淺析自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)原因與裝置檢測方法

陳雨翔

【摘要】自動(dòng)扶梯一般是在商場、劇院、車站、圖書館等公共場所，然而自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)事故在我國屢見不鮮，因此其安全可靠性受到人們的高度關(guān)注。本文主要對(duì)自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)原因進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施及檢驗(yàn)方法。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)扶梯;逆轉(zhuǎn)原因;防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施;檢驗(yàn)

前言

自動(dòng)扶梯主要由兩邊扶手和梯級(jí)系統(tǒng)構(gòu)成，包括電氣系統(tǒng)、梳齒板、扶手系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、梯路系統(tǒng)、桁架系統(tǒng)、梯路張緊等裝置，主要應(yīng)用在高度提升不大的建筑結(jié)構(gòu)上，如商場、劇院等。而自動(dòng)扶梯的逆轉(zhuǎn)事故，通常是發(fā)生在扶梯滿載上行工況時(shí)，它容易造成乘客滾落、擠壓、下跌、踩踏等事件，嚴(yán)重威脅著人們生命財(cái)產(chǎn)安全。

一、自動(dòng)扶梯的逆轉(zhuǎn)原因

造成扶梯逆轉(zhuǎn)的原因有很多，通過日常檢驗(yàn)結(jié)果總結(jié)分析得出電氣及機(jī)械兩大原因：（1）電氣原因。供電電網(wǎng)錯(cuò)相、斷相、失壓等造成的電機(jī)反轉(zhuǎn)或驅(qū)動(dòng)力力矩不足，造成自動(dòng)扶梯在上行發(fā)生逆轉(zhuǎn)，特別是在滿載上行工況時(shí)。低壓元件、裝置發(fā)生粘連、短路、斷路等故障，或接觸器、安全電路控制回路等發(fā)生的故障，使之失效，不能起到應(yīng)有的保護(hù)、控制、制停等作用，導(dǎo)致自動(dòng)扶梯的逆轉(zhuǎn);（2）機(jī)械原因。減速機(jī)聯(lián)軸器損壞、傳動(dòng)部件損壞、驅(qū)動(dòng)鏈條脫落或斷裂而造成逆轉(zhuǎn);梯級(jí)鏈斷鏈時(shí)造成逆轉(zhuǎn);自動(dòng)人行道或自動(dòng)扶梯超負(fù)荷運(yùn)行，造成驅(qū)動(dòng)主機(jī)力矩不足而導(dǎo)致逆轉(zhuǎn);驅(qū)動(dòng)裝置使用皮帶驅(qū)動(dòng)梯級(jí)鏈輪，而皮帶發(fā)生打滑導(dǎo)致逆轉(zhuǎn);自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道在正常工況運(yùn)行時(shí)突然發(fā)生故障而導(dǎo)致急停，工作制動(dòng)器或附加制動(dòng)器未能提供足夠的制動(dòng)力矩而導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)。

二、自動(dòng)扶梯的防護(hù)要求及措施

在GB16899-1997《自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范》 中明確提出，從出廠到安裝的整個(gè)過程，均會(huì)存在逆轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)，為此針對(duì)性的提出了規(guī)范要求，并明確具體的預(yù)防對(duì)策。

（一）最大輸送能力符合要求

任意規(guī)格的梯級(jí)和踏板寬度，均要對(duì)應(yīng)其輸送能力和速度，確保自動(dòng)扶梯處于最大輸送能力下（詳見表 1），若遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出最大的輸送能力，扶梯就會(huì)因?yàn)樵诔?、滿載的工作狀況下工作而發(fā)生逆轉(zhuǎn)的安全故障。

（二）扶梯傾斜角度相關(guān)的要求及措施

其傾斜角需要與其相對(duì)應(yīng)的名義速度，在標(biāo)準(zhǔn)中具有明確的規(guī)范：當(dāng)小于或等于30°的時(shí)候，名義速度小于或等于 0.75m/s;當(dāng)其在30°～35°時(shí) ，名義速度則應(yīng)小于或等于 0.50m/s。

（三）對(duì)工作、附加制動(dòng)器的要求與措施

根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，正確設(shè)定工作制動(dòng)器，確保動(dòng)力電源失電或控制回路電源失電時(shí)，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的制動(dòng)操作。在將其應(yīng)用到具體的工作當(dāng)中時(shí)，應(yīng)該確保扶梯的動(dòng)作，能夠暢通無阻且無延遲性的問題與不足。在其制動(dòng)的過程之中，應(yīng)該在其均勻減速的情況下，停止制動(dòng)的過程，并始終保持到扶梯停止工作。因建筑結(jié)構(gòu)需要，自動(dòng)扶梯的提升高度應(yīng)該控制在 6米以上;因?yàn)檫B接設(shè)計(jì)的差異，工作制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)裝置的連接并不運(yùn)用多排齒輪鏈條等傳動(dòng)元件;原因在于不同的形式結(jié)構(gòu)并沒有使用機(jī)電式的制動(dòng)器設(shè)備;上述各類情形都應(yīng)該裝備至少一個(gè)附加制動(dòng)器，在特殊的要求以及使用場合下，有可能會(huì)需要較多的附加類制動(dòng)器。該類制動(dòng)器結(jié)構(gòu)一般為機(jī)械式，動(dòng)作可靠，即便設(shè)備的運(yùn)行速度存在異常，即速度高于規(guī)定速度的倍數(shù)之前，或踏板、梯級(jí)運(yùn)行動(dòng)作方向與規(guī)定相反，都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，以此需要對(duì)負(fù)責(zé)控制的電路，做出強(qiáng)制斷開的操作，從而使裝備有正常載荷且向下運(yùn)行的扶梯，出現(xiàn)顯著的制動(dòng)停止效果。對(duì)于防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置，應(yīng)該滿足以下要求：一是當(dāng)梯級(jí)、踏板或者膠帶改變規(guī)定的運(yùn)行方向時(shí)，防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置應(yīng)該動(dòng)作，使扶梯自動(dòng)停止運(yùn)行;二是防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，應(yīng)切斷制動(dòng)器回路和主電源回路。 扶梯發(fā)生非操縱逆轉(zhuǎn)時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)鏈斷鏈。不同類型的防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的安裝位置不同，有的種類是在逆轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)驅(qū)動(dòng)鏈不斷鏈的前提下才能有效動(dòng)作，有的種類是要在驅(qū)動(dòng)鏈斷鏈時(shí)才能有效動(dòng)作。

（四）防護(hù)電氣故障的要求及措施

若不能及時(shí)排除以下任一類的電氣故障，則其本身就會(huì)存在危險(xiǎn)。第一，動(dòng)力電源發(fā)生故障，是指電壓缺失或降低等;第二，對(duì)金屬或?qū)Φ夭考慕^緣出現(xiàn)不同程度的損壞，或?qū)Ь€發(fā)生中途斷開的情況;第三，存在觸點(diǎn)不閉合、斷開的影響因素;第四，可動(dòng)銜鐵不吸合或是不釋放的情況，經(jīng)常出現(xiàn)在繼電器與接觸器當(dāng)中。第五，晶體管、電容器和電阻器等元件，發(fā)生短路、斷路的問題，亦或是性能參數(shù)出現(xiàn)變化。

（五）主要裝置的要求與措施

非操作逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的設(shè)定，這是國際標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的一項(xiàng)強(qiáng)制性規(guī)定。之所以強(qiáng)制是為了保證乘客的人身安全，不會(huì)受到逆轉(zhuǎn)故障的影響。其防護(hù)要求與措施為當(dāng)各個(gè)組成部分，由于異常情況的出現(xiàn)，而使得規(guī)定的扶梯運(yùn)行方向發(fā)生改變時(shí)，該裝置動(dòng)作就會(huì)自動(dòng)停運(yùn)。裝置驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置與工作制動(dòng)器質(zhì)之間的連接，會(huì)應(yīng)用到多排齒輪鏈條以及各類軸承等無不需要摩擦的傳動(dòng)元件;如果其連接會(huì)應(yīng)用到摩擦類元件，如三角傳動(dòng)帶時(shí)，便需要有至少一個(gè)附加制動(dòng)器需要被設(shè)置。自動(dòng)扶梯應(yīng)用到的所有機(jī)械、電氣零部件的材質(zhì)強(qiáng)度，均應(yīng)滿足質(zhì)量安全規(guī)定，且不存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷。在日常使用過程中，應(yīng)加以維護(hù)和保養(yǎng)，維持其工作性能在最佳狀態(tài)下，對(duì)容易損壞的零部件，需要對(duì)其磨損的程度進(jìn)行隨時(shí)觀察，并注意及時(shí)更換各個(gè)損壞的零部件。

三、自動(dòng)扶梯防逆轉(zhuǎn)裝置的檢驗(yàn)方法

（一）檢驗(yàn)相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求

根據(jù)《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則》TSG T5002-2017、《自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范》GB 16899—2011，將扶梯非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)的檢驗(yàn)條款列為 B類項(xiàng)。在對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督和定期檢驗(yàn)的時(shí)候，若是檢驗(yàn)出其不合格，那么就會(huì)判定其整機(jī)都不合格。依據(jù)規(guī)范的要求，此類裝置需要滿足以下幾點(diǎn)：①防逆保護(hù)裝置可以使此類扶梯在運(yùn)行方向發(fā)生改變時(shí)，自動(dòng)停運(yùn);②其在動(dòng)作時(shí)需要切斷主電源、制動(dòng)器的回路，而且只可以進(jìn)行手動(dòng)的方式對(duì)故障進(jìn)行鎖定與定位，并手動(dòng)的對(duì)檢修與控制進(jìn)行操作;③工作制動(dòng)器的可靠制停，應(yīng)滿足各項(xiàng)安全技術(shù)規(guī)范的要求;④附加制動(dòng)器需要具有可以發(fā)揮功能的效力，當(dāng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)且不是由操作引起的時(shí)候，其動(dòng)作可以良好的實(shí)現(xiàn)剎車的緊急制停功能。

（二）防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的檢測

一般來說，扶梯的廠家及品牌不同，其設(shè)定的方式也明顯不同。為此，應(yīng)該對(duì)其設(shè)計(jì)應(yīng)用的原理進(jìn)行剖析，并對(duì)其電氣的原理運(yùn)行圖進(jìn)行深入分析，從而判斷出其在工作方式與設(shè)計(jì)上是否符合國家的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，然后對(duì)其性能進(jìn)行檢測。針對(duì)不同的防逆保裝置的設(shè)置樣式，可以歸結(jié)出以下幾種檢驗(yàn)檢測方法。

（1）逆轉(zhuǎn)防護(hù)裝置會(huì)應(yīng)用到工作制動(dòng)器與速度監(jiān)控元件。使用制動(dòng)器對(duì)設(shè)備的機(jī)械元件進(jìn)行保護(hù)，速度元件則是對(duì)設(shè)備的電氣元件進(jìn)行監(jiān)控。通過對(duì)扶梯的運(yùn)行速度變化的控制情況，向工作制動(dòng)器進(jìn)行及時(shí)的反饋，從而使其動(dòng)作不會(huì)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)的問題。其檢測方式是使扶梯以額定的速度向上運(yùn)行，調(diào)試員取消速度檢測信號(hào)，這個(gè)時(shí)候制動(dòng)器應(yīng)發(fā)生可靠的動(dòng)作，并減速制停扶梯。如果出現(xiàn)信號(hào)問題，就要及時(shí)開展信號(hào)采集開關(guān)的管理工作，通過科學(xué)的措施解決問題。在啟動(dòng)扶梯之后，需正確開展測速裝置接收信號(hào)處理工作，更好地切斷安全回路系統(tǒng)，并在信號(hào)輸出的過程中，切斷制動(dòng)器的主要電源結(jié)構(gòu)，使得扶梯能夠在危險(xiǎn)的環(huán)境下停止運(yùn)行。

（2）在防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置實(shí)際檢測期間，針對(duì)驅(qū)動(dòng)主機(jī)的進(jìn)線進(jìn)行摘除處理，利用手動(dòng)盤車的通用檢測方式完成當(dāng)前的工作。通常有以下兩種方法。①拆開驅(qū)動(dòng)電機(jī) 380 伏電源接線端子，拆開兩條電源線，電梯處于正常運(yùn)行狀態(tài)，給電梯向上運(yùn)行指令，然后人為向下手動(dòng)盤車，當(dāng)電梯向下運(yùn)行 50cm 時(shí)，防逆轉(zhuǎn)裝置起效制停扶梯。②拆開電箱找出驅(qū)動(dòng)電機(jī) 380 伏電源接線端子，對(duì)調(diào)兩條電源線，電梯處于正常運(yùn)行狀態(tài)，同樣給電梯向上運(yùn)行指令，此時(shí)電梯向下運(yùn)行，當(dāng)向下運(yùn)行 50cm 時(shí)，防逆轉(zhuǎn)裝置起效制停扶梯。

（3）在動(dòng)力回路加設(shè)空氣開關(guān)，在下端梯級(jí)上裝載一定量的載荷。接通空氣開關(guān)，向上正常啟動(dòng)扶梯，當(dāng)載荷運(yùn)行至接近上端時(shí)，斷開空氣開關(guān)，此時(shí)制動(dòng)器仍保持張開狀態(tài)，當(dāng)扶梯在載荷重力作用下減速至零時(shí)，再逆轉(zhuǎn)下行。通過觀察減速、零速、逆轉(zhuǎn)下行的全過程，制動(dòng)器是否動(dòng)作，制停扶梯。接通空氣開關(guān)正常啟動(dòng)扶梯，應(yīng)不能重新啟動(dòng)。如果現(xiàn)場不能提供載荷，可手動(dòng)盤車也是可用上述檢測方法的。如圖 1 所示，在自動(dòng)扶梯防逆轉(zhuǎn)安全裝置實(shí)際運(yùn)行與設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)具體工作內(nèi)容進(jìn)行合理分析，并在安全管控的過程中提升整體管理工作效率與質(zhì)量，優(yōu)化管理工作方式與體系，提升整體系統(tǒng)的運(yùn)行效率與質(zhì)量。

（4）附加制動(dòng)器與電氣安全開關(guān)相結(jié)合的方式的工作原理為通過速度監(jiān)控元件或電氣安全開關(guān)，對(duì)扶梯運(yùn)行的速度及方向變化進(jìn)行監(jiān)控，以此對(duì)工作、附加制動(dòng)器進(jìn)行反饋，進(jìn)而預(yù)防逆轉(zhuǎn)的發(fā)生，如圖 2 所示。其檢測方式是使扶梯以額定的速度向上運(yùn)行，讓調(diào)試員對(duì)電氣安全開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)操作，這個(gè)時(shí)候制動(dòng)器應(yīng)發(fā)生可靠的動(dòng)作，并減速制停扶梯。

（三）工作制動(dòng)器制動(dòng)力檢測

（1）根據(jù)規(guī)范需求完成對(duì)空載進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)這一過程當(dāng)中，扶梯始終是以額定的速度，進(jìn)行向下制動(dòng)停止的試驗(yàn)，確保制動(dòng)停止具有一定的可靠性，而且其距離與最小值相接近。如果測出的數(shù)據(jù)非常接近最大的數(shù)值，則在其制動(dòng)力上就存在著一定的風(fēng)險(xiǎn);（2）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求測試工作制動(dòng)器，若滿載條件下的制動(dòng)停止距離不多于最大值，那么則沒有風(fēng)險(xiǎn)。

（四）附加制動(dòng)器制動(dòng)力檢測

附加制動(dòng)器制動(dòng)力檢驗(yàn)過程中，應(yīng)人為設(shè)定工作制動(dòng)器的“失效”，將總制動(dòng)的荷載砝碼均勻設(shè)置于扶梯設(shè)備頂端的三分之二的梯級(jí)上面，再讓扶梯設(shè)備保持下向的工作運(yùn)行，等待它達(dá)到額定的速度時(shí)，人為操作附加制動(dòng)器，那么其運(yùn)行的速度就會(huì)緩慢的減速直到停止。

四、結(jié)語

綜上所述，自動(dòng)扶梯在各大公共場所中得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)事故時(shí)有發(fā)生，給安全帶來了一定的隱患。因此，在自動(dòng)扶梯的應(yīng)用中，必須要做好防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施，在自動(dòng)扶梯的日常運(yùn)行中，做好維護(hù)檢查工作，確保自動(dòng)扶梯防逆轉(zhuǎn)裝置的可靠運(yùn)行，保障生命財(cái)產(chǎn)安全。

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