摘要：制动失效是引发电梯剪切事故最主要的原因，本文在讨论制动器工作原理和性能要求的基础上，分析制动失效原因，并提出相应的预防措施，确保电梯安全可靠运行。
关键词：高速曳引电梯；机械系统；振动特性
前言
近几年来，由于电梯制动器失效引发的人员剪切事故受到关注，也引发了业界对电梯制动器安全性能的反思。制动器作为电梯最重要的安全部件之一，起到电梯到站可靠制停轿厢的作用。而如果一旦其制动功能失效，在电梯层站出入口处存在剪切危险，极易引发人员伤亡事故。为此，需要深度剖析电梯制动失效的原因，制定科学合理的维保和检查预案，提前做好安全预防工作，从而保证电梯的安全可靠运行。
1电梯制动器的工作原理
电梯制动器俗称抱闸，一般采用机电式原理，常见型式有盘式、鼓式等。虽然它们结构有所区别，但工作原理基本相同。以图 1 鼓式制动器为例，电梯在停车状态下，制动器电磁线圈 5 失电，两块电磁铁芯 6 在弹簧作用下复位，制动弹簧 14 会压紧制动臂 8，促使制动闸瓦 9 抱紧制动轮 11，实现电梯的有效制停；当电梯运行时，制动电磁线圈 5 得电，两块电磁铁芯 6 向外推动制动臂 8，借助杠杆作用使制动闸瓦离开制动轮 11，实现电梯的正常运行。
2电梯制动器的性能要求
电梯制动系统应具有一个机电式制动器，该制动器严禁采用带式制动器。当动力电源或控制电路电源失电时，制动系统应能自动动作。电梯标准对曳引电梯制动器的机械和电气性能提出如下基本要求。
2.1机械性能
（1）被制动部件应以机械方式与曳引轮等直接刚性连接。
（2）制动闸瓦或衬垫的压力应用带有导向的压缩弹簧或重鉈施加。
（3）电磁线圈的铁芯被视为机械部件，而线圈则不是。
（4）所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设。如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。
（5）当轿厢载有 125% 额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转，且轿厢减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度。
（6）装有手动紧急操作装置的电梯驱动主机，应能用手动松闸装置松开制动器并需要一持续力去保持其松开状态。
2.2电气性能
（1）正常运行时，制动器应在持续通电下保持松开状态。
（2）断开制动器的释放电路后，电梯应无附加延迟地被有效制动。
（3）切断制动器电流，至少应当用两个独立的电气装置来实现，当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应当防止电梯再运行。
3电梯制动器失效的主要原因
根据上述原理可知，如果对制动器的机械或电气部分未按照安全技术规范与标准的要求进行安装、维护和调整，可能导致制动器制动能力失效。
3.1 机械原因
（1）制动轮与闸瓦相对位置调整不符合要求，或制动器闸瓦发生不正常磨损，二者之间间隙过大，均有可能导致制动器制动能力不足。
（2）制动臂转动销轴处不均匀磨损、润滑不足以及油污较多等，均可能导致制动器线圈失电时，制动臂转动卡阻，制动器无法直接合闸或合闸缓慢，制动闸瓦无法有效抱住制动轮。
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（3）制动器铁芯长期不均匀磨损，失电时制动铁芯复位过程卡阻，导致电梯制动失效。
（4）制动弹簧老化或长度调整不当，制动弹簧力太小，制动力矩不足。
（5）闸瓦老化、表面碳化、碎裂，或闸瓦与制动轮之间存在油污或杂物等因素，降低了闸瓦和转轴间的摩擦系数，制动摩擦力过小，电梯制动失效。
3.2 电气原因
（1）制动器控制电路设计不符合安全技术规范和标准的要求。标准要求至少有两个独立的电气装置控制制动器电路，若电路中的电气装置数量少于两个，或两个及两个以上电气装置具有连锁或互锁关系，在功能上不独立，则如果其中一个电气装置发生粘粘，停梯时控制线路不能可靠地切断制动器电源，制动器不能按预期抱闸，会引发溜车剪切事故。图 2 为制动器线圈控制电路。图 2a 中制动器线圈 ZXQ 的控制触点为 SC、XC 与 YXC，由于 YXC 受 SC、XC 控制，因此，该电路不符合电路设计对电气装置独立性的要求；图 b 中如果接触器 LB 与 SC、XC 独立，则该电路符合上述电路设计的要求。（2）制动器线圈失电后，如果电磁铁芯剩磁严重，此时制动弹簧力需要克服剩余电磁力，导致施加到制动轮上的制动力不足，电梯制动失效。（3）主板给制动器控制线路发出错误指令，导致制动失效。当然这种情况概率极低。
4电梯制动失效的预防措施
针对上述电梯制动失效的原因，应有针对性的编制制动器安全检验方案，对发现的安全隐患及时采取有效措施，保证制动器安全可靠地工作。
4.1加强日常巡查，发现隐患及时上报
电梯使用单位是电梯安全管理责任主体，应建立电梯日常巡查制度，并按要求认真落实。巡查人员应定期巡查，发现问题立即上报，并联系电梯维保人员及时消除安全隐患，把安全隐患扼杀在萌芽状态。
4.2编制维保方案，定期维护保养
电梯维保单位应根据产品性能特点和制造单位的要求，结合制动器事故案例，制定切实有效的电梯维护保养方案。维保人员在日常维保保养工作中，应重点关注事故风险点和制动器易损件的状况，发现问题及时解决。
4.3定期进行制定试验，确保制定性能
电梯维保单位按照维护保养方案，定期进行制动性能试验，检查验证制动器制动效果。例如，检验人员将空载轿厢以正常运行速度上行至行程上部，切断电动机与制动器供电，轿厢应当完全停止；或者将轿厢装载125% 额定载重量，以正常运行速度下行至行程下部时，切断电动机和制动器供电，制动器应当能够使驱动主机停止运转。
5 结束语
影响电梯制动性能的因素远远大于制动扭矩、牵引力和平衡系数。在紧急制动过程中，额定载荷、电流载荷、电梯系统重量、电梯运行速度、牵引发动机系统的差异、电梯在井中的位置等因素都会影响电梯在紧急制动过程中的制动能力。然而，就同一电梯的制动性能而言，额定负载、额定速度与牵引系统本身的差异是固定的。然而，电梯轿厢制动载荷和紧急制动过程中轿厢在井中的位置，只会影响到满足设计要求的电梯制动效果。制动效果不等于制动性能，制动效果是外观，制动性能是根本。制动效果表现为制动距离的长短，制动性能的根本在于电梯在适当减速时是否能有效停车。从实际出发，电梯在使用过程中，制动力矩、牵引力和平衡系数可能会发生变化。
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论文作者:洪睿,王陆嘉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/5
标签：制动器论文; 电梯论文; 闸瓦论文; 性能论文; 线圈论文; 电气论文; 载荷论文; 《电力设备》2018年第22期论文;