從電梯沖頂事故淺談電梯制動器

朱啟正

摘要：電梯制動系統在電梯設備中起著重要的作用，如果該系統出現問題，電梯在重載運行時轎廂會蹲底，造成人員傷害；電梯在輕載時，轎廂會沖頂。由于制動器失靈，還可能出現溜車，發生剪切事故。

關鍵詞：電梯；沖頂事故；制動器

隨著人民生活水平的提高，電梯作為垂直交通工具，已融入到我們的生活中，乘坐安全也成為人民關注的問題。一居民住宅樓里，發生了一起電梯沖頂事故。導致了底坑對重側的護欄損壞、補償鏈斷裂，在轎廂向上運行，對重壓在緩沖器上，轎廂向上沖擊后回落使限速器動作帶動安全鉗，將轎廂制停在導軌上。在現場看到，限速器上的上行超速開關已動作，雖然該開關已動作，但從沖頂后的現象看，制動器并沒有動作，這說明電氣方面沒有故障，很可能是制動器出現了問題，沒有制動。后經過對制動器電磁鐵芯拆解檢查發現，有鐵質異物卡阻了制動器在失電后的閉合動作，產生了機械故障，使電梯轎廂以超過其額定速度向上運行至沖頂。在這起事故中應該看到，制動器在電梯設備中的存在和所起的作用是至關重要的。借此淺談電梯制動系統。

一、電梯制動系統的組成

電梯是一種垂直運行交通運輸設備，它需要頻繁起動、制動來滿足人員、貨物上下乘運的要求。制動器在電梯運行中通過摩擦阻力使轎廂制停在某一位置，而不產生位移，以及在電氣發生故障時實施緊急制停，保持轎廂的靜止狀態。因此電梯必須設有可靠的制動系統。電梯的制動系統采用的是一種機電式常閉電磁制動器。所謂常閉即在未通電時制動器呈釋放狀態，制動器線圈無電，制動閘瓦在壓縮彈簧作用下抱緊制動輪，持續通電時制動器銜鐵吸合，克服壓縮彈簧的作用力，制動閘瓦打開松閘，失電時制動器無任何附加延遲地抱閘。

電梯制動系統是電梯曳引系統的重要組成部分。它由四個部分組成：

1、產生制動力的有導向的壓縮彈簧；

2、產生釋放力的電磁鐵裝置；

3、施加制動力的制動閘瓦；

4、傳動和調整機構。

產生制動力的壓縮彈簧應可通過裝在制動彈簧上的螺母來調整其伸縮量，彈簧的壓縮量大，則制動力矩大，反之則小。制動力矩不夠易產生溜車，制動力矩太大易造成電磁鐵通電后，要么制動閘瓦打不開，電梯無法起動，要么制動閘瓦不能完全打開，電梯起動時有沖擊感，運行時有振動感，還可能影響電梯的運行速度。

二、電梯制動系統的基本原理及功能

對于具有蝸輪蝸桿減速裝置的曳引機，電磁制動器安裝在電動機軸與蝸桿軸相連的制動輪處，對于無減速裝置的曳引機，電動機直接驅動曳引輪，電磁制動器安裝在電動機軸上。

當電梯處于靜止狀態時，曳引電動機無電流，電磁制動器的線圈不得電，動、靜鐵芯間沒有吸引力，制動閘瓦在壓縮彈簧張力的作用下，將制動輪抱緊，保證了電梯的靜止狀態。

當電動機通電旋轉的瞬間，電磁制動器的電磁線圈也得電，電磁鐵鐵芯被磁化，于是靜鐵芯和銜鐵之間產生吸力，當吸力大于彈簧的反作用力時，銜鐵被吸向靜鐵芯，這個過程為銜鐵吸合過程，通過傳動機構帶動制動臂克服制動彈簧的作用力，使制動閘瓦張開與制動輪脫離，電梯在無制動力情況下運行。

當電磁線圈電流中斷時，導磁體間失磁，吸力漸失，當吸力小于彈簧的反作用力的瞬間，銜鐵就開始返回直至打開位置，這個過程為銜鐵釋放過程，制動臂在壓縮彈簧作用力下復位，使制動閘瓦緊緊地壓在制動輪上。

電梯制動系統必須具備兩個功能：

一是電梯正常工作時，主要保證電梯平層。驅動電機斷電以后，保持轎廂的靜止狀態。

二是電梯出現非正常情況，制動器則要吸收轎廂運動的動能，使轎廂制停。

三、電梯制動系統電氣控制和機械要求

從制動器工作的基本原理來看，其電氣控制的基本要求應為電梯正常運行時制動器應在持續通電情況下保持松開狀態，在動力電源失電、控制電路電源失電時立即抱閘，使曳引機停止運轉。要滿足“持續”、“立即”功能要求，制動系統電氣控制應有此環節。GB7588—2003中12.4.2.3.1款要求，切斷制動器電流，至少應用兩個獨立的電氣裝置來實現，不論這些裝置與用來切斷電梯驅動主機電流的電氣裝置是否為一體。當電梯停止時，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，應防止電梯再運行。

個人理解認為，本款對制動器電氣控制安全可靠性提出了明確和具體的要求：

（一）、其數量上要求電氣裝置（接觸器）至少兩個，且是獨立的即對制動器線圈應有兩個獨立的串聯的觸頭進行控制。所謂獨立的是指參與電機運行的，電機運行時吸合，電機停止時釋放。

（二）、對于使電梯驅動主機停止運轉的接觸器而言，標準本身有要求：當動斷觸點（常閉觸點）有一個閉合時，全部動合觸點（常開觸點）應斷開；當動合觸點有一個閉合時，全部動斷觸點應斷開。按檢規要求通過運行試驗來判斷，模擬狀態檢驗，當電梯運行停止時，人為使一個接觸器頂住不釋放，此時制動器也應閉合進行制動。

GB7588—2003不僅對電梯制動系統電氣控制方面進行了要求，而且在機械方面也有要求，12.4.2.1款要求：所有參與向制動輪或盤施加制動力的制動器機械部件應分兩組裝設。如果一組部件不起作用，應仍有足夠的制動力使載有額定載荷以額定速度下行的轎廂減速下行。電磁線圈的鐵芯被視為機械部件，而線圈則不是。此款的意思為：制動器的電磁鐵芯應為兩組裝設，當一組鐵芯出現被卡阻時，另一組電磁鐵芯失電釋放，制動臂復位，使制動閘瓦緊緊地壓在制動輪（盤）上。

本文開頭描述的沖頂事故的電梯，符合GB7588—1995的標準，其制動器電磁鐵芯是一組設置，同時帶動兩個制動臂。雖然電磁鐵芯失電，但由于鐵芯被異物卡阻，所帶動的兩個制動臂不能復位制動。

四、制動系統的常見故障

故障分為電氣故障和機械故障。

（一）、電氣故障

1、主接觸器主觸點（常開觸點）的問題：由于主接觸器的主觸點串接主回路中，因其吸合或釋放實現電路的通斷。電梯運行時觸點處有較大電流流過，并且電梯頻繁的起、制動工作方式要求主觸點也頻繁地吸合、釋放，尤其在吸合、釋放的瞬間，對觸點的損害較大，因此可能會有這樣的故障出現：因為主觸點的損壞，其常開觸點未能有效吸合，因而抱閘繼電接觸器不吸合，導致電梯無法啟動；或因主觸點接觸不良，造成電路電流增大，主電路保險損壞，電梯無法運行。

2、主接觸器輔助常閉觸點的問題：由于主接觸器輔助常閉觸點燒蝕嚴重，導致主接觸器無法正常工作。

（二）機械故障

1、由于制動器頻繁的工作，電磁鐵芯會產生鐵削阻礙制動器的正常工作發生卡阻現象。

2、由于制動臂的連接軸銷部分缺少潤滑，使其動作不靈活，會發生制動臂不能復位的現象。

五、制動器系統的檢查和檢驗

制動器機械部分的調整主要是調整制動彈簧的制動力以及制動閘瓦與制動輪的間隙；對兩組制動器機械部件檢驗時，人為控制一組制動臂不能閉合，在電梯運行時，斷電檢查另一組制動臂是否能復位，使其電梯制停或減速。

參考文獻：

[1]GB7588—2003 2003年6月 《電梯制造與安裝安全規范》