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电梯制动器机械部件失效风险及对策

发布日期:2017-02-14    来源:《上海设备管理》      点击数:33890

       制动器是电梯重要的安全保护装置,它的安全、可靠是保证电梯安全运行的重要因素之一。制动器的重要性就如同汽车上的刹车系统,若制动器制动功能失效,将会造成电梯运行处于失控状态,轿厢在对重以及自身重力的作用下突发向上或向下的意外移动,有可能发生乘客的剪切和挤压伤害。因此,制动器能否可靠动作,制动功能是否有效,直接关系到电梯设备和乘用人员的安全。

一、制动器机械结构
      电梯设备上使用的制动器为摩擦型的机电式“常闭”制动器,非工作状态下的制动器始终处于抱闸制动状态,只有在施加外力时才能使其松闸解除制动。制动器机械结构主要包括四部分:产生制动力的有导向的压力弹簧、产生释放力的电磁铁装置、在制动轮上施加制动力的制动瓦和制动臂、传动和调整机构。
  二、制动器工作原理
      制动器的工作状态包括抱闸和松闸两个状态,通过制动器电磁铁线圈得电、失电进行控制。当电磁铁线圈得电时,电磁柱塞在电流磁场的作用下迅速被磁化,柱塞之间在磁力的作用下相互吸合,从而带动制动臂克服制动压力弹簧的作用力,使制动瓦完全脱离制动轮;当电磁线圈失电时,电磁柱塞之间无吸引力,制动压力弹簧处于释放状态,制动瓦在制动压力弹簧的作用下均匀地压在制动轮上,将制动轮抱紧。
  三、制动器机械结构失效模式
      1、机械部件冗余度不足
      近期,某市一居民小区的电梯在使用过程中因制动器的制动弹簧失效引发制动力不足,造成电梯发生冲顶事故,致使轿厢内一名乘客腰椎骨折。经现场勘查发现,该涉事电梯制造日期为2001 年,其制动器机械部分为单铁芯及单制动弹簧结构。
      (1)新旧标准更替过程中的产物
      由于涉事电梯制造日期为2001年,电梯的制造与安装遵循的依然是国家标准GB 7588-1995 版本,虽然GB 7588-1995 版本中对制动器的机械部件设置情况进行了相关规定,但是并没有强制要求电梯制造厂商执行此规定。而国家标准GB 7588—2003 版本(要求制动器机械部件必须两组装设)则是从2004 年1月1日起实施,涉事电梯的制动器部件是新旧标准更替过程中的产物,其安全性能方面存在较大的安全隐患。
      (2)机械部件冗余度不足潜在的风险
      国家标准之所以要求制动器的机械部分按两组装设,主要是为了增加制动器制动系统的可靠性,形成双重保护以提高制动系统的安全冗余度,确保制动系统安全可靠。若制动器施加制动力的机械部件——制动弹簧和铁芯均只有一组时,当其中一个制动闸瓦因机械原因无法回到正常工作位置时,另外一个制动瓦也会因连杆的支撑作用无法回到工作位置,进而导致制动器整体制动功能失效,电梯运行失控,严重危害着乘客的人身安全。
      2、机械部件磨损
      (1)机械部件磨损不可避免
      电梯制动器在正常工作过程中,其机械部件的磨损是不可避免的,如机械瓦的磨损、销轴的锈蚀等。安全技术规范TSG T5001-2009《电梯使用管理与维护保养规则》中规定,电梯维保单位应定期对制动器的机械部件的磨损、锈蚀情况进行检查,必要时对磨损严重的机械部件进行及时的调整或更换,确保制动器机械部件的动作灵活可靠。
      (2)机械部件磨损潜在的风险
      若维保单位未严格按照相关要求进行日常检查,随着时间的推移,这种机械部件的磨损、锈蚀状况会日趋严重,潜在的风险隐患也会越来越大,极有可能导致伤害事故的发生。有一台电梯制动器的铁芯推杆磨损严重且存在台阶,引发制动器推杆与导套之间发生机械卡阻故障,造成制动器铁芯无法正常吸合,电梯处于“带闸运行”状态,长此以往,制动器制动能力严重下降。最终,制动器输出的制动力矩无法满足将轿厢可靠制停的需求,电梯在层门开启的情况下突然向上移动有可能造成乘客的严重挤压伤害。
    四、对策措施
      1、目前在用的老旧电梯中,仍有部分制动器为冗余度不足的非安全制动器。由于这部分制动器为新旧标准更替过程中的产物,虽说不符合现行国家标准关于制动器的相关要求,只要其制动功能有效,并没有强制使用单位对这类非安全制动器进行更新改造的要求。
      鉴于非安全制动器存在的安全隐患,维保单位应加强对该型式制动器的日常检查工作,密切关注制动器的工作状态,加强对制动器外观及机械动作情况的检验,结合轿厢空载上行制动试验来间接评估制动器的制动效果,及时排除潜在的事故隐患。同时,还应将该型式制动器本体存在的缺陷和潜在的安全风险及时告知使用单位,并建议其进行更换,确保电梯的使用安全。
      2、按照TSG T5001-2009 中对制动器的日常检查要求(半月、季度、半年及全年),每年维保单位需要对制动器进行维护和检查,但从执行情况来看,很多维保单位却无法达到安全技术规范的要求。由于作业人员的技术能力参差不齐,对制动器的结构、调整要求一知半解,无法在日常维保过程中及时发现并排除制动器存在的故障,最终造成制动器完全失效,失去了应有的保护作用。
      建议电梯的日常维护保养应鼓励以制造单位为主体进行,实现“一条龙”的服务,尤其是安装、使用在车站、机场、客运码头等公共交通场所的电梯。如2015年4月1日上海颁布实施的《上海市电梯安全管理办法》中,就明确规定了公共场所的电梯维保业务应由制造单位或其委托的取得相应资质的单位承担。应该逐步淘汰一些管理水平低下、技术力量薄弱、人员力量不足的维保单位,建立有序的良性维保市场,引导电梯维保行业朝着规范化、规模化方向发展。
五、小结
      制动器是保障电梯安全运行的重要保护装置,其机械部件是制动器的执行机构,直接影响着制动器最终输出的制动力矩,关乎着设备本体、乘用人员以及作业人员的安全。因此,制动器机械部件的灵活性、可靠性需要引起我们大家的重视。作为电梯的维保单位,应承担电梯性能安全的主体责任,加强对制动器机械部件的检查力度,及时发现并消除潜在的安全隐患,避免伤害事故的发生。
      作者:梁骁 黄文和单位:上海市特种设备监督检验技术研究院