電梯機(jī)械系統(tǒng)及制動(dòng)器系統(tǒng)故障分析

宋長奇 韓洪濤 張翼

黑龍江東方學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與電氣工程學(xué)部

一、引言

電梯故障分類主要是根據(jù)電梯系統(tǒng)及使用運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行劃分。本文重點(diǎn)介紹電梯制動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行故障，所以從電梯的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行分析。電梯機(jī)械系統(tǒng)主要分為五個(gè)子系統(tǒng)，包括電梯的驅(qū)動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)、電梯運(yùn)行轎廂和平衡對(duì)重系統(tǒng)、電梯導(dǎo)軌及曳引繩導(dǎo)向裝置系統(tǒng)、電梯開關(guān)門系統(tǒng)、電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)和功能的安全防護(hù)裝置，即電梯的主要機(jī)械系統(tǒng)由以上五部分組成，其中電梯開關(guān)門系統(tǒng)還包括電梯的層門和廳門開關(guān)狀態(tài)系統(tǒng)。本文著重講述電梯機(jī)械系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行主要部件及系統(tǒng)組成和功能，深入剖析電梯制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械組成，分析電梯制動(dòng)系統(tǒng)故障。

二、電梯運(yùn)行機(jī)械零件系統(tǒng)組成

電梯運(yùn)行機(jī)械零件系統(tǒng)是電梯運(yùn)行的主體零件部分[1]，也是電梯不可或缺的電梯實(shí)際運(yùn)行和運(yùn)輸人員及貨物的機(jī)械設(shè)備的集合。該設(shè)備集合由機(jī)械運(yùn)行零件系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成，電氣及機(jī)械安全系統(tǒng)也包括在該設(shè)備集合當(dāng)中。該設(shè)備集合是電梯實(shí)際運(yùn)行的重要組成部分，包括轎廂運(yùn)行系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)等五部分主要的電梯設(shè)備。

（一）電梯開關(guān)門系統(tǒng)。門系統(tǒng)主要由轎門、層門、開關(guān)門系統(tǒng)及門附屬零部件組成。實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)需要轎廂在垂直井道中保持較平穩(wěn)和安全的運(yùn)行環(huán)境，只有在這種環(huán)境下才能保證貨物和內(nèi)部人員安全或避免損失，所以運(yùn)輸過程中需要建筑物每層為電梯配備層門，同時(shí)需要廳門與之配合。

（二）電梯運(yùn)行轎廂系統(tǒng)。轎廂作為高層建筑物井道內(nèi)部垂直運(yùn)行的重要機(jī)械設(shè)備，其機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括兩部分。轎廂架是轎廂在垂直運(yùn)行中能夠?qū)⒇?fù)載和機(jī)械結(jié)構(gòu)各部分的載荷均勻分配的重要機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是其重要的載荷支撐部件；而轎廂體是轎廂保證電梯在安全穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)承載貨物和人員的機(jī)械空間設(shè)備。為了方便維保人員檢修電梯，電梯設(shè)計(jì)過程中要考慮在轎頂加裝照明或方便維修的通用設(shè)備。同時(shí)考慮一旦電梯發(fā)生事故，維修保養(yǎng)救護(hù)人員可以第一時(shí)間進(jìn)行快速救援，所以綜合轎頂?shù)恼彰髟O(shè)備，電梯設(shè)計(jì)人員通常會(huì)在其頂部加裝安全避險(xiǎn)窗口[2]。

（三）曳引拖拽系統(tǒng)。曳引拖拽系統(tǒng)又叫作牽引載荷系統(tǒng)。該牽引載荷系統(tǒng)是電梯最關(guān)鍵的系統(tǒng)組成部分[3]。牽引載荷系統(tǒng)是電梯的動(dòng)力輸出設(shè)備，為電梯提供轎廂在垂直的井道中上升和下降（雖然下降過程中主要由對(duì)重進(jìn)行動(dòng)力分配）的動(dòng)力。牽引載荷系統(tǒng)中主要由曳引機(jī)設(shè)備提供動(dòng)力輸出，由導(dǎo)向輪分配轎廂和電梯動(dòng)力部分的動(dòng)力輸出方向，同時(shí)依靠限速器和曳引繩的動(dòng)作，在電梯事故或其不穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)提供安全保障。牽引載荷系統(tǒng)可以將系統(tǒng)電能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)可以利用的機(jī)械能，最后利用轎廂和垂直運(yùn)輸系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)化成重力勢能，為貨物和人員在垂直的井道內(nèi)提供提升和降低的動(dòng)力[4]。

（四）重量平衡系統(tǒng)。重量平衡系統(tǒng)又叫作轎廂對(duì)重互補(bǔ)運(yùn)行系統(tǒng)，該運(yùn)行系統(tǒng)利用電梯機(jī)械運(yùn)行的動(dòng)能守恒原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)在轎廂垂直運(yùn)行整體狀態(tài)中利用補(bǔ)償鏈補(bǔ)償整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)能損失。轎廂在垂直井道整個(gè)實(shí)際運(yùn)行中，利用導(dǎo)向輪將曳引機(jī)和轎廂進(jìn)行實(shí)際井道的結(jié)構(gòu)優(yōu)化分配，可以將轎廂和曳引機(jī)按照井道的實(shí)際設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行方向調(diào)整。該系統(tǒng)中的補(bǔ)償鏈（或補(bǔ)償鏈）的作用是當(dāng)電梯曳引高度超過規(guī)定范圍，此時(shí)補(bǔ)償鏈補(bǔ)償鋼絲繩的差重[5]。該系統(tǒng)除了保證轎廂實(shí)際垂直動(dòng)作穩(wěn)定，還對(duì)轎廂的額定荷載進(jìn)行有效分配，進(jìn)而保證轎廂在建筑物井道內(nèi)部安全運(yùn)行。

（五）電梯導(dǎo)軌及曳引繩導(dǎo)向裝置系統(tǒng)。導(dǎo)向系統(tǒng)是電梯在運(yùn)行過程中穩(wěn)定性和舒適性的保證。電梯導(dǎo)軌及曳引繩導(dǎo)向裝置系統(tǒng)是轎廂可以按照其規(guī)定軌跡（垂直）運(yùn)行的必要設(shè)備。該系統(tǒng)中的導(dǎo)軌、導(dǎo)軌架和導(dǎo)靴是保證電梯可以正常運(yùn)行的重要機(jī)械零件設(shè)備。電梯導(dǎo)軌及曳引繩導(dǎo)向裝置系統(tǒng)在轎廂上下運(yùn)行過程中還可以盡量減少轎廂與各部分零件的振動(dòng)（也可以減小電梯其它各部分零件的相互振動(dòng)）。

三、電梯制動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械故障

電梯制動(dòng)器的機(jī)械類故障在電梯整體故障中占有重要比重，它是研究和分析電梯故障重要切入點(diǎn)和主要故障產(chǎn)生源，而電梯制動(dòng)系統(tǒng)故障主要由以下幾個(gè)因素造成：導(dǎo)致制動(dòng)器斷電后出現(xiàn)合閘緩慢甚至無法合閘的現(xiàn)象，制動(dòng)器因此無法順利打開[6]；電梯維修保養(yǎng)人員在井道中對(duì)電梯進(jìn)行初始或日常零部件安裝后，可能并沒有對(duì)其零件進(jìn)行部件裝配校準(zhǔn)，制動(dòng)器設(shè)備零件在這種沒有校準(zhǔn)的狀態(tài)下進(jìn)行非常規(guī)運(yùn)行。

除以上兩種因素外，電梯制動(dòng)機(jī)械運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)械零件收到彈簧壓力不均勻，導(dǎo)致制動(dòng)器內(nèi)部的制動(dòng)瓦呈現(xiàn)出受力不均的狀態(tài)，受力弱的一方則會(huì)在制動(dòng)器運(yùn)行中失去自動(dòng)調(diào)節(jié)作用。

四、結(jié)語

電梯是現(xiàn)今生活中必不可少的建筑安全設(shè)施，它為廣大群眾帶來便利的同時(shí)也為建筑安全帶來了很多隱患。本文根據(jù)電梯機(jī)械安全裝置結(jié)構(gòu)和功能，分析其機(jī)械運(yùn)行過程，同時(shí)對(duì)電梯制動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的故障進(jìn)行分析。結(jié)合機(jī)械及實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，然后根據(jù)電梯安全設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)容，給出電梯安全機(jī)械系統(tǒng)各部分組成、分析和闡述其各部分作用。