电梯直压鼓式制动器的结构原理、失效案例及其防范措施

作者：刘洲平，刘东洋，林铄众，庄小雄，何京，张亨，龙枫（深圳市特种设备安全检验研究院） ｜ 《中国电梯》2025年第6期

随着在用电梯数量的快速增长，电梯的安全问题日益受到社会关注。制动器作为电梯的重要部件，在使用过程中出现失效引发的事故时有发生。电梯制动器按结构一般可分为鼓式制动器和盘式制动器两大类。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11026.html

在GB/T 26665—2011《制动器术语》中，鼓式制动器的定义为用圆柱面作为摩擦副接触面的制动器，盘式制动器的定义为用圆盘的端面作为摩擦副接触面的制动器。电梯鼓式制动器按结构可分为杠杆鼓式制动器(多为柱塞式)和直压鼓式制动器，盘式制动器可分为钳盘式制动器和轴向盘式制动器。在本文中，笔者介绍直压鼓式制动器的使用现状和结构原理，分析直压鼓式制动器失效的检验检测案例，总结直压鼓式制动器的失效风险点，并提出风险防范措施，为相关人员提供参考。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11026.html

1 电梯直压鼓式制动器的使用现状和结构原理

1.1 使用现状

截至2024年9月，深圳市在用电梯的制动器中鼓式制动器数量占比超过76%，其中杠杆鼓式制动器和直压鼓式制动器数量占比分别为42%和34%。从使用年龄上来看，在使用年龄15年以上的老旧电梯中，杠杆鼓式制动器数量占比高达85.4%，但随着近年来新装电梯数量的增加和老旧电梯的陆续更新，直压鼓式制动器的数量占比呈现快速增长的趋势，在使用年龄不超过5年的在用电梯中，直压鼓式制动器的数量占比达到了61.8%。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11026.html

杠杆鼓式制动器在电梯上的应用历史较长，相关研究也比较多。早在2021年国家市场监督管理总局办公厅发布了《关于开展电梯鼓式制动器安全隐患专项排查治理的通知》(市监特设函﹝2021﹞564号)，要求各地进行鼓式制动器安全隐患排查治理。可见，杠杆鼓式制动器在长期运行中暴露的系统性风险已经被重点排查治理，遗留风险被辨识后也引起了多方重视，通过加强维保和监管等措施有效控制了风险。而直压鼓式制动器在十多年前才开始普及，应用历史相对较短，但也逐渐暴露出一些风险。随着使用年龄的增加，直压鼓式制动器是不是也会像杠杆鼓式制动器那样出现系统性失效风险？因此非常有必要研究电梯直压鼓式制动器的失效风险，以对这些风险进行正确辨识。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11026.html

1.2 结构原理

某常见的直压鼓式制动器的结构如图1所示，静铁芯通过4个安装螺栓与驱动主机制动器基座相连，同时在静铁芯与基座间设置有制动气隙(动铁芯和静铁芯的间隙)调节套筒，各制造单位对安装螺栓和制动气隙调节套筒的紧固力矩大小有明确规定，以确保静铁芯与基座的可靠固定。制动气隙调节套筒具有双重功能：1)为动铁芯提供导向作用；2)用来调整静铁芯与基座之间的距离(也是动铁芯和静铁芯的间隙)。制动气隙的大小至关重要，在其他条件一定的情况下，会影响制动力的大小。制动气隙可间接反映出制动弹簧的压缩量，通过调整制动气隙可以补偿因制动片磨损导致的制动力损失。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11026.html

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下面介绍直压鼓式制动器合闸、正常松闸、手动松闸和降噪的工作原理。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11026.html

1)合闸。当电梯轿厢平层、电梯断电或故障检修时，电磁铁处于断电状态，动铁芯在静铁芯内置多个制动弹簧的作用下动作，使制动片压紧制动轮，制动片与制动轮相互摩擦使曳引轮制动。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11026.html

2)正常松闸。当电磁铁的电磁线圈通电时，电磁铁的动铁芯在电磁力的作用下，克服制动弹簧的压紧力动作，使制动片松开制动轮。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11026.html

3)手动松闸。手动松闸装置常见的形式有滚珠式(见图2)和杠杆式(见图3)。①滚珠式手动松闸装置的结构原理：将松闸手柄(曳引机附件)套在松闸螺母上，同时转动两松闸手柄，电磁铁的动铁芯克服制动弹簧的压紧力动作，使制动片松开制动轮。转动松闸螺母时，其内嵌的滚珠顶将向外侧移动并通过松闸螺栓带动动铁芯松闸。通过设计滚珠的直径大小、松闸螺母和静铁芯的圆凹槽深浅，与规定的制动气隙值相匹配，可以使松闸螺母转动过程中实现手动开闸且滚珠不会脱离内嵌的两个圆凹槽(制动气隙在规定范围)。此时一旦松闸力消失，在制动弹簧力作用下松闸螺母会自动回位到滚珠中心嵌合位置；②杠杆式手动松闸装置的结构原理：在动铁芯上设置带有内螺纹的孔，需要手动松闸时拧入松闸螺栓，再通过松闸扳手撬动松闸螺栓使其克服弹簧力来释放制动器。文章源自特考一点通特考一点通-https://www.tkydt.cn/11026.html

4)降噪。制动器的噪声主要与制动力矩、制动气隙、降噪机构和电磁铁电气控制等因素相关，降噪机构的作用是降低正常松闸时动铁芯与静铁芯之间碰撞时产生的噪声。直压鼓式制动器采用的降噪机构主要有3种类型：①带可调缓冲垫的降噪机构(见图4)，原理是通过消声调节螺钉调节其前端缓冲垫伸出电磁铁静板(静铁芯)表面的距离，从而使衔铁动板(动铁芯)在正常松闸时与电磁铁静板撞击前得到一个缓冲降噪的作用；②不可调节的降噪机构，直接将缓冲垫镶嵌在电磁铁静板上；③以金属弹性件替代缓冲垫或将缓冲垫内置，以避免缓冲垫老化破碎后散落入制动气隙的风险。

2 电梯直压鼓式制动器失效的检验检测案例

受设计、制造、安装、维保等环节中的多种因素影响，在定期检验检测过程中偶尔会发现直压鼓式制动器失效的案例。下面对5则案例进行具体分析。

2.1 案例一：制动片与制动轮不匹配

如图5所示，在某无机房电梯定期检验中，发现该电梯制动器制动组件A动作不灵活，且动作行程较小(该电梯制动器制动组件分两组设置，分别命名为制动组件A和制动组件B)，在井道外对制动组件B进行松闸操作，以测试制动组件A的制动力矩，发现轿厢上溜一段距离后才停止运行。

拆解制动组件A后，发现制动片的半径明显小于制动轮的半径，只有上下两端边缘有明显的磨损(见图6)，其余部分与制动轮在合闸时不贴合，导致制动能力下降。

那为什么松开制动组件B后轿厢会上溜一段距离才停止运行呢？当松开制动组件B时，制动组件A的制动力不足以使空载轿厢保持静止状态，于是轿厢上溜。制动片1处磨损，导致制动组件A上下部弹簧力偏斜减小，卡阻力减小，于是制动片2处也能贴合制动轮，轿厢随即被制停。

结合前述结构原理，直压鼓式制动器的制动片更换不匹配时会导致制动力不足，且4个用于调整制动气隙和定位静铁芯的制动气隙调节套筒与动铁芯的内嵌孔配合处如果出现受力偏斜，会形成制动气隙调节套筒与动铁芯之间的摩擦阻力。当受力偏斜较大时，这种阻力会影响到制动器的松闸或合闸。

2.2 案例二：异物进入制动气隙导致制动力不足

在对某有机房电梯进行定期检验时，初步检查发现该电梯的直压鼓式制动器外观无明显损坏或锈蚀，装上松闸装置后可以正常松闸，动作灵活。由于该次检验需进行125%额定载荷下行制动试验，将轿厢停靠在最底层层站并向轿厢内加载125%额定载荷的砝码，此时轿厢仍能正常向上运行。当轿厢运行至顶层平层，曳引机停止运行且制动器合闸后，在机房内发现轿厢出现缓慢“溜车”现象。由于此时轿厢侧重量远大于对重侧重量，制动器又无法提供足够的制动力，使得曳引轮在制动器合闸状态下仍然保持缓慢转动，轿厢持续下行。由于该电梯具备再平层功能，于是曳引机反复启动运行，将轿厢移动至平层位置后合闸。但由于该直压鼓式制动器制动力不足，轿厢持续发生缓慢“溜车”现象，如此反复。经拆解制动器发现，两侧制动组件缓冲垫均有老化破碎现象，破碎的缓冲垫散落在制动器制动气隙中，造成制动力下降。在本案例中，破碎的缓冲垫散落在制动气隙中的不利影响有以下3个方面。

1)散落破碎的缓冲垫后，制动片开闸行程变小，动铁芯的开闸阻力变大，可能导致拖闸运行，制动片磨损后，制动力下降。

2)破碎的缓冲垫如果进入到动铁芯和制动气隙调节套筒之间，会造成卡阻，影响制动器的松闸或合闸。

3)因破碎的缓冲垫散落的位置不同，造成开闸后制动片打开不均匀(偏斜)，使制动片发生局部磨损且增大动铁芯和制动气隙调节套筒之间的阻力。长期运行后，会造成合闸时磨损部位的制动片无法贴合制动轮，制动片与制动轮之间的接触面积减小，制动器下部弹簧的压紧力无法传递到制动轮上，致使制动力下降。

2.3 案例三：松闸装置卡死不复位

在某次电梯定期检验过程中，检验人员对直压鼓式制动器进行手动松闸试验。对制动器一侧进行手动松闸，当松闸扳手动作到一定位置松手时松闸装置卡阻，制动器无法复位(见图7)，存在严重安全隐患。松闸机构在松闸外力消失时，制动器应自动复位合闸并保持足够的制动力。该电梯制动器采用的松闸结构形式是滚珠式，经现场检查，发现松闸机构预留的松闸间隙过大，从而使松闸螺母可转动角度变大后松闸螺母圆凹槽面脱出滚珠，此时松闸螺母与滚珠接触面变为平面，当外力消失时弹簧力不能通过平面使松闸螺母复位，动铁芯无法自动回复原位，从而造成制动器失效。由此可见，松闸机构预留的松闸间隙过大不仅会造成不能完全实现开闸，还可能造成开闸后外力消失时无法自动复位(如人力撤销或滚珠外溢到平面后断电)。

此外，还需要特别留意的是松闸螺母的预留松闸间隙也不能过小，否则一旦制动片出现磨损后制动力无法自行补偿。对于预留的松闸间隙应严格遵循电梯制造单位的规定。

2.4 案例四：动铁芯动作卡阻使制动器制动力下降

在对某电梯进行定期检验时发现，直压鼓式制动器制动力严重下降。在底层向轿厢内加载125%额定载荷的砝码时出现溜梯现象，在轿厢空载时用松闸工具松开一组制动组件时，另外一组制动组件亦无法制停空载轿厢。拆解后发现制动气隙调节套筒表面出现锈蚀，有粉尘进入内部阻碍动铁芯正常工作(见图8)，导致制动系统机械卡阻，造成制动器失效。原因可参见本文第2.2节案例二分析。

2.5 案例五：制动片与制动轮工作面存在油污

在对某曳引驱动载货电梯进行自行检测时发现，当打开制动器一组制动组件时，处于空载状态的轿厢出现上溜，仔细查看发现制动器制动片与制动轮工作面均存在油污。经检查发现，油污来源是钢丝绳与曳引轮长期运行中浮出的润滑油脂，向外飞溅到制动闸瓦及制动轮工作面上。电梯制造单位设计制造电梯时，未考虑到对可能产生油污染的部位进行适当防护；而维保单位未对制动器进行定期清洁与检查，及时清除油污堆积。

3 现行检验检测规则对电梯直压鼓式制动器要求的局限

在现行检验检测规则TSG T7001—2023《电梯监督检验和定期检验规则》和TSG T7008—2023《电梯自行检测规则》中，对制动器的要求有：制动器动作灵活，制动闸瓦与制动轮工作面不应有油污，电梯运行时不发生摩擦，制动性能应满足一定条件，每6年进行一次125%额定载荷制动试验。检验人员虽然能够根据现行检验检测规则对制动器整体制动力进行定性的判断，但受直压鼓式制动器的结构限制，无法科学地结合产品要求对其他关键指标进行判断，不能预见制动器关键部件及整体后期的可靠性。现行检验检测规则中对于直压鼓式制动器有可能导致失效的制动气隙、松闸间隙、动铁芯行程阻力等潜在失效风险点无相关检验检测要求。

鉴于在现行检验检测规则中对需要定期拆解保养的柱塞式电磁铁型式的杠杆鼓式制动器专门提出了专项风险防范要求，笔者认为也非常有必要针对直压鼓式制动器存在的失效风险增补防范要求。

4 电梯直压鼓式制动器的失效风险点及其防范措施

4.1 失效风险点

结合直压鼓式制动器的结构原理和失效的检验检测案例，总结直压鼓式制动器的主要风险点如下：1)制动气隙调节套筒锈蚀后引起动铁芯动作卡阻。2)内部的缓冲垫老化破碎(或金属锈粉、粉尘等外部异物)散落入制动气隙调节套筒与动铁芯之间，导致卡阻。3)内部的缓冲垫老化破碎(或金属锈粉、粉尘等外部异物)散落入静铁芯与动铁芯之间，导致开闸不畅。4)调整不当引起制动气隙调节套筒和动铁芯动作卡阻。5)手动松闸装置调整间隙不当(或松闸部件受损)，导致制动器失效。6)零部件更换不匹配，导致制动器失效。7)制动工作面被油污染，导致制动器失效。

4.2 风险防范措施

1)年度维保或定期检验检测时增补轿厢空载上行制动器分组制动试验，使各组制动组件的制动力状态分别得到确认。

2)维保和定期检验检测时结合使用环境检查制动气隙调节套筒的表面状态，异常时(如锈蚀)及时更换。鉴于动铁芯、静铁芯之间因内部缓冲垫老化破碎(或金属锈粉、粉尘等外部异物)散落入易引起卡阻，在维保时应按规定周期并参考噪声指标更换缓冲垫，并确认防外部异物措施有效。

3)鉴于制动气隙直接涉及制动力是否足够，应在制动器上或其附近标识出制动气隙范围值及检查方法，便于维保和定期检验检测时确认制动气隙是否符合要求。鉴于松闸间隙会影响磨损自动补偿功能、松闸效果和松闸后外力消失能否自动复位，应在制动器上或其附近标识出松闸间隙范围值及检查方法，便于维保和定期检验检测时确认该间隙是否符合要求。鉴于各电梯制造单位维保资料对制动片磨损程度有报废要求，建议在制动器上或其附近标识出制动片报废指标及判定方法，便于维保和定期检验检测时确认制动片是否达到报废要求。

4)鉴于制动气隙调节套筒与动铁芯的内嵌孔配合处如果出现额外阻力会影响到制动器的松闸或合闸，在维保和定期检验检测时应对该配合处是否顺畅进行检查，例如制动气隙四周是否均匀且在规定范围内，动作过程是否出现局部明显滞后情形。对于在正常工作过程中制动工作面存在被油或其他异物污染可能的情况，应增设防护装置或加大定期检查清洁频次。

5)制造单位应严格按照相关技术规范和标准设计制造制动器，并对在用制动器的使用情况进行跟踪，对现场使用过程中发现的风险及时进行预防，并向电梯使用单位、维保单位提供必要的技术支持。建议制造单位将在用制动器的维保资料进行完善并公示在网上，在制造的新曳引机上设置二维码，便于相关人员准确获取详细的制动器维保资料。

6)维保单位应严格按照相关技术规范和制造单位维保资料的要求对制动器进行维保，根据电梯环境因素、使用频率等制定相适应的维保计划，加强作业人员相关的技能培训和维保质量监督，对制动器作业人员进行授权，确保作业人员有足够的能力拆解、清洁、润滑、调整和更换制动器。

7)各级监管机构组织相关单位收集在用电梯制动器的维保资料，形成电子资料库，在每一台在用电梯的曳引机上设置二维码，便于现场准确获取详细的制动器维保资料。