電梯制動失效原因分析及預防措施

周國棟

（廣西壯族自治區特種設備檢驗研究院百色分院，廣西 百色 533000）

制動器在電梯中，其工作價值和作用是十分必要的，如果制動器出現失效的情況，就可能導致電梯出現剪切或擠壓傷害，會影響電梯的服務能力。因為制動器失效會造成危險依靠和其他安全部件的保護難題，甚至電梯的電氣保護作用也無法得到保證，同時，上行超速保護器就可能出現無法正常工作的情況，而只有在電梯轎廂速度超過115%的額定速度時，才會出現電梯的安全保護，也就會引起電梯功能障礙問題，嚴重影響電梯的功能和作用。所以，制動器在穩定工作時，才能滿足電梯的安全運行，為了滿足電梯的安全運行，需要對制動器的工作原理進行了研究，對電梯制動失效的原因進行系統分析，并提出解決對策以供參考。

1 關于電梯制動器

電梯制動器是電梯重要的安全裝置，在電梯動力電源失電或是電梯控制電路電源失電的情況下，它能夠自動把運行中的電梯轎廂制停，同時它還要求在轎廂載有125%額定載荷并保持額定速度運行時，制動器發揮相應功能，實現對電梯停止運轉的工作，如此，才能使得轎廂速度不超過額定標準，還能保證電梯安全運行，并避免電梯轎廂內部人員受到傷害。由此可見，為了保證電梯的功能和作用，需要對電梯進行合理控制，確保電梯制動器能夠處于穩定的工作狀態，避免出現制動器失效的問題，從而確保電梯的穩定工作，進一步推動電梯制動器的功能和作用得到合理保證。

目前，電梯制動器最常用的是電磁制動器，制動器的種類多種多樣，如圖1所示為一種常見的鼓式制動器，其主要由電磁鐵、制動臂、制動閘瓦、制動輪、壓縮彈簧等組成，其中電磁鐵的作用是將控制系統的電信號通過電磁作用轉變為鐵芯的機械動作（打開或吸合）；制動臂的作用在于將電磁鐵的運動傳輸給制動閘瓦，它要求具有較高的強度，通常采用鍛鋼件或鑄鋼件加工而成；制動閘瓦是由制動瓦和制動襯料組成，制動瓦的材料為鑄鐵或鋼板，襯料帶多采用摩擦系數大而且耐磨的橡膠合成，制動閘瓦與制動輪工作表面由于摩擦力而產生制動力矩；制動彈簧的作用是壓緊制動閘瓦，產生制動力矩，它通過調節雙頭螺栓兩端的螺母，可以調整彈簧的壓縮量，獲得所需的制動力。

圖1

其工作原理為：當電梯處于靜止狀態時，曳引電動機、電磁電梯制動器的線圈中均無電流通過，這時因電磁鐵芯間沒有吸引力、制動閘瓦在制動彈簧壓力作用下，將制動輪抱緊，保證電機不旋轉；當電梯運行時，控制系統令制動器電磁線圈通電，使鐵芯迅速吸合，帶動制動臂克服彈簧壓縮力使閘瓦張開，使主軸可以自由轉動，驅動電梯運行；當電梯需要停止時，控制系統令曳引電動機及制動電磁鐵中的線圈失電，電磁鐵芯中的磁力迅速消失，鐵芯在制動彈簧的作用下復位，制動閘瓦把制動輪抱緊，使電梯停止或保護在停止狀態。

2 電梯制動失效的原因分析

2.1 機械問題原因

機械部分是電梯制動器的重要部分，同時也是造成電梯制動器出現制動失效的主要原因，現對制動器失效的機械問題進行進一步分析。

（1）壓縮彈簧壓力失衡。壓縮彈簧是制動器的重要組成部分，它的作用是壓緊制動閘瓦從而產生制動力矩，通過調節彈簧的壓縮量，獲得所需的制動力。當制動力過大時，電梯平層時會產生沖擊感；制動力過小時則可能會發生溜梯風險，雙速電梯還會使平層不準確。

在彈簧長期工作過程中，可能會出現彈簧老化變軟的情況，或是維護保養人員對制動器進行保養時未能按照制造單位的要求正確調整壓縮彈簧的壓縮量，導致壓縮彈簧不能為制動閘瓦提供足夠的壓力從而使制動力矩變小，嚴重時可能會發生溜梯事故。

（2）制動閘瓦或制動輪表面有油垢。制動器在工作中，如果制動器制動閘瓦或制動輪上有油漬等污染物，將會降低制動閘瓦與制動輪之間摩擦力，進而導致制動器制動力下降。

（3）制動器閘瓦和制動輪過熱。當制動器帶閘運行時，制動器閘瓦和制動輪之間相互摩擦引起制動器閘瓦和制動輪過熱，出現熱衰減情況,導致制動器閘瓦和制動輪間的摩擦力下降，從而降低電梯制動器的制動能力。

（4）制動器閘瓦過度磨損。在制動器的使用過程中，可能會出現制動器兩側壓縮彈簧壓縮量不一致的情況，從而導致兩側制動器閘瓦受力不均，受力較大的制動器閘瓦將會加速磨損，當制動器閘瓦磨損過大時將會導致制動器制動力下降。此外，當制動器故障帶閘運行時，將會加快制動器閘瓦的磨損，磨損后制動輪與制動閘瓦的間隙增大，壓縮彈簧未能給制動閘瓦提供足夠的壓力，從而導致制動器制動力下降；當制動器閘瓦上的制動襯料完全磨損時，制動瓦將會與制動輪接觸，由于制動瓦的材料為鑄鐵或鋼板，摩擦系數小，不能提供足夠的摩擦力從而導致制動器失效。

（5）制動器卡阻。對于一些柱塞式電磁鐵型式的制動器，由于制動器電磁鐵在長期工作過程中其內部會產生油泥、鐵屑等異物，如果電磁鐵未及時拆解保養易造成制動器卡阻的問題，一旦出現卡阻，在電梯制動器線圈失電后，制動器鐵芯無法在壓縮彈簧的作用下正常復位，制動器無法抱閘從而引發溜梯事故，或是因為制動器鐵芯卡阻復位速度過慢，出現抱閘不及時的問題，從而容易引發電梯溜梯或是電梯?？坎黄綄蝇F象；另外，對于部分制動器，其松閘頂桿采用的是鐵質等導磁材料，松閘頂桿在電磁力作用下產生擺動，松閘頂桿與制動器鐵芯的端面在不斷的碰撞中容易產生刮痕，刮痕嚴重時，有可能會導致松閘頂桿頂住制動器鐵芯的端面，從而導致鐵芯無法復位，引起制動器失效。

除此之外，當制動器的線圈通電時，由于制動器鐵芯卡阻無法向外運行推動制動臂，制動臂無法正常打開，制動器將會帶閘運行從而導致制動閘瓦磨損，也會給制動器的制動能力帶來影響，威脅電梯的安全。

（6）制動器部件損壞。制動器是由多個部件共同組成的，每個部件都有其特定的作用，缺一不可，其中的某個部件損壞都有可能引起制動器的失效，如制動器制動臂斷裂、制動臂連接軸銷斷裂、壓縮彈簧拉桿斷裂等會導致制動器失去制動力；制動器壓縮彈簧老化變軟、制動器制動閘瓦磨損等會降低制動器的制動能力；制動器推桿斷裂、制動器調節螺栓斷裂等將會導致制動器無法正常打開，從而引發電梯帶閘運行現象。

（7）電梯轎廂超載。電梯的制動器對電梯的制動能力是有限的，如果電梯轎廂超載超過電梯制動器的制動能力，很容易導致制動器失效，造成電梯的墜落、蹲底事故，嚴重時甚至出現開門溜車的情形，引發電梯門剪切人員的事故。因此，GB/T7588.1—2020規定，轎廂超載時，電梯上的一個裝置應防止電梯正常啟動及再平層（對于液壓電梯,該裝置不應妨礙再平層運行）。該裝置應最遲在載荷超過額定載重量的110%時檢測出超載。且在超載情況下：①轎廂內應有聽覺和視覺信號通知使用者；②動力驅動自動門應保持在完全開啟位置；③手動門應保持在未鎖緊狀態；④5.12.1.4所述的預備操作應取消。可見轎廂超載保護裝置是保護電梯安全運行的一個重要保障，如果其失效，則可能由于超載導致制動器失效，從而引發的電梯墜落、蹲底事故。此外，在電梯的使用過程中，部分使用單位會對電梯的轎廂進行裝潢，如加裝轎廂大理石地板、加裝轎廂吊頂、對轎廂轎壁進行裝潢、在電梯轎頂加裝空調等，轎廂過度裝潢會加重電梯轎廂側的重量，從而破壞原有的平衡系數使其偏離設計值，如果轎廂側裝潢的重量較大，當進入轎廂內人員剛好滿員或是接近滿員時，往往容易因電梯轎廂嚴重超載而引發溜梯甚至墜落、蹲底事故。

2.2 電氣系統原因

電氣系統是電梯制動器的重要部分，直接關系到電梯穩定運行，如果電氣系統出現問題，也會給制動器帶來影響，可能導致制動器失去相應的功能，甚至造成制動器無法正常運作。根據電氣系統的基本情況，對造成電梯制動失效的原因進行分析，詳細分析內容如下。

（1）對于電梯制動器的電路，在電梯的設計上有要求：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。這就是要求控制制動器回路的接觸器應具有防黏連保護功能，當兩個接觸器的主觸點中的一個發生黏連時，由于兩個接觸器是彼此獨立的，另一個接觸器仍能夠正常工作，電梯仍能夠正常工作，但其安全狀態已經達到了極限，繼續運行電梯風險很大，故要求電梯在完成本次規定方向的運行，最遲到下一次運行方向改變時，應防止電梯再運行。而如果當另一個接觸器也黏連，則會出現制動器電流無法切斷的重大事故。

（2）由于電梯制動器線圈為電感元件，在切斷電源時會產生感應電流，這將影響制動器的有效動作。為避免此現象的發生，通常在設計時會附加一個由電阻和電容組成的電路，吸收感應電流，使之不會影響制動器電磁鐵的釋放。如果該電路出現故障，在制動器電源被切斷時，不能迅速吸收線圈中的感應電流，則會出現制動器閉合延遲的情況，輕則出現停梯不平層的現象，重則可能發生溜梯沖頂或蹲底事故。

3 預防電梯制動失效的措施

3.1 加強對制動器機械部件的維護檢查

制動器是電梯一個重要的安全部件，電梯維護保養單位應嚴格按照《電梯維護保養規則》的要求對制動器進行檢查保養，應重點檢查制動器各部件是否有斷裂或缺損現象，各鎖緊螺母是否有松動，各銷軸部位是否動作靈活，制動器間隙值是否符合制造單位要求，如果發現制動器存在帶閘運行的現象，應及時停梯分析故障原因并整改，當發現制動器輪及制動襯表面有油漬等污染物時應進行清潔，當制動器制動襯磨損量超過制造單位的設計要求時應及時更換。對于最近幾年生產的電梯，其制動器裝有動作狀態監測裝置的，應對其功能進行檢查，確保電梯制動器的正確提起或者釋放。對于柱塞式制動器鐵芯，因其在長期工作過程中其內部會產生油泥、鐵屑等異物，所以在日常維護保養時應注意檢查其是否存在卡阻現象，并應按照制造單位的維護保養說明對其進行拆解清潔、潤滑、檢查。同時，還應對制動器壓縮彈簧的壓縮行程進行檢查，以保證制動器擁有足夠的制動力，當懷疑制動力不足時，應進行檢查調整，必要時可進行轎廂裝載125%額定載重量的制動試驗加以驗證。

3.2 對制動器電氣部分進行檢查

電氣故障是造成電梯制動失效的一個重要因素，為了保障電梯的安全運行，需要結合電梯的基本情況，做好電梯制動器電氣部分的維護檢查工作。首先，在檢查制動器電路防黏連保護功能時，可人為分別將其中一個接觸器的主觸點按住不放松，使其一直處于吸合狀態，并觀察電梯在完成本次規定方向的運行，最遲到下一次運行方向改變時，其是否能防止電梯再運行。其次，還要對制動器的其他電路部分進行檢查，如檢查制動器是否可靠接地，檢查制動器線圈耗能電阻是否正常，檢查制動器的開閘電壓和維持電壓是否在設計范圍值內等。

3.3 規范電梯的保養和使用管理

在電梯的使用過程中，需要維護保養單位定期對電梯進行維護保養，針對電梯制動失效這一問題，保養單位應重點加強對制動器機械、電氣部分及轎廂超載保護裝置的檢查力度。同時，也需要人們正確認識并使用電梯，嚴禁在電梯轎廂內嬉鬧，嚴禁超載乘坐電梯，而電梯使用單位也應加強自身管理，不得私自對電梯轎廂進行裝潢，只有這樣，大家共同努力才能夠更好地保障電梯的運行安全。

4 結語

本文結合電梯的基本情況，先對電梯制動器的構成及原理進行充分的認識，再對電梯制動失效的原因進行了分析，明確制動失效的具體原因，并提出預防電梯制動失效的措施，希望能對電梯制動器安全使用方面提供有用的參考和幫助。