电梯制动失效分析及检验对策分析

兰,亭

江苏省特种设备安全监督检验研究院镇江分院 江苏镇江  212200

摘要：电梯设备是目前高层建筑之必备装置设施之一，对提升人员的运载效率具有重要意义。在电梯的运行过程中，会涉及到曳引设备、制动系统和电机装置等多个环节的协调应用，对保证电梯运行安全与稳定有重要影响。电梯制动系统能够有效控制电梯的启停，必须加强对其管理维护，积极开展制动系统驱动状态的分析维护，减少对乘梯人员的安全威胁。因此，通过介绍电梯制动系统的运行概况，并结合诱发制动系统失效的主要原因，详细分析可靠的检验对策。

关键词：电梯制动；失效分析；检验对策

一、电梯制动系统的运行概述

随着城市化进程的快速推进，土地资源逐渐紧张，高层建筑的建设数量正在不断攀升，按照相关规定要求，7层以上建筑必须搭配电梯使用，电梯也成为了人民日常生活、工作必须使用到的特种设备装置。为保证电梯的运行安全与可靠，必须定期开展维护和检修工作，针对经常出现的失效、异常等问题展开积极处理。电梯设备的启停控制需要通过制动器连通进行调节，增加曳引系统运行摩擦力来实现制动，而制动失效现象的诱因较多，还需要技术人员进行检验分析予以确定。

（一）制动性能

制动系统是电梯启停运行过程中的重要控制装置之一，在其景致状态下，制动器中的电磁线圈中无电流，与铁芯之间不存在电磁作用，制动轮将抱死不存在转动的情况。在曳引系统带动电机开始旋转运行时，制动器中的电磁线圈也处于通电状态，内部铁芯由于磁化作用会带动制动装置运动，使瓦块和轮轴之间脱离，确保电梯能够顺利运行[1]。在电梯轿厢达到对应楼层时，制动系统需要控制轿厢使其能够稳定停止在对应位置。电动机断电后，制动线圈也同时断电，由于电磁作用的消失，制动弹簧会连通对瓦块使其和制动轮形成抱死状态，从而完成整个的电梯启停控制过程。为保证电梯制动器的摩擦力可以有效控制电梯曳引系统，要求其摩擦力矩应大于传递力矩，可有效防止制动失效问题的产生。电梯属于特种设备，在其生产与检验的过程中必须进行制动系统的运行功能检验，一般应在标定的额定速率1.2倍进行检测，有效提升电梯制动系统的性能水平。

（二）电路设计

在电梯设备的运行过程中，对电路系统的设计和连通有较高的要求，必须保证在抱闸的过程两个接触器都处于分离状态，确保制动器的电路彻底分离，制动器中的线圈与铁芯完全分离，转动轴紧紧抱死。在制动系统的电路连接设计中，两个接触器为串联结构，若一个设备因粘连等问题出现故障时依然能够较好地保证线路的断开状态，对提升电梯制动系统的稳定性及容错率具有重要意义[2]。值得注意的是，处于串联线路中的两个接触在运行过程中必须保证相互独立，特别是在数字控制的电梯电路系统中，一旦发生逻辑关联的情况则会失去线路串联连接的优势作用，接触的粘连会直接影响另一个设备的闭合、开启状态，容易诱发电梯制动系统的失效问题。电梯制动系统的基本电路结构较为简单，但对其启停控制和运行状态会产生较大的影响，也是技术人员在进行电梯检验分析和运维管理的重点方向之一。

二、电梯制动器分类

电梯制动的分类主要包括：在其运行模式上，主要分为：1.竖向运行并运送人（货）的升降梯，以及倾斜或水平运行的自动扶梯和自动走道。电梯制动主要由制动电磁铁、制动臂、制动块、制动衬垫、制动弹簧等组成。当磁铁获得电力后，电池铁通过制动器弹簧使制动臂张开，使与制动臂相连的制动蹄与制动轮分离，从而使电梯的牵引机构得以运转。相反，在磁铁失电时，由刹车弹簧的作用使制动器制动块由两个制动器臂驱动而闭合；刹车力矩是由刹车蹄和刹车车轮的摩擦而产生的。制动力是通过刹车弹簧来调整的。二是块式制动器，其工作原理与构造与制动器类似，但制动器的制动片直接与制动块相连，没有制动臂的构造。三是碟形刹车，它的主体构造有电磁线圈，衔铁，摩擦片，弹簧，联轴器等。它具有体积小、重量轻、惯性小、动作灵敏、刹车性能稳定、制动轴不受额外的弯矩影响。由于其自身的特性，盘式制动器被广泛用于高速、负载大、对制动性能要求很高的电梯。

三、诱发电梯制动系统失效的主要原因

（一）制动力的不足

从电梯设备制动运行过程中的机械装置运行来看，由于机械故障造成了制动力不足是常见的系统失效原因之一。首先，在电梯设备的制动过程中依赖于制动器内部铁芯的分离，但由于制动器的故障问题，铁芯在失去电磁力后的伸缩程度不能达到最大值，特别是在线路电压的波动影响之下还会出现收缩的情况，导致抱闸点结合的现象。其次，制动设备中，瓦块和制动轮在弹簧连动的状态下抱死后电梯稳定停止，但由于内部转轴的老化、污损等问题，其摩擦力会逐渐下降，甚至无法小于轿厢和曳引轮之间的传递受力，最终电梯在制动过程中的抱闸力不足，影响其稳定安全的制动[3]。弹簧在力的传动过程中会受到压力、弹性系数等的影响，部分弹簧受力不均，在传递过程中会直接影响制动闸瓦而造成电梯的制动失效。最后，在电梯制动零件的连接及转动过程中，由于机械卡阻的问题会影响制动器的合闸速率，从而造成抱闸臂转动受阻、无法压紧的问题。

（二）电气系统故障

电梯电气系统的故障主要发生在抱闸接触器上，这是控制抱闸开合的重要零件，也是诱发电梯制动失效的重要因素之一。常规的电梯制动线路中包含两个接触器零件，二者相互独立运行且呈现串联关系，在实际应用的过程中，由于接触器逻辑关系错误、独立性失效等问题会直接造成线路无法有效断开，制动器内部的线圈仍然处于通电状态，铁芯无法有效分离，电梯在制动操作的过程中则会出现失效的问题。电梯电气系统中的两个接触器是控制制动器抱闸的重要元件之一，在运行的过程中，由于老化和脏污等问题，接触器的触点位置可能会出现粘连现象，在制动分离时仍然会出现连接现象，不利于提升制动系统的运行性能。从制动器线圈及铁芯的启停过程来看，外侧线圈断电后，电磁效应也会立即消失，但铁芯由于磁化作用还可能会有剩余磁性的留存，这也是影响铁芯正常分离的重要因素之一。

四、开展电梯制动失效的有效检验对策

（一）制动力的检验

技术人员在对电梯的制动力检验过程中，技术人员需要控制电梯使其停在基层位置处，逐渐上升提升，在达到指定的楼层位置处通过切断电源的方式来检验制动器的运行状态。一般指定楼层的设置为中间位置，电梯在空载状态之下可以正常依靠制动系统的抱闸闭合来实现制动，其制动抱死的过程较为平缓，不会对电梯轿厢产生振动和影响。为保证电梯在承载状态之下的可靠制动，还需要使其在额定负载1.2的状态下重复制动力检验的过程，在这个过程中可以有效减少电梯轿厢在负载及断电制动过程中产生的沉底破坏，实际检验效果较好[4]。另外，技术人员在制动力的检验过程中需要根据其表现分析制动器转动轴是否存在脏污磨损的情况，还需要对抱闸臂连接的弹簧部分进行弹性性能、长度尺寸的检验，对确定具体的失效点具有重要参考意义。

（二）电气系统检验

电梯制动系统中的电气连接检验需要在检修状态下进行，避免产生安全风险。技术人员在手动按住制动系统中的一个接触器触电来检验电梯的运行状态，按照串联且独立的设计逻辑，此时电梯不能实现有效制动，将继续维持运行状态。技术人员将电梯手动制动处理后，再按照自上而下的方式给电梯连通线路，由于线路中的一个接触器触电未连通，则电梯无法正常启动，两个制动器之间的运行逻辑即为独立串联系统。另外，技术人员在电气线路的检查维护中需要关注整个线路中其他电气零件的连通状态，收集相关的电气参数信息，还可以在制动检验中采用反向重复的方式来提升检验过程的完整性和可信度，确保电气线路系统整体连接的可靠性，确保电梯设备运行及制动过程中的安全性。

五、结束语

电梯制动系统的失效与电梯的制动力之间有十分密切的联系，技术人员在进行检验分析的过程中需要关注制动器的铁芯伸缩状态，确保其能够在通电连接状态下实现最大电磁力，否则会导致电梯在运行过程中的抱闸触点位置不正确而产生制动失效问题。在电梯抱闸过程中，接触器的并联连接不能实现防粘连的功能，这和其电气系统的逻辑设计之间有十分密切的联系，技术人员需要分析电梯在制动状态下铁芯磁性的状态来尽心分析，防止在其运行时留存安全隐患。

参考文献：

[1]张乃燕,曹剑伟.一则电梯125%额定载荷下行制动试验失效案例的分析[J].中国电梯,2021,32(23):43-45.

[2]杨汉祥,陈松,等.乘客电梯125%额定载荷制动试验导致的相关部件失效风险[J].中国电梯,2021,32(19):21-23.

[3]陈洪国.基于数据-知识混合驱动的电梯制动性能动态监测诊断系统研究[J].中国电梯,2020,31(21):21-25.

[4]林荣,王涤宇,张雍.电梯定期检验时制动试验执行过程中有关问题研究[J].中国设备工程,2019(20):83-85.