江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院鎮(zhèn)江分院 孫 磊

近期全國發(fā)生多起電梯制動器的失效事故，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故主要是由兩個原因造成的：①鼓式制動器電磁鐵未定期拆解清洗，內(nèi)部存在油污或者銹蝕，造成運行卡頓，導(dǎo)致制動器制動失效；②鼓式制動器的松閘頂桿選用了導(dǎo)磁材料，在長期工作中發(fā)生磁化，通電后電場會產(chǎn)生磁場，頂桿在磁場作用下會發(fā)生抖動，易引起制動器卡阻，導(dǎo)致制動器制動失效。

為減少相應(yīng)事故發(fā)生，保障人民群眾財產(chǎn)安全，國家市場監(jiān)管總局印發(fā)了隱患排查治理的通知（市監(jiān)特設(shè)函〔2021〕564號）。本文重點討論通知中所提及的鼓式制動器，分析隱患，根據(jù)自己的工作經(jīng)驗提出相應(yīng)工作方法。

■電梯制動器

1.制動器的概念及工作原理

電梯制動器是電梯的主要安全部件，它的穩(wěn)定可靠是電梯安全運行的保證。它的可靠性在TSG T7007-2016《電梯型式試驗規(guī)則》做了以下要求：電梯驅(qū)動主機制動器應(yīng)進行不小于200萬次的動作試驗，且試驗期間不允許出現(xiàn)任何故障[1]，試驗結(jié)束后符合相關(guān)要求。常見的電梯制動器類型有鼓式和盤式，GB/T 26665-2011《制動器術(shù)語》對制動器的定義如下：

制動器（Brake）是具有使運動部件或者運動機械減速、停止或者保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置[2]。

鼓式制動器（Drum Brake）如圖1所示。它是用圓柱面作為摩擦副接觸面的制動器[2]，此類制動器特點是被制動部件的制動面（制動摩擦面）是圓柱面。

圖1 鼓式制動器

盤式制動器（Disk Brake）如圖2所示。它是用圓盤的端面作為摩擦副接觸面的制動器[2]，盤式制動器是以被制動部件的端面作為制動面的制動器。

電梯制動器的工作原理如下：電梯制動器采用機電式制動器，制動器通電時打開，斷電時閉合。電梯處于平層或者靜止?fàn)顟B(tài)時，制動器線圈不通電，電磁鐵不動作，制動閘瓦被制動彈簧緊緊壓在制動輪上。當(dāng)電梯收到動作信號時，制動線圈通電，電磁鐵鐵芯被吸合，帶動制動臂克服制動彈簧的壓力，制動閘瓦和制動輪分開，電動機帶動曳引機運行。電梯到站?？繒r，制動器斷電，制動彈簧帶動制動臂將閘瓦壓緊緊壓在制動輪上，電梯保持停止?fàn)顟B(tài)。制動器提供的制動力能使裝有125%額定載荷的轎廂，在額度速度下行運行時有效制停，且其減速度不應(yīng)大于安全鉗動作，或者是轎廂撞擊緩沖器產(chǎn)生的減速度[3]。

2.制動器失效的主要原因

電梯制動器一旦失效會造成嚴(yán)重后果，如電梯沖頂、蹲底，如果電梯在平層人員進入時失效，更會發(fā)生層門位置的剪切事故，死亡率極高。此類事故在造成人員傷亡和財產(chǎn)損失的同時，還會引發(fā)人們在乘坐電梯時出現(xiàn)恐慌和緊張的情況，負面影響很大。以下總結(jié)電梯制動器失效的原因：

（1）環(huán)境異物進入致使銜鐵被卡阻。

（2）封閉橡膠老化脫落致使銜鐵被卡阻。

（3）松閘裝置設(shè)計不良或者機械加工精度不足致使兩個獨立的銜鐵同時被卡阻。

（4）制動器的設(shè)計或制造材料有缺陷如鐵芯、彈簧等重要材料選用不當(dāng)，造成制動器不能可靠制停轎廂。

（5）制動臂制造缺陷，致使制動臂疲勞斷裂。

（6）對制動器錯誤的調(diào)整使制動能力出現(xiàn)下降或者喪失。

（7）激勵或維持電壓過低致使制動器沒有完全打開，引起制動摩擦片的過度磨損，使制動力下降或喪失。

（8）頂桿(拉桿)螺絲致使制動力下降。

圖4 電磁鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)

（9）制動器閘瓦的脫落或者磨損致使制動能力下降。

（10）制動臂銷軸的銹蝕導(dǎo)致制動能力下降或者喪失。

（11）制動彈簧疲勞失效。

（12）鋼絲繩的油、驅(qū)動主機軸承的油、減速箱的油污染了制動盤（鼓），導(dǎo)致制動能力不足。

（13）電機永磁鐵脫落致使電機激烈振動、制動器過度磨損制動力不足。

■隱患排查要求與安全隱患分析

通知中隱患排查有以下工作內(nèi)容：

（1）拆解保養(yǎng)鼓式制動器電磁鐵。鼓式制動器由于結(jié)構(gòu)原因，在長期工作中會混入灰塵等雜質(zhì)形成油泥，或者磨損產(chǎn)生鐵屑會造成制動器卡阻問題。應(yīng)按照TSG T5002-2017《電梯維護保養(yǎng)規(guī)則》要求對其進行拆解清洗。

（2）更換鼓式制動器松閘頂桿。部分松閘頂桿使用了導(dǎo)磁材料，在長期工作下發(fā)生磁化，通電后電場會產(chǎn)生磁場，松閘頂桿在磁場作用下會發(fā)生抖動，制動器有發(fā)生卡阻的風(fēng)險,結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示。電梯制造廠需要提供非導(dǎo)磁材料的松閘頂桿（如銅質(zhì)材料等）并指導(dǎo)相關(guān)單位施工更換。

圖3 鼓式制動器（雙鐵芯）

工作內(nèi)容的第一點讓筆者想起2017年部分企業(yè)對其生產(chǎn)的存在缺陷的制動器進行主動召回，其隱患及原因和本次類似。我們通過上次召回及質(zhì)檢特函中的結(jié)果對鼓式制動器的風(fēng)險進行分析。質(zhì)檢特函〔2017〕19號中對其鼓式制動器的故障描述如下：制動器電磁鐵動作50萬次～150萬次期間，存在柱塞被內(nèi)部油泥阻滯的風(fēng)險；當(dāng)制動器電磁鐵動作約200萬次時，其柱塞軸桿會因磨損而出現(xiàn)明顯臺階，使柱塞沖程受限，存在制動器不能正確制動的風(fēng)險[4]。原電梯制造廠認為使用原來問題型號制動器的電梯，對維護保養(yǎng)有較高的要求，如維護保養(yǎng)單位未能按照技術(shù)要求對制動器進行清洗或更換相應(yīng)配件，這批電梯在使用中存在極大風(fēng)險，易造成電梯事故。電磁鐵銹蝕如圖5[4]所示，電磁鐵油污如圖6[4]所示。

圖5 電磁鐵銹蝕

圖6 電磁鐵油污

對于問題鼓式制動器同型號產(chǎn)品實驗室內(nèi)測試結(jié)果表明：該型制動器電磁鐵對維護保養(yǎng)有很高的要求。制動器每次制動時，其柱塞會撞擊封閉的電磁鐵殼體內(nèi)的緩沖墊，而且會帶動釋放桿轉(zhuǎn)動，因此，在日常保養(yǎng)中需要嚴(yán)格按照養(yǎng)護規(guī)程進行定期調(diào)整保養(yǎng)，密切注意檢查并拆解電磁鐵，更換密封圈和緩沖墊，對柱塞進行清潔、打磨、潤滑，當(dāng)磨損達到一定程度時需要整體更換制動器電磁鐵。同時制動器減震墊屬于橡膠類產(chǎn)品，受長期撞擊工作，會失效（噪聲變大），減振墊、鐵芯、端蓋表面有污濁，會使其（上電開閘時）局部因空氣被擠出；當(dāng)失電合閘時局部形成“負壓”，鐵芯因“負壓”導(dǎo)致復(fù)位延遲。綜上所述，依據(jù)質(zhì)檢特函〔2017〕19號，企業(yè)對所有問題制動器的電磁鐵進行了免費更換消除隱患。

TSG-T5001《電梯使用管理與維護保養(yǎng)規(guī)則》對制動器維護保養(yǎng)有以下要求：維保單位應(yīng)當(dāng)每年對制動器鐵芯（柱塞）進行清洗、潤滑、檢查，如果磨損量超過制造單位要求應(yīng)進行更換[5]。由于維保保養(yǎng)不及時，會導(dǎo)致制動器鐵芯（柱塞）銹蝕、卡阻；由于維護保養(yǎng)不當(dāng)，會導(dǎo)致制動鐵芯（柱塞）安裝不正確，長期運行會造成推桿彎折等，該問題在鼓式制動器尤其突出。

工作內(nèi)容的第二點要求是更換鼓式制動器松閘頂桿。部分制動器的松閘頂桿使用了導(dǎo)磁材料，在長期工作下發(fā)生磁化，通電后電場會產(chǎn)生磁場，松閘頂桿在磁場作用下會發(fā)生抖動，制動器有發(fā)生卡阻的風(fēng)險。維保單位可以通過使用磁鐵測試松閘頂桿是否為導(dǎo)磁材料，對使用導(dǎo)磁材料的制動器，電梯制造廠需提供新的松閘頂桿（材料應(yīng)為非導(dǎo)磁材料，如銅質(zhì)材料等）并指導(dǎo)相關(guān)單位施工更換。施工類別為一般修理，施工前應(yīng)去屬地的特種設(shè)備管理部門辦理開工告知。

■隱患排查工作進度與要求

根據(jù)總局文件要求，隱患排查分三個階段。

第一階段為自查準(zhǔn)備階段，特種設(shè)備的使用單位（此處指電梯使用單位）要落實企業(yè)安全的主體責(zé)任，積極與維保單位聯(lián)系并配合，對使用單位內(nèi)的電梯進行排查并制定整改計劃。電梯制造廠需對銷售的電梯進行統(tǒng)計梳理，針對通知的要求公開排查整治方案，與相關(guān)使用單位或維保單位聯(lián)系，為其制動器維護清理提供技術(shù)支持（提供維護保養(yǎng)說明或者是提供拆解演示視頻）。

第二階段為集中整改階段,電梯的使用單位應(yīng)聯(lián)系維護保養(yǎng)單位根據(jù)電梯制造單位提供的拆解和清洗方法，對在用電梯的制動器電磁鐵進行拆解和清洗，如果松閘頂桿使用鐵質(zhì)等導(dǎo)磁材料的，應(yīng)對松閘頂桿進行更換（更換的頂桿由廠家提供，并由廠家指導(dǎo)更換）。對于廠家明確免拆解的，廠家需進行一次免費的現(xiàn)場檢查。使用單位應(yīng)注意保存見證資料，資料可以是視頻或者照片（不限于這兩類）。

第三階段為現(xiàn)場查驗階段，檢驗檢測單位應(yīng)發(fā)揮其技術(shù)把關(guān)和支撐作用，根據(jù)安全技術(shù)規(guī)范要求對拆解清洗過的制動器進行查驗（包括更換松閘頂桿的制動器），驗證其安全性能是否符合要求，并將查驗結(jié)果按季度向?qū)俚胤止芴胤N設(shè)備的管理部門匯總報送。對于已經(jīng)進行電梯檢驗檢測試點的地區(qū)，由相應(yīng)的檢驗或檢測單位按要求執(zhí)行上述工作。

需要補充的是，對于在2021年7月～2022年9月期間未進行定期檢驗或者是檢測的電梯(在排查治理范圍表內(nèi))，應(yīng)由當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)察機構(gòu)組織技術(shù)機構(gòu)進行查驗。

■鼓式制動器的拆解清洗

本次專項排查治理的結(jié)果好壞取決于相關(guān)鼓式制動器的拆解和清洗的質(zhì)量，針對制動器的清洗，筆者提供一個大致的流程供參考，實際操作以電梯制造單位（改造單位）、驅(qū)動主機制造單位或拆解清潔的修理單位的作業(yè)指導(dǎo)書為準(zhǔn)。

鼓式制動器拆解清洗流程：

（1）通知使用單位，停用即將清洗的電梯，做好安全防護（如在基站和工作層放置護欄等），將電梯運行到頂層，檢修運行電梯轎廂，使電梯在受控情況下溜車至對重完全壓在緩沖器上，切斷電源。

（2）測量壓縮彈簧并記錄，在制動臂上卸下開關(guān)連接板，拆前做相應(yīng)標(biāo)記以便組裝時按原有標(biāo)記調(diào)整。完全松脫制動彈簧調(diào)節(jié)螺栓，操作前測量彈簧長度并進行相應(yīng)標(biāo)記，以便安裝時按原位置調(diào)整。拆卸關(guān)聯(lián)件，讓制動臂松開。進行機械部件的檢查、潤滑、閘瓦的檢查。

（3）拆解、清理電磁線圈的銅套、鐵芯，必要時更換松閘頂桿。

（4）按照與拆解相反的順序組裝電磁鐵，組裝時需要確認制動器柱塞與松閘桿的靈活性，檢查電磁線圈、動作檢測裝置和機械部分位置正常。

（5）上電，試驗電磁線圈的動作情況，慢車情況下檢查電磁線圈和機械部位的動作情況，并確認制動器的制動能力是否正常。

（6）確認電梯完全恢復(fù)正常，完成現(xiàn)場拆解清洗過程的記錄，移除作業(yè)護欄等，將電梯交付使用單位。

（7）拆解和清洗更換的過程，維保單位需嚴(yán)格記錄過程信息，留有見證文件（照片或視頻等）以便追溯。

■結(jié)束語

本文介紹了制動器的原理，總結(jié)了其失效原因，對鼓式制動器安全隱患排查中的隱患風(fēng)險做了分析，并提出筆者的見解和解決方法，最后梳理隱患排查三個階段的主要工作，并介紹鼓式制動器的拆解流程。