电梯门锁锁紧元件啮合状态检验方法探讨

陈建勋 林晓明 李继承 邰胜林

（1.广东省特种设备检测研究院珠海检测院 珠海 519002）

（2.珠海市安粤科技有限公司 珠海 519000)

近年来随着我国城市化水平的不断推进，高层建筑的不断增加，电梯得到越来越广泛的使用，逐渐成为人们不可或缺的交通工具。然而电梯使用过程中安全隐患和事故风险是客观存在的，尤其是在互联网快速发展时代，电梯故障或事故也得到越来越多的社会关注。同时，高效率、低能耗、低成本的电梯发展趋势也对其使用安全性能提出了更高的要求。相关文献[1-3]表明，我国80 %以上的电梯故障和70 %以上的电梯事故都由于门系统出现问题引起，其中“门的锁紧”不合格导致的最常见事故是层门意外开启后人员坠入井道。因此，电梯门系统的检验是确保电梯安全运行的重要内容，需引起足够重视。层门门锁是门系统重要组成部件，门锁设计不符合规范、安装时装配误差过大或者电梯使用维护过程中门锁触点被人为调整，都会导致啮合深度不足。单个层门门锁锁紧元件的啮合状态是否合格都直接决定了电梯整机是否合格，啮合深度的检验项目在旧版和最新版检规中都是重点检验项目。

1 标准检规的要求

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》6.9门的锁紧（1)和GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》7.7层门锁紧和闭合的检查对“门的锁紧”有相同的规定：层门锁紧必须由一个电气安全装置来证实，该装置应由锁紧元件强制操作而没有任何中间机构；轿厢应在锁紧元件啮合不小于7 mm时才能启动；锁紧动作应由重力、永久磁铁或者弹簧来产生和保持，即时永久磁铁或者弹簧失效，重力亦不能导致开锁[4，5]。同时，TSG T7001—2009 6.9 （2)也规定，如果轿门采用了门锁装置，该装置应当符合6.9（1)的要求。此外，GB 7588—2003中7.7.3.1对“门的锁紧”还针对锁紧元件结构、材料、承受一定开门方向作用力时锁紧效能的保持和抗变形能力，以及门锁装置的防护与门锁部件检查的便利性等方面提出了更多的要求。无论是检验规范还是国家标准的规定，目的是确保电梯在可靠关门情况下才能启动运行，正常运行过程中，当轿厢不在该层门的开锁区域内停止或停站时应不能打开层门，以防止坠落风险。

检规中针对该项目的检验方法包括：目测门锁及电气安全装置的设置；目测锁紧元件的啮合情况，认为啮合深度可能不足时测量电气触点刚闭合时锁紧元件的啮合深度；使电梯以检修速度运行，打开门锁，观察电梯是否停止。其中，啮合深度的测试由于需要得到具体的数值，且在操作过程中需兼顾测量效率和测量精度，已成为实际检验过程中的难点和研究热点。

2 啮合深度的各种检验方法

2.1 啮合深度检验过程

根据检规中“轿厢应在锁紧元件啮合不小于7 mm时才能启动”的要求，通常啮合深度的检验可分为四个过程，流程如图1所示。开始测试时手动或通过机械传动部件拨动活动锁钩使之与固定锁钩逐渐啮合，当通过各种方式识别到电气触点闭合动作时不再继续啮合，维持电气触点动作时的状态，最后通过钢直尺测量等方式检测触点动作时的锁钩啮合深度。当采用自动化程度较高的信号接收装置自动识别触点动作时电或磁的瞬变信号继而触发啮合深度自动测量时，则无须手动保持触点动作临界状态。测试的难点在于电气触点动作瞬间的识别以及啮合深度的测量。

2.2 现有各种测量方法

图1 啮合深度检验过程流程图

现有的门锁锁钩啮合深度检测方法较多，为方便分析，根据电气触点闭合瞬间识别、门锁啮合深度测量和触点闭合瞬间状态保持几个过程中实现方式的不同对各种测试方法进行比较。实际啮合深度的检测方法为各个过程中测试方法的组合。

●2.2.1 电气触点动作识别

根据门锁电气触点动作瞬间识别方式的不同，测量方法主要火花法、试启动法、声音法[6]、电压法、通断法、指示灯法[7]和磁感应法[8]，其中前三种方法通过人体感知进行判断，后四种方法则借助万用表等测试装置进行识别。

火花法利用电气触点在闭合瞬间产生的火花作为门锁触点闭合信号，对于部分门锁电气开关，该方法简单、易识别。然而，部分电气触点闭合时并不产生火花，部分触点在接触很近但尚未闭合时由于拉弧效应也会产生火花，且观察时易受环境照度的影响，导致该方法通用性不足。

试启动法严格按照检规所述“轿厢应在锁紧元件啮合不小于7mm时才能启动”的要求，检测时，两操作人员站于轿顶，一人逐渐放下锁钩，另一人按住检修运行开关，当感知到轿厢运动的瞬间立即松开检修运行开关，保持啮合状态再开始测量，由于通过感知轿厢运动进行判断且需要两人配合操作，该方法存在一定的滞后性，测试精度易受轿厢移动的影响。

声音法利用门锁触点接触时接触器机械吸合产生声音进行判断，该方法简单，易受外部环境影响，通用性不足。

电压法利用数字万用表进行测试，卸掉电气安全开关防护盖，用鳄鱼夹代替测试表笔夹在门锁两触点上进行测量，该方法即时性也较高，减弱了判断门锁闭合时的滞后性，通用性也较好，且不易受周围环境影响，但由于带电测试，存在一定安全隐患。

通断法，亦称为不带电测量法，测试前需断开电气安全开关与安全回路接线，将万用表调节至通断档，与电压法同样的方式进行接线，锁钩逐渐啮合过程中听到万用表“蜂鸣声”时即为触点动作瞬间，该方法测试时电气开关不带电，安全性高，即时性和通用性较高，但拆线接线较烦琐，效率受到影响。

指示灯法通过在安全回路上外接指示灯，模仿电笔测电时指示灯亮灭原理，通过电气开关触点闭合时指示灯点亮信号进行识别，该方法即时性高、易识别，但改变了门锁安全回路固有电路，测试过程不独立。

磁感应法是几种借助外部测量装置检测方法中唯一一种非接触测试方法，该方法基于触点闭合时安全回路中电流从无到有时产生的电磁感应现象，利用磁触发单元或电流互感通断识别模块采集磁感应信号，单片机接收并处理信号，该方法一般用于啮合深度自动测试装置中，即时性高，无须接线端接线，测试过程独立，对门锁电路无干扰。

上文所述各种电气触点闭合临界点的识别方法的信号类型、信号获取方式和特点总结见表1，在测试过程中可结合多种类型触发信号进行综合判断。

表1电气触点闭合临界点的各种识别方法比较

●2.2.2 啮合深度测量

电气触点刚闭合时目视门锁啮合状况，当怀疑啮合深度不足时，需进一步进行测量。现有各种啮合尺寸测试方法主要有钢直尺测试法、定性刻度法、定量刻度法[9]和数字图像法[8、10]。最常用的测量方法是直接用钢直尺进行测试，操作简单，但测试时一般需要手动保持锁钩临界啮合状态，且读数时易受周围环境和人眼观测误差的影响，影响测试精度。定性刻度法和定量刻度法都是在测量前借助钢直尺用记号笔预先在锁钩上绘制出刻度线，再读取触点闭合瞬间的刻度值。定性刻度法只描绘出啮合深度为7mm时的刻度线，定性判断啮合深度是否大于7mm，定量刻度法除绘制出7mm刻度外还在其两端以1mm为间距绘制出其余啮合深度刻度线，测试时可直接读出啮合深度数值。近年来随着计算机图像处理技术的发展，数字图像法用于啮合深度测量也有研究报道，主要有形状匹配法和图像识别法。形状匹配法在测试前计算机中已预先存储各种结构锁钩的模板图像，将相机采集到的触点动作时门锁锁钩图像与数据库中模板图像进行匹配对比，算法自动计算出啮合深度值，此方法操作简单，且可在计算机中建立测试结果数据库，测试结果可追溯。图像识别法在测试前先在门锁上粘贴刻度标识，电气触点动作瞬间触发相机拍照，通过图像分割、特征提取等算法对照片上的刻度线进行提取和识别，自动计算出啮合深度。数字图像法自动化程度和检测精度高，但由于需要用到计算机和工业相机，设备成本较高，使其推广应用受到一定的限制。

表2 门锁啮合尺寸的各种测量方法比较

●2.2.3 安全触点动作临界状态保持

在非自动触发测量啮合尺寸情况下，如采取钢直尺测量法、刻度法等人为读数方式，需要对安全触点动作临界状态进行保持。通常用手直接拨动活动锁钩进行保持，由于受人为操作的影响，测试精度将受到影响。成都市特种设备检验院设计出一种啮合深度机械测量装置，通过微动机械传动部件移动锁钩啮合位置，无须用手保持锁钩位置，减轻劳动强度的同时提高了测试精度，可方便测量触点闭合或开启瞬间的啮合深度[11]。若采用指示灯法或磁感应法等方法自动识别触点动作且自动测量啮合深度时，则无须临界状态的保持过程，操作者可在显示终端上直接读取出啮合值。

3 检验时应注意的问题

3.1 注意水平啮合宽度是否足够

如图2（a)所示，检验人员在进行电梯门的锁紧检验时，除了应关注GB 7588—2003所述竖直方向啮合深度不小于7mm外，还应关注锁钩的水平方向啮合宽度是否异常，即如图1（b)中所示尺寸L，该尺寸的不足也会使门锁存在安全隐患[12]。电气元件动作前锁钩啮合深度虽大于7mm，但是水平啮合宽度不足，在层门外对层门同时施加足够的与层门门面垂直方向（如用脚踹层门）和沿开门方向（如用手向两侧扒门）水平力时也会导致固定锁钩与活动锁钩水平错位脱钩，层门打开，导致人员坠落井道。造成水平方向啮合宽度不足的原因主要是电梯层门安装过程中尺寸控制不精确导致误差过大。检规虽对此未做具体要求，在安装监检时应注意活动锁钩和固定锁钩中心线间的水平偏离距离，确保在源头上降低脱钩隐患。

图2 门锁锁钩啮合状态

3.2 门锁开启与闭合状态的检验

根据GB 7588—2003规定，门的锁紧电气安全装置需符合14.1.2的要求，安全触点需满足“安全触点的动作，应由断路装置将其可靠地断开，甚至两触点熔接在一起也应断开”，如果验证门锁锁紧的电气安全开关的安全触点出现黏连或机械故障导致无法有效断开或者延迟断开时，将会发生啮合深度不够甚至已开门情况下的继续走梯，产生剪切隐患。虽然TSG T7001—2009检规中只规定触点闭合时的啮合深度要求，以确保关门时先机械锁紧再电气闭合验证，但检验时也应关注触点断开时的啮合深度应不小于7 mm，确保开门时先电气断开再机械断开。此外，对于部分装设有两个层门锁紧验证装置的电梯，对两个电气验证装置都应进行检验，确保所有触点闭合和断开时满足啮合深度要求[13]。

3.3 门锁防护盖导致无法有效检验

部分电梯门锁装置由于设计或制造安装缺陷，使用了非透明且不便拆除防护盖，导致无法对门锁啮合状态进行有效检验[14]。GB 7588—2003 7.7.3.1虽然规定“门锁装置应有防护，以避免可能妨碍正常功能的积尘危险”，但同时也规定“工作部位应易于检查，例如采用一块透明板以便观察”。如果有防护盖且影响检验过程，应要求开设观察孔。

4 结论

总结了对电梯门锁锁紧元件啮合状态相关检验要求。对门锁啮合深度检验过程进行分解，从电气触点动作识别、啮合深度测量、安全触点动作临界状态保持三个方面对不同门锁啮合深度检验方法进行了分析和总结，实际检验过程中可以对多种方法进行组合应用。最后结合自身检验经验并参考相关文献对门锁啮合深度检验时应注意的其他问题进行了交流和探讨。