基于典型事故案例論電梯工作制動器

代 松 李 趙

（中國特種設備檢測研究院 北京 100029）

在保障電梯正常運行的重要安全部件中，制動器動作最為頻繁，保證電梯系統斷電或電動機動力喪失時，能夠有效將轎廂制停。通過對大量電梯事故案例研究發現，因電梯制動器自身設計缺陷或運行故障，導致沖頂、蹲底、溜車、剪切等人身傷亡事故在電梯事故中占比重很大，因此對電梯制動器各環節加強重視把關非常重要。

1 制動器的分類

1.1 按照制動形式分類

根據電梯制動器制動形式的區別，大體分為塊式制動器和盤式制動器兩類。

1）塊式制動器（見圖1）。

這種制動器簡單可靠，閘瓦包角小、散熱好，調整瓦塊與制動輪間隙方便，制動力矩大小與轉向無關，制動輪軸所受彎矩較小或是不受彎矩作用，但是其制造較復雜，尺寸較大。為了彌補這一缺點，在有齒輪曳引機上，通常是把制動器與聯軸器做成一體，從而使結構更加緊湊；在大型無齒輪曳引機上，有時采用內脹式制動器，以減小整體尺寸。

圖1 塊式制動器

2）盤式制動器（見圖2）。

近年來，隨著新式小型化曳引機的發展，盤式電磁制動器也時有應用。同樣，盤式制動器也是常閉式的。其優點是體積小、重量輕，轉動慣量小、動作靈敏，制動性能穩定，制動軸也不承受附加彎矩。目前，在有些行星傳動曳引機和一些其他新型傳動裝置小型化的曳引機上，采用了盤式制動器。

圖2 盤式制動器

1.2 按照電磁鐵形式分類

根據電梯制動器電磁鐵形式的區別，大體分為鼓式制動器和碟式制動器。

1）鼓式制動器（見圖3）。

鼓式制動器主要作用在圓鼓柱面上。

圖3 鼓式制動器

2）碟式制動器（見圖4）。

碟式制動器主要作用在圓盤端面上。

圖4 碟式制動器

2 制動器的作用

電梯制動器的可靠性作用可歸納成如下兩條：

1）在電梯正常工作時，制動器應在持續通電的情況下，保持打開狀態，在電機斷電失去動力后，制動器制動并保持轎廂的靜止狀態。

2）在非正常情況下，無論何種原因引起的制動器線圈失電，制動器均能吸收轎廂運動的動能，有效地制停轎廂，并保持靜止狀態。

具體作用方式體現在以下幾個方面：

1）電梯停止時，提供保持靜止狀態的制動力；

2）對非零速狀態停車制動的電梯，進行帶速制動；

3）對于某些具有改善啟動舒適感要求的電梯，允許帶閘啟動；

4）緊急狀況下采取緊急制動時，必須能夠將電梯有效制停等。

3 制動器的新使命

李趙[1]簡述了既是工作裝置、更是安全裝置的電梯制動器，在電梯技術日新月異的發展、國家對節能環保的要求逐步提升要求下的新作用。隨著GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》[2]第9.10條和新第1號修改單分別對轎廂上行超速保護裝置和轎廂意外移動保護裝置以強制標準的形式作新要求，電梯制動器對于完成以上要求具有了新使命。

4 電梯工作制動器相關事故統計與分析

近期，按照質檢總局特種設備局的部署，總局特種設備事故調查處理中心組織行業專家對2002～2015年的具有較完整結案材料的394起電梯典型事故進行了梳理、分析和凝練，事故原因涉及設備的不安全狀態共有224起，其中由于電梯工作制動器直接導致發生事故的有33起，占15%。分析表明，制動器故障主要表現為制動力不足、帶閘運行、機械卡阻失效、制動器控制回路故障（如控制回路被人為短接（改動）、接觸器粘連故障等）等。制動器故障表現形式見圖5。

典型案例1：

2013年5月15日，某醫院1名女護士乘坐電梯，在該女子從3樓層門走出電梯但尚未完全走出轎廂的時候，電梯在轎門和層門均未關閉的情況下突然向下運行，導致該女子一條腿被夾進電梯井道與轎廂之間的縫隙，該女子迅速被轎廂內的其他乘客拽回電梯轎廂內，電梯運行至負1層平層位置停止，但該女子當場死亡。

圖5 制動器故障表現形式圖

經調查事故發生的直接原因為電梯制動器制動力矩不足；間接原因為制動器的制動鼓與制動閘瓦之間摩擦表面存在潤滑油。

典型案例2：

2014年9月14日，某大學建筑系1名大四男生在一腳進入轎廂后，發生電梯在轎門和層門均未關閉的情況下突然運行現象，導致乘客擠壓致死。

經調查事故發生的直接原因為電梯制動器控制回路被短接、改動，致使制動器控制回路一個接觸器在電梯運行時失去原有功能，同時導致永磁同步電機的封星回路失效，在制動器另一組電氣裝置控制發生故障時，電梯無法制動。

典型案例3：

2015年7月30日，某小區1名住戶在16樓電梯廳門處，發現1名女子被夾在電梯轎廂和井道壁之間。被夾人員被消防人員解救，后送醫院搶救無效死亡。

經專家組對事故電梯現場勘查和技術分析，事故直接原因為維護保養人員未按該型號電梯維保要求調整好電梯工作制動器，造成制動器閘瓦磨損嚴重，導致制動力不足，轎廂開門溜梯，造成事故。

典型案例4：

2016年12月11日，某小區乘客乘坐電梯回家時，電梯發生上行超速現象，轎廂沖至24層（頂層）后停止，乘客受傷，后經搶救無效確認死亡。

經事故調查分析，主要原因是由于電梯制動器電磁鐵松閘釋放軸與銜鐵之間行成機械卡阻，使得制動器失效，造成輕載轎廂上行超速，沖頂造成事故。

典型案例5：

2017年4月8日，某物業公司管理的1臺電梯發生轎廂沖頂，致使1名乘客腰椎、頸椎受傷。

經事故調查分析，直接原因為制動器因機械卡阻導致制動失效，輕載轎廂在對重裝置重力的作用下，致使電梯轎廂上行超速，轎廂碰撞到井道頂部，造成人員受傷。

4.1 從近15年的多起電梯事故案例中分析電梯制動器常見問題歸納如下

1）機械方面：

（1）高溫震動條件下長期使用導致粘接制動閘瓦開膠脫落；

（2）長期暴露引起密封橡膠老化和破裂，異物掉入制動器造成卡阻；

（3）不良的工作環境導致電磁鐵芯生銹，發生制動器卡阻；

（4）電磁鐵芯導向機構設計不合理，造成制動器卡阻。

2）電氣方面：

（1）用于切斷制動器電流的電氣安全裝置，其數量和相互獨立性不滿足要求；

（2）制動器電磁鐵的最低吸合電壓或最高釋放電壓不滿足要求；

（3）制動器的抱閘監控開關形同虛設；

（4）斷開制動器的釋放電路后，電梯存在延遲制動現象等。

4.2 制動器發生故障的主觀原因歸納

1）法規標準對制動器的設計準則、技術條件、性能測試和評價方法等方面的要求不夠完善；

2）制動器微動開關性能差，制動器微動開關被短接或屏蔽；

3）隨機技術文件缺少對制動器的技術要求、結構特點、調整修理、判廢準則等方面的描述；

4）作業人員缺乏相關專業知識和經驗，以及未按照要求開展施工和維護保養自檢工作。

5 工作建議

5.1 在用電梯

1）原制造單位應重點公示制動器維護保養和測試方式，并指導培訓維保單位作業人員，做好專業的維護保養。

2）研究制定封星的相關技術要求，并對成熟梯型（如額定速度小于3m/s的永磁同步鼓式制動器）增加封星技術；該技術同時可以防止緊急救援時的誤操作等。

3）維護保養單位要做好電梯的上行超速保護裝置和下行超速保護裝置的定期維護、測試和驗證工作。

5.2 新出廠電梯

1）從法規規范和技術標準角度，提高電梯工作制動器本身的設計和安全要求（如設計形式、關鍵材質、可靠性動作次數、增加制動器檢測開關短接的電氣自動識別功能、兩個穩定狀態都用電氣裝置驗證等）。

2）從設計和制造源頭嚴格把控工作制動器、轎廂意外移動保護裝置的生產工藝和質量品質，提升設備本質安全。

3）制造單位的產品技術資料上，進一步細化和完善電梯工作制動器的維護保養、調整測試相關方法；各施工單位（安裝、修理、保養等）要嚴格按照制造單位明確的維護保養方法，做好工作制動器、轎廂意外移動保護裝置、上行超速保護裝置和下行超速保護裝置的定期維護、測試和驗證工作。制動器上應明確標注使用壽命，使用壽命到期后應立即更換。

[1]李趙，彭長友，王小鵬. 淺談曳引式電梯的制動器及其檢驗[J]. 中國電梯，2012，23(11)：50-55.

[2]GB 7588—2003 電梯制造與安裝安全規范[S].