電梯制動器常見失效形式與檢測技術(shù)研究

［摘 要］隨著城市化進程的不斷推進，高樓大廈越來越多，較高的樓層都會安裝電梯。而在電梯構(gòu)成中，電梯制動器是影響電梯運行安全的重要因素，對保障乘客的生命安全至關(guān)重要。但電梯在給人類的生活帶來便利的同時，也時常發(fā)生事故，很多事故就是電梯制動器失效所致。文章介紹了電梯制動器的工作原理，分析了電梯制動器常見的失效形式，并探討了電梯制動器的檢測技術(shù)，以期為電梯行業(yè)的發(fā)展提供參考。

［關(guān)鍵詞］電梯；制動器；失效形式；檢測技術(shù)

［中圖分類號］TM64 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）07–0137–03

電梯在人們?nèi)粘Ｉ畛鲂兄衅鸬街匾淖饔?，給大眾帶來極大的便利。近年來，我國社會中電梯數(shù)量也呈逐年遞增態(tài)勢。根據(jù)國家市場監(jiān)管總局發(fā)布的2023 年全國特種設備安全狀況的通告顯示，截至2023 年底，全國特種設備總量達2 128.91 萬臺，其中，電梯占比將近1/2，達到1 062.98 萬臺（圖1）。而在2023 年，全國總共發(fā)生特種設備事故71 起，其中電梯事故14 起，占比將近兩成（圖2）。而電梯制動器失效是發(fā)生電梯事故的主要原因，文章對此展開分析。

1 電梯制動器及其工作原理

電梯制動器是電梯穩(wěn)定運行的保障，可實現(xiàn)電梯的平穩(wěn)停靠。目前市面上的電梯制動器通常采用電磁制動的方式。電磁制動器主要利用電磁力實現(xiàn)制動，在電梯停止或電源斷電時能夠?qū)崿F(xiàn)制動，使得電梯停止不移動。電磁制動器通常具有較高的制動力和可靠性，常見于商業(yè)電梯或高速電梯，成本較高但穩(wěn)定性好。

電梯制動器的工作主要依靠電磁力和機械力的相互作用實現(xiàn)，在電梯處于靜止狀態(tài)時，曳引電動機和電磁電梯制動器的線圈中都沒有電流通過。即此時電磁鐵芯沒有吸引力，制動瓦塊在制動彈簧的壓力作用下抱緊制動輪，確保電機不旋轉(zhuǎn)。當曳引電動機通電開始旋轉(zhuǎn)時，制動電磁鐵中的線圈也同時通上電流。電磁鐵芯迅速磁化吸合，這一磁化過程會帶動制動臂，使制動彈簧受到作用力。由此，制動瓦塊會張開，與制動輪完全脫離，電梯得以開始運行。而當電梯轎廂到達所需停站時，曳引電動機失電，制動電磁鐵中的線圈也同時失電。這時，電磁鐵芯中的磁力迅速消失，鐵芯在制動彈簧的作用下，通過制動臂復位。這一復位過程會使制動瓦塊再次將制動輪抱住，從而電梯停止工作。

電梯制動器的工作原理可概括為：通電時產(chǎn)生電磁力，使制動器松開，電梯運行；斷電時電磁力消失，制動器回到原來位置，電梯制動從而停止。

2 電梯制動器常見失效形式

2.1 機械失效

電梯長時間使用會導致制動器零部件，如軸承、齒輪等，逐漸磨損，性能逐漸下降。如果不及時更換磨損的部件，制動器最終會出現(xiàn)失效。材料質(zhì)量問題也是導致磨損加速的重要原因，如果采用劣質(zhì)的材料制造機械部件，它們的安全性能會下降，極易出現(xiàn)斷裂和磨損。有的電梯制動器制動鐵芯嚴重腐蝕，或者有異物進入，導致鐵芯被卡住，制動器打開之后無法復位制動。也有松閘裝置本身設計不夠精良，加工精度不足，導致兩個鐵芯被卡?；蛘咴谶M行機械臂的加工過程中出現(xiàn)制造缺陷，質(zhì)量不好導致其在工作中發(fā)生斷裂。還有制動臂銷軸發(fā)生銹蝕使其制動能力下降甚至消失。同時，電梯在長時間的運行過程中，因震動等原因?qū)е铝慵擅摚踔涟l(fā)生位移、形變等，最終導致電梯制動器失效，釀成電梯事故。

2.2 制動器動力問題引起的失效

鋼絲繩的油或驅(qū)動主機軸承的油對制動盤造成了污染，導致制動力不足。制動盤表面長期存在潤滑油，形成了一層油膜，油膜積累到一定程度導致制動力大幅下降，造成事故發(fā)生。

制動彈簧長期使用效果下降導致制動力不足。制動彈簧在電梯制動器中扮演著至關(guān)重要的角色，其負責在電梯停止時提供必要的制動力，確保電梯安全穩(wěn)定地停靠在指定樓層。然而，隨著時間的推移，制動彈簧會經(jīng)歷反復的壓縮和釋放過程，這會導致其逐漸出現(xiàn)疲勞裂紋。當這些裂紋積累到一定程度時，制動彈簧的性能會顯著下降，制動力也會嚴重不足。當制動彈簧疲勞失效時，電梯在制動過程中無法獲得足夠的制動力，這可能導致電梯出現(xiàn)“溜梯”現(xiàn)象，即電梯在應該停止時卻繼續(xù)滑行。如果這種情況發(fā)生在乘客進出電梯或電梯滿載時，可能會造成嚴重的人身傷害和財產(chǎn)損失。

制動瓦和制動輪之間的摩擦力不足導致制動器動力不足。制動瓦會在電梯工作過程中不斷被消耗，當消耗到一定程度時，會導致制動力不足，進而導致制動失效。帶閘運行導致制動器閘瓦磨損嚴重進而影響制動力。由于制動閘瓦與制動輪之間的間隙過小，或者開閘力不夠?qū)е轮苿悠鳠o法完全打開。當電梯在帶閘狀態(tài)下運行時，制動器閘瓦會持續(xù)與制動輪摩擦，這種不正常的摩擦會導致閘瓦迅速磨損。如果電梯長時間處于這種帶閘運行狀態(tài)，閘瓦的磨損會變得非常嚴重，甚至可能磨損到無法再提供有效制動力的程度。

2.3 電氣故障失效

電梯也屬于電氣設備，在電梯運行過程中，電梯控制器回路的各個部分都要處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。并且電梯控制器中包含大量的電氣元器件，如繼電器、接觸器等。隨著時間的推移，這些元器件可能會老化、磨損失效，從而導致電梯控制信號異常，影響電梯的正常運行。電源也是電梯控制器正常工作不可或缺的元素。電源線路的損壞或電源不穩(wěn)定會導致電梯控制器電氣故障。電梯控制器的線路連接是電梯控制器實現(xiàn)控制功能的關(guān)鍵，不管是線路連接不良、短路還是斷路，都可能導致電梯不能正常運行。也有電氣系統(tǒng)設計故障導致的電梯控制器失效。

3 電梯制動器檢測技術(shù)研究

3.1 電梯制動器機械部件檢測

可以先從電梯制動器的外觀入手，觀察制動器外觀是否有明顯的損傷、變形或腐蝕。檢查電梯制動器的安裝位置和固定方式，確保制動器安裝牢固，沒有松動現(xiàn)象。同時對電梯制動器的性能進行檢測，如制動器的響應時間、制動距離、制動效果等。通過檢測，可以對電梯制動器在緊急情況下的制動效果進行評估，從而對是否需要維修給出判斷依據(jù)。檢查電梯制動器的機械部件磨損情況，如檢查制動器的閘瓦、制動輪等關(guān)鍵機械部件的磨損，及時更換磨損較嚴重的部件，保證電梯制動器的制動力。

對于采用彈簧制動的電梯制動器，需要對彈簧的彈性和張力進行檢測，因為彈簧的性能直接影響到制動器的制動力，必須使其處于良好的狀態(tài)。定期對電梯制動器的機械部件進行潤滑，減少磨損。同時，做好電梯制動器的清潔工作，防止灰塵、雜物等進入制動器內(nèi)部，進而影響其正常工作。也要檢測制動器機械部件中是否包含必要的安全裝置，如防抱死裝置、過載保護等，可在電梯制動器發(fā)生故障時提供額外的安全保障。

3.2 電梯制動器制動力檢測

電梯制動器制動力大小直接決定了電梯在緊急情況下能否及時、有效的停止。因此，制動力必須足夠大，以滿足電梯在不同狀態(tài)下的制動需求。在檢測制動力時，需要考慮到電梯的載重、速度及運行距離等因素，確保制動器能夠在各種情況下提供充足的制動力。同時，制動器制動力的穩(wěn)定性也是檢測的重點。制動器在長時間運行過程中，可能會因為磨損、老化等原因?qū)е轮苿恿ο陆?，出現(xiàn)制動力不穩(wěn)定的現(xiàn)象。因此，需要定期對制動器進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)并解決制動力下降的問題。

在進行制動力檢測時，還可以采用動態(tài)制動試驗法。這種方法是指在電梯正常運行中，通過測量制動器在各個位置的制動力大小，來判斷電梯的制動性能。在選擇測量設備時，需要考慮設備的精度、穩(wěn)定性及安全性等方面，以確保測量結(jié)果的準確性和可靠性。需要注意的是，在檢測過程中不能出現(xiàn)機械噪聲或損傷。要求檢測人員擁有一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗，能夠正確操作檢測設備，避免對電梯制動器造成不必要的人為損傷。

3.3 電梯制動器電氣裝置安全檢測

在檢測過程中，應重點關(guān)注電氣裝置的獨立性。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，電梯的主回路和電氣制動回路必須由兩個獨立的接觸器來控制。這兩個接觸器不應由同一個電氣裝置控制，以避免出現(xiàn)兩個接觸器的觸點都打不開的危險情況。因此，檢測時需要確認這兩個接觸器是否真正獨立存在，并且它們的觸點是否能夠在電梯停止時完全釋放。

而對于較新的制動器，還應關(guān)注其是否裝有抱閘監(jiān)控開關(guān)。這個開關(guān)在制動器運行異常時能夠采取動作，使得電梯保護停梯，保障制動器的安全可靠運行。然而，目前并沒有相關(guān)標準要求所有的制動器都必須安裝此開關(guān)，但相信在未來標準中有所體現(xiàn)會更有利于電梯制動器的安全維護和檢驗。在檢測過程中，如果發(fā)現(xiàn)電氣裝置存在任何異常或不符合相關(guān)規(guī)定的情況，應立即停止電梯的運行，并盡快進行必要的維修或更換。同時，檢測人員需要根據(jù)自己的經(jīng)驗，準確判斷出電氣裝置的狀態(tài)，并采取適當?shù)拇胧┙鉀Q問題。

4 結(jié)束語

文章通過對電梯制動器常見的失效形式進行分析，有針對性地提出了加強制動器機械部件的檢測、制動器制動力的檢測、制動器電氣裝置的安全檢測等方法，可解決電梯制動器存在的安全隱患、保障電梯運行安全，促使人們在城市建設不斷深入、電梯數(shù)量越來越多的當今社會能夠更加安全地乘坐電梯。

參考文獻

[1] 王文峰，王帥. 電梯制動器常見問題與風險點分析[J]. 中國電梯，2024，35（2）：55-58.

[2] 韓軍，劉珺. 電梯制動失效原因分析及檢驗對策解析[J].模具制造，2023，23（11）：244-246.

[3] 王浩. 電梯制動器常見失效形式與檢驗關(guān)鍵點分析[J]. 中國設備工程，2023（11）：165-167.