淺談曳引式電梯轎廂增加制動(dòng)裝置

鄒志文

（煙臺(tái)市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，山東 煙臺(tái) 265508）

0 概述

電梯的安全運(yùn)行由2個(gè)方面組成，即電梯上下運(yùn)行時(shí)的安全和電梯停止時(shí)人員進(jìn)出轎廂時(shí)的安全，該文重點(diǎn)研究電梯停止時(shí)人員進(jìn)出轎廂過程中的安全問題。電梯轎廂在電梯的各部件中占有重要的地位，保證電梯轎廂的安全性和可靠性就能夠保證乘梯人員的人身安全，轎門的開閉與轎廂運(yùn)行的同步關(guān)系，以及說明在轎門的開閉與轎廂運(yùn)行不同步時(shí)帶來的危險(xiǎn)及后果，并分析兩者可能存在不同步的原因。然后分析轎廂增加制動(dòng)裝置的可行性與必要性，明確轎門的開閉與轎廂制動(dòng)裝置的開閉直接相關(guān)的優(yōu)勢(shì)，確保電梯轎廂在?？科綄雍蟪颂萑藛T進(jìn)出時(shí)電梯轎廂保持安全可靠。

1 轎門的開閉與轎廂運(yùn)行的同步關(guān)系

現(xiàn)有電梯轎門的開閉與轎廂運(yùn)行模式是乘梯人員從外呼板（或內(nèi)呼板）上選擇目的樓層，當(dāng)?shù)竭_(dá)所選樓層時(shí)，平層檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到轎廂已處在平層區(qū)，將信號(hào)傳遞給主板，主板根據(jù)程序，先控制曳引機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)、制動(dòng)器閉合，使電梯轎廂處于停止?fàn)顟B(tài)，再傳遞信號(hào)給轎門，轎門帶動(dòng)層門打開，反之，再次運(yùn)行時(shí)主板先傳遞信號(hào)給轎門，轎門帶動(dòng)層門關(guān)閉，當(dāng)層門和轎門（指帶轎門鎖開關(guān)的）門鎖開關(guān)檢測(cè)到層門和轎門已經(jīng)關(guān)閉好，主板程序啟動(dòng)曳引主機(jī)并同時(shí)打開制動(dòng)器，電梯轎廂方可正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)乘梯人員進(jìn)出電梯的一系列過程。

2 轎門開閉與轎廂運(yùn)行不同步的危險(xiǎn)及原因分析

轎門的開閉和轎廂的運(yùn)行在正常狀態(tài)下由許多部件、開關(guān)及程序的共同作用下實(shí)現(xiàn)兩者同步。如果其中某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致兩者不同步，兩者的不同步將會(huì)造成乘梯人員在進(jìn)出電梯轎廂時(shí)被剪切或掉到井道的危險(xiǎn)，導(dǎo)致乘梯人員重傷甚至死亡。下面對(duì)產(chǎn)生兩者不同步的原因進(jìn)行逐一分析。

2.1 制動(dòng)器故障或制動(dòng)力不足

曳引電梯的制動(dòng)器相當(dāng)于汽車上的剎車裝置，是電梯的重要部件，有制動(dòng)和保持2個(gè)作用，能夠使電梯轎廂在鋼絲繩的牽引下停止和保持不動(dòng)。制動(dòng)器是一個(gè)由多個(gè)零部件組成的機(jī)械構(gòu)件，各零部件在使用過程中存在故障或失效的可能[1]，也會(huì)在常年使用且保養(yǎng)不當(dāng)?shù)那闆r下出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的情況，例如制動(dòng)瓦片損壞，制動(dòng)輪損壞，制動(dòng)輪表面濺入油污，制動(dòng)彈簧變形，制動(dòng)距離過大甚至一個(gè)鎖緊銷的脫離等諸多因素，如果未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將會(huì)導(dǎo)致轎廂平層后轎門開啟人員進(jìn)出時(shí)因制動(dòng)器的制動(dòng)力不足，轎廂側(cè)重量與對(duì)重側(cè)重量不平衡下，在重力的作用下轎廂出現(xiàn)非正常的上升或者下降，出現(xiàn)電梯門打開狀態(tài)下轎廂非正常運(yùn)行（以下簡(jiǎn)稱開門走梯），導(dǎo)致乘梯人員被剪切或跌落。

2.2 鋼絲繩與曳引輪槽磨損嚴(yán)重或鋼絲繩（鋼帶）斷裂

鋼絲繩作為連接電梯轎廂與曳引機(jī)的重要部件，其重要性不言而喻。鋼絲繩繞過曳引輪分別連著對(duì)重和轎廂，依靠鋼絲繩表面與曳引輪槽間的摩擦力實(shí)現(xiàn)轎廂與對(duì)重在各自導(dǎo)軌上的上下運(yùn)行[2]，在以下幾種情況下，可能會(huì)出現(xiàn)摩擦力減小、不足以抵抗轎廂或?qū)χ貍?cè)的重力，或在極端情況下鋼絲繩（或鋼帶）斷裂，導(dǎo)致停止的電梯發(fā)生開門走梯現(xiàn)象：首先是在鋼絲繩常年頻繁是使用下，表面磨損嚴(yán)重，同時(shí)曳引輪槽也出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的情況，摩擦力不足以克服重力；其次是鋼絲繩表面或曳引輪槽油污嚴(yán)重，使摩擦力減?。蛔顦O端的情況是因特殊原因鋼絲繩或鋼帶發(fā)生斷裂。出現(xiàn)上述情況時(shí)，如果速度未到達(dá)安全區(qū)動(dòng)作最小速度時(shí)，電梯開門狀態(tài)下處于不受控制狀態(tài)，易使乘梯人員發(fā)生剪切或跌落事故。

2.3 電梯主板控制程序故障或人為短接封線

電梯主板相當(dāng)于人的大腦，按照編入的程序控制電梯各個(gè)零部件和開關(guān)的運(yùn)行，當(dāng)編入的程序出現(xiàn)錯(cuò)誤或后期程序的參數(shù)被更改都有可能導(dǎo)致“大腦”指揮失誤，如電梯門未完全關(guān)好時(shí)電梯啟動(dòng)等危險(xiǎn)情況，或維修保養(yǎng)時(shí)需要人為地短接控制柜里某個(gè)開關(guān)或插件才能完成維修保養(yǎng)工作，但是工作完成后因疏忽大意導(dǎo)致短接線未被及時(shí)拆除[3]，假如是層門和轎門門鎖檢測(cè)開關(guān)，則會(huì)出現(xiàn)開門走梯的危險(xiǎn)情況。

2.4 層門與轎門門鎖檢測(cè)開關(guān)短接或黏連

層門與轎門的門鎖對(duì)電梯的安全性至關(guān)重要，乘梯人員與電梯接觸最多的就是電梯的層門與轎門，據(jù)統(tǒng)計(jì)，電梯事故中70%的原因與電梯門有關(guān)，而開門走梯情況的致死率最高。而電梯門鎖開關(guān)是驗(yàn)證電梯門是否閉合的重要電氣裝置，在轎廂處于平層區(qū)時(shí)由轎門帶動(dòng)層門的開啟或是閉合，電梯控制柜會(huì)檢測(cè)到門鎖開關(guān)的開啟或閉合，并按照程序運(yùn)行或停止轎廂，如果門鎖出現(xiàn)故障或被短接、黏連將會(huì)向控制系統(tǒng)傳遞錯(cuò)誤信號(hào)，導(dǎo)致有可能在門開的狀態(tài)時(shí)門鎖開關(guān)通路系統(tǒng)誤認(rèn)為可以運(yùn)行轎廂，發(fā)生開門走梯的現(xiàn)象。

上述4 條分析均有可能造成轎門的開閉與轎廂的運(yùn)行不同步[4]，導(dǎo)致乘梯人員傷亡，為了減少風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，增加安全系數(shù)，保證轎門開啟時(shí)轎廂固定不動(dòng)，避免開門走梯現(xiàn)象發(fā)生，筆者在轎廂上增加制動(dòng)裝置[5]，制動(dòng)裝置將作用在轎廂兩側(cè)導(dǎo)軌上，其控制分為三級(jí)，即轎門處檢測(cè)開關(guān)直接控制、機(jī)房控制柜控制、手動(dòng)復(fù)位控制。

3 電梯轎廂增加制動(dòng)裝置的可行性分析

在電梯轎廂頂端（或底端）合適位置安裝電磁盤式制動(dòng)裝置支架，電磁盤式制動(dòng)裝置夾持在導(dǎo)軌兩側(cè)并固定在支架上，控制系統(tǒng)分為轎門開閉檢測(cè)開關(guān)直接控制，控制柜主板控制以及手動(dòng)復(fù)位控制，其中轎門開關(guān)檢測(cè)開關(guān)控制優(yōu)先于控制柜主板控制，手動(dòng)復(fù)位控制是預(yù)防在停電等突發(fā)狀況下人工復(fù)位開啟制動(dòng)裝置操作，其電源由轎頂電源盒直接供應(yīng)。該裝置工作原理簡(jiǎn)單，占用空間較小，控制簡(jiǎn)單，易于加裝并且成本較低。

4 電梯轎廂制動(dòng)裝置工作原理

電梯轎廂制動(dòng)裝置分為控制部分和動(dòng)力部分，動(dòng)力部分采用的是電磁盤式制動(dòng)器，該裝置主要由轎門檢測(cè)開關(guān)、轎廂制動(dòng)器支架、制動(dòng)板、制動(dòng)臂、電磁制動(dòng)裝置和制動(dòng)彈簧等幾部分組成。該裝置筆者已申請(qǐng)專利，具體工作原理如下。

4.1 電氣原理圖

曳引式電梯轎廂制動(dòng)裝置電器原理圖如圖1 所示，圖1中各數(shù)字標(biāo)注分別為：1 是220 V 電源、2 是電阻、3 是轎門檢測(cè)開關(guān)、4 是轎廂制動(dòng)器。

轎門閉合時(shí)，裝置原理：當(dāng)轎門檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到轎門閉合時(shí)，開關(guān)3 閉合，使電路短接，此時(shí)轎廂制動(dòng)器4 處于斷電狀態(tài)，整個(gè)電路的回路是1-3-2。

轎門打開時(shí)，裝置原理：當(dāng)轎門檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到轎門打開時(shí)，開關(guān)3 斷開，轎廂制動(dòng)器4 通電，整個(gè)電路的回路是1-4-2。

圖1 轎廂制動(dòng)器電氣原理圖

4.2 機(jī)械原理圖

曳引式電梯轎廂制動(dòng)裝置機(jī)械原理圖如圖2 所示，圖2中各數(shù)字標(biāo)注分別為：1 是轎門開閉檢測(cè)開關(guān)、2 是制動(dòng)板、3 是制動(dòng)彈簧、4 是轎廂制動(dòng)器支架、5 是制動(dòng)臂、6 是電磁制動(dòng)裝置。

轎門閉合時(shí)，裝置工作原理：當(dāng)轎門檢測(cè)開關(guān)1 檢測(cè)到轎門閉合時(shí)，根據(jù)圖1 中電氣原理圖所述，電磁制動(dòng)裝置失電，磁鐵脫離吸合，在制動(dòng)彈簧3 的作用下，通過制動(dòng)臂5傳到到制動(dòng)板2，使制動(dòng)板2 夾持在導(dǎo)軌上。

轎門打開時(shí)時(shí)，裝置工作原理：當(dāng)轎門檢測(cè)開關(guān)1 檢測(cè)到轎門打開時(shí)，根據(jù)圖1 中電氣原理圖所述，電磁制動(dòng)裝置得電，磁鐵與電磁裝置吸合，抵抗制動(dòng)彈簧3 的彈力，通過制動(dòng)臂5 傳遞到制動(dòng)板2，使制動(dòng)板2 開合，脫離導(dǎo)軌，電梯能過正常運(yùn)行。

手動(dòng)復(fù)位操作：當(dāng)電梯突然停電，轎廂處于飛平層區(qū)時(shí)，通過手動(dòng)壓緊制動(dòng)臂5 后端，因杠桿原理，所以需要施加的作用力并不大就能打開制動(dòng)板2。

圖2 轎廂制動(dòng)器機(jī)械原理圖

5 結(jié)語

電梯轎廂增加制動(dòng)裝置將確保電梯停止時(shí)的安全性，有效地避免開門走梯現(xiàn)象，該裝置主要特點(diǎn)是由轎廂門直接控制制定裝置，兩者由間接相關(guān)變成直接相關(guān)，保證人員進(jìn)出電梯轎廂時(shí)轎廂是固定牢靠的，為電梯安全增添一份保障。