一起自動(dòng)扶梯倒溜事故引發(fā)的思考

劉小暢 梁 驍（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 上海 200333）

一起自動(dòng)扶梯倒溜事故引發(fā)的思考

劉小暢 梁 驍
（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 上海 200333）

本文在對(duì)一起地鐵車站自動(dòng)扶梯倒溜事故進(jìn)行了分析，主原因?yàn)橹黩?qū)動(dòng)鏈條斷裂和附加制動(dòng)器未可靠動(dòng)作；通過對(duì)主驅(qū)動(dòng)鏈條的材料、制造工藝、裝配工藝、維護(hù)保養(yǎng)和附加制動(dòng)器動(dòng)作情況的詳細(xì)分析，最后從設(shè)備本體安全和管理兩個(gè)方面提出相應(yīng)的解決措施和避免類似事故再次發(fā)生的幾點(diǎn)建議。

地鐵車站 自動(dòng)扶梯 倒溜

1　事故概況描述

2014年4月2日上午上班早高峰期間，某市地鐵車站換乘通道內(nèi)一臺(tái)正在向上運(yùn)行的自動(dòng)扶梯突然發(fā)生故障倒溜，站在自動(dòng)扶梯上的乘客紛紛從高處滾落，造成數(shù)十名乘客受傷送醫(yī)，所幸均無生命危險(xiǎn)。

2　事故設(shè)備基本情況

該事故自動(dòng)扶梯屬于公共交通型自動(dòng)扶梯，2008年10月出廠，額定速度為0．65m/s，梯級(jí)寬度為1000mm，提升高度為5．8m，傾斜角為30°。該事故自動(dòng)扶梯早晚上班高峰均處于重載運(yùn)行，事故發(fā)生之前一直處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

3　事故現(xiàn)場(chǎng)勘查情況

經(jīng)開機(jī)檢查，該自動(dòng)扶梯的主驅(qū)動(dòng)鏈條已斷裂，并散落在上基坑內(nèi)，主驅(qū)動(dòng)鏈條周邊積滿油垢（見圖1），潤(rùn)滑油壺的油位已經(jīng)處于警戒線以下，主驅(qū)動(dòng)鏈條斷鏈保護(hù)開關(guān)未動(dòng)作（見圖2）。再仔細(xì)勘查附加制動(dòng)器，發(fā)現(xiàn)附加制動(dòng)器的觸發(fā)電磁鐵未處在動(dòng)作位置上，執(zhí)行機(jī)械機(jī)構(gòu)（制動(dòng)靴與摩擦輪）上也未有動(dòng)作后留下的磨痕（見圖3）。

圖1　主驅(qū)動(dòng)鏈條斷裂

圖2　斷鏈保護(hù)開關(guān)未動(dòng)作

圖3　附加制動(dòng)器未動(dòng)作

4　事故產(chǎn)生原因分析

事故的直接原因是自動(dòng)扶梯主驅(qū)動(dòng)鏈條的過渡鏈板斷裂，而自動(dòng)扶梯倒溜過程中附加制動(dòng)器未動(dòng)作。經(jīng)對(duì)過渡鏈板斷口的金相分析，失效方式為疲勞斷裂，斷裂的過渡鏈板見圖4。

圖4　過渡鏈板斷鏈

4.1主驅(qū)動(dòng)鏈條斷鏈分析

●4.1.1主驅(qū)動(dòng)鏈條材料分析

主驅(qū)動(dòng)鏈條為雙排鏈，型號(hào)為20A-2，節(jié)距為31．75mm。經(jīng)材料檢測(cè)，所使用的材料碳含量偏高，在鏈板內(nèi)外表面均存在脫碳現(xiàn)象（見圖5）。

圖5　鏈板表面存在脫碳現(xiàn)象

●4.1.2主驅(qū)動(dòng)鏈條制造工藝分析

該事故自動(dòng)扶梯所使用的主驅(qū)動(dòng)鏈條為奇數(shù)鏈節(jié)，當(dāng)鏈條的鏈節(jié)節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，鏈條頭尾均為外鏈節(jié)或均為內(nèi)鏈節(jié)，此時(shí)為了將鏈條的頭尾連接起來所采用的鏈節(jié)即是過渡鏈節(jié)。使用過渡鏈節(jié)，對(duì)于鏈條的強(qiáng)度有較大影響，其極限拉伸強(qiáng)度也相應(yīng)降低。因存在過渡鏈節(jié)（偶數(shù)節(jié)則不存在過渡鏈節(jié)），其過渡鏈板經(jīng)過機(jī)械折彎，還存在應(yīng)力集中，鏈條使用壽命也隨之降低。依據(jù)GB/T 1243—2006《傳動(dòng)用短節(jié)距精密滾子鏈、套筒鏈、附件和鏈輪》第3．6項(xiàng)“過渡鏈節(jié)”建議：“對(duì)于重載系列的鏈條或承受高應(yīng)力載荷的鏈條不應(yīng)使用過渡鏈節(jié)”。過渡鏈節(jié)將降低鏈條的使用壽命。采用了過渡鏈節(jié)，相應(yīng)的其動(dòng)載強(qiáng)度值也應(yīng)當(dāng)相應(yīng)減少。因此對(duì)于類似地鐵車站自動(dòng)扶梯的繁重工況，不推薦使用過渡鏈節(jié)。

●4.1.3裝配工藝分析

鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊形特征有關(guān)，將此現(xiàn)象稱為鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)。由于鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)，鏈條與鏈輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不可避免的產(chǎn)生沖擊，尤其當(dāng)鏈條伸長(zhǎng)，節(jié)距隨之?dāng)U大，鏈條在鏈輪上的沖擊變得更大，鏈條的磨損也加劇，并伴隨產(chǎn)生劇烈噪音。通過調(diào)整鏈條伸長(zhǎng)可以暫時(shí)保證鏈條與鏈輪正常嚙合，但調(diào)整到極限后，驅(qū)動(dòng)鏈應(yīng)當(dāng)判廢。同樣，隨著鏈條節(jié)距的擴(kuò)大，磨損的加劇，鏈條的跳動(dòng)也增大，鏈條不能與鏈輪正常嚙合，導(dǎo)致鏈條產(chǎn)生脫落、斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，通過增加主驅(qū)動(dòng)鏈條自動(dòng)張緊裝置，可以適當(dāng)減輕主驅(qū)動(dòng)鏈條傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)，相應(yīng)的可以減緩磨損。

●4.1.4維護(hù)保養(yǎng)分析

地鐵車站客流量大，使用頻率高，滿載周期長(zhǎng)，設(shè)備使用條件較為惡劣，相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)要求較高。經(jīng)事故調(diào)查人員開機(jī)檢查，主驅(qū)動(dòng)鏈條上沾滿油垢，潤(rùn)滑油壺中的油位已在吸油口以下（見圖6），導(dǎo)致主驅(qū)動(dòng)鏈條缺潤(rùn)滑油，鏈條與鏈輪之間做干摩擦，自動(dòng)扶梯在運(yùn)行過程中，鏈輪和主驅(qū)動(dòng)鏈條磨損加劇，主驅(qū)動(dòng)鏈條所受拉力也隨之急劇加大，這大大降低主驅(qū)動(dòng)鏈條的使用壽命，斷裂風(fēng)險(xiǎn)也隨之加大，見圖7。

圖6　油位已在標(biāo)準(zhǔn)刻度以下

圖7　鏈輪磨損

4.2附加制動(dòng)器未動(dòng)作分析

事故自動(dòng)扶梯附加制動(dòng)器設(shè)置在主驅(qū)動(dòng)輪上，觸發(fā)其動(dòng)作的監(jiān)測(cè)裝置有兩組：設(shè)置在驅(qū)動(dòng)主機(jī)高速軸上的超速逆轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)探頭和設(shè)置在主驅(qū)動(dòng)鏈條上的斷鏈保護(hù)開關(guān)。根據(jù)GB 16899—2011《自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范》中第5．4．2．2．4項(xiàng)規(guī)定，附加制動(dòng)器應(yīng)在下列任何一種情況下都應(yīng)起作用：a)在速度超過名義速度1．4倍之前；b)在梯級(jí)、踏板或膠帶改變其規(guī)定運(yùn)行方向時(shí)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，主驅(qū)動(dòng)鏈條斷鏈后，驅(qū)動(dòng)主機(jī)高速軸仍在旋轉(zhuǎn)，因此不滿足上述附加制動(dòng)器的觸發(fā)條件，附加制動(dòng)器未能動(dòng)作；再次，設(shè)置在主驅(qū)動(dòng)鏈條上的壓鏈滑塊由于未按照其產(chǎn)品要求調(diào)整到位（見圖8），當(dāng)主驅(qū)動(dòng)鏈條斷鏈，壓鏈滑塊在導(dǎo)套中向下滑落過程中電氣開關(guān)未能動(dòng)作，導(dǎo)致其未觸發(fā)附加制動(dòng)器動(dòng)作。

圖8　壓鏈滑塊

5　結(jié)論

自動(dòng)扶梯主驅(qū)動(dòng)鏈條是傳遞動(dòng)力的重要部件，在設(shè)計(jì)制造過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮其材料、制造和裝配工藝的合理性，以及自動(dòng)扶梯附加制動(dòng)器動(dòng)作監(jiān)測(cè)裝置的安全冗余；在使用過程中，特別是公共交通樞紐中使用的自動(dòng)扶梯，日常維護(hù)保養(yǎng)單位也應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)；更進(jìn)一步，主驅(qū)動(dòng)鏈條在使用過程中由于磨損、沖擊等，達(dá)到使用壽命時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換。

針對(duì)本次事故，筆者提出如下建議：

1）自動(dòng)扶梯制造廠所采用的主驅(qū)動(dòng)鏈條，應(yīng)當(dāng)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的材料，含碳量在允許范圍內(nèi)；

2）在人流量集中、使用頻率較高、負(fù)荷量較大的公共交通型自動(dòng)扶梯上，主驅(qū)動(dòng)鏈條應(yīng)當(dāng)盡量避免采用有過渡鏈節(jié)的鏈條；

3）自動(dòng)扶梯制造廠改進(jìn)裝配工藝，考慮增加主驅(qū)動(dòng)鏈條自動(dòng)張緊模塊，減輕鏈傳動(dòng)多邊形效應(yīng)；

4）將附加制動(dòng)器動(dòng)作觸發(fā)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置在梯級(jí)或者梯級(jí)鏈條上；

5）維護(hù)保養(yǎng)單位應(yīng)當(dāng)針對(duì)地鐵車站等客流密集場(chǎng)所的自動(dòng)扶梯，制定專門維護(hù)保養(yǎng)方案，并嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行。

[1] GB/T 1243—2006 傳動(dòng)用短節(jié)距精密滾子鏈、套筒鏈、附件和鏈輪[S].

[2] GB 16899—2011 自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范[S].

The Reflection of a Slide down Accident of the Escalator

Liu Xiaochang Liang Xiao
(Shanghai Institute of Special Equipment Inspection Technical Research Shanghai 200333)

In this paper, the main reasons of the accident are analyzed, that is the main drive chain is breaking while the additional brake is not reliable. Through the analysis of main drive chain of material, manufacturing process, assembly process, maintenance and additional brake operation in detail, and finally from the two aspects of the device ontology security and management, this paper puts forward the measures and suggestions.

Subway station Escalator Silde down

X941

B

1673-257X(2016)01-0079-03

10．3969/j．issn．1673-257X．2016．01．018

劉小暢(1980～)，男，碩士，工程師，從事電梯檢驗(yàn)質(zhì)量監(jiān)督工作。

（2015-08-13）