宋曉春

（遼寧省檢驗檢測認(rèn)證中心（遼寧省安全科學(xué)研究院），遼寧沈陽 110004）

電梯是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊环N特殊的代步工具，其運(yùn)行的安全性至關(guān)重要，而且電梯制動系統(tǒng)的可靠性是電梯安全運(yùn)行的重要影響因素之一，電梯制動器被賦予了太多的身份，不僅作為電梯正常運(yùn)行的停止保持部件，也要作為電梯緊急制停、上行超速防護(hù)設(shè)備和轎廂突發(fā)移動保護(hù)設(shè)備（UCMP）制停設(shè)備，如此多的身份聚于一身，其安全性能和可靠性顯得尤為重要。

1.對電梯制動減速度的要求

GB/T7588.1-2020《電梯制造與安裝安全規(guī)范》[1-2]對電梯制動器制動減速度的要求:如果轎廂載有125%的額定載重量，當(dāng)以額定速度向下移動時，則只需制動器就可使驅(qū)動主機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在以上條件下，電梯的平均減速度不應(yīng)該比安全鉗動作或電梯車廂碰撞減速器引起的減速大。對安全鉗制停減速度的要求：當(dāng)裝有額定載重量的轎廂或?qū)χ兀ɑ蚱胶庵兀┰谄渥杂上陆禃r，漸進(jìn)式安全鉗啟動時的平均減速度為0.2gn～1.0gn。對緩沖器平均減速度的要求：在裝有額定載重量的轎廂或?qū)χ刈杂上侣涞那闆r下，以115%的額定速度或按照5.8.2.2.2所述的減速速率沖擊緩沖裝置時，緩沖裝置作用過程中的平均減速度不應(yīng)該超過1.0gn。從上述規(guī)則中可以看出，在設(shè)計電梯制動器制動減速時，制動器的最低減速度不應(yīng)該超過1.0 gn。當(dāng)制動器對轎廂產(chǎn)生較大的制動減速度時，會危及到轎廂中乘客的人身安全，因而，當(dāng)制動器具有充分的制動力時，必須對制動器制動轎廂時的減速度進(jìn)行控制。

TSG T7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動電梯》（含第1、2、3號修改單）[3]檢驗項目中對制動器的要求：轎廂負(fù)載125%，按標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速下降到?jīng)_程的下端，斷開電動機(jī)和制動器電源，轎廂應(yīng)該徹底停下來。

2.一種電梯制動減速度測試方法

在日常檢驗工作中，檢驗人員依靠傳統(tǒng)的測量距離方式進(jìn)行判定，無法準(zhǔn)確記錄和還原現(xiàn)場的測試數(shù)據(jù)，反映出電梯緊急制動時的制動減速度。一種測試電梯制動減速的測試儀器運(yùn)用了檢測技術(shù)、信號分析、計算機(jī)技術(shù)等多種功能，使用它能夠?qū)﹄娞莸倪\(yùn)行速度圖、深度速度圖以及制動減速度進(jìn)行測試。儀器通過采集電梯運(yùn)行系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速信號或測速發(fā)電機(jī)的電壓信號和安全回路的電壓信號，繪制出制動速度圖、制動距離、制動時間、制動減速度。

2.1 電梯速度測試

測定電梯運(yùn)行系統(tǒng)速度圖（見圖2）、深度速度圖（見圖3）、加速度圖（見圖4）。

圖1 測試速度接線圖

圖2 速度測試圖

圖3 深度速度圖

圖4 加速度測試值

當(dāng)電梯在基層站停車位置時，將轉(zhuǎn)速信號線（或測速發(fā)電機(jī)速度信號線）、電壓信號線、給定信號線的一頭通過儀器面板相對的接口連接儀器，如圖1所示為測試速度接線圖。

（1）轉(zhuǎn)速信號線：連接轉(zhuǎn)速探頭，轉(zhuǎn)速探頭通過磨擦輪和軸或輪相摩擦接觸。

（2）測速電機(jī)信號：如果采用該信號測速度圖時，需要與測速發(fā)電機(jī)速度信號線相連接。

2.2 制動系統(tǒng)的測試

將轉(zhuǎn)速傳感器的一端接入“速度”插頭上，另一端接入電梯曳引機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的圓形構(gòu)件上，安全電壓信號一對紅夾子的一端接入安全回路電壓信號上，另一端接入面板上“電壓”插頭上，當(dāng)電梯運(yùn)行到需要的制停的速度時，人為切斷安全回路（急停開關(guān)或其他安全回路開關(guān)），顯示制動速度圖（見圖5）。

圖5 制動減速度測試值

2.3 制動減速度及制動力分析

在制動器動作時，電梯系統(tǒng)的緊急制停減速度主要來自制動器的摩擦力，但是制動器只能使曳引輪停止轉(zhuǎn)動，由于曳引輪繩槽與鋼絲繩并不是剛性連接的，制動器提供的減速度不可能直接制停轎廂，最終制停轎廂的是鋼絲繩和繩槽的摩擦力，因此，體現(xiàn)在轎廂上的減速度則是制動器制動與鋼絲繩滑移的共同作用，而且二者之間是一個高度非線性耦合的問題。在GB7588.2中5.11.2.2.2緊急制動工況要求：無論何時，減速度都不得小于以下數(shù)值。（1）在通常條件下，為0.5m/s2；（2）采用減行程緩沖裝置時，最小減速度值應(yīng)控制轎廂和對重減速低于緩沖裝置設(shè)定的速度。應(yīng)該將電梯正常工作狀態(tài)下的起制動加減速度值作為緊急制停減速度值。由緊急制動工況建立的能量方程式推導(dǎo)得出的制動減速計算公式[4]：

式中：

FJZ—緊急制動力；

V—轎廂額定速度；

Mi—電梯參與直線運(yùn)動的n個零部件的質(zhì)量（轎廂、對重、鋼絲繩、補(bǔ)償鏈、隨行電纜、載荷等）；

Qc—懸掛在曳引輪兩側(cè)零部件之差；

Ei—電動機(jī)轉(zhuǎn)子、曳引輪、導(dǎo)向輪等旋轉(zhuǎn)部件折算到鋼絲繩上的動能；

a—設(shè)計曳引能力時緊急制動減速度；

當(dāng)前使用的電梯制動力FJZ都是恒定不變的，因此，制停減速度會因轎廂載荷的增加或減少和不同的運(yùn)行方向而改變。在緊急制動時，就要求將減速度控制在合理的范圍內(nèi)，不過現(xiàn)在所用電梯的制動力（制動力矩）并不能完全控制減速度。

2.4 對制動控制系統(tǒng)的建議

由以上計算公式可知，在電梯乘載運(yùn)行時通過載重量的測試裝置估算出每次運(yùn)載重量，根據(jù)不同的運(yùn)行方向，反饋給電梯制動控制系統(tǒng)中，自動調(diào)整制動力（制動力矩），或者在保證制動力（制動力矩）的情況下分兩次對曳引輪施加制動力（實施二級制動）如圖6所示為二級制動力矩特性曲線示意圖，使制動減速度限制在一定范圍內(nèi)，避免發(fā)生因為制停時人員傷害。

圖6 二級制動力矩特性曲線示意圖

3.緊急制動時的安全注意事宜

電梯125%緊急制動試驗具有很大的風(fēng)險，因裝置性能不符合相關(guān)要求，在測試期間，可能會造成電梯發(fā)生故障、裝置損壞，比如牽引纜索頭部（由錐形套和巴氏合金鑄成的繩端）被扯斷，轎廂和對重墜毀在底部，轎廂的金屬構(gòu)件變形。為了避免在測試期間出現(xiàn)設(shè)備的損傷和人身傷害，相關(guān)單位注意以下事項：

3.1 試驗前準(zhǔn)備工作

在制動試驗之前，維修人員必須對電梯進(jìn)行徹底的檢查，主要是以下部分：

（1）查看鋼絲繩繩頭端接情況（固定，楔塊，保險等）；

（2）檢查電梯鋼絲繩的腐蝕、磨損、斷絲等損傷情況；

（3）檢查電梯轎廂、轎架、導(dǎo)靴、導(dǎo)軌、導(dǎo)軌撐架等金屬結(jié)構(gòu)的連接、腐蝕情況；

（4）檢查電梯制動器部件完好，開閉正常，制動鼓無油污，制動塊沒有嚴(yán)重磨損；

（5）檢查限速器鋼絲繩張力是否足夠、限速器繩輪上是否有油污等；

（6）檢查安全鉗的提拉機(jī)構(gòu)是否銹蝕、動作是否靈活等；

（7）檢查緩沖器是否存在油量不足、油變水等問題，或老化破損等情況；

（8）電梯機(jī)械傳動部件的連接、損傷情況；

（9）確定平衡系數(shù)是否符合要求；

（10）曳引工況檢查。

在制動試驗過程中，如果電梯有不合格的地方，各單位要堅決停止制動試驗，并對電梯進(jìn)行維修保養(yǎng)，對易損件進(jìn)行檢修和更換，保證所有零部件性能良好，無故障，并保證在制動試驗之前，電梯的工作狀況保持良好，避免試驗時可能導(dǎo)致設(shè)備損壞問題。制動試驗涉及砝碼準(zhǔn)備、運(yùn)輸和搬運(yùn)問題，請使用單位管理人員和維保人員在試驗前準(zhǔn)備好制動試驗所需載荷及搬運(yùn)工具。

建議電梯維保單位按照相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)制定試驗作業(yè)指導(dǎo)書，規(guī)定試驗步驟、方法。建議先進(jìn)行平衡系數(shù)、限速器-安全鉗聯(lián)動試驗、空載曳引檢查、上行制動工況曳引檢查等，通過后再進(jìn)行制動試驗；制動試驗應(yīng)逐步進(jìn)行加載等規(guī)定。

3.2 試驗中安全注意事項

試驗時轎廂內(nèi)嚴(yán)禁有人。在用電梯可能存在制動器磨損老化、制動力矩下降問題，在裝載砝碼和試驗過程中可能發(fā)生轎廂開門溜車、蹲底等危險情況，進(jìn)行制動試驗時，禁止人員站立在轎廂，應(yīng)特別注意安全。應(yīng)選擇盡可能低的樓層進(jìn)行制動試驗。砝碼必須逐步加載，不得使用叉車等運(yùn)輸工具，且砝碼在轎廂內(nèi)堆放應(yīng)均勻，確認(rèn)在底層逐漸加載試驗砝碼時，未出現(xiàn)溜梯現(xiàn)象。

3.3 試驗后注意事項

檢查結(jié)束后，檢查各部位是否已恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)，并將轎門、層門、電梯超載限制裝置等部位的短接頭全部拆下。起動電梯上下運(yùn)行，確保電梯運(yùn)行良好，沒有異常聲音或摩擦現(xiàn)象。拆卸警示標(biāo)志或安全圍欄，使裝置能繼續(xù)使用。

4.結(jié)語

緊急制動試驗是對制動器制動能力和牽引能力的一種全面測試，主要包括檢驗制動器的制動能力和電梯下行緊急制動狀態(tài)下的曳引能力。在日常檢驗工作中，往往只是定性的判斷制動效果的符合性，未能定量的測試出制動減速度的數(shù)值，對判定制動結(jié)果缺乏一定的數(shù)據(jù)支撐。在本文中，簡述了一種電梯緊急制動減速度測試方法，給出定量的制動距離及減速度的測試結(jié)果，建議在制動控制系統(tǒng)中增加可調(diào)制動力控制功能，改善在緊急制動時制動沖擊力，減緩鋼絲繩的滑移，希望在不久以后能將這種測試方法及可調(diào)制動力控制功能應(yīng)用在電梯的檢驗監(jiān)測工作之中。