原文刊登于《中國(guó)電梯》雜志2020年第22期
  作者：張 鵬，李 吉，胡 暉，金瑞卿/上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院
  摘要：在本質(zhì)安全概念下，以由電梯制動(dòng)器引起的典型電梯故障或事故實(shí)例為基礎(chǔ)，詳細(xì)分析現(xiàn)有電梯制動(dòng)器產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上和使用時(shí)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患問題。力圖將本質(zhì)安全的思想和基本方法同傳統(tǒng)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和使用結(jié)合在一起，提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)降低措施，以提高現(xiàn)有制動(dòng)器產(chǎn)品的安全性和可靠性。
  關(guān)鍵詞：電梯；制動(dòng)器；風(fēng)險(xiǎn)分析；本質(zhì)安全
  電梯制動(dòng)器是電梯重要的安全裝置。若電梯制動(dòng)器的部件出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)器整體失效，對(duì)乘客的生命安全構(gòu)成威脅。
  隨著永磁同步曳引機(jī)的廣泛使用，電梯制動(dòng)器也同時(shí)被作為轎廂上行超速保護(hù)裝置和轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的制停部件使用。目前市面上應(yīng)用最廣泛的是常閉型電磁制動(dòng)器，主要由電氣和機(jī)械部件組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且存在多種失效風(fēng)險(xiǎn)。許多引起嚴(yán)重人員傷害或財(cái)產(chǎn)損失的電梯事故都與制動(dòng)器的失效有關(guān)。因此，制動(dòng)器自身的安全性和可靠性是保證電梯系統(tǒng)安全運(yùn)行的最重要因素之一。目前一些相關(guān)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這個(gè)問題，開始進(jìn)行相關(guān)研究并取得了一些有益的成果 。
  在本文中，筆者通過對(duì)典型電梯故障或事故的分析，在本質(zhì)安全的概念下探討現(xiàn)有制動(dòng)器的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和使用風(fēng)險(xiǎn)，并提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)降低措施，為提高現(xiàn)有制動(dòng)器產(chǎn)品的安全性和可靠性，減少相關(guān)電梯事故的發(fā)生，提供理論方法和實(shí)踐上的參考和借鑒。
  1 本質(zhì)安全概念及其在電梯制動(dòng)器中的應(yīng)用
  電梯事故的發(fā)生遵循多米諾骨牌原理 (domnio sequence)，即：危險(xiǎn)狀態(tài)(人的因素、電梯系統(tǒng)故障)→發(fā)生事故→造成損失(人員傷害、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境破壞等)，最終形成事故鏈。事故按照從左到右順序發(fā)生，一個(gè)影響一個(gè)，如果中間某一因素不發(fā)生，則最終不會(huì)發(fā)生。因此，阻止事故發(fā)生的最有效的途徑就是在 “危險(xiǎn)狀態(tài)”出現(xiàn)之后能夠采取有效的“手段”，使設(shè)備停止運(yùn)行或恢復(fù)初始/安全狀態(tài)，這樣就不會(huì)再造成后續(xù)可能的損失。而按照實(shí)施的主體來分類，這種有效的“手段”又可分為“手動(dòng)操作”和“自動(dòng)操作”兩類。其中，前者屬于“傳統(tǒng)安全”的范疇，即將監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)的“危險(xiǎn)狀態(tài)”通過聲、光、電等途徑通 知相關(guān)責(zé)任人員，并由專業(yè)人員手動(dòng)處理，將設(shè)備停止運(yùn)行或恢復(fù)初始/安全狀態(tài)。而后者屬于“本質(zhì)安全”的范疇，即無需操作人員的干預(yù)，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到 “危險(xiǎn)狀態(tài)”后，或通過設(shè)計(jì)階段的經(jīng)驗(yàn)積累預(yù)測(cè)出即將發(fā)生“危險(xiǎn)狀態(tài)”時(shí)，設(shè)備自動(dòng)停止運(yùn)行或恢復(fù)初始/安全狀態(tài)，然后再通過聲、光、電等途徑通知相關(guān)責(zé)任人員。
  在宏觀上，本質(zhì)安全就是通過追求企業(yè)生產(chǎn)流程中人、物、系統(tǒng)、制度等諸要素的安全、可靠、和諧和統(tǒng)一，使各種危害因素始終處于受控制狀態(tài)，進(jìn)而逐步趨近本質(zhì)型、恒久型安全目標(biāo)。具體說來，本質(zhì)安全是指通過設(shè)計(jì)等手段使設(shè)備或系統(tǒng)本身具有安全性，即使在誤操作或發(fā)生故障的情況下也不會(huì)造成事故的功能。本質(zhì)安全具體包括：(1)失誤—安全功能(誤操作不會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生或自動(dòng)阻止誤操作)；(2)故障—安全功能(設(shè)備、工藝發(fā)生故障時(shí)還能暫時(shí)正常工作或自動(dòng)轉(zhuǎn)變安全狀態(tài))。
  作為一種擔(dān)負(fù)極為重要的安全功能的電梯安全保護(hù)系統(tǒng)，電梯制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和使用，應(yīng)該貫徹本質(zhì)安 全的理念 (見圖1)。在制動(dòng)器的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)針對(duì)其使用特點(diǎn)和使用環(huán)境進(jìn)行全面分析，并綜合考慮安裝、維護(hù)和拆除等多種因素，盡可能減小設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，盡量少留后續(xù)的安全隱患；在制動(dòng)器的使用階段，應(yīng)對(duì)能夠反映其主要性能特征和運(yùn)動(dòng)特征的物理參數(shù)(如溫度、電壓、電流、力、電磁特性、物理間隙等)實(shí)施有效的監(jiān)控，同時(shí)明確非期望狀態(tài)或危險(xiǎn)狀態(tài)的界定或閾值，要做到危險(xiǎn)狀態(tài)的及時(shí)診斷，并通過與控制系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于危險(xiǎn)狀態(tài)的及時(shí)控制。電梯制動(dòng)器本質(zhì)安全的最終目的，是實(shí)現(xiàn)一種包括控制系統(tǒng)(部分)和制動(dòng)器在內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)自可控的內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)，即通過設(shè)計(jì)盡可能減少后續(xù)風(fēng)險(xiǎn)，并在使用過程中對(duì)自身的所有危險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)控，將所有可能的危險(xiǎn)消化在制動(dòng)器相關(guān)系統(tǒng)之內(nèi)，不會(huì)使危險(xiǎn)擴(kuò)大到電梯系統(tǒng)，就更不會(huì)引起傷害事故或財(cái)產(chǎn)損失。
  但是，由于種種原因，目前市面上絕大多數(shù)的電梯制動(dòng)器產(chǎn)品，都沒有遵循本質(zhì)安全的設(shè)計(jì)理念，就造成現(xiàn)有制動(dòng)器存在種種設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)和使用風(fēng)險(xiǎn)，給電梯系統(tǒng)帶來不可忽視的安全隱患。
  2 現(xiàn)有制動(dòng)器的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析
  在本質(zhì)安全概念下，電梯制動(dòng)器在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮后期的各種風(fēng)險(xiǎn)。然而市面上現(xiàn)有的一些制動(dòng)器， 由于設(shè)計(jì)或制造時(shí)考慮不周或相關(guān)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)不足，而造成了后續(xù)的缺陷和風(fēng)險(xiǎn)。
  2.1 制動(dòng)器部件的操作性差引起的風(fēng)險(xiǎn)
  在制動(dòng)器設(shè)計(jì)階段太追求功能性，忽略了部件本身的可操作性，為后期的安裝和調(diào)試帶來了極大的麻煩和風(fēng)險(xiǎn)。
  2011年9月，大連某小區(qū)發(fā)生電梯轎廂意外移動(dòng)事故，電梯在開門情況下突發(fā)意外上行，造成乘客在邁入轎廂時(shí)被擠壓身亡。經(jīng)調(diào)查，事故的原因?yàn)橹苿?dòng)器閘瓦間隙調(diào)整不當(dāng)，導(dǎo)致制動(dòng)器產(chǎn)生機(jī)械部件卡阻，制動(dòng)瓦不能壓實(shí)制動(dòng)輪(兩者之間有間隙)，制動(dòng)器制動(dòng)力矩缺失。
  造成上述事故的直接原因是制動(dòng)器關(guān)鍵零部件調(diào)節(jié)不當(dāng)而影響制動(dòng)力矩。造成制動(dòng)器關(guān)鍵零部件調(diào)節(jié)不當(dāng)很重要的原因是現(xiàn)在許多電梯制動(dòng)器的調(diào)節(jié)非常繁瑣(有些甚至無法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié) )。在目前非原廠維保情況普遍存在的情況下，維保工人對(duì)所維保制動(dòng)器的原理和構(gòu)造不一定能清楚了解或擁有豐富的相關(guān)調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)。其次，一些曳引機(jī)和制動(dòng)器生產(chǎn)企業(yè)不重視制動(dòng)器的使用和維護(hù)，相關(guān)說明書內(nèi)容簡(jiǎn)略粗糙，沒有辦法指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)操作。還有一些企業(yè)雖然提供了公開的制動(dòng)器使用維護(hù)說明書，但內(nèi)容要么晦澀難懂、要么極為復(fù)雜繁瑣。這就造成維保工人在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行維護(hù)和調(diào)節(jié)時(shí)，往往依賴自己的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際條件， 隨意、野蠻維護(hù)的現(xiàn)象頻發(fā)。
  因此，在電梯制動(dòng)器設(shè)計(jì)階段，在滿足其基本功能需求的基礎(chǔ)之上，還要考慮部件本身的可操作性和可維護(hù)性，并結(jié)合人員素質(zhì)、使用環(huán)境等方面的要求， 充分考慮到安裝和調(diào)試過程中可能引發(fā)的問題。
  2.2 制動(dòng)器關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的風(fēng)險(xiǎn)
  當(dāng)相關(guān)設(shè)計(jì)工程師經(jīng)驗(yàn)不足或考慮不周時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)一些先天不足或自帶風(fēng)險(xiǎn)的電梯制動(dòng)器產(chǎn)品。比如：某些制動(dòng)器使用普通長(zhǎng)螺栓桿作為柱塞水平運(yùn)動(dòng)和制動(dòng)臂旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳遞部件。在這種結(jié)構(gòu)中，螺桿的受力并不是完全沿其軸向的，還會(huì)受到橫向的剪切力的影響。當(dāng)螺桿尾部的懸臂部分過長(zhǎng)時(shí)，隨著制動(dòng)器的長(zhǎng)時(shí)間使用，螺桿尾部與制動(dòng)臂接觸的根部在壓-剪復(fù)合應(yīng)力作用下，容易疲勞開裂。近年來這種現(xiàn)象已經(jīng)在電梯使用現(xiàn)場(chǎng)被多次發(fā)現(xiàn)，如圖2 所示。
  某些制動(dòng)器存在磁場(chǎng)設(shè)計(jì)不合理問題，磁場(chǎng)不能充分利用，有漏磁現(xiàn)象。電磁制動(dòng)器的磁場(chǎng)設(shè)計(jì)需要非常深厚的專業(yè)背景和技術(shù)經(jīng)歷，目前相當(dāng)多的制動(dòng) 器設(shè)計(jì)人員缺乏相關(guān)的理論基礎(chǔ)，沒有能力進(jìn)行復(fù)雜 制動(dòng)器磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)，許多情況下僅僅是抄襲國(guó)外現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)。這就造成某些制動(dòng)器電-磁轉(zhuǎn)換效率不高、磁場(chǎng)發(fā)散且不穩(wěn)定。長(zhǎng)此下去，可能造成電磁力變?nèi)趸蛲鈿ご呕?柱塞鐵芯運(yùn)動(dòng)阻力增大)，并最終影響制動(dòng)能力。
  2.3 制動(dòng)器重要部件選材不當(dāng)引起的風(fēng)險(xiǎn)
  目前國(guó)內(nèi)制動(dòng)器產(chǎn)品除了設(shè)計(jì)水平不高之外，一些企業(yè)還為了節(jié)約成本，在重要部件的選材上動(dòng)腦筋， 偷工減料，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。
  2012年9月上海市松江區(qū)發(fā)生一起由于制動(dòng)器卡阻造成轎廂沖頂?shù)氖鹿剩渲饕蚴侵苿?dòng)器松閘桿采用了容易被磁化的廉價(jià)材料，磁化的松閘桿在線圈電磁力的作用下出現(xiàn)了不應(yīng)有的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一方面造成了松閘桿磨損，另一方面可能阻礙了制動(dòng)器鐵芯的運(yùn)動(dòng)。如果最初制造廠家選用不會(huì)被磁化的銅制松閘桿，就不會(huì)出現(xiàn)這種風(fēng)險(xiǎn)。
  另外，通過拆解一些發(fā)生卡阻的制動(dòng)器，發(fā)現(xiàn)相當(dāng)多的制動(dòng)器中的非金屬緩沖墊都受到了不同程度的損傷，嚴(yán)重的甚至完全破碎。這些緩沖墊的碎片，也是造成制動(dòng)器柱塞卡阻的重要原因。因此，緩沖墊材質(zhì)的選擇就顯得非常重要，應(yīng)當(dāng)引起企業(yè)的重視。
  3 現(xiàn)有制動(dòng)器的使用風(fēng)險(xiǎn)分析
  電梯制動(dòng)器由于設(shè)計(jì)因素引入的風(fēng)險(xiǎn)屬于產(chǎn)品的先天不足，制動(dòng)器的后天使用條件相對(duì)較為惡略，可靠性要求非常高。在本質(zhì)安全概念下，電梯制動(dòng)器在使用時(shí)應(yīng)充分考慮各種風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)所有可能反映這些風(fēng)險(xiǎn)特征的物理參數(shù)(包括電氣參數(shù)和機(jī)械參數(shù))進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)狀態(tài)可能發(fā)生的苗頭，應(yīng)立即通知電梯控制系統(tǒng)，及時(shí)停梯。
  3.1 電氣環(huán)節(jié)引起的風(fēng)險(xiǎn)
  3.1.1 電氣元件損壞
  某在用電梯在正常運(yùn)行時(shí)其制動(dòng)器的制動(dòng)閘瓦與制動(dòng)輪的間隙幾乎為零，有明顯的摩擦現(xiàn)象。通過空載轎廂上行制動(dòng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該電梯制動(dòng)器的制動(dòng)能力嚴(yán)重不足。檢查該制動(dòng)器的控制線路，發(fā)現(xiàn)其中的續(xù)流二極管被擊穿，致使續(xù)流電阻與制動(dòng)器線圈并聯(lián)。續(xù)流電阻起分流作用，制動(dòng)線圈雖通電但得電不充分， 產(chǎn)生的電磁力減小，制動(dòng)器閘瓦張開不完全，致使制動(dòng)器在電梯正常運(yùn)行時(shí)不能有效開閘，制動(dòng)器閘瓦與制動(dòng)輪磨損嚴(yán)重。
  電梯系統(tǒng)中與制動(dòng)器緊密關(guān)聯(lián)的電氣元件并不多， 而且制動(dòng)器發(fā)生性能退化后，一般也不會(huì)首先考慮到電氣元件的問題，其風(fēng)險(xiǎn)更加隱秘。
  3.1.2 吸合和釋放電壓異常
  吸合和釋放電壓是電梯制動(dòng)器的重要性能指標(biāo)，GB/T 24478-2009《電梯曳引機(jī)》第4.2.2.3條規(guī)定， 制動(dòng)器電磁鐵的最低吸合電壓和最高釋放電壓應(yīng)分別低于額定電壓的80%和55%。某電梯制動(dòng)器最低吸合電壓和最高釋放電壓都符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但數(shù)值都偏低。遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值的維持電壓，可能是制動(dòng)器電磁線圈損壞或殼體被磁化的表現(xiàn)，在這種情況下，制動(dòng)器發(fā)生誤動(dòng)作或釋放延遲的風(fēng)險(xiǎn)增大。
  3.1.3 殼體被磁化
  如果在電梯使用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)其制動(dòng)器鐵質(zhì)外殼表面吸附了很多金屬碎屑，并且經(jīng)過一段時(shí)間之后還不能自行脫落，說明制動(dòng)器殼體本身在線圈通電時(shí)被磁化， 且線圈失電后，殼體本身的磁力不能很快消失，產(chǎn)生剩磁現(xiàn)象。
  這種現(xiàn)象的危害在于：(1)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)向外擴(kuò)散，在同樣的電能輸入下轉(zhuǎn)化為柱塞鐵芯和端蓋的磁吸力變小，松閘力變小；(2)殼體磁化后，有可能使殼體底部與鐵芯另外一端產(chǎn)生吸力，使松閘力進(jìn)一步變小；(3)線圈失電后，如果鐵芯、端蓋或殼體不能快速消磁，則鐵芯與端蓋之間依然保持有吸力，將造成鐵芯復(fù)位阻力增大。
  3.2 機(jī)械環(huán)節(jié)引起的風(fēng)險(xiǎn)
  電梯制動(dòng)器主要由機(jī)械部件組成，并且制動(dòng)力的實(shí)施效果也是通過一系列力和位移在不同機(jī)構(gòu)之間的傳遞中實(shí)現(xiàn)的，因此制動(dòng)器機(jī)械環(huán)節(jié)中的使用風(fēng)險(xiǎn)很多。
  3.2.1 制動(dòng)器柱塞的機(jī)械延遲
  某電梯制動(dòng)器釋放過程的響應(yīng)時(shí)間滿足GB/T 24478-2009第4.2.2.3條的規(guī)定，即制動(dòng)器制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間不應(yīng)大于0.5s。但是，如果制動(dòng)器釋放響應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)，則可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)是：不能及時(shí)抱閘，緊急制停時(shí)尤其危險(xiǎn)。同時(shí)，現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中并沒有給出有關(guān)吸合過程響應(yīng)時(shí)間的要求，但如果該值遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)值的話，則有可能造成曳引機(jī)的短時(shí)帶閘運(yùn)行，加速制動(dòng)器閘瓦/塊的磨損。
  3.2.2 制動(dòng)器柱塞的機(jī)械卡阻
  當(dāng)制動(dòng)器柱塞的機(jī)械運(yùn)動(dòng)發(fā)生嚴(yán)重的延遲時(shí)，就很可能引起機(jī)械卡阻。吸合過程的卡阻可能造成曳引機(jī)帶閘運(yùn)行，同時(shí)加速制動(dòng)器閘瓦/塊的磨損；釋放過程的卡阻可能造成制動(dòng)力不足甚至失效。
  3.2.3 制動(dòng)器兩邊機(jī)械動(dòng)作不同步
  現(xiàn)在的制動(dòng)器機(jī)械動(dòng)作部件大都為兩組設(shè)置，即左右各有一個(gè)柱塞。當(dāng)其中的一個(gè)柱塞動(dòng)作發(fā)生延遲時(shí)，就造成了制動(dòng)器兩邊機(jī)械動(dòng)作不同步。此時(shí)，在 制動(dòng)器動(dòng)作時(shí)，可以明顯地聽到兩聲“啪嗒”聲。
  吸合過程的不同步可能造成曳引機(jī)帶閘運(yùn)行，同時(shí)加速制動(dòng)器單側(cè)閘瓦/塊的磨損；釋放過程的不同步可能造成制動(dòng)力不足，同時(shí)加速制動(dòng)器單側(cè)閘瓦/塊的磨損。
  3.2.4 間隙調(diào)節(jié)不當(dāng)
  制動(dòng)閘瓦/塊與制動(dòng)輪/盤工作面之間的間隙直 接影響到制動(dòng)力矩的作用效果。間隙過大，噪聲較大， 制動(dòng)力可能不足；間隙過小，易發(fā)生帶閘運(yùn)行，摩擦過大。因此，間隙的調(diào)整應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)要求， 絕對(duì)不能隨意調(diào)節(jié)。
  某事故現(xiàn)場(chǎng)，某品牌永磁同步曳引機(jī)內(nèi)部磁鋼片大面積脫落。經(jīng)檢查，該曳引機(jī)為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，外轉(zhuǎn)子內(nèi)部貼磁鋼片，外部作為制動(dòng)輪。為了降低噪聲， 維保人員將制動(dòng)鼓與制動(dòng)輪的間隙調(diào)節(jié)得過小，曳引機(jī)常常處于帶閘運(yùn)行狀態(tài)，造成外轉(zhuǎn)子過熱，磁鋼片膠水失效，磁鋼片脫落。
  3.2.5 制動(dòng)界面受到污染
  電梯制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力矩，直接來源于制動(dòng)閘瓦/塊與制動(dòng)輪/盤工作面之間的界面摩擦。在正壓力一定的情況下，摩擦系數(shù)的變化會(huì)對(duì)制動(dòng)力矩產(chǎn)生顯著的影響。而現(xiàn)有大多數(shù)電梯制動(dòng)器的制動(dòng)輪/盤工作面都是暴露在外的，在相關(guān)維保操作不當(dāng)時(shí)，極易受到污染。
  2013年5月15日深圳某大廈乘客被電梯夾死的事故的直接原因，就是因?yàn)檫`規(guī)使用潤(rùn)滑油所致，導(dǎo)致制動(dòng)界面污染。
  3.2.6 其它
  傳統(tǒng)鼓式制動(dòng)器機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)部件很多， 任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能對(duì)其制動(dòng)能力造成影響。
  某臺(tái)電梯發(fā)生了傷人事故，在對(duì)電梯曳引機(jī)進(jìn)行外觀檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)該臺(tái)電梯制動(dòng)器制動(dòng)臂的一個(gè)銷軸脫出，電梯制動(dòng)失靈。
  4 本質(zhì)安全概念下電梯制動(dòng)器減低風(fēng)險(xiǎn)的措施
  針對(duì)由于制動(dòng)器缺陷而引起的電梯事故頻發(fā)的問題，在持續(xù)提高制動(dòng)器相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，應(yīng)在制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和使用環(huán)節(jié)引入新的安全理念，進(jìn)一步提高制動(dòng)器整體的安全性和可靠性。
  4.1 制動(dòng)器設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)的降低措施
  4.1.1 全生命周期設(shè)計(jì)
  生命周期設(shè)計(jì)又稱生態(tài)設(shè)計(jì)，它是從產(chǎn)品性能、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)可行性的角度，考慮產(chǎn)品開發(fā)全生命周期，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)，原材料的提取，產(chǎn)品的制造、包裝、銷售、安裝、使用、維護(hù)，以及用后的回收與處置全過程。即在電梯制動(dòng)器的設(shè)計(jì)階段，將制動(dòng)器從設(shè)計(jì)到報(bào)廢處置的整個(gè)生命周期內(nèi)所有可能涉及的風(fēng)險(xiǎn)因素都預(yù)先考慮清楚并提前制定相應(yīng)的解決方案。
  4.1.2 考慮人類工效學(xué)
  人類工效學(xué)是根據(jù)人的心理、生理和身體結(jié)構(gòu)等因素，研究人、機(jī)械、環(huán)境相互間的合理關(guān)系，以保證人們安全、健康、舒適地工作，并取得滿意的工作效果的機(jī)械工程分支學(xué)科。人類工效學(xué)還強(qiáng)調(diào)人有產(chǎn)生錯(cuò)誤行為的可能性，良好的人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)有助于減少操作人員失誤的客觀因素，并有利于預(yù)防和減少由于主觀因素或社會(huì)性因素造成的失誤。
  在電梯制動(dòng)器設(shè)計(jì)方面，考慮人類工效學(xué)可以使制動(dòng)器的安裝、調(diào)節(jié)和維保等工作更加人性化，減少由于相關(guān)人員的素質(zhì)差異而引起的調(diào)節(jié)不當(dāng)或誤操作。
  4.1.3 免維護(hù)或少維護(hù)設(shè)計(jì)
  在電梯制動(dòng)器設(shè)計(jì)和制造時(shí)，將一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)完全固定，而外殼采用一次性永久封裝的方式。制動(dòng)器在安裝使用時(shí)，只需通過預(yù)留的接口元件與電梯相關(guān)系統(tǒng)對(duì)接。調(diào)節(jié)部件少而簡(jiǎn)單，使用現(xiàn)場(chǎng)無需也無法打開外殼對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行維護(hù)。貫徹免維護(hù)或少維護(hù)設(shè)計(jì)理念的制動(dòng)器產(chǎn)品，可以減少環(huán)境因素對(duì)于制動(dòng)器的影響，也避免了由于維保人員的素質(zhì)因素而可能產(chǎn)生的維保不足或野蠻維保問題。
  4.1.4 部件和整機(jī)的可靠性測(cè)試
  可靠性試驗(yàn)是提早發(fā)現(xiàn)制動(dòng)器設(shè)計(jì)缺陷和選材缺陷的重要手段。GB/T 24478-2009要求制動(dòng)器應(yīng)組裝在曳引機(jī)上，在電機(jī)處于靜止的狀態(tài)下，進(jìn)行周期不小于5s的、連續(xù)不間斷的、不少于200萬次的動(dòng)作試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中不應(yīng)進(jìn)行任何維護(hù)，試驗(yàn)結(jié)束后，其吸合和釋放電壓、制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間等性能指標(biāo)仍能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。TSG T7007-2016《電梯型式試驗(yàn)規(guī)則》也要求，型式試驗(yàn)樣梯 ( 曳引或強(qiáng)制驅(qū)動(dòng) ) 要進(jìn)行6萬次的連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)。
  制動(dòng)器相關(guān)企業(yè)除應(yīng)該滿足標(biāo)準(zhǔn)要求之外，還應(yīng)針對(duì)重要部件進(jìn)行更加嚴(yán)格的可靠性測(cè)試，以保證在各種使用環(huán)境下，制動(dòng)器都能保持足夠的可靠性。
  4.2 制動(dòng)器使用風(fēng)險(xiǎn)的降低措施
  4.2.1 使用冗余部件
  冗余指重復(fù)配置系統(tǒng)的一些部件，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，冗余配置的部件介入并承擔(dān)故障部件的工作， 由此減少系統(tǒng)的故障時(shí)間。現(xiàn)行電梯標(biāo)準(zhǔn)要求制動(dòng)器的電氣和機(jī)械部件都要滿足兩組配置，就是貫徹了冗 余的思想。
  4.2.2 增加內(nèi)部監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目和參數(shù)
  絕大多數(shù)的電梯制動(dòng)器安全性能失效(即制動(dòng)力不足或完全喪失)是一個(gè)漸進(jìn)的過程，在發(fā)生足以引起電梯事故的嚴(yán)重失效之前，制動(dòng)器可能早已經(jīng)處于一種超過設(shè)計(jì)預(yù)期的非正常的工作狀態(tài)，特別是某些特征物理參數(shù)，如：溫度、電壓、電流、力、電磁特性、物理間隙等，可能已經(jīng)超標(biāo)。如能對(duì)這些物理特征參數(shù)實(shí)施有效的監(jiān)測(cè)，同時(shí)明確非期望狀態(tài)或危險(xiǎn)狀態(tài)的界定或閾值，做到危險(xiǎn)狀態(tài)的及時(shí)診斷，就能實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的掌控，降低傷害事故發(fā)生的概率。
  4.3 制動(dòng)器風(fēng)險(xiǎn)降低的外部措施
  除增強(qiáng)電梯制動(dòng)器自身的安全性和可靠性之外， 降低由于制動(dòng)器的缺陷而引發(fā)的電梯故障或事故風(fēng)險(xiǎn)的另一種可能的途徑是增加外部的輔助保護(hù)環(huán)節(jié)，如封星、附加制動(dòng)器等。不過這已經(jīng)不屬于制動(dòng)器本質(zhì)安全的范疇。
  5 結(jié)語
  綜上所述，制動(dòng)器在電梯系統(tǒng)中的重要地位和多功能的用途，決定了制動(dòng)器本身的安全性和可靠性是整個(gè)電梯系統(tǒng)安全性和可靠性的核心指標(biāo)之一。目前頻發(fā)的電梯事故，也從某種程度上反映了現(xiàn)有制動(dòng)器在設(shè)計(jì)和使用當(dāng)中存在種種不足。為降低制動(dòng)器系統(tǒng)的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，減少由于制動(dòng)器因素而引發(fā)的電梯事故或故障，在制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和使用環(huán)節(jié)引入新的安全理念是非常必要的。本文中以現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)或事故實(shí)例引出的風(fēng)險(xiǎn)分析為依據(jù)，力圖將本質(zhì)安全的思想和基本理論同傳統(tǒng)電梯制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和使用結(jié)合在一起，希望能起到拋磚引玉的作用，推動(dòng)制動(dòng)器相關(guān)生產(chǎn)單位進(jìn)一步提升電梯制動(dòng)器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造水平，為社會(huì)提供更加安全和可靠的電梯制動(dòng)器產(chǎn)品。