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曳引驱动电梯制动失效原因分析及检验对策解析

2019-07-22 03:23:28

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刘跃鸿

摘  要:确保电梯制动的高效性,对于电梯运行稳定和人们的出行安全至关重要。文章在阐述电梯制动器的主要结构和基本工作原理的前提下,针对电梯出现制动失效这一故障的原因进行研究分析,并提出应对的制动器失效问题的策略,以实现电梯在工作过程中正常、安全运转。

关键词:电梯;制动器;制动失效;检验;控制策略

中图分类号:TG115.28 文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2019)09-0128-03

Abstract: It is very important to ensure the efficiency of elevator braking for the stability of elevator operation and the safety of people's travel. On the premise of expounding the main structure and basic working principle of elevator brake, this paper studies and analyzes the causes of braking failure of elevator, and puts forward the strategies to deal with the brake failure problem, in order to achieve the normal and safe operation of the elevator in the working process.

Keywords: elevator; brake; braking failure; inspection; control strategy

前言

随着社会经济水平的不断提升,高层建筑的建设数量持续增长;电梯运输对确保人们出行的快速便捷作用显著。电梯的制动器是保障电梯正常、安全运转的核心部件之一,拥有可靠安全的制动功能是现代电梯设备应用的基本要求。然而受诸多因素影响,电梯制动失效的事故时有发生,威胁人们出行安全。研究和分析电梯制动器功能及失效控制的可靠性、安全性已成为电梯检验人员的重要工作内容。

1 电梯制动器的构成及工作原理

制动器的制动功能是否健全决定着电梯是否能够正常运转,制动器为机电式、常闭式结构,制动臂、制动闸瓦、制动弹簧、电磁铁等都是其结构的重要组成部分[1](如图1),当切断制动线圈的电源时,在制动弹簧的压力作用下,制动器和制动瓦被牢牢的压在制动轮上,控制轿厢运转,使轿厢可靠停止在平层位置。制动线圈得电时,产生磁场,铁芯被吸拢,在传动机构的作用下将弹簧的弹力克服掉,从而张开制动臂,这时制动轮和制动器分离,从而保证电梯能够按指令到达目的层。

2 电梯制动器失效的原因

电梯运行过程中,制动失效的现象时有发生;从制动失效机理来看,主要可分为电气和机械两大方面原因造成的。

2.1 电气方面引起制动器失效

电气方面是引起电梯制动失效的重要原因。一般情况下,制动器线圈在设计控制回路时不规范、接触器在控制制动器线圈电源时粘在一起、控制制动器线圈回路接线不符合规范是其系统故障的三种基本类型。

2.1.1 制动器线圈控制回路设计不规范

对于电梯制动器的断开、闭合实现而言,标准明确规定该过程的实现需要两个独立的接触器进行控制。然而在部分电梯系统控制中,其制动器线圈控制回路设计未按照此规范进行设计,导致了电梯制动器控制失控的现象。另外,通过电气控制系统对接触器进行保护控制是其设计应用的基本内容,而在应用过程中,部分电梯的接触器保护控制设计不合理,其使得制动器运行状态的监控、反馈不及时,从而导致了制动失效现象的发生。

2.1.2 控制制动器线圈得电的接触器触点粘连

接触器是控制电梯制动器线圈电源是否接通的核心构件之一,其断开、闭合过程具有时间长、频率高的突出特征[2]。设备应用过程中,一旦接触器的应用时间较长,且没有进行及时检修与更换,其就会因材料弱化,造成接触不良,维保人员人为并一个触点来增加动作的可靠性,一旦并的触点发生粘连后,制动器运行状态无法监控,从而导致了制动器失效现象的发生。

2.1.3 控制制动器线圈回路接线不符合规范

对于电气控制系统而言,正确的接线方式是从电源正极到触点开关再到制动线圈再到电源负极,而图2的接线方式一旦线圈末端到电源负极之间因为线破皮碰壳搭地时,如图2对地短接点与地之间等电位,相当于短接,将使制动线圈一直得电,电梯制动器意外开闸,从而导致了制动器失效现象的发生。

2.2 机械方面引起制动器失效

电梯机械系统故障是较为常见的制动失效类型。一般情况下,其包含了制动器铁芯卡阻、制动轮有油、制动闸瓦严重磨损、制动弹簧预紧力不足或(因老化)失去弹力四种基本类型。

2.2.1 制动器卡阻

电梯制动器卡阻是电梯制动失效的重要原因之一。电梯在运行过程中,由于铁芯具有动作时间长,频率高的凸出特征,制动器卡阻可由以下因素造成:(1)铁芯材质不符合要求;(2)铁芯中有杂质;(3)铁芯出现剩磁;(4)制动器线圈两端未设计二极管或电容器线路來吸收制动器线圈释放电路后剩余的电能,使制动器线圈发热严重,铁芯润滑脂固化,起不到润滑,长期运行后,铁芯出现台阶,制动器卡滞,从而引起制动功能无法正常工作。

2.2.2 制动轮油污

当电梯的制动轮出现油污时,会严重影响电梯的制动功能正常工作。制动轮油污可由以下因素造成:(1)维修过程中造成制动轮有油污未及时清理;(2)出厂设计时存在缺陷,如图3,一旦减速器油封破裂,减速器的齿轮油将泄露在接油槽里,因接油槽无排油口,当大量的积集齿轮油时,维保人员又未及时清理时,制动轮将接触到齿轮油,造成制动失效。

2.2.3 制动闸瓦磨损严重

当电梯的制动闸瓦出现很明显的磨损时,会严重影响电梯的制动功能正常工作。造成制动闸瓦严重磨损的原因有可能是在闸瓦还没有全部张开的时候,电梯的制动器就开始工作,使制动轮和制动闸瓦之间形成非常大的摩擦力,从而导致制动闸瓦严重磨损如图4,维保人员未及时发现并排除,造成制动失效。

2.2.4 制动弹簧预紧力不足或失去弹力(因老化)

电梯制动弹簧预紧力不足或(因老化)失去弹力是影响电梯的制动功能正常工作的主要因素之一。制动闸瓦在日常的工作中会和制动轮之间时不时就会有摩擦,日积月累,时间久了制动闸瓦的磨损越来越严重,和制动轮之间的间距也越来越大,使两者之间的摩擦力也跟着发生变化,从而制动器的制动力也跟着越变越小,如果这种情况下电梯的维修保养人员没有重新调整制动弹簧预紧力,造成制动失效。另如图5制动弹簧老化失去弹力,维保人员未及时更换,造成制动失效。

3 应对电梯制动失效的控制策略

制动失效后果严重,可能造成电梯冲顶、电梯蹲底、开门走梯等事故,必须避免。目前可以从两个方面考虑:其一是加强制动器,包括电气部分及机械部分性能的设计、制造、检测、维护及保养,确保制动器各个部件处于良好的性能状态,避免制动器失效,或者制动器失效导致事故。另一方面,通过技术提升及改造,使得电梯能够监控制动失效故障并作出相应动作避免事故发生。

3.1 制动力矩不足控制

制动力矩不足是电梯制动失效的常见症状。在检验过程中,检验人员根据TSG T7001-2009中8.10项“当轿厢在空载的状况下按照正常速度上行时,电动机和制动器的电源被切断,轿厢应该立马停止运行”和8.13项“当轿厢在超载25%的状况下按照正常速度下行时,电动机和制动器的电源被切断,驱动主机应该可以在制动器的作用下停止运行,且轿厢应无明显变形和损坏”[3],对于安装监督检验我们根据8.10和8.13项目判断其制动的可靠性,针对定期检验我们根据8.10项判断其制动的可靠性,针对定期检验的乘客电梯每5年我们根据8.10项和8.13项判断其制动的可靠性。

另外,为保证电梯制动力矩检验的规范,检验过程中,检验人员还应对制动力矩进行计算,来核算电梯制动是否可靠,在进行制动力矩的计算时,需要综合考虑到轿厢在超载25%的状况下按照正常速度下行到最底层停止运行。

3.2 电气系统检验控制

电气系统检验是电梯制动器检验的重要内容。检验过程中分二步进行。第一,查看电气原理图,看其回路设计是否符合标准,并现场核实。第二,分别现场模拟控制制动器得电的接触器粘连,人为操作电梯返向运行,如可运行则回路设计不符合要求。

3.3 机械系统检验控制

制动器机械系统检验控制过程中,第一,针对电梯使用单位建立的维保、故障记录档案,分析是否有关于制动器方面故障。第二,重点针对制动器的卡阻、制动轮油污、闸瓦磨损情况、弹簧预紧力重点检验。第三,查看维保单,验证维保人员专业操作能力。

3.4 新的安全技术规范中对制动器失效的监控及防范

新的安全技术规范增加了对制动器的提起(或者释放)进行了监控,也就是制动器单边在没有完全张开闸瓦或抱紧制动闸瓦时,电梯故障停梯,避免了因制动闸瓦严重磨损或阻卡引起制动器失效。另新的安全技术规范增加了轿厢意外移动保护装置,该保护装置又包含了对制动力失效的保护,对于异步机曳引电梯在层门未被锁住且轿门未关闭的情况下,一旦制动失效引起轿厢离开层站的意外移动,将通过制停子系统,如双向安全钳、安全钳、钢丝绳制动器等第二套制动装置进行制动,避免因制动失效造成的开门走梯;对于永磁同步电机,虽没有第二套制动装置来对意外移动进行保护,但配备了制动力自监测系统,对制动力进行监测,确保了制动器工作的可靠性。电梯运行过程中,制动器性能监控使得电梯冲顶、电梯蹲底、开门走梯的异常状况能够避免。

4 结论

电梯制动器的制动功能对电梯的安全、可靠运行有非常大的影响。实践过程中,只有在明确电梯制动器原理的基础上,进行系统化的制动失效原因分析,才能制定科学有效的检验方法和制动器失效问题的控制策略,从而保证电梯运行安全。

参考文献:

[1]杜静云.试论电梯制动失效原因分析及检验对策[J].现代工業经济和信息化,2016(9):38-39.

[2]孙丽,孙广华.试论电梯制动失效原因分析及检验对策[J].电子制作,2016(7):88-88.

[3]中华人民共和国国家质量技术监督检验检疫总局,TSGT7001-2009.电梯监督检验和定期检验规则-曳引与强制驱动电梯[S].

[4]秦平彦.电梯与自动扶梯技术检验[S].中国标准出版社,2008(8):25-26.

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