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目前市場上廣泛使用的電梯大多采用異步主機驅(qū)動和同步主機驅(qū)動。對其所采用的制動器，業(yè)內(nèi)基本也得到統(tǒng)一認(rèn)識：即異步主機制動器沒有制動力冗余，只能進行工作制動，如要進行安全制動的話，就必須加裝一套轎廂上行超速和轎廂意外移動的安全保護裝置；而同步主機驅(qū)動的制動器有冗余的制動力，除可以進行工作制動外，還可以對轎廂上行超速和轎廂意外移動進行安全制動。 筆者想通過這篇文章來探討同步主機驅(qū)動的制動器在當(dāng)下中國的電梯上究竟有沒有制動力冗余？這種冗余的制動力能否對轎廂上行超速和轎廂意外移動進行保護？這些問題如果不搞清楚,就會對電梯安全做出錯誤判斷,使我們付出更大的安全代價. 一、GB7588-2003對機-電式制動器的要求： 1、當(dāng)轎廂載有125%額定載荷并以額定速度向下運行時，操作制動器應(yīng)能使曳引機停止運轉(zhuǎn)。轎廂的減速度﹤1g。 2、所有參與向制動輪或盤施加制動力的制動器機械部件應(yīng)（至少）分兩組裝設(shè)。如果一組不起作用，另一組應(yīng)仍有足夠的制動力使載有額定載重量以額定速度下行的轎廂減速、停止。 3、電磁線圈的鐵心被視為機械部件，而線圈不是。 也就是說只有具有上述制動能力的主機制動器才被譽為是冗余的制動器。GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》一號修改單還賦予其可以進行除正常的工作制動外，還可以進行上行超速保護制動和轎廂意外移動制動?？梢娺@種即可以進行工作制動，又可以進行安全制動的主機制動器的特點就是這種制動器的機械部分可分為兩組設(shè)置：當(dāng)一組不起作用，另一組應(yīng)仍有足夠的制動力使載有額定載重量以額定速度下行的轎廂減速、停止。 二、機-電式制動器冗余的制動力分析 分析：結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)1、2這種制動器是不是可以這樣理解：它的制動能力是每一組制動力最少為125%額定載荷，兩組制動力為250%額定載荷，可以單獨做125%額定載荷制動力試驗。 可見標(biāo)準(zhǔn)對永磁同步主機制動器的設(shè)計、制造是非常嚴(yán)格的，對制動能力的冗余度要求也是相當(dāng)高的。換句話說這種具有冗余度的主機制動器的兩邊制動力應(yīng)不少于250%額定載荷；單邊制動力也不能少于125%額定載荷。 這種冗余的主機制動器的制動能力真的能滿足上述制動要求嗎？客觀地講這種冗余的主機制動器在當(dāng)下可以說是不存在的！因為沒有任何一個檢驗機構(gòu)和使用單位在現(xiàn)場做過符合上述標(biāo)準(zhǔn)1、2的試驗，更談不上對這種主機制動器冗余度的驗證了。這種冗余度的驗證試驗也只是型式試驗機構(gòu)在試驗臺上做曳引機型式試驗時，做過單邊125%制動力矩和雙邊250%的制動力矩試驗。因為制動器的制動能力是動態(tài)的，它取決于各個零件的性能：如壓縮彈簧彈的疲勞變形、制動摩擦片的調(diào)整和磨損等。所以，經(jīng)型式試驗合格的曳引機主機制動器，只能代表這種形式規(guī)格的曳引機符合型式試驗要求。但不能代表每一臺主機制動器的制動力具有滿足上述標(biāo)準(zhǔn)1、2的冗余要求！要說明具有這種冗余制動的能力，必須要按標(biāo)準(zhǔn)1、2做冗余制動能力驗證。否則，這種主機制動器就不具備冗余制動能力，不能進行轎廂上行超速保護制動和轎廂意外移動制動。 目前，電梯檢驗機構(gòu)和使用單位根本就沒有條件和能力在現(xiàn)場做上述標(biāo)準(zhǔn)1、2的試驗；再一個是電梯設(shè)計規(guī)范為保證電梯整體的安全，也不能用250%額定載荷在額定速度下行的制動力來制動空載或輕載轎廂（除非這種制動器制動力可調(diào)），否則緊急制動所產(chǎn)生的減速度會對乘客產(chǎn)生傷害。單邊125%額定載荷在額定速度下行的制動試驗，由于危險和制動產(chǎn)生的巨大徑向力可能會對驅(qū)動軸和軸承帶來損害，這個冗余度核實試驗，也沒有做（電梯檢規(guī)沒有要求）。充其量就做個滿載檢修速度下行或空載上行制動試驗。其制動力最大也就是100%或125%額定載荷（兩邊同時制動），如果制動力兩邊均勻，其單邊最大制動力也就是50%或65%額定載荷。此時，若是一邊制動失效或制動力不足，另一邊也無能為力，更談不上所謂的冗余制動了。絕大多數(shù)永磁同步主機驅(qū)動的電梯出現(xiàn)開門走梯致人剪切死亡事故，就是由于主機制動器的單邊制動力小于100%額定載荷才發(fā)生的。 既然強制標(biāo)準(zhǔn)要求永磁同步主機冗余的制動器單邊最小的制動力應(yīng)保證在100%額定載荷，那么在當(dāng)下無法或不具備驗證這種主機制動器冗余的制動力情況下，強烈要求國家電梯安全監(jiān)督管理機構(gòu)和電梯檢驗機構(gòu)，對未驗證或單邊制動力小于100%額定載荷的主機制動器，取消其冗余度的功能，不能對轎廂上行超速和意外移動進行保護。 筆者是學(xué)機械制造的，原來在機-電制動器的教科書里和多年接觸制動器的使用過程中，業(yè)內(nèi)很忌諱制動器單邊制動。而今天電梯上廣泛使用的永磁同步主機冗余的制動器，恰恰就是依賴這種單邊制動來達到安全制動的目的。所以筆者心里沒有底，試著利用運動學(xué)和動力學(xué)的原理，計算了主機制動器在125%額定載荷、額定速度下行單邊制動時制動力和制動正壓力：由于主機制動器是單邊制動，所產(chǎn)生的正壓力對軸、軸承、制動臂的強度、剛度和主機座就會形成一個很大的單邊徑向力，嚴(yán)重的話會損壞軸、軸承和制動臂或者使主機座產(chǎn)生位移（曳引輪安裝位置發(fā)生變化），影響電梯正常的運行。再一個就是計算250%額定載荷、額定速度下行主機制動器兩邊同時制動時所產(chǎn)生的制動力，對輕載、額定速度制動時轎廂制動減速度的變化和對乘客的影響。 由于筆者不是搞同步主機制動器設(shè)計、制造的，手頭缺少相應(yīng)的計算參考資料，懇請同步主機設(shè)計、制造人員可根據(jù)本文計算得出的125%額定載荷單邊制動正壓力和250%額定載荷兩邊同時制動的制動力偶對同步主機的軸、軸承、制動臂的強度、剛度和主機座進行徑向力驗算，并將計算結(jié)果公開，確保其在理論上能滿足標(biāo)準(zhǔn)試驗的要求。 三、單一組機械部件制動產(chǎn)生的徑向力計算 根據(jù)GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》假設(shè)冗余的制動器，一側(cè)不起作用，另一側(cè)制動器要使具有額定速度下行、125%額定載荷的轎廂制停的制動力。如果單邊制動力可以達到制動要求，但帶來的副作用：如徑向力對軸承、軸、制動臂和主機座的影響應(yīng)該加以考慮。本文就是通過計算計算單邊制動產(chǎn)生的正壓力，校核對軸承、軸、制動臂和主機座的影響（這項工作拜托主機廠技術(shù)人員了）。 設(shè)：輪1（曳引輪+制動輪）為定滑輪，輪2、輪3分別為動滑輪， 摩擦力不計。
五、結(jié)論 由此可見：永磁同步主機制動器不可能按照雙邊250%的額定載重量（單邊125%），額定速度下行來調(diào)整制動器。如果按此調(diào)整，輕載下行制動時就會對乘客和電梯運行帶來極大的傷害。如果不按此調(diào)整，又不能滿足單邊制動125%額定載荷的冗余要求。 永磁同步主機制動器存在冗余,目前來說是不可能做到的。所以永磁同步主機驅(qū)動的電梯，必須也要增加轎箱上行超速和意外移動的保護。如果一定要其的制動器提供冗余的制動力，就必須做到以下兩點：其一，這種制動器的兩組制動力必須時時監(jiān)控，確保每組制動力分別大于100%額定載荷；其二，這種制動器的制動力比沒有冗余的制動器幾乎增加100%，如果一定要讓這種制動器進行冗余制動，就必須對整個電梯進行重新設(shè)計。如：增大曳引力、降低制動減速度、對驅(qū)動主機的軸和軸承進行徑向力和彎矩驗算等。 當(dāng)然，利用永磁同步主機驅(qū)動的電梯，確實有很多優(yōu)點，如節(jié)能、體積小、故障率低等，它改變了幾十年來機械傳動利用減速機驅(qū)動機械設(shè)備的歷史，它的主機制動器還是比傳統(tǒng)的單機械部件制動器要安全、可靠，是一個非常好的工作制動器，僅此而已。 文：劉德民 |
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