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昨天晚上看到你发出来的合肥事故，想了很久，觉得又是一起人祸。但最终有事维保不到位，制动器失效等。我看了所有跟帖，没有一个人想到是我国电梯标准出了本质安全的问题，都在找设备可能出现的问题，多么善良的人！永磁同步主机制动器的冗余功能的讨论应该结束了，应该废止！ 合肥电梯冲顶事故：（点击蓝字查看） 又是一起永磁同步主机冗余制动器惹的祸！冗余制动器在向上冲顶时应该有上行超速保护的作用，但其没有冗余了（制动力不够）只有眼巴巴看着冲顶。 如果配有独立的上行超速保护装置，当制动器失效瞬间就可以将上行超速的轿箱制停，不可能出现冲顶事故。从这个事故可以看到，永磁同步主机冗余的制动器用于上行超速保护是不靠谱的，理论上冗余的制动器具有单边制动的功能，如果制动器两边都刹不住，你能指望单边制动吗？再一次呼吁有关部门，修改标准要求，废除冗余制动器。每台电梯必须要有独立于工作制动器以外的安全制动器。 请大家再看看我去年写的关于独立于主机制动器意外的安全制动器的文章，欢迎批评讨论！ 目前市场上广泛使用的电梯大多采用异步主机驱动和同步主机驱动。对其所采用的制动器，业内基本也得到统一认识：即异步主机制动器没有制动力冗余，只能进行工作制动，如要进行安全制动的话，就必须加装一套轿厢上行超速和轿厢意外移动的安全保护装置；而同步主机驱动的制动器有冗余的制动力，除可以进行工作制动外，还可以对轿厢上行超速和轿厢意外移动进行安全制动。 笔者想通过这篇文章来探讨同步主机驱动的制动器在当下中国的电梯上究竟有没有制动力冗余？这种冗余的制动力能否对轿厢上行超速和轿厢意外移动进行保护？这些问题如果不搞清楚,就会对电梯安全做出错误判断,使我们付出更大的安全代价. 一、GB7588-2003对机-电式制动器的要求： 1、当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。轿厢的减速度﹤1g。 2、所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应（至少）分两组装设。如果一组不起作用，另一组应仍有足够的制动力使载有额定载重量以额定速度下行的轿厢减速、停止。 3、电磁线圈的铁心被视为机械部件，而线圈不是。 也就是说只有具有上述制动能力的主机制动器才被誉为是冗余的制动器。GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》一号修改单还赋予其可以进行除正常的工作制动外，还可以进行上行超速保护制动和轿厢意外移动制动。可见这种即可以进行工作制动，又可以进行安全制动的主机制动器的特点就是这种制动器的机械部分可分为两组设置：当一组不起作用，另一组应仍有足够的制动力使载有额定载重量以额定速度下行的轿厢减速、停止。 二、机-电式制动器冗余的制动力分析 分析：结合标准1、2这种制动器是不是可以这样理解：它的制动能力是每一组制动力最少为125%额定载荷，两组制动力为250%额定载荷，可以单独做125%额定载荷制动力试验。 可见标准对永磁同步主机制动器的设计、制造是非常严格的，对制动能力的冗余度要求也是相当高的。换句话说这种具有冗余度的主机制动器的两边制动力应不少于250%额定载荷；单边制动力也不能少于125%额定载荷。 这种冗余的主机制动器的制动能力真的能满足上述制动要求吗？客观地讲这种冗余的主机制动器在当下可以说是不存在的！因为没有任何一个检验机构和使用单位在现场做过符合上述标准1、2的试验，更谈不上对这种主机制动器冗余度的验证了。这种冗余度的验证试验也只是型式试验机构在试验台上做曳引机型式试验时，做过单边125%制动力矩和双边250%的制动力矩试验。因为制动器的制动能力是动态的，它取决于各个零件的性能：如压缩弹簧弹的疲劳变形、制动摩擦片的调整和磨损等。所以，经型式试验合格的曳引机主机制动器，只能代表这种形式规格的曳引机符合型式试验要求。但不能代表每一台主机制动器的制动力具有满足上述标准1、2的冗余要求！要说明具有这种冗余制动的能力，必须要按标准1、2做冗余制动能力验证。否则，这种主机制动器就不具备冗余制动能力，不能进行轿厢上行超速保护制动和轿厢意外移动制动。 目前，电梯检验机构和使用单位根本就没有条件和能力在现场做上述标准1、2的试验；再一个是电梯设计规范为保证电梯整体的安全，也不能用250%额定载荷在额定速度下行的制动力来制动空载或轻载轿厢（除非这种制动器制动力可调），否则紧急制动所产生的减速度会对乘客产生伤害。单边125%额定载荷在额定速度下行的制动试验，由于危险和制动产生的巨大径向力可能会对驱动轴和轴承带来损害，这个冗余度核实试验，也没有做（电梯检规没有要求）。充其量就做个满载检修速度下行或空载上行制动试验。其制动力最大也就是100%或125%额定载荷（两边同时制动），如果制动力两边均匀，其单边最大制动力也就是50%或65%额定载荷。此时，若是一边制动失效或制动力不足，另一边也无能为力，更谈不上所谓的冗余制动了。绝大多数永磁同步主机驱动的电梯出现开门走梯致人剪切死亡事故，就是由于主机制动器的单边制动力小于100%额定载荷才发生的。 既然强制标准要求永磁同步主机冗余的制动器单边最小的制动力应保证在100%额定载荷，那么在当下无法或不具备验证这种主机制动器冗余的制动力情况下，强烈要求国家电梯安全监督管理机构和电梯检验机构，对未验证或单边制动力小于100%额定载荷的主机制动器，取消其冗余度的功能，不能对轿厢上行超速和意外移动进行保护。 笔者是学机械制造的，原来在机-电制动器的教科书里和多年接触制动器的使用过程中，业内很忌讳制动器单边制动。而今天电梯上广泛使用的永磁同步主机冗余的制动器，恰恰就是依赖这种单边制动来达到安全制动的目的。所以笔者心里没有底，试着利用运动学和动力学的原理，计算了主机制动器在125%额定载荷、额定速度下行单边制动时制动力和制动正压力：由于主机制动器是单边制动，所产生的正压力对轴、轴承、制动臂的强度、刚度和主机座就会形成一个很大的单边径向力，严重的话会损坏轴、轴承和制动臂或者使主机座产生位移（曳引轮安装位置发生变化），影响电梯正常的运行。再一个就是计算250%额定载荷、额定速度下行主机制动器两边同时制动时所产生的制动力，对轻载、额定速度制动时轿厢制动减速度的变化和对乘客的影响。 由于笔者不是搞同步主机制动器设计、制造的，手头缺少相应的计算参考资料，恳请同步主机设计、制造人员可根据本文计算得出的125%额定载荷单边制动正压力和250%额定载荷两边同时制动的制动力偶对同步主机的轴、轴承、制动臂的强度、刚度和主机座进行径向力验算，并将计算结果公开，确保其在理论上能满足标准试验的要求。 三、单一组机械部件制动产生的径向力计算 根据GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》假设冗余的制动器，一侧不起作用，另一侧制动器要使具有额定速度下行、125%额定载荷的轿厢制停的制动力。如果单边制动力可以达到制动要求，但带来的副作用：如径向力对轴承、轴、制动臂和主机座的影响应该加以考虑。本文就是通过计算计算单边制动产生的正压力，校核对轴承、轴、制动臂和主机座的影响（这项工作拜托主机厂技术人员了）。 设：轮1（曳引轮+制动轮）为定滑轮，轮2、轮3分别为动滑轮， 摩擦力不计。
五、结论 由此可见：永磁同步主机制动器不可能按照双边250%的额定载重量（单边125%），额定速度下行来调整制动器。如果按此调整，轻载下行制动时就会对乘客和电梯运行带来极大的伤害。如果不按此调整，又不能满足单边制动125%额定载荷的冗余要求。 永磁同步主机制动器存在冗余,目前来说是不可能做到的。所以永磁同步主机驱动的电梯，必须也要增加轿箱上行超速和意外移动的保护。如果一定要其的制动器提供冗余的制动力，就必须做到以下两点：其一，这种制动器的两组制动力必须时时监控，确保每组制动力分别大于100%额定载荷；其二，这种制动器的制动力比没有冗余的制动器几乎增加100%，如果一定要让这种制动器进行冗余制动，就必须对整个电梯进行重新设计。如：增大曳引力、降低制动减速度、对驱动主机的轴和轴承进行径向力和弯矩验算等。 当然，利用永磁同步主机驱动的电梯，确实有很多优点，如节能、体积小、故障率低等，它改变了几十年来机械传动利用减速机驱动机械设备的历史，它的主机制动器还是比传统的单机械部件制动器要安全、可靠，是一个非常好的工作制动器，仅此而已。 文：刘德民 我国电梯的安全状况究竟如何?我认为还是相对安全的。为什么社会和媒体对我国的电梯安全最近提出了很多质疑： 如5月22日央视《新闻30分》栏目，国家局电梯处的张宏伟处长和朱昌明教授分析电梯事故原因讲电梯安全； 7月18日央视晚间《新闻1+1》栏目，朱昌明教授又一次在央视讲述沈阳电梯坠落事故的原因和电梯使用安全； 7月22日质检总局又专门下发（质检特函【2015】37号《关于加强在用电梯工作制动器安全检查的通知》。 2015年8月16日国务院副总理、国家安委会主任马凯将电梯列为中国第四大危险领域，排在煤矿前面，并立即开展安全生产大检查和综合督查。 在短短不到3个月时间内，我国在用电梯受到央视媒体和国务院的集中关照上了头条，不能不说我国电梯安全确实存在事故隐患，到了不治理不行的地步了。作为一名多年从事特种设备检验研究的工程技术人员，从技术角度对我国电梯制动器存在的问题做一个剖析： 轿厢开门走梯致人剪切死亡事故案例： 1、深圳长虹大厦电梯卡死女护士 2、大连五四广场旁住宅电梯卡死女业主 3、厦门华侨大学电梯卡死学生 4、福州世茂外滩电梯卡死业主 5、长沙宏景厦B座电梯卡死女业主 6、杭州新华坊小区电梯卡死女学生 …… 原因： 1、在电梯停层时，厅门和轿厢门打开后，乘客和货物进出轿厢，此时不能排除超载、震动造成工作制动器制动力不足（制动面存在油污、制动器机械部件出现失效如制动片磨损、储能压缩弹簧老化产生塑性变形等）； 2、尽管制动器有足够大的制动力，但仍然会存在超载、震动造成钢丝绳在曳引轮上由于曳引力不足产生滑移（钢丝绳与曳引轮接触面有油、钢丝绳长时间使用变细致使与曳引轮轮槽接触面减小、曳引轮工作面磨损、更换不合格的曳引轮等）； 上述几起死亡事故都是由于制动力不足或曳引力不足造成的恶性事故。 3、变频器控制单元故障，发出错误指令造成开门走梯事故。 轿厢失速坠落或冲顶事故案例： 2015年7月15日沈阳华阳国际大厦电梯失速蹲底至12人受伤 2011年9月10日东莞市南城区鸿福路口鸿福广场写字楼电梯失速坠落蹲底至20人受伤 原因： 由于制动力不足或者是由于超载使制动力不足（同上）造成的失速坠落蹲底事故。 这两起失速坠落蹲底事故，都是由于制动力不足（轿厢带闸制动减速），此时，限速器-安全钳也动作，但安全钳制动力不足（也是带闸制动减速）造成失速坠落蹲底。上述两起坠落蹲底事故算是很幸运了，多多少少制动器和安全钳还是起到一定的制动作用，否则后果不堪设想。 上述前面六单起事故都有惊人的一致，就是乘坐电梯人员进出电梯时，电梯轿厢由于制动力或曳引力不足，产生移动，致人剪切致死。都是工作制动器的问题。 后两起事故也是制动器的问题，不同的是后两起事故电梯轿厢门是关闭的，是电梯在运行途中由于制动器制动力不足刹不住运行的电梯，致使电梯带闸坠落，此时，应该讲非常幸运，毕竟不是自由落体般的坠落。 1、2004年以前出厂电梯的制动器是单机械部件制动器，是不合GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》要求的。（质检特函【2015】37号《关于加强在用电梯工作制动器安全检查的通知》要求“通过加强日常检查和维护保养”来解决这批老电梯的制动器不可靠的问题。坦率的讲依靠人为的加强日常检查和维护保养，可以大大减少类似事故的发生。但仅仅指望人为因素来保证使用单机械部件制动器的老旧电梯安全运行是不可能的。理由是：电梯工作制动器是一个纯机电一体化部件，其制动力的大小是通过调整弹簧来实现的，是动态变化的。维保人员不可能时时刻刻监控制动力的大小，即使使用先进的制动力监测传感器，也只能是监测，一旦监测到制动力不足或失速开门走梯，现有技术也只能望梯心叹，措手无策，也就是说工作制动器一旦失效，就没有任何保护了，只能看着轿厢开门走梯发生剪切伤亡事故，上述多起事故案例也能说明这一点。对于老旧电梯我们现在采取的措施是老梯老办法，仅依靠维保人员进行进行调整和维护。因此，老旧电梯存在巨大的安全隐患。 2、对于GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》标准颁布后出厂的电梯的制动器分为两种情况：一种是仍然安装单机械部件制动器的电梯（异步电机驱动），必须加装一套独立的上行超速保护装置（一般选用夹绳器）；另一种是安装了双机械部件制动器（永磁同步主机驱动）的电梯，这种不需要安装上行超速保护装置，理由是这种制动器有机械冗余（可以视为两个单独的制动器），至于永磁同步主机驱动电梯的冗余制动器的制动性能业内也讨论了十年，我的意见是这种冗余的制动器就算是有冗余也只是工作制动器，一旦失去冗余（制动面存在油污）还不如异步电机制动器。它同样不能有效防止开门走梯致人剪切事故发生。 再一个就是：这种所谓的了双机械部件组成的制动器，说白了就是将一根调整弹簧组成的两个单机械部件制动器，改为由两根单独调整弹簧组成的一个双机械部件制动器。确切的讲，就是一根调整弹簧变为两根调整弹簧。制动器由原来的单制动，变为所谓的双制动（即有冗余度，它可以进行工作制动也可以进行安全制动（上行超速制动还可以进行轿厢意外移动）。这种所谓冗余的制动器实际上就是一个噱头，根本不靠谱（如制动轮表面存在油污，冗余的制动器还能制动吗？这种所谓的冗余有用吗？）。从起重机械制动器的制动性能讲，是不允许进行单边制动的，而起重机上的不允许在电梯上就成了宝贝，可以用于以上三种用途，不知道依据是什么？ 现在我们从主机成本上分析异步电机驱动机构与永磁同步电机驱动机构的差别（以1000kg/1.75m/s为例）：  显然同步电机驱动机构具有巨大的价格优势，不到异步电机驱动机构的一半。再加上其节能（能耗少30-40%），所以近十年来我国同步电机驱动的电梯逐年增加，据专家说现在几乎达到100%；而发达的欧美国家和亚洲其他国家，使用同步电机驱动电梯所占比例本人未做调研不敢瞎说。但有专家告诉我说美国不到30%,其他欧洲国家和香港、韩国、台湾也不多。这么好的东西（价格便宜、安装方便、体积小、节能减排等）十年来为什么老外不用或者不是那么积极的使用呢？我们为什么就那么积极呢？我来告诉你这里的原因：我国电梯考虑的是价格、是节能，是电梯的综合成本，就像维保费似的越少越好。老外考虑的是什么我也不知道。反正我不相信他们落后、保守。我想他们大概考虑最多的就是安全！是人的安全。 根据我国的国情在电梯“轿厢开门走梯”和“轿厢失速坠落或冲顶”的保护上不能参照EN标准，而要参照ASME标准 欧洲EN最新电梯标准（也是我国准备参照后修改的GB7588-2003修改稿），其在对“轿厢开门走梯（意外移动）”和“轿厢失速坠落或冲顶”的最终机械保护是依靠冗余的制动器，并在企业能够保证“根据良好实例和标准要求制造的机械装置”的前提下可以不考虑钢丝绳在曳引轮上产生的滑移引起的意外移动。 美国ASME电梯标准规定：无论是双机械部件制动器还是单机械部件制动器，无论制动器是否存在冗余，都是工作制动器，必须还要加装一套独立于工作制动器以外的紧急制动器。工作制动器与安全制动器不能混为一谈。 由此可见，美国ASME电梯标准在防止上述事故发生的保护上显然要优于欧洲EN标准！ GB7588-2003修改稿将要参照欧洲EN标准，取消“曳引轮上产生的滑移引起的意外移动”，这是十分可怕和大胆的标准转化，如果真的完全按EN标准来要求的话，今后的坠落事故和轿厢开门意外移动剪切人死亡的事故就会大大增加。取消的理由也是非常简单：欧洲最新标准取消了，美国标准也没有要求（实际上美国独立的紧急制动器完全可以解决滑移问题），所以中国标准可以取消。 理由是：我国绝大多数电梯制造企业目前根本做不到欧洲EN标准所要求的前提：“根据良好实例和标准要求制造的机械装置”，也就是说不具备条件。 下面就从“良好的实例和标准要制造的机械装置”两个方面进行论述： 1、“良好的实例”也就是口碑 应该说我国电梯还没有这种实例。我国电梯最不好的口碑是这句乘电梯警示语：“进出电梯门要快进快出，不要在电梯门口停留”。坐电梯就像做贼似的，从来就没有那种从容进入电梯的感觉，既然这样，你能说有良好的实例或口碑吗？ 2、“按标准制造的机械装置”也就是这些装置的质量 电梯的主机（含工作制动器）、安全钳、限速器、夹绳器等至今还没有国家标准，就连型式试验细则还在试行。这些主要部件的质量直接影响到整机的安全。例如：永磁同步主机上的那个由两个制动臂和调整弹簧组成的冗余的双机械部件制动器，它应该用什么材料制作，其强度和刚度，制动臂的安全系数，铸造质量控制等等是不是应该强制规定，这些要命的部件一旦出问题后果不堪设想。还有永磁同步主机的设计制造是不是也要有标准制约，否则哪一天出问题，那就不是小事。现在几十个人的小厂在简陋的厂房内也能生产出几千台同步主机，这些同步主机能说是按标准制造的机械装置吗？ 又如：安全钳的制作。早几年我曾对电梯配件厂制造的安全钳上的主要零件U型弹簧的弹性力做过研究和试验，发现其性能极不稳定，其主要原因就是材料的品质和热处理过程的控制，以及U型弹簧的出厂检验和安全钳制造厂对U型弹簧的进厂检验。这么重要的安全部件连个标准都没有，你能指望它能在救命时起作用吗？上述两起坠落蹲底事故算是很幸运了，多多少少制动器和安全钳还是起到一定的制动作用，如果发生坠落事故的电梯安全钳的U型弹簧的弹性力再小一些或者是再大很多（脆性大发生断裂），安全钳就没有制动能力了，那最终结果肯定发生全部死亡的恶性事故。 再如：现在广泛使用的利用储能弹簧制造的上行超速保护装置中的压缩弹簧，由于其动作原理是先将弹簧压缩储能，一旦需要动作时弹簧释放。试想这样的一个长期受压的弹簧的寿命是不是要有标准要求，由于长期不动作，一旦需要动作时弹簧失效了怎么办？这些部件都是要命的安全部件。所以我国的主要安全部件还不能说是“按标准制造的机械装置”。 纵观我国电梯产品的制造现状和使用等情况，本人认为在“轿厢开门走梯”和“轿厢失速坠落或冲顶”的保护上不能参照EN标准，而要参照ASME标准，不论新老电梯必须还要加装一套独立于工作制动器以外的安全制动器，提高电梯本质安全。这一条应写进电梯标准，强制执行。 我国在用电梯近400万台，如此庞大的使用量给电梯监管机构带来了极大的压力。仅仅依靠加强检查、督查、抽查、维护保养是不能解决根本问题的。根本问题是解放思想，突破原有的条条框框，在电梯安全监管中积极创新，大胆尝试在电梯安全技术上要有所突破，即增加一套独立的紧急制动器，大大提高电梯的本质安全，把被动监管变为主动监管，从根本上解决电梯本质安全问题，杜绝恶性事故的发生。毫不夸张的说，我们的电梯安全要达到这样的要求：不管怎样使用（人为破坏除外），即使是在制动器制动面上浇了一桶油或者是钢丝绳上上存在大量油污，造成制动器制动力不足或曳引力不足，产生移动溜车现象是允许的，但必须要有独立的紧急制动器制动，使意外移动的轿厢在运行的范围内制停，绝对不能造成人员伤亡事故。 电梯出现恶性事故大多数出现在门区，也就是人员进出电梯门时。这个时候可能出现电梯意外移动。前面已经说过，无非就是制动力不足和曳引力不足、控制系统故障等造成的，或者是电梯在门关闭后失控坠落或冲顶，这些故障一旦出现，现有标准制造的电梯是无法避免剪切、蹲底或冲顶事故发生。 根据我国的实际情况，利用（质检特函【2015】37号《关于加强在用电梯工作制动器安全检查的通知》的契机，以政府行政指令的方式，提出高于国家标准的电梯制造和使用要求。具体实施要求就是按照美国ASME电梯标准要求，对所有在用电梯（GB7588-2003以前或以后生产的）必须加装一套独立于工作制动器以外的具有防止轿厢上下意外移动和超速保护功能的安全制动器。这项要求如果能写入标准，可以大大提高我国电梯的使用安全，减少事故发生，杜绝重特大恶性事故发生。 请处领导召集我国机电类专家论证上述意见的可行性。 刘德民 2015年8月21日 |
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