淺談曳引式電梯轎廂增加制動裝置

鄒志文

（煙臺市特種設備檢驗研究院，山東 煙臺 265508）

0 概述

電梯的安全運行由2個方面組成，即電梯上下運行時的安全和電梯停止時人員進出轎廂時的安全，該文重點研究電梯停止時人員進出轎廂過程中的安全問題。電梯轎廂在電梯的各部件中占有重要的地位，保證電梯轎廂的安全性和可靠性就能夠保證乘梯人員的人身安全，轎門的開閉與轎廂運行的同步關系，以及說明在轎門的開閉與轎廂運行不同步時帶來的危險及后果，并分析兩者可能存在不同步的原因。然后分析轎廂增加制動裝置的可行性與必要性，明確轎門的開閉與轎廂制動裝置的開閉直接相關的優勢，確保電梯轎廂在?？科綄雍蟪颂萑藛T進出時電梯轎廂保持安全可靠。

1 轎門的開閉與轎廂運行的同步關系

現有電梯轎門的開閉與轎廂運行模式是乘梯人員從外呼板（或內呼板）上選擇目的樓層，當到達所選樓層時，平層檢測開關檢測到轎廂已處在平層區，將信號傳遞給主板，主板根據程序，先控制曳引機停止轉動、制動器閉合，使電梯轎廂處于停止狀態，再傳遞信號給轎門，轎門帶動層門打開，反之，再次運行時主板先傳遞信號給轎門，轎門帶動層門關閉，當層門和轎門（指帶轎門鎖開關的）門鎖開關檢測到層門和轎門已經關閉好，主板程序啟動曳引主機并同時打開制動器，電梯轎廂方可正常運行，實現乘梯人員進出電梯的一系列過程。

2 轎門開閉與轎廂運行不同步的危險及原因分析

轎門的開閉和轎廂的運行在正常狀態下由許多部件、開關及程序的共同作用下實現兩者同步。如果其中某一個環節出現問題，將會導致兩者不同步，兩者的不同步將會造成乘梯人員在進出電梯轎廂時被剪切或掉到井道的危險，導致乘梯人員重傷甚至死亡。下面對產生兩者不同步的原因進行逐一分析。

2.1 制動器故障或制動力不足

曳引電梯的制動器相當于汽車上的剎車裝置，是電梯的重要部件，有制動和保持2個作用，能夠使電梯轎廂在鋼絲繩的牽引下停止和保持不動。制動器是一個由多個零部件組成的機械構件，各零部件在使用過程中存在故障或失效的可能[1]，也會在常年使用且保養不當的情況下出現磨損嚴重的情況，例如制動瓦片損壞，制動輪損壞，制動輪表面濺入油污，制動彈簧變形，制動距離過大甚至一個鎖緊銷的脫離等諸多因素，如果未被及時發現，將會導致轎廂平層后轎門開啟人員進出時因制動器的制動力不足，轎廂側重量與對重側重量不平衡下，在重力的作用下轎廂出現非正常的上升或者下降，出現電梯門打開狀態下轎廂非正常運行（以下簡稱開門走梯），導致乘梯人員被剪切或跌落。

2.2 鋼絲繩與曳引輪槽磨損嚴重或鋼絲繩（鋼帶）斷裂

鋼絲繩作為連接電梯轎廂與曳引機的重要部件，其重要性不言而喻。鋼絲繩繞過曳引輪分別連著對重和轎廂，依靠鋼絲繩表面與曳引輪槽間的摩擦力實現轎廂與對重在各自導軌上的上下運行[2]，在以下幾種情況下，可能會出現摩擦力減小、不足以抵抗轎廂或對重側的重力，或在極端情況下鋼絲繩（或鋼帶）斷裂，導致停止的電梯發生開門走梯現象：首先是在鋼絲繩常年頻繁是使用下，表面磨損嚴重，同時曳引輪槽也出現磨損嚴重的情況，摩擦力不足以克服重力；其次是鋼絲繩表面或曳引輪槽油污嚴重，使摩擦力減??；最極端的情況是因特殊原因鋼絲繩或鋼帶發生斷裂。出現上述情況時，如果速度未到達安全區動作最小速度時，電梯開門狀態下處于不受控制狀態，易使乘梯人員發生剪切或跌落事故。

2.3 電梯主板控制程序故障或人為短接封線

電梯主板相當于人的大腦，按照編入的程序控制電梯各個零部件和開關的運行，當編入的程序出現錯誤或后期程序的參數被更改都有可能導致“大腦”指揮失誤，如電梯門未完全關好時電梯啟動等危險情況，或維修保養時需要人為地短接控制柜里某個開關或插件才能完成維修保養工作，但是工作完成后因疏忽大意導致短接線未被及時拆除[3]，假如是層門和轎門門鎖檢測開關，則會出現開門走梯的危險情況。

2.4 層門與轎門門鎖檢測開關短接或黏連

層門與轎門的門鎖對電梯的安全性至關重要，乘梯人員與電梯接觸最多的就是電梯的層門與轎門，據統計，電梯事故中70%的原因與電梯門有關，而開門走梯情況的致死率最高。而電梯門鎖開關是驗證電梯門是否閉合的重要電氣裝置，在轎廂處于平層區時由轎門帶動層門的開啟或是閉合，電梯控制柜會檢測到門鎖開關的開啟或閉合，并按照程序運行或停止轎廂，如果門鎖出現故障或被短接、黏連將會向控制系統傳遞錯誤信號，導致有可能在門開的狀態時門鎖開關通路系統誤認為可以運行轎廂，發生開門走梯的現象。

上述4 條分析均有可能造成轎門的開閉與轎廂的運行不同步[4]，導致乘梯人員傷亡，為了減少風險發生概率，增加安全系數，保證轎門開啟時轎廂固定不動，避免開門走梯現象發生，筆者在轎廂上增加制動裝置[5]，制動裝置將作用在轎廂兩側導軌上，其控制分為三級，即轎門處檢測開關直接控制、機房控制柜控制、手動復位控制。

3 電梯轎廂增加制動裝置的可行性分析

在電梯轎廂頂端（或底端）合適位置安裝電磁盤式制動裝置支架，電磁盤式制動裝置夾持在導軌兩側并固定在支架上，控制系統分為轎門開閉檢測開關直接控制，控制柜主板控制以及手動復位控制，其中轎門開關檢測開關控制優先于控制柜主板控制，手動復位控制是預防在停電等突發狀況下人工復位開啟制動裝置操作，其電源由轎頂電源盒直接供應。該裝置工作原理簡單，占用空間較小，控制簡單，易于加裝并且成本較低。

4 電梯轎廂制動裝置工作原理

電梯轎廂制動裝置分為控制部分和動力部分，動力部分采用的是電磁盤式制動器，該裝置主要由轎門檢測開關、轎廂制動器支架、制動板、制動臂、電磁制動裝置和制動彈簧等幾部分組成。該裝置筆者已申請專利，具體工作原理如下。

4.1 電氣原理圖

曳引式電梯轎廂制動裝置電器原理圖如圖1 所示，圖1中各數字標注分別為：1 是220 V 電源、2 是電阻、3 是轎門檢測開關、4 是轎廂制動器。

轎門閉合時，裝置原理：當轎門檢測開關檢測到轎門閉合時，開關3 閉合，使電路短接，此時轎廂制動器4 處于斷電狀態，整個電路的回路是1-3-2。

轎門打開時，裝置原理：當轎門檢測開關檢測到轎門打開時，開關3 斷開，轎廂制動器4 通電，整個電路的回路是1-4-2。

圖1 轎廂制動器電氣原理圖

4.2 機械原理圖

曳引式電梯轎廂制動裝置機械原理圖如圖2 所示，圖2中各數字標注分別為：1 是轎門開閉檢測開關、2 是制動板、3 是制動彈簧、4 是轎廂制動器支架、5 是制動臂、6 是電磁制動裝置。

轎門閉合時，裝置工作原理：當轎門檢測開關1 檢測到轎門閉合時，根據圖1 中電氣原理圖所述，電磁制動裝置失電，磁鐵脫離吸合，在制動彈簧3 的作用下，通過制動臂5傳到到制動板2，使制動板2 夾持在導軌上。

轎門打開時時，裝置工作原理：當轎門檢測開關1 檢測到轎門打開時，根據圖1 中電氣原理圖所述，電磁制動裝置得電，磁鐵與電磁裝置吸合，抵抗制動彈簧3 的彈力，通過制動臂5 傳遞到制動板2，使制動板2 開合，脫離導軌，電梯能過正常運行。

手動復位操作：當電梯突然停電，轎廂處于飛平層區時，通過手動壓緊制動臂5 后端，因杠桿原理，所以需要施加的作用力并不大就能打開制動板2。

圖2 轎廂制動器機械原理圖

5 結語

電梯轎廂增加制動裝置將確保電梯停止時的安全性，有效地避免開門走梯現象，該裝置主要特點是由轎廂門直接控制制定裝置，兩者由間接相關變成直接相關，保證人員進出電梯轎廂時轎廂是固定牢靠的，為電梯安全增添一份保障。