安全保护装置在电梯轿厢意外移动的设计

李奎

摘要：本文采用文献分析法、比较法，分析了预防电梯轿厢意外位移的制动装置设计，分析了预防轿厢意外位移的检测装置设计，旨在为安全保护装置在电梯轿厢意外移动的设计提供有效参考。

关键词：安全保护装置；意外移动

一、制动装置设计

（一）制动器故障导致轿厢意外移动原因分析

制動器是具有使运动部件减速、停止、保持停止状态等功能的装置，电梯的安全保护装置中必须具有制动器，如果电梯不具备制动器该电梯为违规电梯或者不合格电梯，禁止投入使用。电梯制动器的作用主要有三个：其一，当电梯电源被切断时，制动器能够自行运作，使制动闸瓦抱住制动轮迫使电梯停止运动。电梯制动减速时其速度不能大于安全钳制停轿箱速度，或者不能大于轿箱停止在缓冲器上所产生的减速度。其二，当电梯到站停止运行时，制动器可确保电梯静止不动，并在下次启动前不得打开。其三，当电梯运行速度大干限速器动作速度时，制动器对制动轮实施制动，迫使电梯减速或者停止运动。无论在任何情况下制动器都应具备足够的制动力，确保电梯轿厢安全运行。但是若电梯制动器间隙过大，制动力矩就会相应减小，产生的制动力达不到电梯轿厢安全运行的要求，就容易发生电梯轿厢意外移动的情况。此外制动器线圈烧毁或者制动器发生机械卡阻等故障，会使制动器失去自行运作的作用，或者制动闸瓦抱住制动轮的制动力不足，不能起到停止电梯减速、停止运动的功能，也容易引发电梯轿厢的意外移动。我国关于电梯制动器标准规定，电梯必须具备两组制动器，当其中一组失效后另一组也能确保电梯安全运行。但是我国部分电梯制造产业，为了节约成本只在电梯中组装一组制动器，电梯制动器一旦发生故障容易导致电梯轿厢意外移动，增加电梯轿厢运行的风险。制动器故障的另一个原因是电气故障，电气故障的原因主要是制动器回路设计不合理和制动器线圈烧毁。回路设计不合理主要体现在接触器的设计上。

该电梯制动器回路满足我国关于制动器必须有两个或者两个以上的独立电气安全装置，但是当电路中U或者D任何一处接触器闭合时，电路都被连通，均会导致运行接触器吸合而不能切断电路。如果电梯轿厢在制停过程中运行接触器无法断开，轿厢会因失去制动力而发生意外移动。我国这类设计的电梯制动器有TOEC40等型号电梯制动器，在电梯轿厢制停过程中容易发生意外移动事故。此外如果制动器回路短路致使电圈烧毁，制动器便会失去制动作用，进而导致电梯轿厢的意外移动。

（二）曳引装置设计

曳引轮装置的作用是为电梯轿厢的运行提供驱动机械力，它主要由曳引轮、钢丝绳和对重组成。对重的作用是平衡轿厢，对重与曳引轮之间相互作用产生摩擦力，这个摩擦力便是电梯上行、下行运动的动力，也就是曳引力。曳引力如果太小，电梯轿厢会发生平层精度存在误差，或者轿厢发生意外移动等事故，造成电梯轿厢挤压、剪切等多种事故，威胁电梯乘客的生命健康。如果电梯曳引力过大，电梯轿厢在到达最高目的层后会被继续提升，容易发生>中顶事故。因此在设计时应合理设计曳引力，避免轿厢运行过程中发生轿厢移动等事故。曳引轮的曳引力是对重与轿厢的摩擦力，而摩擦力由于对重和轿厢质量以及摩擦系数密切相关。电梯对重恒定不变，电梯轿厢的重量会随乘客或者货物质量变化而变化，因此在计算电梯对重时一般取电梯轿厢额定质量与平衡系数的乘积。我国相关标准规定平衡系数的范围一般在0.4-0.5之间，故电梯对重质量（W）的公式为：w=G+k0，其中G是电梯轿厢的净重，0是电梯轿厢的额定重量。

二、检测装置设计

（一）检测装置导致轿厢意外移动的原因分析

电梯轿厢有轿厢门，建筑每层楼之间有层门。电梯每到达一次目的层，轿厢门和层门会同时开启，电梯乘客或者货物出电梯后，电梯层门和轿厢门会自动关闭继续上升或者下降。电梯层门和轿厢门之所以能够自动关闭。开启，主要是因为电梯两个门中皆安装有电气保护装置，这个保护装置的作用便是检测电梯轿厢门和层门是否彻底关闭或者彻底开启。在电梯的实际运行中，因为层门和轿厢门需要频繁的开启、关闭，检测装置需要不停的检测，工作量比较繁忙。长此以往电梯的检测装置容易出现故障，有些维修人员为了一劳永逸会在层门、轿厢门开关处接通检测回路，致使电梯电气检测装置封接。如此一来检测装置便不会再出现故障，但是这种做法会影响检测装置对电梯层门、轿厢门的判断。当电梯轿厢达到目的层后，由于检测装置无法判断层门、电梯门是否开启，便容易发生轿厢意外移动事故。

（二）设计方案

电梯检测装置是其安全保护装置的一种，它的作用主要是采集电梯装置中各种接触器、继电器释放的信号，然后根据采集到的信号进行分析，判断轿厢、层门的开启状态，判断电梯轿厢运行是否存在门锁短接故障。如果电梯发生短接故障，检测装置会将信号发送给制动器，制动器会自行运动切断电梯电路迫使电梯轿厢停止运行或者减速。为确保检测装置检测的精确性且满足不接入控制电路的要求，我国电梯检测装置一般选择激光位移传感器，不但安装方便、操作简单、检测精确快速，还能满足电梯对检测装置的各种苛刻要求。

三、结束语

电梯轿厢运行过程中导致轿厢意外移动的原因主要是制动装置故障和检测装置故障，制动装置和检测装置都是电梯的安全保护装置。制动装置故障主要有两种，分别是机械故障和电气故障。机械故障主要是制动力不足，导致制动力不足的原因主要是摩擦力变小、制动装置力矩变小等。电气装置故障主要是设计不合理和电路发生短路等故障，导致制动装置失效。检测装置故障主要是层门、轿厢门之间的检测装置故障，或者发生封接故障，导致电梯到达目的层后产生意外移动。针对电梯轿厢意外移动故障原因，在设计时设计人员应严格按照相关标准，合理设计制动装置和检测装置，避免以上故障发生。

（作者单位：安徽省特种设备检测院电梯检测一中心）endprint