隨著電梯使用年限或頻次的增加,伴隨而來的電梯事故率也不斷增加,電梯的安全性和可靠性逐漸成為人們關注的焦點問題,而作為應用最早、使用年限最久、保留有量最多的鼓式制動器的質量問題悄然引起人們敏感度、社會關注度,從而給社會留下了鼓式制動器質量不好的印象。此前國家市場監督管理總局前期發起了電梯鼓式制動器安全隱患專項排查治理等一系列活動及發布了TSG T7007-2022《電梯型式試驗規則》。結合新《電梯型式試驗規則》的內容,下文對鼓式制動器結構性能、存在問題及問題對策進行剖析,使社會大眾對鼓式制動器有更明晰的了解及放心選用。

一、鼓式制動器的優缺點和與塊式制動器、盤式制動器的比較
1、鼓式制動器的優點
1.1制動力矩可調整:制動力矩可以根據用戶需要,在設計選型范圍內可調節范圍大,更易于匹配現場使用。
1.2工作行程大:對行程微動開關敏感度要求相對低,不易造成檢測信號誤報。
1.3設計的剩余行程較大,加上制動臂杠桿系數,在試車或多次緊急制動后摩擦片磨損量對剩余行程影響量相對較小,剩余行程小時前整機上可調整,且調整方法簡便,如現場 可以直接用塞尺等檢測,成本較低。
1.4安裝、調整、檢測、維修僅對現場維保人員有基礎技能要求,較為簡單方便,所有頂桿螺栓均外露,空間充足,閘皮磨損一目了然,閘瓦打開過大或過小均可直觀觀察,制動彈簧壓縮長度可直接測量。
1.5制動器輸入電壓穩定性要求相對較低,電壓使用范圍大,電壓不穩對功能影響相對較小。
1.6制動器動、靜銜鐵密封殼體內相互運動,外界異物不易進入動、靜銜鐵之間,潛在卡阻風險極小。
1.7制動器墊可外置,不易老化,便于更換。
2、鼓式制動器的缺點
2.1結構不緊湊:安裝在曳引機上端、高度空間大、體積大。
2.2行程大:開閘、抱閘反應時間相對慢,噪聲相對大。
2.3成本高:多一對臂組件,制造成本高。
3、 鼓式制動器與塊式制動器、盤式制動器比較
3.1相比鼓式制動器,塊式及盤式制動器的優點:是結構緊湊、行程小、成本低。
3.2相比鼓式制動器,塊式及盤式制動器的缺點:
3.2.1制動力矩不可調整:設計造型后制動力矩已是定值,出廠后不可再次調整,現場使用匹配性差。
3.2.2工作行程小,對行程微動開關敏感度要求高,易造成檢測信號誤報。
3.2.3設計的剩余行程較小,摩擦片磨損后,動、靜銜鐵見習超出額定值后在整機上不便于調整,基本功上是采用一次性設計,只能通過更換來滿足曳引機全壽命周期,因此在曳引機全生命周期內成本是高的。
3.2.4現場安裝、調整、檢測、維修困難,間隙一致性相關差,一般維修人員難以掌握,需要經過專業培訓人員操作。
3.2.5輸入電壓穩定性要求高,電壓不穩會導致銜鐵抬起異常(如偏吸),造成帶閘運行。一般不采用降壓使用,在溫升較高狀態下,存在電磁鐵吸力不足的潛在風險。
3.2.6動、靜銜鐵間隙大,各類異物易進入動、靜銜鐵之間,潛在卡阻風險大。
3.2.7緩沖墊內置,易老化,不便更換。
3.2.8盤式制動器的摩擦盤采用的是輕質鋁合金非導磁材料,通過內齒與碳鋼材質的骨鍵軸連結,摩擦盤內齒極易磨損失效。所以只能用在較低速度且較低層建筑的電梯中。
綜上,無論哪種形式的制器各有利弊,需要從設計、制造、維保三方面共同努力解決制器本質安全問題。
二、鼓式制動器預防對策
鼓式制動器在國內外電梯領域已使用多年,其存在的制造及工藝缺點已經充分暴露,結合新《電梯型式試驗規則》要求,以下對鼓式制動器典型故障現象提出解決及預防對策,以極大改善鼓式制動器的本質安全性。
1.松閘手柄卡阻導致無法制動失效的解決辦法:
1.1內置松閘手柄預留自鎖角設計,避免達到卡阻位置。
1.2內置松閘后自復位設計(如扭簧、凸臺等,如下圖),避免人為遺忘松閘后復位操作導致卡阻。
1.3內置松閘手柄軸復位后的限位設計,避免復位后轉動而導致卡阻。
松閘手柄自復位
1.4內置松閘手柄接觸面圓弧設計,避免多次松閘后尖角碰撞導致卡阻。
1.5若無“復位”“限位”設計,則必須選擇非導磁材料作為松閘手柄軸。
1.6取消內置松閘手柄,使用外部松閘結構,如下圖。
鼓式制動器外置松閘結構
2.減震墊老化分解、更換的解決辦法
2.1減震墊外置結構如下圖,減震墊外置便于更換、操作,且使減震材料遠離高溫區,同時不存在減震墊磨損、老化異物進入殼體內部的風險。外置減震技術的應用不權避免了隨著使用年限減震墊老化造成的潛在卡阻風險,還打破了原有的鼓式制動器高于板式制動器噪聲的現狀,可將噪聲控制在45db以內。

3.因產生剩磁而力衰減導致的溜車的解決辦法
3.1動、靜鐵芯采用工業純鐵材質,不易產生剩磁,解決長時工作力值衰減問題。
工業純鐵 動、靜鐵
4.因摩擦拉毛、生銹而產生鐵屑而卡阻解辦法
4.1預防措施:動鐵可采用噴涂陶瓷工藝,陶瓷硬度增大,超級耐磨和耐腐蝕,機械壽命能達到1000萬次以上;陶瓷技術的應用可有效預防常見的卡滯現象,將目前常規200萬次機械壽命提升至100萬次以上,使制動器的機械壽命跨上一個新的臺階。
5.因潤滑脂形成的油脂泥膠結或硬化的卡阻解決辦法
5.1預防措施:采用二硫化鉬潤滑脂,提升潤滑可靠性。注:二硫化鉬潤滑脂具有高溫下不滴油,不結焦,抗磨損,粘性強,潤滑降噪效果好等特點。