曳引機制動器的檢驗分析及探討

摘要：電梯的不斷普及給人們帶來了極大便利，已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂械谋匦柙O(shè)備。但電梯在運行中也存在多種故障，尤其是制動器的失效可能對乘梯人員的人身安全構(gòu)成巨大的威脅。曳引機制動器是保障電梯安全運行的核心部件，但其在長期連續(xù)使用狀態(tài)下，制動器的制動效果和響應(yīng)速度等性能都可能下降，引發(fā)電梯轎廂運行不穩(wěn)或制動失靈，存在安全風(fēng)險，因此加強制動器的檢驗非常必要。闡述了曳引機制動器的結(jié)構(gòu)形式及主要功能，分析了存在的常見問題，對制動器的檢驗以及檢驗中的制動器開合閘不同步、制動器延時抱閘等兩則案例進行分析探討，以供相關(guān)參考。

關(guān)鍵詞：制動器;結(jié)構(gòu)功能;問題;檢驗方法

中圖分類號：TU857文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1009-9492（2021）12-0310-04

Inspection Analysis and Discussion of Traction Machine Brake

Li Xiuyao

（Quanzhou Branch， Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute， Quanzhou， Fujian 362200， China）

Abstract： The continuous popularization of elevator has brought great convenience to people and has become a necessary equipment for people's daily travel. However， there are many kinds of faults in the operation of elevator， especially the failure of brake， which may pose a great threat to the personal safety of elevator passengers. Traction machine brake is the core component to ensure the safe operation of elevator， but under the condition of long-term continuous use， the braking effect and response speed of the brake may decline， resulting in unstable operation or braking failure of elevator car， which has safety risks. Therefore， it is very necessary to strengthen the inspection of brake. The structural form and main functions of the traction machine brake were expounded. The common problems were analyzed. The inspection of the brake， the asynchronous opening and closing of the brake and the delayed holding brake in the inspection were analyzed and discussed， so as to provide relevant reference.

Key words： brake; structure and function; problems; inspection method

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高層建筑的不斷增加，電梯成為人們?nèi)粘３鲂械谋匦柙O(shè)備。隨著電梯的不斷普及，其安全性、穩(wěn)定性成為人們關(guān)注的焦點。電梯在日常運行中為滿足電梯?？扛鱾€層站的要求，必須安裝制動裝置等一系列安全裝置;而電梯制動裝置是電梯安全運行的第一道防線也是最重要的防線，制動器與電機、聯(lián)軸器等一樣都是整個電梯曳引機的重要組成部件，是保障電梯安全運行的核心部件，承擔(dān)著上行超速保護、意外移動、制動器等功能。但其在長期連續(xù)使用狀態(tài)下，各電器元件會逐步老化，機械部件也會因磨損嚴(yán)重而性能下降，其中制動器的制動效果、響應(yīng)速度、制動的可靠性等性能都可能下降，引發(fā)電梯轎廂運行不穩(wěn)或制動失靈。因此制動器的可靠性及安全性是電梯安全運行的重要保障，對乘梯人員和相關(guān)從業(yè)的人身安全起著至關(guān)重要的保護作用[1]。

在電梯運行中制動失效是導(dǎo)致電梯事故的主要原因，一旦制動器失效，可能導(dǎo)致開門溜梯、蹲底、高速沖頂、剪切等對乘梯人員人身安全構(gòu)成巨大威脅的事故發(fā)生[2]。因此本文主要從曳引機制動器的結(jié)構(gòu)形式、主要功能，以及制動器存在的常見問題進行研究，并對制動器的檢驗以及檢驗中的制動器開合閘不同步、制動器延時抱閘等兩則案例進行分析探討，以期能有效提高制動器的檢驗，有效保障制動器的可靠動作。

1 曳引機制動器的結(jié)構(gòu)形式及功能

曳引機制動系統(tǒng)通常由制動輪、制動臂、電磁鐵、制動彈簧、制動器等部件組成，如圖1所示。電磁制動器安裝在電動機軸與蝸桿軸的連接處，制動力來源于制動輪與制動帶的摩擦阻力，而正常運行依靠電磁力使制動器松閘，該制動器在正常斷電或異常情況下均可實現(xiàn)停車。現(xiàn)在使用的曳引機制動器多為常閉式雙瓦塊型直流電磁制動器，具有性能穩(wěn)定、噪聲小、制動可靠等優(yōu)點。按制動形式可以分為鼓式制動器、盤式制動器、塊式制動器幾種常見類型，鼓式制動調(diào)試簡單，需要高壓啟動低壓維持;塊式制動器調(diào)試復(fù)雜，啟動與維持電壓相同;盤式制動器多用于細(xì)長型永磁同步曳引機，啟動與維持電壓相同[3]。

其工作原理可概括為斷電抱閘制動，通電松閘運行。當(dāng)電梯需要停站時，曳引電機斷電，電磁鐵線圈同時失電，電磁鐵心的磁力立即消失，閘瓦在制動彈簧力的作用下抱緊制動輪，實現(xiàn)電梯停運。當(dāng)需要升降時，曳引電機與電磁鐵線圈同時通電，使電磁鐵心迅速被磁化相互吸合，帶動制動臂克服彈簧力使閘瓦張開，由此實現(xiàn)正常運行[4]。

2 曳引機制動器的常見問題分析

曳引機制動器的故障問題主要分為電氣故障和機械故障，具體問題分析如下。

2. 1 抱閘打開及響應(yīng)不完全

當(dāng)曳引電機通電后，變頻器輸出24 VDC給繼電器，但繼電器無法帶動接觸器控制抱閘線圈動作，抱閘未立即響應(yīng)，存在無法打開或打開不充分、不及時等現(xiàn)象。電梯處于靜止或原地晃動狀態(tài)。這種情況可能是由于制動器接觸點電氣使用時間過長，灰塵污物覆蓋導(dǎo)致出現(xiàn)接觸不良，或制動器電壓設(shè)置不合理，抱閘響應(yīng)時間設(shè)置過短，輸入直流電電極反接等。也可能是由于日常維護不及時，使得電磁鐵心受水汽侵蝕表面生銹，導(dǎo)致制動器機械部件運轉(zhuǎn)不靈活[5]。

2. 2 抱閘燒毀

制動器通電狀態(tài)下，制動閘瓦發(fā)熱發(fā)燙，運行時出現(xiàn)“冒煙”且產(chǎn)生燒焦味，閘瓦磨損過度。造成這個問題的原因可能是沒有設(shè)置維持電壓，啟動電壓設(shè)置時間過長。

2. 3 制動抱閘異響

制動器工作時，可以清晰聽見尖銳的摩擦聲，電梯轎廂在停站的一瞬間出現(xiàn)較大慣性或震動。造成這個問題的原因，包括接觸器線圈過載、續(xù)流電路板燒毀、抱閘行程和間隙過大、電磁鐵轉(zhuǎn)動部件磨損、卡滯，引輪之間間隙不均勻等。

3 曳引機制動器的檢驗

電梯曳引制動器是電梯穩(wěn)定、安全運行的基礎(chǔ)保障，事關(guān)公共安全，為最大化降低事故發(fā)生率，按國家特種設(shè)備管理規(guī)范必須定期對電梯的主要部件進行安全檢驗。針對于曳引機制動器應(yīng)做好以下幾類檢驗工作[6]。

3. 1 檢驗電氣控制部分

電氣檢驗必須是在斷電情況下進行，根據(jù)制動器電氣設(shè)計，檢驗切斷制動器電流的電氣裝置數(shù)量和獨立性，至少要有兩個獨立的電氣控制裝置，以保證切斷制動器電源。對照電氣原理圖進行模擬試驗，在電梯靜止時，應(yīng)保證制動器不可打開，在電梯運行時，通過設(shè)定的反向運動信號進行檢驗，以電梯運行過程中，制動線圈通電，電梯停止時，制動線圈斷電為準(zhǔn)[7]。

3. 2 檢驗制動器的制動性能

根據(jù)相關(guān)規(guī)范進行運行檢驗，在轎廂額定載荷為125%，且以額定速度下行時，如果此時電梯突然斷電，要求制動器要有足夠的制動力保證曳引機停止轉(zhuǎn)動轎廂并實現(xiàn)?？?，同時要使轎廂的減速平均值低于1. 0 m/s。當(dāng)空載轎廂以額定速度上行時，制動器要保證轎廂能夠在突然斷電情況下及時制停。此外，還要仔細(xì)檢查制動器的外部和轉(zhuǎn)動部分，發(fā)現(xiàn)雜物和油污要進行清理;拆檢抱閘瓦塊若磨損嚴(yán)重應(yīng)予以更換，觀察制動器運轉(zhuǎn)是否順暢，檢查轉(zhuǎn)動部件的潤滑情況[8]。

3. 3 檢查制動器機械結(jié)構(gòu)

電梯曳引機制動器是機電式結(jié)構(gòu)，持續(xù)通電時抱閘保持松開狀態(tài)。制動器結(jié)構(gòu)檢查，要求制動器能在緊急狀態(tài)采取手動開閘，并且手動開閘狀態(tài)要有一個持續(xù)力來維持。檢測過程中，抱閘松開狀態(tài)下，制動帶和制動輪之間的間隙角應(yīng)保持在7 mm 以下，如果間隙過大則需要通過調(diào)整限位螺桿和頂桿螺栓來合理調(diào)節(jié);檢查制動彈簧是否符合刻度線標(biāo)準(zhǔn)，不符合是可以調(diào)整彈簧壓緊螺栓;用塞尺檢查行程開關(guān)間隙，確保其處于0. 5 mm 之內(nèi)。

4 案例分析

4. 1 案例分析一

（1） 案例概述

電梯運行時，制動器開閘，合閘不同步，制動不可靠。

（2） 原因分析

制動器是電梯驅(qū)動主機乃至整個電梯系統(tǒng)的最關(guān)鍵的安全保護部件之一，制動系統(tǒng)失效對電梯運行安全的威脅非常大，是最有可能發(fā)生剪切和擠壓傷害的直接因素。而且由于制動器失靈而造成的危險依靠其他安全部件進行保護也是非常困難的，因為此時電氣保護不起作用，而上行超速保護裝置和安全鉗又只能在轎廂速度超過115%的額定速度情況下才有可能進行保護。因此制動系統(tǒng)能否可靠動作，關(guān)系到這個電梯系統(tǒng)和使用人員的安全，檢規(guī)規(guī)定：制動器應(yīng)當(dāng)動作靈活，制動時制動閘瓦（制動鉗）緊密、均勻地貼合在制動輪（制動盤）上，電梯運行時制動閘瓦（制動鉗）與制動輪（制動盤）不發(fā)生摩擦;并且制動閘瓦（制動鉗）以及制動輪（制動盤）工作面上沒有油污。

電梯制動器失效原因經(jīng)過總結(jié)主要有3個方面：制動力不足、電氣類方面、機械類零件故障;該制動器是通過本身的壓縮彈簧將制動器摩擦片壓緊到制動盤上[9]，這時通過二者之間的摩擦力來使電梯停止運行。在電梯啟、停過程中，抱閘不同步易引起制動閘瓦與制動輪發(fā)生摩擦，從而引起制動效能的下降，久而久之也可能引發(fā)制動器零部件失效而引發(fā)制動器失效，抱閘同步性的調(diào)整：反復(fù)給制動器帶電、失電，兩側(cè)制動臂開閘閉合時快慢應(yīng)統(tǒng)一，若不統(tǒng)一，則調(diào)整彈簧左右的壓緊螺栓，慢的一側(cè)向里調(diào)，快的一側(cè)向外調(diào)，同步后將螺栓用鎖緊螺母鎖緊[10] （圖1）。公司出廠前，抱閘壓力彈簧是有紅色標(biāo)記的，當(dāng)調(diào)整壓緊螺栓時建議只調(diào)整慢的一側(cè)，保證壓力彈簧壓縮在紅色標(biāo)記內(nèi)。如果現(xiàn)場只有將快的一側(cè)向外調(diào)，才能保證抱閘的同步性，那么曳引機在調(diào)整保證后必須進行靜載試驗校驗制動系統(tǒng)的制動力是否符合要求。

4. 2 案例分析二

（1） 案例概述

該電梯在層門電氣裝置斷開時，制動器延時動作，導(dǎo)致電梯在無動力情況下運行一段距離。

（2） 原因分析

根據(jù) GB7588-20037. 7. 4證實層門閉合的電氣裝置和14. 1. 2. 4電氣安全裝的動作，每個層門應(yīng)設(shè)置一個電氣安全保護裝置來證實它的閉合位置，且該裝置動作時，應(yīng)防止電梯驅(qū)動主機啟動或立即使其停止轉(zhuǎn)動。制動器的電源也應(yīng)被切斷。而在電梯檢查過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電梯層門電氣裝置斷開時，制動器并沒有馬上制停電梯驅(qū)動主機，而是在電梯在無動力狀態(tài)下運行一段距離后動作。這過程中電梯有發(fā)生剪切的危險。

制動器接觸器因剛更換，并無粘連或者失效的情況。但為防止電弧造成的危害，如圖2所示，制動器接觸器上并聯(lián)一個電子滅弧裝置。在有觸點電器中，觸頭接通和分?jǐn)嚯娏鞯倪^程往往伴隨著電弧的產(chǎn)生及熄滅，電弧的存在延長了開關(guān)電器開斷故障電路的時間，加重了電力系統(tǒng)短路故障的危害且電弧溫度極高，可將觸頭表面融化和蒸發(fā)，燒壞絕緣材料。常見的滅弧裝置有電磁滅弧裝置、角滅弧裝置、電容滅弧裝置等。該電梯采用的是電容滅弧裝置，即利用電容器充、放電的原理進行滅弧。

檢查電梯主控板電氣原理如圖3所示，門鎖檢查開關(guān)與制動器接觸器線圈線圈串聯(lián)在一起，滅弧裝置與接觸器線圈并聯(lián)在一起。當(dāng)門鎖檢測開關(guān)斷開時，制動器線圈與并聯(lián)的滅弧裝置的電容形成一個回路，電容放電使門鎖檢測開關(guān)斷開時，制動器線圈依舊是得電狀態(tài)。當(dāng)電容放電完成后制動器線圈才能失電，制動器制停驅(qū)動主機。電容放電的過程就是電梯失去動力運行，很容易造成剪切等危險。

5 結(jié)束語

曳引機制動器的性能狀態(tài)，直接決定著制動器能否可靠與安全動作，為避免制動器在長期工作下，出現(xiàn)各種電氣及機械故障，導(dǎo)致溜梯、蹲底、沖頂、剪切等事故發(fā)生。本文主要從曳引機制動器的結(jié)構(gòu)形式及主要功能，制動器存在的常見問題進行研究，并對制動器的檢驗以及檢驗中的制動器開合閘不同步、制動器延時抱閘等兩則案例進行分析探討。因此，為了保證電梯制動器的可靠動作，進一步提高電梯的安全運行，應(yīng)嚴(yán)格對制動器進行檢驗和維保保養(yǎng)，以消除安全隱患。

參考文獻

[1]楊曉賓. 電梯制動器的結(jié)構(gòu)型式及檢驗檢測探究[J]. 科技視界， 2015（2）：119.

[2]李俊剛. 電梯制動器的結(jié)構(gòu)型式及檢驗檢測探究[J]. 中國設(shè)備工程，2021（7）：161-162.

[3]吳遐，潘建民. 從一起電梯制動器"帶閘"運行案例淺談系統(tǒng)設(shè)計可靠性[J]. 中國電梯，2021（3）：44-47.

[4]莊小雄，邱康勇. 一則電梯制動試驗時制動輪開裂案例的原因分析[J]. 中國電梯，2021（9）：44-46.

[5]彭浪草，黃震，徐燦，等. 一起電梯轎廂沖頂事故的分析[J]. 中國電梯，2021（15）：48-51.

[6]薛艷梅. 兩起因制動器失效引起的電梯沖頂事故分析與探討[J]. 中國電梯，2021（7）：44-47.

[7]張劍華. 電梯制動器的失效原因分析及檢驗對策[J]. 中國電梯， 2021（7）：63-64.

[8]鄧彤，韋方平. 淺析電梯制動器失效的原因、存在的問題及建議[J]. 中國電梯，2018，29（6）：62-63.

[9]梁治強，王文新. 電梯制動器電氣線路缺陷導(dǎo)致失效的案例分析[J]. 中國特種設(shè)備安全，2016，32（4）：81-82.

[10]王小輪. 兩起電梯單組件制動器失效事故原因分析及對策[J]. 中國特種設(shè)備安全，2020，39（9）：33-38.

作者簡介：李秀鰩（1994-），男，大學(xué)本科，研究領(lǐng)域為特種設(shè)備檢驗。

（編輯：王智圣）