一起老舊電梯制動器故障檢驗案例與應對策略

王 磊

(上海市特種設備監督檢驗技術研究院，上海 200333)

0 引言

目前，我國電梯處于高速發展期，電梯安全性能越來越受到重視。制動器是電梯的核心部件，電梯平層停站時制動器抱閘閉合使轎廂處于停止狀態，因此制動器安全性和可靠性尤為重要，一旦制動器故障失效將造成電梯溜車、沖頂、墜落等安全事故，直接威脅乘客的生命安全[1-3]，最新的電梯檢驗規范TSG T7001-2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則》(以下簡稱《新檢規》)第二號修改單中增加了制動器故障監測檢驗項目，一旦制動器發生故障，電梯將無法啟動運行[4-5]。早期電梯并未設置制動器故障保護功能，本文從一例老舊電梯的檢驗案例分析，提出老舊電梯加裝制動器故障保護功能的重要性和必要性。

1 電梯檢驗案例分析

對某曳引驅動乘客電梯進行定期檢驗。該電梯額定載重量800 kg，額定速度1.60 m/s，制造標準為GB7588-2003，制造日期為2007年4月。

圖1和圖2為現場檢驗時拍攝的照片。由圖1可見制動輪已經被嚴重刮花，制動輪下方發現大量閘瓦碎屑；由圖2可見閘瓦已基本被磨損完，閘瓦厚度嚴重不足，機房內有股刺鼻的味道，電梯運行時制動器持續發出“呲呲”聲。檢驗人員判定該電梯已帶病運行一段時間，且制動器處于制動能力失效的臨界狀態，電梯維修保養人員并未及時發現該隱患，一旦制動力小于制動器制動能力失效的臨界值將導致電梯沖頂、蹲底等安全事故發生。由此，該電梯不符合《新檢規》2.7.4中的相關要求：制動器動作靈活，制動器制動閘瓦(制動鉗)緊密、均勻地貼合在制動輪(制動盤)上，電梯運行時制動閘瓦(制動鉗)與制動輪(制動盤)不發生摩擦，制動閘瓦(制動鉗)以及制動輪(制動盤)工作面上沒有油污。

圖1 檢驗現場制動輪磨損

圖2 檢驗現場閘瓦磨損

圖3和圖4為檢驗現場拍攝位于同一個機房內同一型號兩臺電梯制動器照片，其中圖4為隱患電梯。通過對比發現，隱患電梯的螺桿頭部已全部陷入制動臂孔內，而另一臺正常運行電梯的螺桿明顯凸出制動臂。筆者推斷，電梯運行時，隱患電梯制動臂未完全張開，閘瓦與制動輪之間產生摩擦，電梯帶閘運行，導致閘瓦發熱磨損，制動輪在兩者摩擦過程中被刮花。

圖3 同型號電梯制動器

圖4 隱患電梯制動器

該制動器采用杠桿原理，其單側制動工作原理見圖5，電梯運行時，電磁線圈通電，銜鐵吸合，產生電磁力使制動臂張開，抱閘打開，電動機開始運轉。停梯時，線圈失電，銜鐵和鐵芯分開，電磁力消失，此時制動臂只受朝向閘輪的彈簧力作用，制動臂帶動閘瓦抱緊閘輪，電動機停止運行。若電梯長期使用過程中電磁力下降則會導致制動臂張開不充分，閘瓦與制動輪之間產生摩擦，閘瓦發熱軟化磨損，電梯帶閘運行，最終導致事故的發生。

圖5 制動器單側制動工作原理

2 制動器故障監測原理分析

由于該隱患電梯并未配置制動器故障監測裝置，即未對制動器打開和釋放狀態進行監控，導致制動器閘瓦嚴重磨損時仍可正常運行。若給該電梯兩側制動臂各加裝一副微動開關來監測制動器的打開和閉合，可以降低事故發生的風險。參考《新檢規》12.8中的相關規定，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。考慮制動器故障保護功能對電梯的重要性，筆者就制動器兩側制動臂加裝抱閘監測開關進行研究分析。

制動器兩側制動臂的抱閘監測開關采用串聯型。若采用常閉觸點進行串聯如圖6(a)所示，當制動器抱閘釋放，抱閘監測開關閉合，監測回路導通，其缺陷在于，當監測回路斷開時，存在一個抱閘監測開關打開而另一個抱閘監測開關閉合的情況，此時另一側抱閘未打開而電梯帶閘運行將導致閘瓦和制動輪磨損導致制動力下降。若采用常開觸點進行串聯如圖6(b)所示，當制動器抱閘釋放，抱閘監測開關斷開，監測回路斷開，其缺陷在于，當監測回路斷開時，同樣存在一個抱閘監測開關打開而另一個抱閘監測開關閉合情況，此時另一側抱閘監測開關閉合導致抱閘未釋放，制動器靠單邊抱閘制動，存在制動力不足的安全隱患。

圖6 監測開關串聯型

制動器兩側制動臂的抱閘監測開關采用并聯型接法如圖7所示，無論是常開觸點還是常閉觸點，由于電路的并聯特性，制動器故障監測只對其中的一側抱閘進行了監控，另一側的抱閘狀態沒法監控，因此該抱閘監控同樣存在安全隱患。

圖7 監測開關并聯型

當采用2組獨立監控信號如圖8所示分別對每一組制動器抱閘狀態進行監控并把結果各自傳輸給控制器進行處理可實現2組抱閘的單獨監控。抱閘監測開關無論是常閉觸點還是常開觸點都能實現對抱閘提起與釋放狀態的監控，可滿足《新檢規》有關制動器故障保護功能的要求。

圖8 監測開關獨立性

3 建議

由于部分早期電梯依據老檢規進行檢驗，對制動器故障保護并無要求，這部分電梯使用年限在15年以上，制動器故障和失效等風險增大，機械部件原因如容易出現卡阻導致無法開閘，制動器主彈簧壓力不足，閘瓦受力不均勻等導致閘瓦松弛和軟化從而使制動效果不足或失效；電氣部件原因如制動器電氣控制線圈接觸不良，導致抱閘無法打開或抱閘未完全張開；人為因素如維修保養工作不到位、制動器部件未及時更換等。若對這部分老舊電梯制動器進行故障監測保護，可大大減少事故發生的風險。目前大量老舊電梯仍在投入使用中，對老舊電梯進行安全評估并提出加裝制動器故障監測功能顯得尤為重要。

4 結語

電梯制動器是確保電梯安全運行的重要部件，老舊電梯機械電氣部件使用年限長導致發生故障及失效的概率增加，此時對維修保養人員的素養及專業技能要求較高，若制動器維保不當則可能存在安全隱患。通過對老舊電梯制動器加裝故障保護功能可有效減少制動器故障和失效引發事故的風險，凸顯其重要性。