電梯制動失效原因分析及預(yù)防措施

周國棟

（廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備檢驗研究院百色分院，廣西 百色 533000）

制動器在電梯中，其工作價值和作用是十分必要的，如果制動器出現(xiàn)失效的情況，就可能導(dǎo)致電梯出現(xiàn)剪切或擠壓傷害，會影響電梯的服務(wù)能力。因為制動器失效會造成危險依靠和其他安全部件的保護難題，甚至電梯的電氣保護作用也無法得到保證，同時，上行超速保護器就可能出現(xiàn)無法正常工作的情況，而只有在電梯轎廂速度超過115%的額定速度時，才會出現(xiàn)電梯的安全保護，也就會引起電梯功能障礙問題，嚴重影響電梯的功能和作用。所以，制動器在穩(wěn)定工作時，才能滿足電梯的安全運行，為了滿足電梯的安全運行，需要對制動器的工作原理進行了研究，對電梯制動失效的原因進行系統(tǒng)分析，并提出解決對策以供參考。

1 關(guān)于電梯制動器

電梯制動器是電梯重要的安全裝置，在電梯動力電源失電或是電梯控制電路電源失電的情況下，它能夠自動把運行中的電梯轎廂制停，同時它還要求在轎廂載有125%額定載荷并保持額定速度運行時，制動器發(fā)揮相應(yīng)功能，實現(xiàn)對電梯停止運轉(zhuǎn)的工作，如此，才能使得轎廂速度不超過額定標準，還能保證電梯安全運行，并避免電梯轎廂內(nèi)部人員受到傷害。由此可見，為了保證電梯的功能和作用，需要對電梯進行合理控制，確保電梯制動器能夠處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，避免出現(xiàn)制動器失效的問題，從而確保電梯的穩(wěn)定工作，進一步推動電梯制動器的功能和作用得到合理保證。

目前，電梯制動器最常用的是電磁制動器，制動器的種類多種多樣，如圖1所示為一種常見的鼓式制動器，其主要由電磁鐵、制動臂、制動閘瓦、制動輪、壓縮彈簧等組成，其中電磁鐵的作用是將控制系統(tǒng)的電信號通過電磁作用轉(zhuǎn)變?yōu)殍F芯的機械動作（打開或吸合）；制動臂的作用在于將電磁鐵的運動傳輸給制動閘瓦，它要求具有較高的強度，通常采用鍛鋼件或鑄鋼件加工而成；制動閘瓦是由制動瓦和制動襯料組成，制動瓦的材料為鑄鐵或鋼板，襯料帶多采用摩擦系數(shù)大而且耐磨的橡膠合成，制動閘瓦與制動輪工作表面由于摩擦力而產(chǎn)生制動力矩；制動彈簧的作用是壓緊制動閘瓦，產(chǎn)生制動力矩，它通過調(diào)節(jié)雙頭螺栓兩端的螺母，可以調(diào)整彈簧的壓縮量，獲得所需的制動力。

圖1

其工作原理為：當(dāng)電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)時，曳引電動機、電磁電梯制動器的線圈中均無電流通過，這時因電磁鐵芯間沒有吸引力、制動閘瓦在制動彈簧壓力作用下，將制動輪抱緊，保證電機不旋轉(zhuǎn)；當(dāng)電梯運行時，控制系統(tǒng)令制動器電磁線圈通電，使鐵芯迅速吸合，帶動制動臂克服彈簧壓縮力使閘瓦張開，使主軸可以自由轉(zhuǎn)動，驅(qū)動電梯運行；當(dāng)電梯需要停止時，控制系統(tǒng)令曳引電動機及制動電磁鐵中的線圈失電，電磁鐵芯中的磁力迅速消失，鐵芯在制動彈簧的作用下復(fù)位，制動閘瓦把制動輪抱緊，使電梯停止或保護在停止?fàn)顟B(tài)。

2 電梯制動失效的原因分析

2.1 機械問題原因

機械部分是電梯制動器的重要部分，同時也是造成電梯制動器出現(xiàn)制動失效的主要原因，現(xiàn)對制動器失效的機械問題進行進一步分析。

（1）壓縮彈簧壓力失衡。壓縮彈簧是制動器的重要組成部分，它的作用是壓緊制動閘瓦從而產(chǎn)生制動力矩，通過調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，獲得所需的制動力。當(dāng)制動力過大時，電梯平層時會產(chǎn)生沖擊感；制動力過小時則可能會發(fā)生溜梯風(fēng)險，雙速電梯還會使平層不準確。

在彈簧長期工作過程中，可能會出現(xiàn)彈簧老化變軟的情況，或是維護保養(yǎng)人員對制動器進行保養(yǎng)時未能按照制造單位的要求正確調(diào)整壓縮彈簧的壓縮量，導(dǎo)致壓縮彈簧不能為制動閘瓦提供足夠的壓力從而使制動力矩變小，嚴重時可能會發(fā)生溜梯事故。

（2）制動閘瓦或制動輪表面有油垢。制動器在工作中，如果制動器制動閘瓦或制動輪上有油漬等污染物，將會降低制動閘瓦與制動輪之間摩擦力，進而導(dǎo)致制動器制動力下降。

（3）制動器閘瓦和制動輪過熱。當(dāng)制動器帶閘運行時，制動器閘瓦和制動輪之間相互摩擦引起制動器閘瓦和制動輪過熱，出現(xiàn)熱衰減情況,導(dǎo)致制動器閘瓦和制動輪間的摩擦力下降，從而降低電梯制動器的制動能力。

（4）制動器閘瓦過度磨損。在制動器的使用過程中，可能會出現(xiàn)制動器兩側(cè)壓縮彈簧壓縮量不一致的情況，從而導(dǎo)致兩側(cè)制動器閘瓦受力不均，受力較大的制動器閘瓦將會加速磨損，當(dāng)制動器閘瓦磨損過大時將會導(dǎo)致制動器制動力下降。此外，當(dāng)制動器故障帶閘運行時，將會加快制動器閘瓦的磨損，磨損后制動輪與制動閘瓦的間隙增大，壓縮彈簧未能給制動閘瓦提供足夠的壓力，從而導(dǎo)致制動器制動力下降；當(dāng)制動器閘瓦上的制動襯料完全磨損時，制動瓦將會與制動輪接觸，由于制動瓦的材料為鑄鐵或鋼板，摩擦系數(shù)小，不能提供足夠的摩擦力從而導(dǎo)致制動器失效。

（5）制動器卡阻。對于一些柱塞式電磁鐵型式的制動器，由于制動器電磁鐵在長期工作過程中其內(nèi)部會產(chǎn)生油泥、鐵屑等異物，如果電磁鐵未及時拆解保養(yǎng)易造成制動器卡阻的問題，一旦出現(xiàn)卡阻，在電梯制動器線圈失電后，制動器鐵芯無法在壓縮彈簧的作用下正常復(fù)位，制動器無法抱閘從而引發(fā)溜梯事故，或是因為制動器鐵芯卡阻復(fù)位速度過慢，出現(xiàn)抱閘不及時的問題，從而容易引發(fā)電梯溜梯或是電梯?？坎黄綄蝇F(xiàn)象；另外，對于部分制動器，其松閘頂桿采用的是鐵質(zhì)等導(dǎo)磁材料，松閘頂桿在電磁力作用下產(chǎn)生擺動，松閘頂桿與制動器鐵芯的端面在不斷的碰撞中容易產(chǎn)生刮痕，刮痕嚴重時，有可能會導(dǎo)致松閘頂桿頂住制動器鐵芯的端面，從而導(dǎo)致鐵芯無法復(fù)位，引起制動器失效。

除此之外，當(dāng)制動器的線圈通電時，由于制動器鐵芯卡阻無法向外運行推動制動臂，制動臂無法正常打開，制動器將會帶閘運行從而導(dǎo)致制動閘瓦磨損，也會給制動器的制動能力帶來影響，威脅電梯的安全。

（6）制動器部件損壞。制動器是由多個部件共同組成的，每個部件都有其特定的作用，缺一不可，其中的某個部件損壞都有可能引起制動器的失效，如制動器制動臂斷裂、制動臂連接軸銷斷裂、壓縮彈簧拉桿斷裂等會導(dǎo)致制動器失去制動力；制動器壓縮彈簧老化變軟、制動器制動閘瓦磨損等會降低制動器的制動能力；制動器推桿斷裂、制動器調(diào)節(jié)螺栓斷裂等將會導(dǎo)致制動器無法正常打開，從而引發(fā)電梯帶閘運行現(xiàn)象。

（7）電梯轎廂超載。電梯的制動器對電梯的制動能力是有限的，如果電梯轎廂超載超過電梯制動器的制動能力，很容易導(dǎo)致制動器失效，造成電梯的墜落、蹲底事故，嚴重時甚至出現(xiàn)開門溜車的情形，引發(fā)電梯門剪切人員的事故。因此，GB/T7588.1—2020規(guī)定，轎廂超載時，電梯上的一個裝置應(yīng)防止電梯正常啟動及再平層（對于液壓電梯,該裝置不應(yīng)妨礙再平層運行）。該裝置應(yīng)最遲在載荷超過額定載重量的110%時檢測出超載。且在超載情況下：①轎廂內(nèi)應(yīng)有聽覺和視覺信號通知使用者；②動力驅(qū)動自動門應(yīng)保持在完全開啟位置；③手動門應(yīng)保持在未鎖緊狀態(tài)；④5.12.1.4所述的預(yù)備操作應(yīng)取消?？梢娹I廂超載保護裝置是保護電梯安全運行的一個重要保障，如果其失效，則可能由于超載導(dǎo)致制動器失效，從而引發(fā)的電梯墜落、蹲底事故。此外，在電梯的使用過程中，部分使用單位會對電梯的轎廂進行裝潢，如加裝轎廂大理石地板、加裝轎廂吊頂、對轎廂轎壁進行裝潢、在電梯轎頂加裝空調(diào)等，轎廂過度裝潢會加重電梯轎廂側(cè)的重量，從而破壞原有的平衡系數(shù)使其偏離設(shè)計值，如果轎廂側(cè)裝潢的重量較大，當(dāng)進入轎廂內(nèi)人員剛好滿員或是接近滿員時，往往容易因電梯轎廂嚴重超載而引發(fā)溜梯甚至墜落、蹲底事故。

2.2 電氣系統(tǒng)原因

電氣系統(tǒng)是電梯制動器的重要部分，直接關(guān)系到電梯穩(wěn)定運行，如果電氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題，也會給制動器帶來影響，可能導(dǎo)致制動器失去相應(yīng)的功能，甚至造成制動器無法正常運作。根據(jù)電氣系統(tǒng)的基本情況，對造成電梯制動失效的原因進行分析，詳細分析內(nèi)容如下。

（1）對于電梯制動器的電路，在電梯的設(shè)計上有要求：切斷制動器電流，至少應(yīng)用兩個獨立的電氣裝置來實現(xiàn)，不論這些裝置與用來切斷電梯驅(qū)動主機電流的電氣裝置是否為一體，當(dāng)電梯停止時，如果其中一個接觸器的主觸點未打開，最遲到下一次運行方向改變時，應(yīng)防止電梯再運行。這就是要求控制制動器回路的接觸器應(yīng)具有防黏連保護功能，當(dāng)兩個接觸器的主觸點中的一個發(fā)生黏連時，由于兩個接觸器是彼此獨立的，另一個接觸器仍能夠正常工作，電梯仍能夠正常工作，但其安全狀態(tài)已經(jīng)達到了極限，繼續(xù)運行電梯風(fēng)險很大，故要求電梯在完成本次規(guī)定方向的運行，最遲到下一次運行方向改變時，應(yīng)防止電梯再運行。而如果當(dāng)另一個接觸器也黏連，則會出現(xiàn)制動器電流無法切斷的重大事故。

（2）由于電梯制動器線圈為電感元件，在切斷電源時會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這將影響制動器的有效動作。為避免此現(xiàn)象的發(fā)生，通常在設(shè)計時會附加一個由電阻和電容組成的電路，吸收感應(yīng)電流，使之不會影響制動器電磁鐵的釋放。如果該電路出現(xiàn)故障，在制動器電源被切斷時，不能迅速吸收線圈中的感應(yīng)電流，則會出現(xiàn)制動器閉合延遲的情況，輕則出現(xiàn)停梯不平層的現(xiàn)象，重則可能發(fā)生溜梯沖頂或蹲底事故。

3 預(yù)防電梯制動失效的措施

3.1 加強對制動器機械部件的維護檢查

制動器是電梯一個重要的安全部件，電梯維護保養(yǎng)單位應(yīng)嚴格按照《電梯維護保養(yǎng)規(guī)則》的要求對制動器進行檢查保養(yǎng)，應(yīng)重點檢查制動器各部件是否有斷裂或缺損現(xiàn)象，各鎖緊螺母是否有松動，各銷軸部位是否動作靈活，制動器間隙值是否符合制造單位要求，如果發(fā)現(xiàn)制動器存在帶閘運行的現(xiàn)象，應(yīng)及時停梯分析故障原因并整改，當(dāng)發(fā)現(xiàn)制動器輪及制動襯表面有油漬等污染物時應(yīng)進行清潔，當(dāng)制動器制動襯磨損量超過制造單位的設(shè)計要求時應(yīng)及時更換。對于最近幾年生產(chǎn)的電梯，其制動器裝有動作狀態(tài)監(jiān)測裝置的，應(yīng)對其功能進行檢查，確保電梯制動器的正確提起或者釋放。對于柱塞式制動器鐵芯，因其在長期工作過程中其內(nèi)部會產(chǎn)生油泥、鐵屑等異物，所以在日常維護保養(yǎng)時應(yīng)注意檢查其是否存在卡阻現(xiàn)象，并應(yīng)按照制造單位的維護保養(yǎng)說明對其進行拆解清潔、潤滑、檢查。同時，還應(yīng)對制動器壓縮彈簧的壓縮行程進行檢查，以保證制動器擁有足夠的制動力，當(dāng)懷疑制動力不足時，應(yīng)進行檢查調(diào)整，必要時可進行轎廂裝載125%額定載重量的制動試驗加以驗證。

3.2 對制動器電氣部分進行檢查

電氣故障是造成電梯制動失效的一個重要因素，為了保障電梯的安全運行，需要結(jié)合電梯的基本情況，做好電梯制動器電氣部分的維護檢查工作。首先，在檢查制動器電路防黏連保護功能時，可人為分別將其中一個接觸器的主觸點按住不放松，使其一直處于吸合狀態(tài)，并觀察電梯在完成本次規(guī)定方向的運行，最遲到下一次運行方向改變時，其是否能防止電梯再運行。其次，還要對制動器的其他電路部分進行檢查，如檢查制動器是否可靠接地，檢查制動器線圈耗能電阻是否正常，檢查制動器的開閘電壓和維持電壓是否在設(shè)計范圍值內(nèi)等。

3.3 規(guī)范電梯的保養(yǎng)和使用管理

在電梯的使用過程中，需要維護保養(yǎng)單位定期對電梯進行維護保養(yǎng)，針對電梯制動失效這一問題，保養(yǎng)單位應(yīng)重點加強對制動器機械、電氣部分及轎廂超載保護裝置的檢查力度。同時，也需要人們正確認識并使用電梯，嚴禁在電梯轎廂內(nèi)嬉鬧，嚴禁超載乘坐電梯，而電梯使用單位也應(yīng)加強自身管理，不得私自對電梯轎廂進行裝潢，只有這樣，大家共同努力才能夠更好地保障電梯的運行安全。

4 結(jié)語

本文結(jié)合電梯的基本情況，先對電梯制動器的構(gòu)成及原理進行充分的認識，再對電梯制動失效的原因進行了分析，明確制動失效的具體原因，并提出預(yù)防電梯制動失效的措施，希望能對電梯制動器安全使用方面提供有用的參考和幫助。