浅谈曳引式电梯轿厢增加制动装置

邹志文

（烟台市特种设备检验研究院，山东 烟台 265508）

0 概述

电梯的安全运行由2个方面组成，即电梯上下运行时的安全和电梯停止时人员进出轿厢时的安全，该文重点研究电梯停止时人员进出轿厢过程中的安全问题。电梯轿厢在电梯的各部件中占有重要的地位，保证电梯轿厢的安全性和可靠性就能够保证乘梯人员的人身安全，轿门的开闭与轿厢运行的同步关系，以及说明在轿门的开闭与轿厢运行不同步时带来的危险及后果，并分析两者可能存在不同步的原因。然后分析轿厢增加制动装置的可行性与必要性，明确轿门的开闭与轿厢制动装置的开闭直接相关的优势，确保电梯轿厢在停靠平层后乘梯人员进出时电梯轿厢保持安全可靠。

1 轿门的开闭与轿厢运行的同步关系

现有电梯轿门的开闭与轿厢运行模式是乘梯人员从外呼板（或内呼板）上选择目的楼层，当到达所选楼层时，平层检测开关检测到轿厢已处在平层区，将信号传递给主板，主板根据程序，先控制曳引机停止转动、制动器闭合，使电梯轿厢处于停止状态，再传递信号给轿门，轿门带动层门打开，反之，再次运行时主板先传递信号给轿门，轿门带动层门关闭，当层门和轿门（指带轿门锁开关的）门锁开关检测到层门和轿门已经关闭好，主板程序启动曳引主机并同时打开制动器，电梯轿厢方可正常运行，实现乘梯人员进出电梯的一系列过程。

2 轿门开闭与轿厢运行不同步的危险及原因分析

轿门的开闭和轿厢的运行在正常状态下由许多部件、开关及程序的共同作用下实现两者同步。如果其中某一个环节出现问题，将会导致两者不同步，两者的不同步将会造成乘梯人员在进出电梯轿厢时被剪切或掉到井道的危险，导致乘梯人员重伤甚至死亡。下面对产生两者不同步的原因进行逐一分析。

2.1 制动器故障或制动力不足

曳引电梯的制动器相当于汽车上的刹车装置，是电梯的重要部件，有制动和保持2个作用，能够使电梯轿厢在钢丝绳的牵引下停止和保持不动。制动器是一个由多个零部件组成的机械构件，各零部件在使用过程中存在故障或失效的可能[1]，也会在常年使用且保养不当的情况下出现磨损严重的情况，例如制动瓦片损坏，制动轮损坏，制动轮表面溅入油污，制动弹簧变形，制动距离过大甚至一个锁紧销的脱离等诸多因素，如果未被及时发现，将会导致轿厢平层后轿门开启人员进出时因制动器的制动力不足，轿厢侧重量与对重侧重量不平衡下，在重力的作用下轿厢出现非正常的上升或者下降，出现电梯门打开状态下轿厢非正常运行（以下简称开门走梯），导致乘梯人员被剪切或跌落。

2.2 钢丝绳与曳引轮槽磨损严重或钢丝绳（钢带）断裂

钢丝绳作为连接电梯轿厢与曳引机的重要部件，其重要性不言而喻。钢丝绳绕过曳引轮分别连着对重和轿厢，依靠钢丝绳表面与曳引轮槽间的摩擦力实现轿厢与对重在各自导轨上的上下运行[2]，在以下几种情况下，可能会出现摩擦力减小、不足以抵抗轿厢或对重侧的重力，或在极端情况下钢丝绳（或钢带）断裂，导致停止的电梯发生开门走梯现象：首先是在钢丝绳常年频繁是使用下，表面磨损严重，同时曳引轮槽也出现磨损严重的情况，摩擦力不足以克服重力；其次是钢丝绳表面或曳引轮槽油污严重，使摩擦力减小；最极端的情况是因特殊原因钢丝绳或钢带发生断裂。出现上述情况时，如果速度未到达安全区动作最小速度时，电梯开门状态下处于不受控制状态，易使乘梯人员发生剪切或跌落事故。

2.3 电梯主板控制程序故障或人为短接封线

电梯主板相当于人的大脑，按照编入的程序控制电梯各个零部件和开关的运行，当编入的程序出现错误或后期程序的参数被更改都有可能导致“大脑”指挥失误，如电梯门未完全关好时电梯启动等危险情况，或维修保养时需要人为地短接控制柜里某个开关或插件才能完成维修保养工作，但是工作完成后因疏忽大意导致短接线未被及时拆除[3]，假如是层门和轿门门锁检测开关，则会出现开门走梯的危险情况。

2.4 层门与轿门门锁检测开关短接或黏连

层门与轿门的门锁对电梯的安全性至关重要，乘梯人员与电梯接触最多的就是电梯的层门与轿门，据统计，电梯事故中70%的原因与电梯门有关，而开门走梯情况的致死率最高。而电梯门锁开关是验证电梯门是否闭合的重要电气装置，在轿厢处于平层区时由轿门带动层门的开启或是闭合，电梯控制柜会检测到门锁开关的开启或闭合，并按照程序运行或停止轿厢，如果门锁出现故障或被短接、黏连将会向控制系统传递错误信号，导致有可能在门开的状态时门锁开关通路系统误认为可以运行轿厢，发生开门走梯的现象。

上述4 条分析均有可能造成轿门的开闭与轿厢的运行不同步[4]，导致乘梯人员伤亡，为了减少风险发生概率，增加安全系数，保证轿门开启时轿厢固定不动，避免开门走梯现象发生，笔者在轿厢上增加制动装置[5]，制动装置将作用在轿厢两侧导轨上，其控制分为三级，即轿门处检测开关直接控制、机房控制柜控制、手动复位控制。

3 电梯轿厢增加制动装置的可行性分析

在电梯轿厢顶端（或底端）合适位置安装电磁盘式制动装置支架，电磁盘式制动装置夹持在导轨两侧并固定在支架上，控制系统分为轿门开闭检测开关直接控制，控制柜主板控制以及手动复位控制，其中轿门开关检测开关控制优先于控制柜主板控制，手动复位控制是预防在停电等突发状况下人工复位开启制动装置操作，其电源由轿顶电源盒直接供应。该装置工作原理简单，占用空间较小，控制简单，易于加装并且成本较低。

4 电梯轿厢制动装置工作原理

电梯轿厢制动装置分为控制部分和动力部分，动力部分采用的是电磁盘式制动器，该装置主要由轿门检测开关、轿厢制动器支架、制动板、制动臂、电磁制动装置和制动弹簧等几部分组成。该装置笔者已申请专利，具体工作原理如下。

4.1 电气原理图

曳引式电梯轿厢制动装置电器原理图如图1 所示，图1中各数字标注分别为：1 是220 V 电源、2 是电阻、3 是轿门检测开关、4 是轿厢制动器。

轿门闭合时，装置原理：当轿门检测开关检测到轿门闭合时，开关3 闭合，使电路短接，此时轿厢制动器4 处于断电状态，整个电路的回路是1-3-2。

轿门打开时，装置原理：当轿门检测开关检测到轿门打开时，开关3 断开，轿厢制动器4 通电，整个电路的回路是1-4-2。

图1 轿厢制动器电气原理图

4.2 机械原理图

曳引式电梯轿厢制动装置机械原理图如图2 所示，图2中各数字标注分别为：1 是轿门开闭检测开关、2 是制动板、3 是制动弹簧、4 是轿厢制动器支架、5 是制动臂、6 是电磁制动装置。

轿门闭合时，装置工作原理：当轿门检测开关1 检测到轿门闭合时，根据图1 中电气原理图所述，电磁制动装置失电，磁铁脱离吸合，在制动弹簧3 的作用下，通过制动臂5传到到制动板2，使制动板2 夹持在导轨上。

轿门打开时时，装置工作原理：当轿门检测开关1 检测到轿门打开时，根据图1 中电气原理图所述，电磁制动装置得电，磁铁与电磁装置吸合，抵抗制动弹簧3 的弹力，通过制动臂5 传递到制动板2，使制动板2 开合，脱离导轨，电梯能过正常运行。

手动复位操作：当电梯突然停电，轿厢处于飞平层区时，通过手动压紧制动臂5 后端，因杠杆原理，所以需要施加的作用力并不大就能打开制动板2。

图2 轿厢制动器机械原理图

5 结语

电梯轿厢增加制动装置将确保电梯停止时的安全性，有效地避免开门走梯现象，该装置主要特点是由轿厢门直接控制制定装置，两者由间接相关变成直接相关，保证人员进出电梯轿厢时轿厢是固定牢靠的，为电梯安全增添一份保障。