一起電梯沖頂事故對制動器檢驗的探討

陶建軍 萬曉亮

摘 要：制動器是電梯非常重要的一個安全部件，若制動器結構存在設計缺陷就可能會導致電梯發生失控，本文描述的就是制動器結構存在設計缺陷時，導致了轎廂沖頂事故的發生。作者在分析了事故原因后，提出了增加對該類型制動器結構的日常檢查和定期檢驗項目，供電梯維修人員和檢驗人員參考。

關鍵詞：制動器;制動閘瓦;拖閘;抱閘監測開關

2019年年初，瀏陽市某鄉鎮衛生院發生了一起轎廂沖頂事故，導致一名老人發生腿骨骨折，事故發生后當地特種設備監察部門委托我院對該電梯進行現場勘驗和事故調查。

一、現場勘查

該病床電梯額定速度為1.0m/s，額定載重量為1000kg，出廠日期為2007年02月28日。事故調查小組到達現場后調閱資料發現電梯巡檢記錄記載事故發生前一天電梯突然發出臭鼻氣味并突然停梯。在機房發現制動器制動閘瓦脫落于集油槽內，制動閘瓦工作面有部分碳化現象，測量制動閘瓦厚度分別為9.6mm、7.5mm，該制動器未配置抱閘動作監測開關。限速器上行方向電氣開關已動作，上行方向棘爪未動作，棘爪轉軸轉動卡阻。合閘通電后調閱變頻器故障記錄，顯示事故發生時記錄：變頻器故障、斷抱閘、變頻器故障、急停故障。

二、事故原因分析

筆者根據現場勘驗情況初步推斷可能是由于制動器未完全打開，電梯 “拖閘”運行，由于該曳引機未配備抱閘動作監測開關，電梯無法監測到該故障，造成制動輪與閘瓦一直摩擦使溫度急劇升高，電動機溫度升高后通過熱敏電阻使變頻器保護，但閘瓦與制動臂間是通過膠水粘接，高溫下造成脫膠使得制動器失去制動作用。在轎廂輕載情況下，當對重重力力矩大于抱閘制動力矩與轎廂側重力力矩之和時，在對重重力勢能作用下，對重通過鋼絲繩會拉著轎廂反向“溜車”。即使電梯檢測到溜車輸出“急停”指令，但由于電梯完全喪失了制動力，急停指令不能被有效執行，電梯溜車速度加快，在上行速度達到限速器啟動速度時，限速器上行方向電氣開關動作，但限速器上行方向棘爪卻未能與棘輪齒嚙合，因此夾繩器也沒有被限速器啟動而減速失控的電梯，造成轎廂沖頂事故。

從以上的現場勘驗和分析得出，電梯制動器未完全打開“拖閘”運行，高溫造成膠粘的制動閘瓦脫落，使得制動器失去制動效能，同時限速器上行棘爪動作不可靠造成夾繩器未動作是這次電梯轎廂沖頂事故發生的直接原因。

三、預防和改進措施

電梯制動器是保障電梯安全運行的重要保護裝置，其設計、安裝、維保和檢驗一直被業內所重視。但因設計缺陷和使用不當造成制動器失效的電梯事故還是時有發生。制動器失效形式按動作狀態第一類是：制動器在需要動作時未能有效動作或因制動力不足導致電梯出現“溜梯”現象。以下情況會導致上述現象發生：（1）控制制動器的接觸器粘連（特別是在用梯中只有一個接觸器控制制動器線圈的）;（2）制動臂或抱閘鐵芯出現機械卡阻;（3）制動彈簧卡阻或因調整不當導致制動力不足;（4）制動器閘瓦磨損后未及時調整閘瓦和制動輪的間隙;（5）制動閘瓦上有油污;（6）制動閘瓦脫落等。第二類是：制動器在電梯運行時沒有打開或完全打開，如果曳引機的起動力矩足夠大，曳引機仍會旋轉，此時制動器閘瓦與制動輪相摩擦，將會損壞電梯部件甚至發生人身傷害事故。出現這種故障的原因有：（1）控制制動器的接觸器觸點接觸不良或線路出現斷路;（2）制動臂或抱閘鐵芯出現機械卡阻;（3）制動彈簧卡阻和因調整不當導致制動力太大;（4）供給制動器的開閘電壓和維持電壓太低;（5）制動器電磁線圈意外失電等。《GB 7588-2003》關于制動器的規定中：12.4.2.1“當轎廂載有125%額定載荷并以額定速度向下運行時，操作制動器應能使曳引機停止運轉。在上述情況下，轎廂的減速度不應超過安全鉗動作或轎廂撞擊緩沖器所產生的減速度。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。”12.4.2.3.1“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。”12.4.2.3.2“當電梯的電動機有可能起發電機作用時，應防止該電動機向操縱制動器的電氣裝置饋電。”如果所設計和制造的電梯能滿足以上國標關于制動器的要求，并且維護保養得當的話，發生制動器失效引起的電梯事故概率還是很低的，但如果制動閘瓦與制動臂間是靠膠水粘接，日常使用中，在高溫、高濕、酸堿腐蝕、高頻使用、交變應力等環境和使用因素影響下，就有可能使膠接面發生老化、剪切、疲勞、破損，造成制動閘瓦與制動臂間粘接強度降低甚至造成剝離，進而發生制動器失效的嚴重電梯事故。電梯日常維護保養和定期檢驗很難對其粘接強度進行檢查，因此筆者建議對該類型制動器在日常維護保養中增加外觀和動作檢查，在定期檢驗中增加125%電梯額載制動試驗和100%額載單制動臂減速試驗以驗證其制動效能和粘接強度，推薦使用單位更換為連接強度更高和可靠的鉚接和螺絲連接等機械連接方式的制動器。而對于第二類制動器失效形式，標準除了12.4.2.3規定“正常運行時，制動器應在持續通電下保持松開狀態”外，并沒有其它相應規定和預防措施，雖然2017年10月1日執行的《TSG T7001-2009》增加了2.8（8） “應當具有制動器故障保護功能，當監測到制動器的提起（或者釋放）失效時，能夠防止電梯的正常啟動”檢驗要求。以下是某型號電梯的制動器監測裝置的原理圖（圖4）及實物圖（圖5）。

如上圖所示，兩個監測開關安裝在主機抱閘臂旁邊，通過制動臂上的兩個螺桿隨著制動器的打開和閉和使開關斷開和導通。兩個開關的通斷信號再通過電纜傳回到電梯主控制器，并與電梯的運行信號進行對比，判斷制動器打開和閉和有無異常，如果出現異常及時切斷電動機和制動器的電源停止電梯的運行。筆者認為增加這一個保護功能其成本和技術難度都不高，但它對制動器的安全有效提供了很好的保障。

參考文獻

[1]國家質檢總局，GB7588—2003 電梯制造與安裝安全規范及第1號修改單

[2]國家質檢總局，GB10060--2011 電梯安裝驗收規范

[3]國家質檢總局，GB/T10058--2009 電梯技術條件