吴伟
南京市特种设备安全监督检验研究院 江苏省南京市 210019
摘要：在保障电梯正常运行的重要安全部件中，制动器动作最为频繁，保证电梯系统断电或电动机动力丧失时，能够有效将轿厢制停。通过对大量电梯事故案例研究发现，因电梯制动器自身设计缺陷或运行故障，导致冲顶、蹲底、溜车、剪切等人身伤亡事故在电梯事故中占比重很大，因此对电梯制动器各环节加强重视把关非常重要。
关键词：电梯制动器 典型案例研究
1 制动器的分类
1.1 按照制动形式分类
根据电梯制动器制动形式的区别，大体分为块式制动器和盘式制动器两类。1）块式制动器（见图 1）。
这种制动器简单可靠，闸瓦包角小、散热好，调整瓦块与制动轮间隙方便，制动力矩大小与转向无关，制动轮轴所受弯矩较小或是不受弯矩作用，但是其制造较复杂，尺寸较大。为了弥补这一缺点，在有齿轮曳引机上，通常是把制动器与联轴器做成一体，从而使结构更加紧凑；在大型无齿轮曳引机上，有时采用内胀式制动器，以减小整体尺寸。
图 1 块式制动器
2）盘式制动器（见图 2）。
近年来，随着新式小型化曳引机的发展，盘式电磁制动器也时有应用。同样，盘式制动器也是常闭式的。其优点是体积小、重量轻，转动惯量小、动作灵敏，制动性能稳定，制动轴也不承受附加弯矩。目前，在有些行星传动曳引机和一些其他新型传动装置小型化的曳引机上，采用了盘式制动器。
图 2 盘式制动器
1.2 按照电磁铁形式分类
根据电梯制动器电磁铁形式的区别，大体分为鼓式制动器和碟式制动器。1）鼓式制动器（见图 3）。鼓式制动器主要作用在圆鼓柱面上。鼓式制动器是利用制动传动机构使制动蹄将制动摩擦片压紧在制动鼓内侧，从而产生制动力，根据需要使车轮减速或在最短的距离内停车，以确保行车安全，并保障汽车停放可靠不能自动滑移。
图 3 鼓式制动器
2 制动器的作用
电梯制动器的可靠性作用可归纳成如下两条：1）在电梯正常工作时，制动器应在持续通电的情况下，保持打开状态，在电机断电失去动力后，制动器制动并保持轿厢的静止状态。2）在非正常情况下，无论何种原因引起的制动器线圈失电 , 制动器均能吸收轿厢运动的动能，有效地制停轿厢 , 并保持静止状态。
具体作用方式体现在以下几个方面：
1）电梯停止时，提供保持静止状态的制动力；2）对非零速状态停车制动的电梯，进行带速制动；3）对于某些具有改善启动舒适感要求的电梯，允许带闸启动；4）紧急状况下采取紧急制动时，必须能够将电梯有效制停等。
4 电梯工作制动器相关事故统计与分析
对2002～2015年的具有较完整结案材料的 394 起电梯典型事故进行了梳理、分析和凝练，事故原因涉及设备的不安全状态共有 224 起，其中由于电梯工作制动器直接导致发生事故的有 33 起，占 15%。分析表明，制动器故障主要表现为制动力不足、带闸运行、机械卡阻失效、制动器控制回路故障（如控制回路被人为短接（改动）、接触器粘连故障等）等。
4 电梯工作制动器相关事故统计与分析
2017 年 4 月 8 日，某物业公司管理的 1 台电梯发生轿厢冲顶，致使 1 名乘客腰椎、颈椎受伤。经事故调查分析，直接原因为制动器因机械卡阻导致制动失效，轻载轿厢在对重装置重力的作用下，致使电梯轿厢上行超速，轿厢碰撞到井道顶部，造成人员受伤。
4.1 从近 15 年的多起电梯事故案例中分析电梯制动器常见问题归纳如下：
1）机械方面：
（1）高温震动条件下长期使用导致粘接制动闸瓦开胶脱落；
（2）长期暴露引起密封橡胶老化和破裂，异物掉入制动器造成卡阻；
（3）不良的工作环境导致电磁铁芯生锈，发生制动器卡阻；
（4）电磁铁芯导向机构设计不合理，造成制动器卡阻。
2）电气方面：
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（1）用于切断制动器电流的电气安全装置，其数量和相互独立性不满足要求；（2）制动器电磁铁的最低吸合电压或最高释放电压不满足要求；
（3）制动器的抱闸监控开关形同虚设；
（4）断开制动器的释放电路后，电梯存在延迟制动现象等。
典型案例 1：
2013 年 5 月 15 日，某医院 1 名女护士乘坐电梯，在该女子从 3 楼层门走出电梯但尚未完全走出轿厢的时候，电梯在轿门和层门均未关闭的情况下突然向下运行，导致该女子一条腿被夹进电梯井道与轿厢之间的缝隙，该女子迅速被轿厢内的其他乘客拽回电梯轿厢内，电梯运行至负 1 层平层位置停止，但该女子当场死亡。经调查事故发生的直接原因为电梯制动器制动力矩不足；间接原因为制动器的制动鼓与制动闸瓦之间摩擦表面存在润滑油。
典型案例 2：
2014 年 9 月 14 日，某大学建筑系 1 名大四男生在一脚进入轿厢后，发生电梯在轿门和层门均未关闭的情况下突然运行现象，导致乘客挤压致死。经调查事故发生的直接原因为电梯制动器控制回路被短接、改动，致使制动器控制回路一个接触器在电梯运行时失去原有功能，同时导致永磁同步电机的封星回路失效，在制动器另一组电气装置控制发生故障时，电梯无法制动。
典型案例 3：
2015 年 7 月 30 日，某小区 1 名住户在 16 楼电梯厅门处，发现1名女子被夹在电梯轿厢和井道壁之间。被夹人员被消防人员解救，后送医院抢救无效死亡。经专家组对事故电梯现场勘查和技术分析，事故直接原因为维护保养人员未按该型号电梯维保要求调整好电梯工作制动器，造成制动器闸瓦磨损严重，导致制动力不足，轿厢开门溜梯，造成事故。
4.2 制动器发生故障的主观原因归纳
1）法规标准对制动器的设计准则、技术条件、性能测试和评价方法等方面的要求不够完善；
2）制动器微动开关性能差，制动器微动开关被短接或屏蔽；
3）随机技术文件缺少对制动器的技术要求、结构特点、调整修理、判废准则等方面的描述；
4）作业人员缺乏相关专业知识和经验，以及未按照要求开展施工和维护保养自检工作。
5 工作建议
5.1 在用电梯
1）原制造单位应重点公示制动器维护保养和测试方式，并指导培训维保单位作业人员，做好专业的维护保养。
2）研究制定封星的相关技术要求，并对成熟梯型（如额定速度小于 3m/s 的永磁同步鼓式制动器）增加封星技术；该技术同时可以防止紧急救援时的误操作等。
3）维护保养单位要做好电梯的上行超速保护装置和下行超速保护装置的定期维护、测试和验证工作。
5.2 新出厂电梯
1）从法规规范和技术标准角度，提高电梯工作制动器本身的设计和安全要求（如设计形式、关键材质、可靠性动作次数、增加制动器检测开关短接的电气自动识别功能、两个稳定状态都用电气装置验证等）。
2）从设计和制造源头严格把控工作制动器、轿厢意外移动保护装置的生产工艺和质量品质，提升设备本质安全。
3）制造单位的产品技术资料上，进一步细化和完善电梯工作制动器的维护保养、调整测试相关方法；各施工单位（安装、修理、保养等）要严格按照制造单位明确的维护保养方法，做好工作制动器、轿厢意外移动保护装置、上行超速保护装置和下行超速保护装置的定期维护、测试和验证工作。制动器上应明确标注使用寿命，使用寿命到期后应立即更换。
参考文献:
[1] 李赵，彭长友，王小鹏. 浅谈曳引式电梯的制动器及其检验 [J]. 中国电梯，2012，23(11)：50-55.
[2] GB 7588—2003 电梯制造与安装安全规范 [S].
论文作者:吴伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
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