浅谈电梯制动器的独立性及其对电梯安全的影响|电梯制动器

　　摘 要：制动器的独立性主要包含两方面，即机械制动结构的独立性和机械制动动作的独立性，它们都对电梯安全有着深远影响。文章就这两方面问题进行详细探讨，并提出相关措施，以确保电梯在运行中不留任何安全隐患，保护人民生命安全。
　　关键词：电梯；制动器；独立性
　　中图分类号：TU229 文献标识码：A
　　当前，随着高层建筑的不断涌现，电梯保有量与日俱增，其安全可靠性也成为了人们广泛关注的焦点问题。制动器是确保电梯安全运行且动作最频繁的重要安全部件之一，主要由电磁铁、制动臂、制动瓦、制动弹簧等组成，其能使在运动中的电梯轿厢在任何停车位置定位，直到工作需要再次通电松闸才能使轿厢运行。可以说，电梯能否安全运行与制动器工作状况密切相关，而这其中，最关键的又是制动器的独立性问题，即机械制动结构的独立性和机械制动动作的独立性。现结合实践经验，就制动器这两方面的独立性及其对电梯安全的影响进行粗浅探讨，以供参考。
　　1 机械制动结构的独立性及其对电梯安全的影响
　　电梯制动器两个制动部件的结构独立性是电梯制动器安全性能的一个重要指标。在这方面，GB7588-2003第12.4.2.1中明确指出：所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设，如果一组部件不起作用，应 有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。电磁线圈的贴心被视为机械部件，而线圈则不是。对此，我们可理解为，所有参与向制动轮或制动盘施加制动力的制动器的部件应是制动瓦及产生制动力的压缩弹簧或重锤，按上述规定应分两组。同时，与压缩弹簧向制动轮施加制动力作用相反的，起开闸作用的电磁铁的铁芯也必须对应地分两组，并且两铁芯间不能存在关联，其动作应是独立的。下面，笔者以两种不同模式的制动器结构为例，就结构独立性的重要性进行详细分析。
　　图1、图2均为常见的制动器结构，其中，图1所示的结构模式有几种具体的形式，如制动器的制动拉杆和制动弹簧仍配置在下面，但制动弹簧仅配置在一侧：或者制动拉杆制动弹簧和电磁铁芯都配置在上面而支点在下面。这类结构模式有一个共同特点，就是用一根拉杆同时控制两个制动臂。在这种结构中，只要是单侧拉杆上的弹簧失效或是定位螺母松动或脱落，或者是拉杆断裂，都会同时造成双侧的制动臂失效。因此，为避免发生此类问题，必须将制动拉杆和制动弹簧配置成相互独立的两组。图2结构中的电磁铁心为立式的，开闸时电磁铁心带动一个顶杆向下压，同时带动两侧的转臂转动，顶开制动臂完成开闸动作。该结构中的两组制动拉杆及制动弹簧虽然独立，但它们中间的顶杆部分不独立。由电磁铁心控制的顶杆既是开闸组件的一部分，也是制动组件的一部分。因为在制动臂合闸时，必须要通过转臂带动顶杆上移，才能完成制动的动作。如果顶杆由于某种原因被卡住而不能上移，制动臂就不能合闸，从而会造成两个制动臂同时失效。而由于电梯停车制动后，在平层区域内，电梯门打开，适逢乘客进出轿厢，此时制动器一旦失效，将可能造成开门溜车，进而可能造成剪切事故，同时由于开门溜车造成的剪切事故一般就发生在本层站之间，其速度不足以使安全钳动作，其位置不足以使缓冲器动作，因而可能导致整个安全保护系统的崩溃。因此，为避免两个制动组件同时失效，必须确保它们保持严格的独立。
　　由上述可见，制动器结构的独立性就电梯而言，尤为重要。而要提高制动器安全性，保证电梯安全，笔者以为，其关键之一即是严格地按GB7588-2003中对制动部件的独立性要求进行设计，此外，GB7588-2003虽然并未规定设两个线圈，但笔者以为，在设计中将电磁线圈也分成两组也是可行的，这无疑对提高制动器的安全性有很大的帮助。
　　2 机械制动动作的独立性及其对电梯安全的影响
　　那是否只要保证了结构的独立性，就能解决两个制动组件同时失效问题，确保电梯安全了呢？不一定。因为一般而言，制动器的两个制动组件常是同时制动，也即是说，这两个制动组件因磨损而失效的过程基本上是同步的，而这种因磨损而造成两个制动臂同时失效又是制动器失效最常见的方式，而由此造成的电梯事故也较为常见，因此，除了结构上的独立性外，动作上的独立性也尤为重要。而要达到制动动作的独立性，笔者以为可从以下三方面入手：
　　首先，是异步制动，即两个制动组件一个先制动，一个后制动，在此过程中，对制动器溜车情况进行严格检测，一旦发现两次制动的中间过程有溜车，立即采取电气制动迫使电梯停止运行。而要采取异步制动，须满足如下三个条件：一是电磁线圈分为两组且能分别控制，二是单个制动组件的制动力要足够大，能在电梯停车时制停装有额定载荷的轿厢；三是更换制动衬要方便。大量事故案例表明，电梯制动器制动力值不当是造成电梯溜车、冲顶、蹲底、停层失控、剪切等事故的主因之一，因此，异步制动要求单个制动组件的制动力要足够大，以减缓制动衬的磨损，从而将异步制动的制动衬磨损控制在一个可接受的范围内。采用异步制动时，两个制动组件制动衬的磨损往往呈不均匀状态，一般先制动的制动组件的制动衬磨损大于同步制动时的磨损度，后制动的制动组件的制动衬磨损则小于同步制动时的磨损度，然而正是这种不均匀的磨损，能有效提高制动器的安全性。单组制动组件不能制动而两组制动组件能制动是制动器磨损失效的前期状态，而采用异步制动，则能准确地检测到该状态，进而将故障消除在最初状态。若两个制动组件同时制动同时磨损，虽然也能对滑车进行监测，但监测到该种情况时可能两个制动组件均已失效，无法采取后续补救措施，而且当因制动器磨损造成电梯制动力不足时，其故障常带有突发性及隐蔽性，因为电梯最常见的情况是半载荷状态，此时电梯所需制动力较小不显示故障，仍保持正常运行同时制动器的磨损会进一步加重，而一旦发生接近或达到满载的情况，电梯就可能在停车时因制动力不足而产生突发性溜车。因此，做好制动器溜车的早期检测异常重要。
　　其次，可采用双制动结构，也就是在现有制动结构的基础上增加一制动组件。如在电动机的尾部增加一锥形制动器。如此，则拥有了两套独立的制动装置，其中一套既可与另一套制动装置合起来构成异步制动，又可作为后备制动器在紧急情况下使用。
　　最后，可利用电梯现有的某种制停装置来兼作附加制动器，对制动器实行二次保护。为减少磨损，在平时该制动装置可不参与制动，直至主制动器失效或开始滑车时再参与紧急制动。对主制动器具而言，因附加制动器拥有完整的独立性，因此安全效果显著。同时由于其是由另一制动装置来兼带完成其功能，不另增制动器，因而经济效益也较为显著。但要能充当制动器的二次保护，它必须是一个电动制停装置，这样才能在电气系统监测到制动器失效或滑车时能及时动作。当前，电梯中能充当此种附加制动器的，只有电动夹绳器。具体而言，夹绳器又分为电动夹绳器及机械夹绳器，其功能是执行电梯上行超速保护，若夹绳器是电动的，则可以对电路进行适当改造，在确保不影响夹绳器执行上行超速保护功能的前提下，兼带执行制动器的二次保护。
　　总之，电梯的大部分运行控制和安全保护，最终要靠制动系统的动作而使电梯制停，制动器在电梯上的作用，就如同汽车上的刹车系统一般，重要程度不容置疑。没有制动器，电梯就不能正常运行，没有良好性能的制动器，也不可能有具有良好性能的完好电梯，甚至是不安全的电梯，因此，加强制动装置安全可靠性的研究，是一个长期的重要技术课题。而要确保制动器的安全性得到充分保证，关键是严格贯彻落实制动器的独立性问题，本文以上所述仅为长期实践后的一些个人观点，不足之处，还望各位同仁指导矫正，以期逐步更新不符合标准规范的配置，确保电梯在运行中不留任何安全隐患。
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