浅谈电梯制动器的结构型式与检验检测

李洪

(沈阳特种设备检测研究院，辽宁 沈阳 110035)

1 引言

全面了解电梯制动器的结构型式、安全要求和检验检测项目和方法，对开展电梯制动器的设计制造、安装调试、日常维护保养等工作，保障电梯制动器的安全、可靠性能，具有非常重要的意义。

2 电梯常用制动器的结构型式及工作原理

本文以常用的机－电摩擦型常闭块式(闸瓦式)直流电磁制动器、盘式电磁制动器、碟式电磁制动器为例，介绍其结构型式和工作原理。

2.1 机－电摩擦型常闭块式(闸瓦式)直流电磁制动器

电梯一般采用机－电摩擦型常闭块式(闸瓦式)直流电磁制动器，此类型制动器在电梯上应用最为广泛，所谓常闭式制功器，指机械不工作时制动器制动，机械运转时松闸的制动器。其性能稳定，噪声小，制动可靠。结构组成主要有:制动电磁铁、制动臂、制动瓦块、制动弹簧。

工作原理:当电梯处于静止状态时，曳引电动机、电磁制动器的线圈中无电流通过，这时因制动电磁铁的铁芯之间没有吸引力，制动瓦块在制动弹簧的压力作用下，将制动轮抱紧，保证了电梯处于不工作的静止状态;当曳引电动机通电旋转的瞬间，制动电磁铁中的线圈也同时通上电流，电磁铁迅速磁化吸合的同时，带动制动臂克服制动弹簧的作用力，使制动瓦块张开，与制动轮完全脱离，从而使电梯在无制动力的情况下得以运行;当电梯轿厢到达所需层站停车时，曳引电动机失电，制动电磁铁中的线圈也同时失电，电磁铁芯中的磁力迅速消失，铁芯在制动弹簧的作用下通过制动臂复位，使制动瓦块再次将制动轮抱住，则电梯停止。

图1 块式(闸瓦式)电磁制动器

对于有齿轮曳引机，制动器安装在电动机的旁边，即在电动机轴与蜗轮轴相联的制动轮处;若是无齿轮曳引机，则安装在电动机与曳引轮之间。

2.2 机－电摩擦型常闭盘式电磁制动器

盘式电磁制动器由电磁线圈、衔铁、摩擦盘、弹簧、联接轴套等零部件组成，如图2所示。

图2 盘式电磁制动器

工作原理:盘式制动器也是常闭式的，当制动器电磁线圈得电时，制动器衔铁被吸引，弹簧被压缩，这时制动器衔铁上的摩擦盘脱离开曳引机的制动盘，曳引机的制动盘在摩擦盘与固定机架的缝隙中自由旋转;当制动器电磁线圈失电时，由于电磁力消失，在弹簧的作用下，使制动器衔铁上的摩擦盘和曳引机的制动盘完全接触，依靠摩擦力，使之实现制动。

其优点是体积小、重量轻，转动惯量小、动作灵敏，制动性能稳定，制动轴也不承受附加弯矩，目前，在有些行星传动曳引机和一些其他新型传动装置小型化的曳引机上应用。

2.3 机－电摩擦型常闭碟式电磁制动器

碟式电磁制动器由电枢、制动衔铁盘、弹簧、及联接座等零部件组成。用于带制动盘的曳引机上，该制动器为失电制动，通过连接座上的两个轴孔与曳引机相联。

图3 碟式电磁制动器

工作原理:当制动器电枢得电时，制动器衔铁盘被吸引，弹簧被压缩，这时曳引机的制动盘可在制动衔铁盘与联接座行程的缝隙中自由旋转;当制动器电枢失电时，由于电磁力消失，在弹簧的作用下，使制动衔铁盘和连接座夹紧曳引机的制动盘，使之实现制动。

碟式电磁制动器用于带制动盘的各类曳引机上，可以通过使用碟式电磁制动器的数量来满足不同曳引机制动力矩的需要。

3 电梯制动器的安全要求

3.1 电梯制动系统通则

(1)电梯必须设有制动系统，在出现下述情况时能自动动作:

①动力电源失电;②控制电路电源失电。

(2)制动系统应具有一个机—电式制动器(摩擦型)。此外，还可装设其他制动装置(如电气制动)。

3.2 电梯制动器的电气要求

(1)电梯制动器线圈耐压应满足，导电部分对地间施以1000V电压，历时1min，不应出现击穿现象。

(2)在满足制动要求的情况下，制动器电磁铁的最低吸合电压和最高释放电压应分别低于额定电压的80%和55%。

(3)切断制动器电流，至少应用两个独立的电气装置来实现，这些电气装置可以是同时用来切断电梯驱动主机电流的接触器。

当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。

(4)正常运行时，制动器应在持续通电下保持松开状态;断开制动器的释放电路后，电梯应无附加延迟地被有效制动。

(5)当电梯的电动机有可能起发电机作用时，应防止该电动机向操纵制动器的电气装置馈电。

(6)应装设对制动器的每组机械部件工作情况进行检测的装置。如果有一组制动器机械部件不起作用，电梯曳引机应停止运行或不能启动。

(7)采用B级或F级绝缘时，制动器线圈温升应分别不超过80K或105K。对裸露表面温度超过60℃的制动器，应增加防止烫伤的警示标志。

3.3 电梯制动器的结构要求

(1)当电梯轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时，操作电梯制动器应能使曳引机停止运转，且轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度。

(2)所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设。如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。

(3)制动器的被制动部件应以机械方式与曳引轮或卷筒、链轮直接刚性连接。

(4)装有手动紧急操作装置的电梯驱动主机，应能用手松开制动器并需要以一持续力保持其松开状态。

(5)制动器应用有导向的压缩弹簧或重铊向制动闸瓦或衬垫施加压力。

(6)禁止使用带式制动器;制动衬应是不易燃的。

4 电梯制动器的检验检测

随着电梯的广泛使用，因电梯制动器故障造成的电梯溜车、冲顶或暾底等事故时有发生。因此，在电梯制造、安装、日常维护保养、检验检测过程中，必须严格按照国家标准的规定项目、内容、要求和方法实施检验，才能确保电梯制动器性能安全可靠。

4.1 电梯制动器的出厂检验和型式试验项目及方法

电梯制动器是电梯曳引机的重要组成部分，只有经检验合格后才能出厂。且出现:①新产品投产或老产品转厂生产;②正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，影响产品性能;③产品停产两年以上恢复生产;④出厂检验结果与上次型式试验由较大差异;⑤国家法律法规有要求;均应进行型式试验。

4.1.1 制动力矩(型式试验、出厂检验)

根据计算给出的制动力矩，在试验台上测定制动能力。试验时曳引机处于停止状态，在制动轮轴上施加的给出的扭矩，观察制动器是否打滑。两组制动元件同时起作用和每组制动元件单独起作用时分别试验。

加扭矩时可将一杠杆用夹具固定在电机轴上，用卷尺从轴心往外测得1m距离，在该位置用测力计垂直拉杠杆到刚打滑为止，此时的拉力乘以距离即为静态制动扭矩。

4.1.2 制动器电磁铁的最低吸合电压和最高释放电压、制动响应时间(型式试验、出厂检验时抽查)

用调压器和电压表，检测制动器线圈的最低起动电压和最高释放电压。

用电秒表或电子计时器，测量制动器开启滞后时间。

4.1.3 制动器线圈耐压试验(型式试验、出厂检验)

使用耐压测试仪逐渐升高电压，检测制动器线圈导电部分对地之间的绝缘。

4.1.4 制动器动作试验(型式试验、出厂检验时抽查)

将制动器组装在曳引机上，使电机处于静止状态，然后进行不少于200万次周期不小于5s的连续不间断的制动器试验，试验过程不应进行任何维护，试验结束后其制动力矩及最低吸合电压和最高释放电压、制动响应时间满足要求。

4.1.5 制动器线圈温升试验(型式试验、出厂检验时抽查)

制动线圈温升采用电阻法测量，对曳引机施加额定载荷，通电持续率为40%时，在检验平台上做高速正反方向运转，每个工作周期通电时间为1min，试验时间为2h。在运转结束后，切断电路立即采用直流电桥测量线圈热态电阻R2。温升计算公式为:

式中，τPj为被测线圈的平均温升，℃;θ2为被测线圈在发热情况下的温度，℃;θ01为测量被测线圈冷态电阻时周围空气温度，℃;θ02为测量被测线圈热态电阻时周围空气温度，℃;R2为温度为θ2时，被测线圈的电阻值，Ω;R1—温度为θ01时，被测线圈的电阻值，Ω;α为在0℃时被测线圈导体材料的电阻温度系数(对紫铜为1/234.5，对铝为 1/245)。

4.2 电梯制动器的安装监督检验和定期检验项目及方法

按照国家《特种设备安全监察条例》规定，电梯的安装、改造、重大维修过程，必须经检验检测机构进行监督检验;未经监督检验合格的不得出厂或者交付使用。电梯使用单位对在用电梯应当至少每月进行一次自行检查，并作出记录。在安全检验合格有效期届满前1个月向检验检测机构提出定期检验要求。未经定期检验或者检验不合格的特种设备，不得继续使用。由此可见，制动器在电梯安装、改造、重大维修后，应进行监督检验;在使用中应定期自行检查，且安全检验合格有效期满后，应进行定期检验。

4.2.1 制动器机械部件设置(监督检验)

根据提供的型式试验报告，对照电梯制动器，查验参与向制动轮或盘施加制动力的各机械部件设置。

4.2.2 制动器电气装置设置(监督检验)

根据电梯电气原理图和实物状况，在机房对制动器进行模拟操作检查，电梯运行后，按住控制制动器电磁线圈电气装置中的一个接触器的主触点，电梯继续运行，直到到站停层。电梯停止后，仍按住其主触点不放开，最迟到下一次运行方向改变时，电梯应不能再运行。

4.2.3 手动紧急操作装置(监督检验、定期检验)

通过操作手动松闸装置松开制动器，验证是否需要一个持续力保持其松开状态。

4.2.4 上行制动试验(监督检验、定期检验)

轿厢空载以正常运行速度上行至行程上部时，断开主开关，检查轿厢制停和变形损坏情况。

4.2.5 下行制动试验(监督检验)

轿厢装载125%额定载荷，以额定速度向下运行至行程下部，切断电动机与制动器供电，检查轿厢制停和变形损坏情况。

5 结束语

电梯制动器是电梯安全、可靠运行的重要部件，一旦发生故障，会造成电梯冲顶、坠落，甚至导致人员伤亡事故发生。只要电梯制动器的设计、制造单位严格按照制动器的安全要求进行设计、制造，认真进行型式试验和出厂检验，电梯安装、改造、维修、维护保养单位在掌握制动器结构和工作原理的基础上，严格按照制动器的安全要求，进行安装调试、检查维护，检验检测机构在电梯制动器的型式试验、监督检验、定期检验过程中，按照制动器的安全要求，严格把关，就能使电梯制动器保持在良好的工作状态，发挥应有的保护作用，确保电梯安全可靠、舒适方便。

［1］GB/T 24478—2009，电梯曳引机［S］.

［2］GB 7588—2003，电梯制造与安装安全规范［S］.

［3］GB/T 10059—2009，电梯试验方法［S］.

［4］TSG T7001－2009，电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯［S］.

［5］何峰峰.电梯基本原理及安装维修全书［M］.北京:机械工业出版社，2009.

［6］童梦菊，陈景和.浅谈电梯制动器电梯控制及其检验［J］.福建质量信息，2007(12):38 －39.