电梯曳引机制动器故障检测方法

陈琳

大连特种设备检验检测研究院有限公司 辽宁大连 116013

在现代都市生活中电梯起到非常重要的作用。人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。城市中的高层建筑越来越多，而室内电梯的使用率也在不断地增加当中。这也就意味着，保证电梯的安全性将关系到更多居民的人身安全。

1 制动器工作原理

电梯上用的制动器一般为直流块式制动器．由制动轮、制动闸瓦、制动臂、电磁铁、制动弹簧等组成。当电梯正常运行时，控制系统使制动器电磁线圈通电，铁芯迅速吸合，带动制动臂克服弹簧力使制动闸瓦张开．此时曳引轮可以自由转动，带动电梯运行；当电梯需要停止时，电磁线圈断电，铁芯在制动弹簧作用下复位。制动闸瓦抱紧制动轮，制停电梯。

2 电梯曳引机制动器中最常见的故障类型分析

2.1 电气类

（1）如果控制电梯制动器的线圈触点有接触不良或者黏连的现象，断断续续发生，对闸瓦和制动轮产生摩擦而出现磨损的问题，制动力就会失效。（2）制动器电路设计存在问题。如接触器由于回路的控制没有达到标准，有以下表现：制动器线圈不是两个控制装置；两个控制装置未独立分开，有一定逻辑控制关系；制动器在其线圈电路回路中有两个以上的接触触点，且居于常开触点，但是在某些情况下会变为常闭，比如安全回路或厅门锁回路等。

2.2 机械类

（1）机械卡阻造成的制动器在断电以后，没有办法合闸或者合闸的速度过慢、制动器无法打开或者不能被完全打开。（2）制动器在安装时没有正位，制动器的部件有丢失和缺损现象。有些轴磨损可以达到公称直径的3%到5%，造成间隙太大；制动轮的磨损程度较为严重；制动闸瓦磨损，更为严重的铆钉头都会露出；制动轮与闸瓦相互接触的面积小于80%，制动力很大程度的减少。（3）制动器的主弹簧压力不够或者太大，会造成两个制动瓦的受力不均匀，一个过松，制动闸瓦的替补弹簧就会太软或者失效，直接丢失原本的自我调节的作用，造成制动力不够。（4）在制动器的闸被松掉时，两边的闸瓦不可以同时从制动轮上下来，否则两侧的间隙就会超标；在制动时，闸瓦没有紧密地贴合在制动轮上。如果闸瓦或制动轮上沾有其他的润滑油或者污渍，闸瓦就会出现表面被炭化或者老化的现象，最后导致相互之间摩擦系数变低，制动力就会完全失效[1]。

3 电梯曳引机制动器故障检测方法

3.1 电磁制动器的制动性能指标

根据电磁制动器的工作原理及构造可知，制动力矩是由弹簧力来提供的。当需要制动时，电磁线圈失电，电磁力消失，通过弹簧的作用力，摩擦盘压紧制动盘，所以弹簧的弹力大小影响了制动器的工作性能。摩擦盘与制动盘的间隙影响弹簧的伸缩量，进而影响弹力大小，是故制动器的间隙是电磁制动器的一个重要性能指标。而弹簧的弹性系数则决定了其由刚接触到完全压紧的所需时间。制动过程中的制动力矩不仅与弹簧压力有关，同时也与摩擦因数有关，而如果间隙不均匀，就会导致接触面积的不一致，进而会导致其摩擦因数的波动，影响制动器的制动力矩。根据上述的分析可以知道，影响电磁制动器性能的主要指标有制动器间隙、弹簧的弹性系数、制动盘间隙是否均匀。现分述如下。（1）弹簧的弹性系数。制动器在制动的时候，电磁线圈失电，弹簧由于弹力作用恢复形变，其响应的时间由弹簧的弹性系数K来决定。当弹性系数大时，由摩擦盘与制动盘刚接触到完全压紧所需要的时间就短，其响应自然也就快；当弹性系数小时，其恢复形变需要的时间就长。因此弹簧的弹性系数影响了制动器的响应性能。（2）制动器间隙。制动器间隙是影响弹簧压紧力的主要因素，因此决定了完全压紧时的最大制动力矩的大小。根据力学原理可知，当弹簧处于压缩或拉伸状态时，弹簧产生的弹力必由弹簧伸缩量和弹性系数的乘积所决定。弹簧力：Fs＝Ks·X式中：X为弹簧的压缩量，由制动器间隙来决定，为弹簧的弹性系数。由上式可知，如果已知弹性系数为定值时，当制动器间隙变大时，弹簧压紧时的压缩量减小，则弹簧力减小，对制动盘的压力减小。这样会造成制动力矩相应降低，使制动时间增长。（3）制动盘间隙是否均匀。电梯曳引机制动器在正常的制动过程中，由于摩擦盘与制动盘之间产生间隙性摩擦，如果其间隙不均匀接触的话，会使摩擦盘与制动盘的接触面积发生改变，进而会导致该摩擦副的摩擦因数μ产生相应的改变，从而使摩擦力产生改变，使制动器的制动力矩造成波动[2]。

3.2 电磁制动器性能检测的方法

根据上述制动器的制动性能指标可知，可以通过检测电磁制动器摩擦盘与制动盘的间隙及其均匀程度和弹簧的弹性系数来反应制动器的性能。该节介绍选取特征量来反应上述的几项性能指标，以及特征量的计算方法，介绍如何利用获取的特征量来实现制动器性能的检测。（1）弹性系数的特征量。上面说过，弹簧的弹性系数决定了响应的快慢。弹性系数影响了弹簧力的加载时间，从摩擦盘与制动盘刚接触到完全压紧的时间也会不同，进而就影响了制动力矩的施加时间。所以其制动力矩曲线的上升斜率能够反映出弹簧的弹性系数该项指标。取制动力矩曲线开始时候的一段上升曲线，用线性回归方法拟合出其回归方程，计算出其上升斜率。其斜率和弹性系数成线性关系，所以能够反映出其弹性系数。当斜率较小时，响应时间较长，增加了制动时间，不能满足制动器的性能要求，说明其弹簧的弹性系数较小，所以需要更换合适的弹簧。（2）间隙的特征量。上面说过，间隙的大小导致了弹簧伸缩量的改变，进而会导致弹簧力的不同，最终会反映在制动力矩上。可以根据制动力矩来判断间隙的大小。制动力矩：M＝μdFs式中：μ为摩擦副的摩擦因数；d为制动盘的直径。当制动器的间隙较大时，就会导致弹簧的压紧力不够，从而将会造成制动器的制动力矩减小，无法在规定时间内正常制动。

4 结语

电梯的所有电气安全保护装置最终都是要通过制动器来制停电梯。制动器一旦失效会引起严重后果，可能造成轿厢“冲顶”或“蹲底”等事故．给电梯的安全运行带来极大的威胁。因此，制动器动作是否可靠．关系到电梯系统和使用人员的安全。