自動扶梯和自動人行道防逆轉保護分析研究

東芝電梯（沈陽）有限公司 遼寧沈陽 110168

摘要：隨著社會的發(fā)展，人們的生活水平的提高，自動扶梯在許多大型商場、超市、機場、地鐵等公共場所的大量使用，自動扶梯已成為這些公共場所必備的運輸工具，對自動扶梯超速和非操縱逆轉保護功能的檢測一直以來都是行業(yè)的棘手問題，沒有通用的檢測方法，檢驗人員在檢驗時針對不同的自動扶梯往往要采用不同的檢驗方法，對相同型號的扶梯，不同的檢驗人員也往往會采用不同的方法。

關鍵詞：自動扶梯；自動人行道；防逆轉保護

1導言

自動扶梯“逆轉”是指自動扶梯在運行中非人為的改變其運動方向的一種現(xiàn)象，自動扶梯無論是上行還是下行，都有可能發(fā)生逆轉。我國GB 16899-2011《自動扶梯與自動人行道制造與安裝安全規(guī)范》中已對超速和非操縱逆轉保護裝置明確提出了要符合可編程電子安全相關系統(tǒng)（PESSRAE）的要求，但在用的很多自動扶梯的超速和非操縱逆轉保護裝置與現(xiàn)有標準要求不符，且存在一定的設計缺陷，因此需要在日常維護保養(yǎng)和定期檢驗中對自動扶梯的超速和非操縱逆轉保護裝置進行準確檢測和驗證，才能保證扶梯的安全運行。

2扶梯逆轉事故的危害

所謂自動扶梯逆轉事故是指自動扶梯在正常運行過程中，因機械或電氣故障等原因，其運行方向發(fā)生改變而引發(fā)的事故。它的發(fā)生可能造成乘客跌落、撞擊、擠壓、踩踏等情況，從而可能導致嚴重的人身傷害事故。因自動扶梯多安裝在公共場所，事故所造成的社會影響非常大，往往成為社會輿論關注的焦點。

3扶梯逆轉事故的原因分析

通過對扶梯逆轉事故的分析，我們發(fā)現(xiàn)導致扶梯逆轉的原因有很多種，主要包括：扶梯本身的逆轉保護設計缺陷是主要原因，也有檢驗、維保、使用、管理等方面的問題。

3.1驅動系統(tǒng)故障

驅動系統(tǒng)有主傳動系統(tǒng)和扶手帶驅動系統(tǒng)，自動扶梯的運行是驅動主機輸出的動力通過驅動鏈和主傳動鏈輪傳輸?shù)街鱾鲃酉到y(tǒng)和扶手帶驅動系統(tǒng)。這些傳動部件均承受力，其中受力較大的是連接和固定這些傳動件的零部件，如驅動主機固定螺栓、驅動鏈鏈接銷、梯級鏈的鏈接銷等，這些部件一旦斷裂或松脫，傳動部件就會無法控制，還有扶手帶的驅動力不足、斷裂等，均會影響自動扶梯的安全運行。

3.2驅動主機的固定螺栓斷裂或松脫

驅動主機通過固定螺栓安裝在上桁架機房內主機座上，自動扶梯運行時產生震動和驅動主機傳輸動力的影響，當固定螺栓的強度不滿足設計要求，或未增加止動墊圈固定，在長時間的運行中，可能會產生斷裂或松脫。例如北京地鐵發(fā)生的自動扶梯事故，據(jù)北京市質量技術監(jiān)督局認定事故直接原因也是因固定零件損壞，使驅動主機發(fā)生偏移，驅動鏈脫落，造成扶梯下滑。

3.3驅動鏈、梯級鏈的磨損或斷裂

驅動主機通過驅動鏈驅動主傳動鏈輪，主傳動鏈輪帶動梯級鏈，這些傳動部件承受拉力，在自動扶梯長期運行的過程中，疏于維護保養(yǎng)，特別在自動潤滑系統(tǒng)油泵不供油或供油不穩(wěn)定，自動扶梯處于失油狀態(tài)下運行，都會造成梯級鏈、驅動鏈嚴重磨損，甚至斷裂的風險。梯級鏈嚴重磨損，也導致梯級運行的擺動。

3.4梯級下陷

自動扶梯正常運行時，梯級前滾輪和后滾輪作用于導軌上，保持梯級踏面的水平。若梯級滾輪存在制造缺陷或在長期運行梯級滾輪磨損、剝離、龜裂，而引起梯級滾輪外形尺寸的變化，導致梯級不能與梳齒板的嚙合（參見國標G B16899-2011中5.7.2.5條）?；蛞驗椴豢深A見的誤用搬運重量大于規(guī)定的載荷作用在梯級上，也可能導致梯級和導軌變形，而導致梯級不能與梳齒板的嚙合。

3.5扶手帶驅動裝置故障

自動扶梯中扶手帶的運動大都設計成利用摩擦力來驅動，大體可分為兩種類型：直線壓輥式傳動和曲線壓帶式傳動。引起扶手帶驅動裝置故障的原因較多，有安裝、維護保養(yǎng)、制造等原因。

3.5.1扶手帶打滑或斷裂

自動扶梯正常運行時，扶手帶與梯級同步運行（運行速度相對于梯級實際速度的允差為0%～+2%）。倘若扶手帶驅動系統(tǒng)的驅動力不足，將難于保證扶手帶與梯級的同步運行，引發(fā)扶手帶打滑現(xiàn)象，造成自動扶梯乘客的失穩(wěn)或跌倒。導致扶手帶驅動系統(tǒng)的驅動力不足，最主要的原因是扶手帶驅動裝置的壓緊力不足，引起驅動扶手帶的摩擦力不足。由于自動扶梯長期運行，或維護保養(yǎng)工作不到位，都會引起扶手帶的老化、磨損，而導致扶手帶斷裂可能，也會造成自動扶梯乘客的失穩(wěn)或跌倒。

3.5.2扶手帶驅動力失效

對于曲線壓帶式傳動，壓帶裝置在安裝過程中的安裝誤差，可能將影響三個壓緊滾輪的旋轉中心線不平行和扶手帶與多楔帶的接觸面不能完好貼切，致使得多楔帶在隨扶手帶運行中，從壓緊滾輪脫落，扶手帶失去驅動力。

對于直線壓輥式傳動，扶手帶驅動裝置在安裝過程中，由于桁架焊接變形誤差，安裝調整不到位，鏈條與鏈輪有咬邊現(xiàn)象，隨自動扶梯的運行，可能致使扶手帶驅動鏈或傳動鏈脫落，特別在鏈條潤滑不足或沒有潤滑的條件下，更容易發(fā)生。制造缺陷也是導致鏈輪軸類零件斷裂的主要原因。

4防逆轉保護的具體要求

4.1人為動作開關法

人為動作電氣開關，用鑰匙開自動扶梯，觀察扶梯是否能運行。這種檢測方法的優(yōu)點是簡單快捷，缺點是適用范圍窄，僅僅適合于采用機械原理設計的超速或者逆轉保護裝置的檢驗，不適用測速原理設計的保護裝置；其次是該方法只能實現(xiàn)定性檢測，不能定量檢測。機械式超速保護裝置原理（如圖1所示）與垂直電梯的限速器類似，憑借自動扶梯超速時，甩塊在離心力的作用下撞擊電氣開關，從而實現(xiàn)電氣保護功能。

圖1機械式超速保護裝置示意圖

通常在檢驗時，人為的動作電氣開關后，用鑰匙開啟扶梯，扶梯不能啟動，就認為扶梯的超速保護功能合格了。這種方法的局限性是只能驗證電氣開關的好壞，以及電氣開關是否能斷開安全回路，并不能驗證扶梯在速度到達名義速度1.2倍前，該速度限制裝置能否切斷扶梯的電源。有這樣的可能，超速保護裝置的電氣開關是完好的，但是由于開關調整不當或超速保護動作整定值校調不當導致扶梯超速時，保護裝置不動作。筆者遇到過類似情況，如超速保護裝置的電氣開關功能完好，但是超速保護裝置的甩塊被油污卡死，不能觸發(fā)開關動作。

圖2所示的是比較常見的一種機械式逆轉保護裝置。

圖2機械式逆轉保護裝置示意圖

4.2盤車法

很多檢驗人員采用反向盤車法來驗證扶梯逆轉保護裝置的有效性，優(yōu)點是比較直觀，缺點是操作麻煩，有些扶梯沒有盤車裝置或空間，而且只適用于機械式逆轉保護裝置和部分具有方向判別的傳感器式保護裝置。其次還容易引起誤判，把電機電源線拆除后，用鑰匙開扶梯，扶梯電氣系統(tǒng)很可能因為檢測到電機開路而啟動保護（尤其有變頻器驅動的扶梯，變頻器能檢測到輸出開路），這并非是扶梯的逆轉保護功能起作用，而檢驗員很