電梯作為交通工具的基本使用要求：在人為可控制的條件下安全地運(yùn)行與停止。在這動(dòng)靜之間，制動(dòng)器尤其重要。它無(wú)時(shí)無(wú)刻地在工作著，包括停電了。
圖一
前世：
至1852年之前，人類使用升降機(jī)的幾千年當(dāng)中，充當(dāng)制動(dòng)器的可能是阻止轱轆轉(zhuǎn)動(dòng)的一根木棒或是桔槔下的一塊石頭。
1852年伊里沙˙格雷夫斯˙奧的斯發(fā)明了世界上第一臺(tái)具有安全裝置的升降機(jī)（lift）;見圖一，這就是他當(dāng)年的專利申請(qǐng)書，也就是后來(lái)在博覽會(huì)上展示平安一墜的那個(gè)安全裝置。它應(yīng)該相當(dāng)于今天電梯中的限速器與安全鉗。請(qǐng)注意在這個(gè)專利中奧的斯使用的是卷?yè)P(yáng)方式驅(qū)動(dòng)繩輪，但已經(jīng)有滾筒對(duì)重了。因?yàn)楣?jié)能而選擇對(duì)重參與到升降機(jī)系統(tǒng)中來(lái)，下行墜落的風(fēng)險(xiǎn)被減小的同時(shí)，上行沖頂?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)被放大了。
成型：
我們?cè)诖酥两窠话倨呤甑倪^(guò)程中要注意以下幾個(gè)節(jié)點(diǎn)。
1、1877年德國(guó)的采礦工程師考業(yè)普在魯爾礦區(qū)發(fā)明并使用了曳引傳動(dòng)-曳引式升降機(jī)出現(xiàn)；原因是節(jié)能而經(jīng)濟(jì)（鋼絲繩由卷?yè)P(yáng)變?yōu)槟Σ?，壽命大大延長(zhǎng)）。制動(dòng)器重要性進(jìn)一步增加。
2、1887年電力驅(qū)動(dòng)應(yīng)用于升降機(jī)；
3、1889年在奧的斯的兩個(gè)兒子的帶領(lǐng)下誕生了一種新型升降機(jī)（當(dāng)時(shí)他們擁有升降機(jī)專利53項(xiàng)），特征是蝸輪減速且電氣控制。“elevator”一詞說(shuō)明一切，美國(guó)人應(yīng)該是集當(dāng)時(shí)升降機(jī)前沿科技的大成者，電梯商業(yè)化的成功，理所當(dāng)然地使其獲得巨大的利益回報(bào)。
4、1903年卷筒強(qiáng)驅(qū)的電梯被曳引摩擦繩輪替代，至此，此后一百多年的電梯結(jié)構(gòu)模式被固定下來(lái)。特征是電力驅(qū)動(dòng)齒輪減速（低速梯）或無(wú)齒輪減速（高速梯），曳引提升，制動(dòng)器作用于齒輪減速機(jī)高速軸（電機(jī)軸），或無(wú)齒輪的曳引輪同軸的制動(dòng)器，有防止墜落和下行超速的限速器與安全鉗。
穩(wěn)定期：
從1908年中國(guó)引進(jìn)第一臺(tái)奧的斯電梯開始，至1952年于天安門安裝的第一臺(tái)中國(guó)制造電梯，是中國(guó)的電梯萌芽時(shí)期(距離美國(guó)整整100年）。再至改革開放，是自力更生階段，這一階段的中國(guó)電梯的整體技術(shù)水平相當(dāng)于美國(guó)二十年代末期的水平，但制動(dòng)器無(wú)論是機(jī)械型式上到電路設(shè)計(jì)上應(yīng)該與國(guó)外無(wú)代差，就是一個(gè)電磁線圈而已。當(dāng)時(shí)廠家和維修人員認(rèn)為它再普通不過(guò)，轂式制動(dòng)器兩個(gè)機(jī)械臂與彈簧加一個(gè)大腦袋線圈，好似可有可無(wú)的東西，（見圖2）
圖二
沒夸張，有的工廠制動(dòng)器閘皮都已磨損光了電梯照舊使用，危險(xiǎn)嗎？當(dāng)然危險(xiǎn)，但卻是相對(duì)危險(xiǎn)。當(dāng)時(shí)的減速機(jī)減速比高，中心距（蝸輪蝸桿）大，一般發(fā)生自鎖。當(dāng)時(shí)市場(chǎng)占主流是低速大噸位的貨梯，異步機(jī)驅(qū)動(dòng)的蝸輪減速機(jī)。松開制動(dòng)器大部分也不會(huì)發(fā)生溜車（如果手動(dòng)盤梯克服靜摩擦則相當(dāng)費(fèi)力）只有在極端環(huán)境下，蝸輪蝸桿嚙合失效，或者滿載超載的情況下會(huì)發(fā)生墩梯與空梯沖頂。但是高速梯（1.6米以上）就情況不同了，減速比小了，中心距也小了，松開制動(dòng)器，一般是負(fù)載重的向下，負(fù)載輕的向上作加速運(yùn)動(dòng)，這些風(fēng)險(xiǎn)隱患被人們認(rèn)為是小概率事件。報(bào)載，九十年代末美國(guó)紐約摩天大樓高速梯沖頂。效率越高失控后反而越危險(xiǎn)，這一悖論難道是僅電梯特有嗎？
因?yàn)殡娞葜苿?dòng)器失效發(fā)生安全事故，這一現(xiàn)象一直被忽視。不說(shuō)國(guó)外，至二十世紀(jì)末，僅簡(jiǎn)易升降機(jī)在國(guó)內(nèi)造成的傷亡事故就讓各地主管部門焦頭爛額了。
從80年代開始，合資品牌的電梯越來(lái)越多，相對(duì)國(guó)內(nèi)廠家設(shè)計(jì)完善，中國(guó)的電梯工業(yè)蒸蒸日上，用市場(chǎng)換技術(shù)的時(shí)代到來(lái)了，那是一個(gè)解決從無(wú)到有的時(shí)期（見圖3，圖4）。
圖片3
圖片4
中國(guó)的電梯標(biāo)準(zhǔn)推出了，但那時(shí)這個(gè)東西應(yīng)該是束之高閣；因?yàn)楫?dāng)時(shí)有勞動(dòng)部門、建委還有各地一些不知名的辦公室都宣稱對(duì)電梯有管轄權(quán)，誰(shuí)會(huì)關(guān)心標(biāo)準(zhǔn)呢？
在1993年一個(gè)電梯前輩的著作解釋了國(guó)標(biāo)的含義，尤其是它的12.4.2條：機(jī)電式制動(dòng)器（也就是業(yè)內(nèi)俗稱的防粘連）。讓我們知道在電梯業(yè)中開門溜梯不僅僅是封門鎖造成的。制動(dòng)器電路只需改善一下，就會(huì)避免事故發(fā)生。僅僅懂得一些機(jī)械的電子的技術(shù)是片面的，整部電梯標(biāo)準(zhǔn)是用人的生命換來(lái)的，每一條都浸滿鮮血。
標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)推出了而沒有相應(yīng)的部門去執(zhí)行貫徹，所以從標(biāo)準(zhǔn)推出后的十余年時(shí)間，在我看來(lái)合資品牌當(dāng)中除迅達(dá)之外，幾乎都有或多或少型號(hào)的電梯不符合國(guó)標(biāo)中的規(guī)定（尤其是12.4.2），我當(dāng)時(shí)很奇怪這些型號(hào)的電梯難道不在歐洲銷售嗎？（因?yàn)?/span>GB7588-87等效EN-81）而就是這樣在歐洲銷售嗎？這種歧視現(xiàn)在依然存在，當(dāng)然歧視形成原因是多方合力的結(jié)果。隨著曳引機(jī)（有齒）減速比越來(lái)越小，中心距越來(lái)越小，效率越來(lái)越高，發(fā)生制動(dòng)器回路觸頭粘連，開門走梯人被夾或墜落底坑的機(jī)率也在增高。
至2000年電梯歸口質(zhì)監(jiān)部門，一切才有法可依。在GB7588-2003推出后，2004年是中國(guó)電梯制動(dòng)器電路皈依標(biāo)準(zhǔn)年，（在東部大城市從事電梯20年以上的人，應(yīng)該對(duì)此有所記憶）這是中國(guó)對(duì)制動(dòng)器控制電路的一次整肅，加上該電路電梯故障率會(huì)上升（因?yàn)槊看味急O(jiān)控接觸器的釋放，如果不釋放則停梯），但避免了事故的發(fā)生。注意：在此期間所有大廠都沒有召回，那時(shí)談?wù)倩卣媸巧萃?，筆者所在的城市，是用戶掏的錢加裝的制動(dòng)器防粘連電路（2017年仍有新聞曝出南方某市制動(dòng)器防粘連被失效，注意這個(gè)“被”字，發(fā)生沖頂事故，也不知維修與檢驗(yàn)員如何做的）。
2004年這個(gè)節(jié)點(diǎn)很關(guān)鍵，當(dāng)年的一些傳言或謠言最后都達(dá)到了目的，其中說(shuō)中國(guó)電梯一年的耗電量要十個(gè)三峽大壩的發(fā)電量，口誅筆伐電梯的電力消耗，那一年被定義為綠色低碳年。幾乎從那一年開始，永磁無(wú)齒輪同步曳引機(jī)開始走向中國(guó)電梯的舞臺(tái)中央，好像是在一夜之間同步機(jī)遍地開花。當(dāng)年國(guó)內(nèi)的傳統(tǒng)曳引機(jī)制造商要么跟上時(shí)代發(fā)展同步機(jī)，要么淘汰出局。反正是有齒輪異步機(jī)不受歡迎了，有的專家大聲疾呼，注意彎道超車時(shí)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，但聲音微弱。（同期國(guó)外的產(chǎn)品，制動(dòng)器作用于電機(jī)軸，相對(duì)保守。見圖5）
圖片5
筆者個(gè)人思考過(guò)，同步機(jī)節(jié)能是當(dāng)然的，但小巧也是主因之一，東西一小巧，就被認(rèn)為是高大上。銷售方、制造方、使用方、安裝方誰(shuí)不愛小巧。在幾年后的展覽會(huì)上，一個(gè)變頻器生產(chǎn)商與筆者吐槽，真的要節(jié)能，變頻梯尤其是高層高速梯，把制動(dòng)電阻取消采用回饋制動(dòng)??！那節(jié)能效果才驚人呢，機(jī)房的空調(diào)都能取消了，怎么也不見誰(shuí)起勁推廣??！
隨著每年幾十萬(wàn)臺(tái)的銷售量，其中當(dāng)然是永磁同步機(jī)曳引機(jī)占主流，事情發(fā)生了變化，制動(dòng)器的設(shè)計(jì)缺陷凸顯出來(lái)了。
前文說(shuō)到過(guò)，有齒輪減速的曳引機(jī)制動(dòng)器作用于電機(jī)軸（高速軸）減速比一般在20-30左右；無(wú)齒輪曳引機(jī)的制動(dòng)器作用于與曳引輪同軸的制動(dòng)輪。同樣一臺(tái)電梯要達(dá)到相同速度與載重，應(yīng)用這兩種不同曳引機(jī)，制動(dòng)器的力矩即便粗略計(jì)算，無(wú)齒輪的制動(dòng)器也要比有齒輪大20倍至30倍才行，退一步算上曳引比，也要在10-15倍以上。原有齒輪曳引機(jī)的轂式制動(dòng)器經(jīng)過(guò)計(jì)算放大，套用到無(wú)齒輪同步機(jī)上，效果不理想，噪音大，穩(wěn)定性不好；塊式，碟式各種制動(dòng)器也被采用，而且制動(dòng)器的角色又多了一個(gè)，在國(guó)內(nèi)充當(dāng)永磁同步曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯中的上行超速保護(hù)執(zhí)行元件（制動(dòng)輪與曳引輪同軸），制動(dòng)器很忙！（見圖6）
圖片6
2004年前后很多的電機(jī)制造廠，跨界過(guò)來(lái)到電梯行業(yè)分一杯羹，有幾十個(gè)牌子，它們大多不太明白或根本不明白其中的道理，照貓畫虎地就干了起來(lái)，2005年有電梯廠向我尋求技術(shù)支持，到山西一個(gè)小縣城解決一臺(tái)同步機(jī)自整定不能通過(guò)的問(wèn)題，電梯廠已經(jīng)搞了一個(gè)星期，所有的電器部件、變頻器、旋編都已經(jīng)更換了兩遍，還是找不到原因。后來(lái)我發(fā)現(xiàn)電機(jī)出廠的銘牌把電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)搞錯(cuò)了，當(dāng)然通不過(guò)自整定。這樣的曳引機(jī)制造廠有很多，它們大都旋即消失于市場(chǎng)中。
同步機(jī)的封星問(wèn)題很重要，在現(xiàn)階段筆者個(gè)人認(rèn)為必須要有。它減輕了電梯停止時(shí)的制動(dòng)器所需的力矩，增強(qiáng)了安全性，加大了安全系數(shù)。有了封星功能的電梯不一定是安全的，但沒有它一定不安全。筆者已經(jīng)有寫過(guò)專門的關(guān)于封星的文章，在此不再贅述。行文至此，昨天有學(xué)生告訴我，他負(fù)責(zé)維護(hù)的同步機(jī)電梯尚有一定量的無(wú)封星功能，松閘就飛車；負(fù)責(zé)維保電梯公司的老板懵然無(wú)知，拼命低價(jià)攬生意；細(xì)思恐極，風(fēng)險(xiǎn)與收入不成正比，年后可能會(huì)用腳投票，告別這個(gè)行業(yè)。
一百多年來(lái)形成的安全認(rèn)知與行業(yè)習(xí)慣是根深蒂固的，關(guān)于電梯停止開門至關(guān)門再次啟動(dòng)期間，大部分電控系統(tǒng)是放任的，這一切全部由制動(dòng)器充當(dāng)“守夜人”，所以事故就理所當(dāng)然的會(huì)發(fā)生。2012年廣州電梯站展，有知名企業(yè)的電控系統(tǒng)開始關(guān)注停梯后的曳引機(jī)制動(dòng)問(wèn)題，但引不起公眾興趣。
北美于2000年實(shí)施ASMEA17.1-2000/CSA，上行超速（ACO）與轎廂開門狀態(tài)下的意外移動(dòng)（UCM）這兩個(gè)姍姍來(lái)遲的名詞進(jìn)入公眾視線。時(shí)間來(lái)到2012年1月1日，歐洲已經(jīng)實(shí)行EN-81+A3。中國(guó)電梯在各種媒體的關(guān)注下戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢地走著。筆者個(gè)人認(rèn)為，一個(gè)世界領(lǐng)先的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在這個(gè)國(guó)家被順利執(zhí)行，則這個(gè)行業(yè)必定領(lǐng)先世界，這二者相輔相成。從業(yè)者與標(biāo)準(zhǔn)制定者都有一顆不浮躁的心，不掩蓋，不推諉，面對(duì)現(xiàn)實(shí)，不當(dāng)鴕鳥；電梯產(chǎn)量不是衡量準(zhǔn)繩，標(biāo)準(zhǔn)低下的高產(chǎn)量電梯是一地雞毛。因?yàn)榇罅康馁Y源被浪費(fèi)，傷痕需要數(shù)十年才能平復(fù)。
筆者親歷的事：一個(gè)有著二百多臺(tái)高層電梯的居民小區(qū)，子夜后，有一定數(shù)量的電梯頻頻啟動(dòng)回首層，經(jīng)視頻檢查無(wú)人使用電梯，而且每次啟動(dòng)的時(shí)間呈遞減趨勢(shì)（在半年的觀察期內(nèi)）。后來(lái)加裝多個(gè)攝像頭才揭開“鬼梯”之謎，在空梯靜止?fàn)顟B(tài)下，制動(dòng)器打滑，電梯轎廂脫離門區(qū)位置系統(tǒng)判斷為位置故障，回首層復(fù)位。這個(gè)由停止到打滑的時(shí)間由新梯的2個(gè)小時(shí)發(fā)展到最后的半小時(shí)（注：該型號(hào)電梯無(wú)封星功能），這是在夜晚無(wú)人使用的狀態(tài)（要感謝夜晚），白天也會(huì)發(fā)生，誰(shuí)都有可能遇到，但白天的風(fēng)險(xiǎn)隱患被掩蓋。物業(yè)與電梯公司會(huì)解釋給乘客--這是系統(tǒng)保護(hù)，很安全的，媒體也在如此宣傳。保護(hù)功能是必不可少的，但是每次都以保護(hù)的名義就不行了。那么為什么不問(wèn)問(wèn)為何頻頻保護(hù)呢？這是電梯的自身功能掩蓋了隱患的典型例子，筆者給當(dāng)事人的建議是，電梯保護(hù)運(yùn)行了，一定查原因，因?yàn)槭裁幢Ｗo(hù)運(yùn)行。電梯人只要有鴕鳥習(xí)性，必定害人害己。空梯抱不住的下一步就是蹲底、就是開門溜梯。
某市質(zhì)監(jiān)局判定某曳引機(jī)制造廠的同步曳引機(jī)不合格，原因是空梯不打開制動(dòng)器手動(dòng)盤梯就可以動(dòng)作，當(dāng)然是向上盤梯；該曳引機(jī)廠訴該質(zhì)監(jiān)局，最后廠家勝訴，因?yàn)橐芬龣C(jī)廠家有國(guó)家型式檢測(cè)合格報(bào)告，檢規(guī)沒有空梯盤梯可盤動(dòng)不合格這一條。真是狗血的劇情，勝訴后該廠工程師去了電梯現(xiàn)場(chǎng)，問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)工人可以盤的動(dòng)是嗎？看來(lái)他也很困惑，從這里我們看出，我們的生產(chǎn)者對(duì)自己的產(chǎn)品僅僅是制造出來(lái)而已，具體到自己的產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)的一切表現(xiàn)盲然不知，這和一些國(guó)外企業(yè)在實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶒?yàn)塔中跟蹤運(yùn)行二十年后推向市場(chǎng)截然相反（otis于80年代發(fā)明直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯在實(shí)驗(yàn)塔中一直在測(cè)試，還有奧德賽系統(tǒng)。個(gè)人贊一句，原創(chuàng)就是原創(chuàng)，大音希聲，足令后來(lái)者汗顏）。
空梯盤梯都可以盤的動(dòng)，那么單臂額載和雙臂125%額載制動(dòng)應(yīng)該就更是笑話了，現(xiàn)在的極端局面是這樣，作以上檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了合格，現(xiàn)場(chǎng)工人會(huì)把制動(dòng)器（轂式的占主流）的彈簧力調(diào)大，一般會(huì)發(fā)生兩種結(jié)果：一，制動(dòng)力過(guò)大，發(fā)生拉斷繩頭的事故等；二，如果可以檢測(cè)合格，這個(gè)被調(diào)整的制動(dòng)力，要迅速調(diào)回原狀態(tài)，不然就無(wú)法正常運(yùn)行了。
我曾經(jīng)問(wèn)過(guò)曳引機(jī)廠的工程師，電磁線圈的推力是按照什么數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的，額定轉(zhuǎn)矩的2.5倍？加大一些是不是好一些，回答是；電磁線圈推力加大，噪音加大，影響產(chǎn)品銷售。
通過(guò)百多年來(lái)的歷史回顧，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)人們一直在節(jié)能，安全性與美觀的外表和舒適性之間逡巡取舍，單純強(qiáng)調(diào)了某一方面的優(yōu)點(diǎn)，必定有另一方面缺點(diǎn)暴露出來(lái)。在此，哲學(xué)勝利了。但愿技術(shù)的進(jìn)步會(huì)讓我們找到一個(gè)越來(lái)越合適的切合點(diǎn)。
2017年電梯已經(jīng)有召回的了，可喜可賀！
2018帶有防止UCM的新標(biāo)準(zhǔn)被貫徹執(zhí)行，筆者用淺顯的語(yǔ)言描述一下個(gè)人理解的防止UCM的中國(guó)方案，它基于兩個(gè)假設(shè)，首先認(rèn)為當(dāng)前的制動(dòng)器是有冗余的，其次，經(jīng)過(guò)型式認(rèn)證的制動(dòng)器，在使用中的磨損或失效是漸進(jìn)式的，不是崩潰式的，有了以上兩個(gè)假設(shè)，那么就有了以下兩個(gè)措施：
1：事前預(yù)判性防護(hù)：
對(duì)制動(dòng)器力矩的檢測(cè)，制動(dòng)器不通電的情況下，給予一定的電機(jī)轉(zhuǎn)矩，通過(guò)控制系統(tǒng)研判旋轉(zhuǎn)編器的脈沖反饋量，來(lái)判定制動(dòng)器力矩是否合格。
2：事發(fā)安全性防護(hù)：
如果電梯在門區(qū)開門狀態(tài)，突然發(fā)生意外移動(dòng)，脫離門區(qū)，由冗余的制動(dòng)器（結(jié)合控制系統(tǒng)零速滿力矩停止轎廂）或附加的制動(dòng)器停止電梯。
現(xiàn)在業(yè)內(nèi)有專家認(rèn)為制動(dòng)器無(wú)冗余，應(yīng)該增加附加制動(dòng)器（北美的普遍做法是增加了鋼絲繩制動(dòng)器，不僅是制動(dòng)器失效的防護(hù)，更廣義地應(yīng)對(duì)了曳引力的失效），另一方認(rèn)為制動(dòng)器有冗余，不需增加。
我們認(rèn)為不妨先讓子彈飛一會(huì)兒，一切交給時(shí)間，在UCMP加裝后，可能很多名義上合格的新梯曳引機(jī)在使用中就會(huì)露出馬腳(空車都抱不住，頻頻報(bào)警),自然會(huì)去更改自己的產(chǎn)品。而細(xì)思極恐的舊梯，國(guó)家不是正在補(bǔ)貼改造嗎？
只要走在路上了，總會(huì)一步一步接近目標(biāo)，當(dāng)然前提是方向要正確。