王 磊
(上海市特种设备监督检验技术研究院，上海 200333)
目前，我国电梯处于高速发展期，电梯安全性能越来越受到重视。制动器是电梯的核心部件，电梯平层停站时制动器抱闸闭合使轿厢处于停止状态，因此制动器安全性和可靠性尤为重要，一旦制动器故障失效将造成电梯溜车、冲顶、坠落等安全事故，直接威胁乘客的生命安全[1-3]，最新的电梯检验规范TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则》(以下简称《新检规》)第二号修改单中增加了制动器故障监测检验项目，一旦制动器发生故障，电梯将无法启动运行[4-5]。早期电梯并未设置制动器故障保护功能，本文从一例老旧电梯的检验案例分析，提出老旧电梯加装制动器故障保护功能的重要性和必要性。
对某曳引驱动乘客电梯进行定期检验。该电梯额定载重量800 kg，额定速度1.60 m/s，制造标准为GB7588-2003，制造日期为2007年4月。
图1和图2为现场检验时拍摄的照片。由图1可见制动轮已经被严重刮花，制动轮下方发现大量闸瓦碎屑；
由图2可见闸瓦已基本被磨损完，闸瓦厚度严重不足，机房内有股刺鼻的味道，电梯运行时制动器持续发出“呲呲”声。检验人员判定该电梯已带病运行一段时间，且制动器处于制动能力失效的临界状态，电梯维修保养人员并未及时发现该隐患，一旦制动力小于制动器制动能力失效的临界值将导致电梯冲顶、蹲底等安全事故发生。由此，该电梯不符合《新检规》2.7.4中的相关要求：制动器动作灵活，制动器制动闸瓦(制动钳)紧密、均匀地贴合在制动轮(制动盘)上，电梯运行时制动闸瓦(制动钳)与制动轮(制动盘)不发生摩擦，制动闸瓦(制动钳)以及制动轮(制动盘)工作面上没有油污。
图1 检验现场制动轮磨损
图2 检验现场闸瓦磨损
图3和图4为检验现场拍摄位于同一个机房内同一型号两台电梯制动器照片，其中图4为隐患电梯。通过对比发现，隐患电梯的螺杆头部已全部陷入制动臂孔内，而另一台正常运行电梯的螺杆明显凸出制动臂。笔者推断，电梯运行时，隐患电梯制动臂未完全张开，闸瓦与制动轮之间产生摩擦，电梯带闸运行，导致闸瓦发热磨损，制动轮在两者摩擦过程中被刮花。
图3 同型号电梯制动器
图4 隐患电梯制动器
该制动器采用杠杆原理，其单侧制动工作原理见图5，电梯运行时，电磁线圈通电，衔铁吸合，产生电磁力使制动臂张开，抱闸打开，电动机开始运转。停梯时，线圈失电，衔铁和铁芯分开，电磁力消失，此时制动臂只受朝向闸轮的弹簧力作用，制动臂带动闸瓦抱紧闸轮，电动机停止运行。若电梯长期使用过程中电磁力下降则会导致制动臂张开不充分，闸瓦与制动轮之间产生摩擦，闸瓦发热软化磨损，电梯带闸运行，最终导致事故的发生。
图5 制动器单侧制动工作原理
由于该隐患电梯并未配置制动器故障监测装置，即未对制动器打开和释放状态进行监控，导致制动器闸瓦严重磨损时仍可正常运行。若给该电梯两侧制动臂各加装一副微动开关来监测制动器的打开和闭合，可以降低事故发生的风险。参考《新检规》12.8中的相关规定，应当具有制动器故障保护功能，当监测到制动器的提起(或者释放)失效时，能够防止电梯的正常启动。考虑制动器故障保护功能对电梯的重要性，笔者就制动器两侧制动臂加装抱闸监测开关进行研究分析。
制动器两侧制动臂的抱闸监测开关采用串联型。若采用常闭触点进行串联如图6(a)所示，当制动器抱闸释放，抱闸监测开关闭合，监测回路导通，其缺陷在于，当监测回路断开时，存在一个抱闸监测开关打开而另一个抱闸监测开关闭合的情况，此时另一侧抱闸未打开而电梯带闸运行将导致闸瓦和制动轮磨损导致制动力下降。若采用常开触点进行串联如图6(b)所示，当制动器抱闸释放，抱闸监测开关断开，监测回路断开，其缺陷在于，当监测回路断开时，同样存在一个抱闸监测开关打开而另一个抱闸监测开关闭合情况，此时另一侧抱闸监测开关闭合导致抱闸未释放，制动器靠单边抱闸制动，存在制动力不足的安全隐患。
图6 监测开关串联型
制动器两侧制动臂的抱闸监测开关采用并联型接法如图7所示，无论是常开触点还是常闭触点，由于电路的并联特性，制动器故障监测只对其中的一侧抱闸进行了监控，另一侧的抱闸状态没法监控，因此该抱闸监控同样存在安全隐患。
图7 监测开关并联型
当采用2组独立监控信号如图8所示分别对每一组制动器抱闸状态进行监控并把结果各自传输给控制器进行处理可实现2组抱闸的单独监控。抱闸监测开关无论是常闭触点还是常开触点都能实现对抱闸提起与释放状态的监控，可满足《新检规》有关制动器故障保护功能的要求。
图8 监测开关独立性
由于部分早期电梯依据老检规进行检验，对制动器故障保护并无要求，这部分电梯使用年限在15年以上，制动器故障和失效等风险增大，机械部件原因如容易出现卡阻导致无法开闸，制动器主弹簧压力不足，闸瓦受力不均匀等导致闸瓦松弛和软化从而使制动效果不足或失效；
电气部件原因如制动器电气控制线圈接触不良，导致抱闸无法打开或抱闸未完全张开；
人为因素如维修保养工作不到位、制动器部件未及时更换等。若对这部分老旧电梯制动器进行故障监测保护，可大大减少事故发生的风险。目前大量老旧电梯仍在投入使用中，对老旧电梯进行安全评估并提出加装制动器故障监测功能显得尤为重要。
电梯制动器是确保电梯安全运行的重要部件，老旧电梯机械电气部件使用年限长导致发生故障及失效的概率增加，此时对维修保养人员的素养及专业技能要求较高，若制动器维保不当则可能存在安全隐患。通过对老旧电梯制动器加装故障保护功能可有效减少制动器故障和失效引发事故的风险，凸显其重要性。
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