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摘 要：制动器是电梯非常重要的一个安全部件，若制动器结构存在设计缺陷就可能会导致电梯发生失控，本文描述的就是制动器结构存在设计缺陷时，导致了轿厢冲顶事故的发生。作者在分析了事故原因后，提出了增加对该类型制动器结构的日常检查和定期检验项目，供电梯维修人员和检验人员参考。
关键词：制动器;制动闸瓦;拖闸;抱闸监测开关
2019年年初，浏阳市某乡镇卫生院发生了一起轿厢冲顶事故，导致一名老人发生腿骨骨折，事故发生后当地特种设备监察部门委托我院对该电梯进行现场勘验和事故调查。
一、现场勘查
该病床电梯额定速度为1.0m/s，额定载重量为1000kg，出厂日期为2007年02月28日。事故调查小组到达现场后调阅资料发现电梯巡检记录记载事故发生前一天电梯突然发出臭鼻气味并突然停梯。在机房发现制动器制动闸瓦脱落于集油槽内，制动闸瓦工作面有部分碳化现象，测量制动闸瓦厚度分别为9.6mm、7.5mm，该制动器未配置抱闸动作监测开关。限速器上行方向电气开关已动作，上行方向棘爪未动作，棘爪转轴转动卡阻。合闸通电后调阅变频器故障记录，显示事故发生时记录：变频器故障、断抱闸、变频器故障、急停故障。
二、事故原因分析
笔者根据现场勘验情况初步推断可能是由于制动器未完全打开，电梯 “拖闸”运行，由于该曳引机未配备抱闸动作监测开关，电梯无法监测到该故障，造成制动轮与闸瓦一直摩擦使温度急剧升高，电动机温度升高后通过热敏电阻使变频器保护，但闸瓦与制动臂间是通过胶水粘接，高温下造成脱胶使得制动器失去制动作用。在轿厢轻载情况下，当对重重力力矩大于抱闸制动力矩与轿厢侧重力力矩之和时，在对重重力势能作用下，对重通过钢丝绳会拉着轿厢反向“溜车”。即使电梯检测到溜车输出“急停”指令，但由于电梯完全丧失了制动力，急停指令不能被有效执行，电梯溜车速度加快，在上行速度达到限速器启动速度时，限速器上行方向电气开关动作，但限速器上行方向棘爪却未能与棘轮齿啮合，因此夹绳器也没有被限速器启动而减速失控的电梯，造成轿厢冲顶事故。
从以上的现场勘验和分析得出，电梯制动器未完全打开“拖闸”运行，高温造成胶粘的制动闸瓦脱落，使得制动器失去制动效能，同时限速器上行棘爪动作不可靠造成夹绳器未动作是这次电梯轿厢冲顶事故发生的直接原因。
三、预防和改进措施
电梯制动器是保障电梯安全运行的重要保护装置，其设计、安装、维保和检验一直被业内所重视。但因设计缺陷和使用不当造成制动器失效的电梯事故还是时有发生。制动器失效形式按动作状态第一类是：制动器在需要动作时未能有效动作或因制动力不足导致电梯出现“溜梯”现象。以下情况会导致上述现象发生：（1）控制制动器的接触器粘连（特别是在用梯中只有一个接触器控制制动器线圈的）;（2）制动臂或抱闸铁芯出现机械卡阻;（3）制动弹簧卡阻或因调整不当导致制动力不足;（4）制动器闸瓦磨损后未及时调整闸瓦和制动轮的间隙;（5）制动闸瓦上有油污;（6）制动闸瓦脱落等。第二类是：制动器在电梯运行时没有打开或完全打开，如果曳引机的起动力矩足够大，曳引机仍会旋转，此时制动器闸瓦与制动轮相摩擦，将会损坏电梯部件甚至发生人身伤害事故。出现这种故障的原因有：（1）控制制动器的接触器触点接触不良或线路出现断路;（2）制动臂或抱闸铁芯出现机械卡阻;（3）制动弹簧卡阻和因调整不当导致制动力太大;（4）供给制动器的开闸电压和维持电压太低;（5）制动器电磁线圈意外失电等。《GB 7588-2003》关于制动器的规定中：12.4.2.1“当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。在上述情况下，轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度。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，应仍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。”12.4.2.3.1“切断制动器电流，至少应用两个独立的电气装置来实现，不论这些装置与用来切断电梯驱动主机电流的电气装置是否为一体。当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。”12.4.2.3.2“当电梯的电动机有可能起发电机作用时，应防止该电动机向操纵制动器的电气装置馈电。”如果所设计和制造的电梯能满足以上国标关于制动器的要求，并且维护保养得当的话，发生制动器失效引起的电梯事故概率还是很低的，但如果制动闸瓦与制动臂间是靠胶水粘接，日常使用中，在高温、高湿、酸碱腐蚀、高频使用、交变应力等环境和使用因素影响下，就有可能使胶接面发生老化、剪切、疲劳、破损，造成制动闸瓦与制动臂间粘接强度降低甚至造成剥离，进而发生制动器失效的严重电梯事故。电梯日常维护保养和定期检验很难对其粘接强度进行检查，因此笔者建议对该类型制动器在日常维护保养中增加外观和动作检查，在定期检验中增加125%电梯额载制动试验和100%额载单制动臂减速试验以验证其制动效能和粘接强度，推荐使用单位更换为连接强度更高和可靠的铆接和螺丝连接等机械连接方式的制动器。而对于第二类制动器失效形式，标准除了12.4.2.3规定“正常运行时，制动器应在持续通电下保持松开状态”外，并没有其它相应规定和预防措施，虽然2017年10月1日执行的《TSG T7001-2009》增加了2.8（8） “应当具有制动器故障保护功能，当监测到制动器的提起（或者释放）失效时，能够防止电梯的正常启动”检验要求。以下是某型号电梯的制动器监测装置的原理图（图4）及实物图（图5）。
如上图所示，两个监测开关安装在主机抱闸臂旁边，通過制动臂上的两个螺杆随着制动器的打开和闭和使开关断开和导通。两个开关的通断信号再通过电缆传回到电梯主控制器，并与电梯的运行信号进行对比，判断制动器打开和闭和有无异常，如果出现异常及时切断电动机和制动器的电源停止电梯的运行。笔者认为增加这一个保护功能其成本和技术难度都不高，但它对制动器的安全有效提供了很好的保障。
参考文献
[1]国家质检总局，GB7588—2003 电梯制造与安装安全规范及第1号修改单
[2]国家质检总局，GB10060--2011 电梯安装验收规范
[3]国家质检总局，GB/T10058--2009 电梯技术条件
关键词：制动器;制动闸瓦;拖闸;抱闸监测开关
2019年年初，浏阳市某乡镇卫生院发生了一起轿厢冲顶事故，导致一名老人发生腿骨骨折，事故发生后当地特种设备监察部门委托我院对该电梯进行现场勘验和事故调查。
一、现场勘查
该病床电梯额定速度为1.0m/s，额定载重量为1000kg，出厂日期为2007年02月28日。事故调查小组到达现场后调阅资料发现电梯巡检记录记载事故发生前一天电梯突然发出臭鼻气味并突然停梯。在机房发现制动器制动闸瓦脱落于集油槽内，制动闸瓦工作面有部分碳化现象，测量制动闸瓦厚度分别为9.6mm、7.5mm，该制动器未配置抱闸动作监测开关。限速器上行方向电气开关已动作，上行方向棘爪未动作，棘爪转轴转动卡阻。合闸通电后调阅变频器故障记录，显示事故发生时记录：变频器故障、断抱闸、变频器故障、急停故障。
二、事故原因分析
笔者根据现场勘验情况初步推断可能是由于制动器未完全打开，电梯 “拖闸”运行，由于该曳引机未配备抱闸动作监测开关，电梯无法监测到该故障，造成制动轮与闸瓦一直摩擦使温度急剧升高，电动机温度升高后通过热敏电阻使变频器保护，但闸瓦与制动臂间是通过胶水粘接，高温下造成脱胶使得制动器失去制动作用。在轿厢轻载情况下，当对重重力力矩大于抱闸制动力矩与轿厢侧重力力矩之和时，在对重重力势能作用下，对重通过钢丝绳会拉着轿厢反向“溜车”。即使电梯检测到溜车输出“急停”指令，但由于电梯完全丧失了制动力，急停指令不能被有效执行，电梯溜车速度加快，在上行速度达到限速器启动速度时，限速器上行方向电气开关动作，但限速器上行方向棘爪却未能与棘轮齿啮合，因此夹绳器也没有被限速器启动而减速失控的电梯，造成轿厢冲顶事故。
从以上的现场勘验和分析得出，电梯制动器未完全打开“拖闸”运行，高温造成胶粘的制动闸瓦脱落，使得制动器失去制动效能，同时限速器上行棘爪动作不可靠造成夹绳器未动作是这次电梯轿厢冲顶事故发生的直接原因。
三、预防和改进措施
电梯制动器是保障电梯安全运行的重要保护装置，其设计、安装、维保和检验一直被业内所重视。但因设计缺陷和使用不当造成制动器失效的电梯事故还是时有发生。制动器失效形式按动作状态第一类是：制动器在需要动作时未能有效动作或因制动力不足导致电梯出现“溜梯”现象。以下情况会导致上述现象发生：（1）控制制动器的接触器粘连（特别是在用梯中只有一个接触器控制制动器线圈的）;（2）制动臂或抱闸铁芯出现机械卡阻;（3）制动弹簧卡阻或因调整不当导致制动力不足;（4）制动器闸瓦磨损后未及时调整闸瓦和制动轮的间隙;（5）制动闸瓦上有油污;（6）制动闸瓦脱落等。第二类是：制动器在电梯运行时没有打开或完全打开，如果曳引机的起动力矩足够大，曳引机仍会旋转，此时制动器闸瓦与制动轮相摩擦，将会损坏电梯部件甚至发生人身伤害事故。出现这种故障的原因有：（1）控制制动器的接触器触点接触不良或线路出现断路;（2）制动臂或抱闸铁芯出现机械卡阻;（3）制动弹簧卡阻和因调整不当导致制动力太大;（4）供给制动器的开闸电压和维持电压太低;（5）制动器电磁线圈意外失电等。《GB 7588-2003》关于制动器的规定中：12.4.2.1“当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。在上述情况下，轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度。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，应仍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。”12.4.2.3.1“切断制动器电流，至少应用两个独立的电气装置来实现，不论这些装置与用来切断电梯驱动主机电流的电气装置是否为一体。当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。”12.4.2.3.2“当电梯的电动机有可能起发电机作用时，应防止该电动机向操纵制动器的电气装置馈电。”如果所设计和制造的电梯能满足以上国标关于制动器的要求，并且维护保养得当的话，发生制动器失效引起的电梯事故概率还是很低的，但如果制动闸瓦与制动臂间是靠胶水粘接，日常使用中，在高温、高湿、酸碱腐蚀、高频使用、交变应力等环境和使用因素影响下，就有可能使胶接面发生老化、剪切、疲劳、破损，造成制动闸瓦与制动臂间粘接强度降低甚至造成剥离，进而发生制动器失效的严重电梯事故。电梯日常维护保养和定期检验很难对其粘接强度进行检查，因此笔者建议对该类型制动器在日常维护保养中增加外观和动作检查，在定期检验中增加125%电梯额载制动试验和100%额载单制动臂减速试验以验证其制动效能和粘接强度，推荐使用单位更换为连接强度更高和可靠的铆接和螺丝连接等机械连接方式的制动器。而对于第二类制动器失效形式，标准除了12.4.2.3规定“正常运行时，制动器应在持续通电下保持松开状态”外，并没有其它相应规定和预防措施，虽然2017年10月1日执行的《TSG T7001-2009》增加了2.8（8） “应当具有制动器故障保护功能，当监测到制动器的提起（或者释放）失效时，能够防止电梯的正常启动”检验要求。以下是某型号电梯的制动器监测装置的原理图（图4）及实物图（图5）。
如上图所示，两个监测开关安装在主机抱闸臂旁边，通過制动臂上的两个螺杆随着制动器的打开和闭和使开关断开和导通。两个开关的通断信号再通过电缆传回到电梯主控制器，并与电梯的运行信号进行对比，判断制动器打开和闭和有无异常，如果出现异常及时切断电动机和制动器的电源停止电梯的运行。笔者认为增加这一个保护功能其成本和技术难度都不高，但它对制动器的安全有效提供了很好的保障。
参考文献
[1]国家质检总局，GB7588—2003 电梯制造与安装安全规范及第1号修改单
[2]国家质检总局，GB10060--2011 电梯安装验收规范
[3]国家质检总局，GB/T10058--2009 电梯技术条件