使制動器控制回路一個接觸器在電梯運(yùn)行時失去原有功能，同時導(dǎo)致永磁同步電機(jī)的封星回路失效，在制動器另一組電氣裝置控制發(fā)生故障時，電梯無法制動。

典型案例3：

2015年7月30日，某小區(qū)1名住戶在16樓電梯廳門處，發(fā)現(xiàn)1名女子被夾在電梯轎廂和井道壁之間。被夾人員被消防人員解救，后送醫(yī)院搶救無效死亡。

經(jīng)專家組對事故電梯現(xiàn)場勘查和技術(shù)分析，事故直接原因?yàn)榫S護(hù)保養(yǎng)人員未按該型號電梯維保要求調(diào)整好電梯工作制動器，造成制動器閘瓦磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致制動力不足，轎廂開門溜梯，造成事故。

典型案例4：

2016年12月11日，某小區(qū)乘客乘坐電梯回家時，電梯發(fā)生上行超速現(xiàn)象，轎廂沖至24層（頂層）后停止，乘客受傷，后經(jīng)搶救無效確認(rèn)死亡。

經(jīng)事故調(diào)查分析，主要原因是由于電梯制動器電磁鐵松閘釋放軸與銜鐵之間行成機(jī)械卡阻，使得制動器失效，造成輕載轎廂上行超速，沖頂造成事故。

典型案例5：

2017年4月8日，某物業(yè)公司管理的1臺電梯發(fā)生轎廂沖頂，致使1名乘客腰椎、頸椎受傷。

經(jīng)事故調(diào)查分析，直接原因?yàn)橹苿悠饕驒C(jī)械卡阻導(dǎo)致制動失效，輕載轎廂在對重裝置重力的作用下，致使電梯轎廂上行超速，轎廂碰撞到井道頂部，造成人員受傷。

4.1 從近15年的多起電梯事故案例中分析電梯制動器常見問題歸納如下

1）機(jī)械方面：

（1）高溫震動條件下長期使用導(dǎo)致粘接制動閘瓦開膠脫落；

（2）長期暴露引起密封橡膠老化和破裂，異物掉入制動器造成卡阻；

（3）不良的工作環(huán)境導(dǎo)致電磁鐵芯生銹，發(fā)生制動器卡阻；

（4）電磁鐵芯導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，造成制動器卡阻。

2）電氣方面：

（1）用于切斷制動器電流的電氣安全裝置，其數(shù)量和相互獨(dú)立性不滿足要求；

（2）制動器電磁鐵的最低吸合電壓或最高釋放電壓不滿足要求；

（3）制動器的抱閘監(jiān)控開關(guān)形同虛設(shè)；

（4）斷開制動器的釋放電路后，電梯存在延遲制動現(xiàn)象等。

4.2 制動器發(fā)生故障的主觀原因歸納

1）法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對制動器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、技術(shù)條件、性能測試和評價方法等方面的要求不夠完善；

2）制動器微動開關(guān)性能差，制動器微動開關(guān)被短接或屏蔽；

3）隨機(jī)技術(shù)文件缺少對制動器的技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、調(diào)整修理、判廢準(zhǔn)則等方面的描述；

4）作業(yè)人員缺乏相關(guān)專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)，以及未按照要求開展施工和維護(hù)保養(yǎng)自檢工作。

5 工作建議

5.1 在用電梯

1）原制造單位應(yīng)重點(diǎn)公示制動器維護(hù)保養(yǎng)和測試方式，并指導(dǎo)培訓(xùn)維保單位作業(yè)人員，做好專業(yè)的維護(hù)保養(yǎng)。

2）研究制定封星的相關(guān)技術(shù)要求，并對成熟梯型（如額定速度小于3m/s的永磁同步鼓式制動器）增加封星技術(shù)；該技術(shù)同時可以防止緊急救援時的誤操作等。

3）維護(hù)保養(yǎng)單位要做好電梯的上行超速保護(hù)裝置和下行超速保護(hù)裝置的定期維護(hù)、測試和驗(yàn)證工作。

5.2 新出廠電梯

1）從法規(guī)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)角度，提高電梯工作制動器本身的設(shè)計(jì)和安全要求（如設(shè)計(jì)形式、關(guān)鍵材質(zhì)、可靠性動作次數(shù)、增加制動器檢測開關(guān)短接的電氣自動識別功能、兩個穩(wěn)定狀態(tài)都用電氣裝置驗(yàn)證等）。

2）從設(shè)計(jì)和制造源頭嚴(yán)格把控工作制動器、轎廂意外移動保護(hù)裝置的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量品質(zhì)，提升設(shè)備本質(zhì)安全。

3）制造單位的產(chǎn)品技術(shù)資料上，進(jìn)一步細(xì)化和完善電梯工作制動器的維護(hù)保養(yǎng)、調(diào)整測試相關(guān)方法；各施工單位（安裝、修理、保養(yǎng)等）要嚴(yán)格按照制造單位明確的維護(hù)保養(yǎng)方法，做好工作制動器、轎廂意外移動保護(hù)裝置、上行超速保護(hù)裝置和下行超速保護(hù)裝置的定期維護(hù)、測試和驗(yàn)證工作。制動器上應(yīng)明確標(biāo)注使用壽命，使用壽命到期后應(yīng)立即更換。

[1]李趙，彭長友，王小鵬. 淺談曳引式電梯的制動器及其檢驗(yàn)[J]. 中國電梯，2012，23(11)：50-55.

[2]GB 7588—2003 電梯制造與安裝安全規(guī)范[S].