曲振林 徐蕾 张鹏 乔琳
东芝电梯（沈阳）有限公司 辽宁沈阳 110168
摘要：随着社会的发展，人们的生活水平的提高，自动扶梯在许多大型商场、超市、机场、地铁等公共场所的大量使用，自动扶梯已成为这些公共场所必备的运输工具，对自动扶梯超速和非操纵逆转保护功能的检测一直以来都是行业的棘手问题，没有通用的检测方法，检验人员在检验时针对不同的自动扶梯往往要采用不同的检验方法，对相同型号的扶梯，不同的检验人员也往往会采用不同的方法。
关键词：自动扶梯；自动人行道；防逆转保护
1导言
自动扶梯“逆转”是指自动扶梯在运行中非人为的改变其运动方向的一种现象，自动扶梯无论是上行还是下行，都有可能发生逆转。我国GB 16899-2011《自动扶梯与自动人行道制造与安装安全规范》中已对超速和非操纵逆转保护装置明确提出了要符合可编程电子安全相关系统（PESSRAE）的要求，但在用的很多自动扶梯的超速和非操纵逆转保护装置与现有标准要求不符，且存在一定的设计缺陷，因此需要在日常维护保养和定期检验中对自动扶梯的超速和非操纵逆转保护装置进行准确检测和验证，才能保证扶梯的安全运行。
2扶梯逆转事故的危害
所谓自动扶梯逆转事故是指自动扶梯在正常运行过程中，因机械或电气故障等原因，其运行方向发生改变而引发的事故。它的发生可能造成乘客跌落、撞击、挤压、踩踏等情况，从而可能导致严重的人身伤害事故。因自动扶梯多安装在公共场所，事故所造成的社会影响非常大，往往成为社会舆论关注的焦点。
3扶梯逆转事故的原因分析
通过对扶梯逆转事故的分析，我们发现导致扶梯逆转的原因有很多种，主要包括：扶梯本身的逆转保护设计缺陷是 主要原因，也有检验、维保、使用、管理等方面的问题。
3.1驱动系统故障
驱动系统有主传动系统和扶手带驱动系统，自动扶梯的运行是驱动主机输出的动力通过驱动链和主传动链轮传输到主传动系统和扶手带驱动系统。这些传动部件均承受力，其中受力较大的是连接和固定这些传动件的零部件，如驱动主机固定螺栓、驱动链链接销、梯级链的链接销等，这些部件一旦断裂或松脱，传动部件就会无法控制，还有扶手带的驱动力不足、断裂等，均会影响自动扶梯的安全运行。
3.2驱动主机的固定螺栓断裂或松脱
驱动主机通过固定螺栓安装在上桁架机房内主机座上，自动扶梯运行时产生震动和驱动主机传输动力的影响，当固定螺栓的强度不满足设计要求，或未增加止动垫圈固定，在长时间的运行中，可能会产生断裂或松脱。例如北京地铁发生的自动扶梯事故，据北京市质量技术监督局认定事故直接原因也是因固定零件损坏，使驱动主机发生偏移，驱动链脱落，造成扶梯下滑。
3.3驱动链、梯级链的磨损或断裂
驱动主机通过驱动链驱动主传动链轮，主传动链轮带动梯级链，这些传动部件承受拉力，在自动扶梯长期运行的过程中，疏于维护保养，特别在自动润滑系统油泵不供油或供油不稳定，自动扶梯处于失油状态下运行，都会造成梯级链、驱动链严重磨损，甚至断裂的风险。梯级链严重磨损，也导致梯级运行的摆动。
3.4梯级下陷
自动扶梯正常运行时，梯级前滚轮和后滚轮作用于导轨上，保持梯级踏面的水平。若梯级滚轮存在制造缺陷或在长期运行梯级滚轮磨损、剥离、龟裂，而引起梯级滚轮外形尺寸的变化，导致梯级不能与梳齿板的啮合（参见国标G B16899－2011中5.7.2.5条）。或因为不可预见的误用搬运重量大于规定的载荷作用在梯级上，也可能导致梯级和导轨变形，而导致梯级不能与梳齿板的啮合。
3.5扶手带驱动装置故障
自动扶梯中扶手带的运动大都设计成利用摩擦力来驱动，大体可分为两种类型：直线压辊式传动和曲线压带式传动。引起扶手带驱动装置故障的原因较多，有安装、维护保养、制造等原因。
3.5.1扶手带打滑或断裂
自动扶梯正常运行时，扶手带与梯级同步运行（运行速度相对于梯级实际速度的允差为0％～＋2％）。倘若扶手带驱动系统的驱动力不足，将难于保证扶手带与梯级的同步运行，引发扶手带打滑现象，造成自动扶梯乘客的失稳或跌倒。导致扶手带驱动系统的驱动力不足，最主要的原因是扶手带驱动装置的压紧力不足，引起驱动扶手带的摩擦力不足。由于自动扶梯长期运行，或维护保养工作不到位，都会引起扶手带的老化、磨损，而导致扶手带断裂可能，也会造成自动扶梯乘客的失稳或跌倒。
3.5.2扶手带驱动力失效
对于曲线压带式传动，压带装置在安装过程中的安装误差，可能将影响三个压紧滚轮的旋转中心线不平行和扶手带与多楔带的接触面不能完好贴切，致使得多楔带在随扶手带运行中，从压紧滚轮脱落，扶手带失去驱动力。
对于直线压辊式传动，扶手带驱动装置在安装过程中，由于桁架焊接变形误差，安装调整不到位，链条与链轮有咬边现象，随自动扶梯的运行，可能致使扶手带驱动链或传动链脱落，特别在链条润滑不足或没有润滑的条件下，更容易发生。制造缺陷也是导致链轮轴类零件断裂的主要原因。
4防逆转保护的具体要求
4.1人为动作开关法
人为动作电气开关，用钥匙开自动扶梯，观察扶梯是否能运行。这种检测方法的优点是简单快捷，缺点是适用范围窄，仅仅适合于采用机械原理设计的超速或者逆转保护装置的检验，不适用测速原理设计的保护装置；其次是该方法只能实现定性检测，不能定量检测。机械式超速保护装置原理（如图1所示）与垂直电梯的限速器类似，凭借自动扶梯超速时，甩块在离心力的作用下撞击电气开关，从而实现电气保护功能。
图1机械式超速保护装置示意图
通常在检验时，人为的动作电气开关后，用钥匙开启扶梯，扶梯不能启动，就认为扶梯的超速保护功能合格了。这种方法的局限性是只能验证电气开关的好坏，以及电气开关是否能断开安全回路，并不能验证扶梯在速度到达名义速度1.2倍前，该速度限制装置能否切断扶梯的电源。有这样的可能，超速保护装置的电气开关是完好的，但是由于开关调整不当或超速保护动作整定值校调不当导致扶梯超速时，保护装置不动作。笔者遇到过类似情况，如超速保护装置的电气开关功能完好，但是超速保护装置的甩块被油污卡死，不能触发开关动作。
图2所示的是比较常见的一种机械式逆转保护装置。
图2机械式逆转保护装置示意图
4.2盘车法
很多检验人员采用反向盘车法来验证扶梯逆转保护装置的有效性，优点是比较直观，缺点是操作麻烦，有些扶梯没有盘车装置或空间，而且只适用于机械式逆转保护装置和部分具有方向判别的传感器式保护装置。其次还容易引起误判，把电机电源线拆除后，用钥匙开扶梯，扶梯电气系统很可能因为检测到电机开路而启动保护（尤其有变频器驱动的扶梯，变频器能检测到输出开路），这并非是扶梯的逆转保护功能起作用，而检验员很容易被这样现象“欺骗”，误认为开梯后扶梯的电气保护就是逆转保护起作用了。
4.3人为切除信号法
图3扶梯速度监控装置示意图
人为切除信号法，这种方法的优点是简单快捷，缺点是该方法只能针对利用传感器测速原理设计的超速和逆转保护装置进行大概的验证检测，不适用于机械式保护装置；其次该方法也不能对超速保护装置进行定量检测。如图3所示是一种比较常见的自动扶梯速度监控装置，电机的输出轴上有驱动齿轮，齿轮上安装2颗螺钉，螺钉旁边安装一个接近传感器，当电机运行，齿轮旋转，螺钉会周期性的接近传感器，当螺钉接近传感器，传感器会输出信号，电机轴转一圈，传感器产生2个脉冲，电机转的越快，扶梯运行的越快，传感器产生的脉冲频率就越高，因此能起到监控自动扶梯速度的作用，当自动扶梯检测到超速或欠速时，安全开关动作，从而达到超速保护和逆转保护的功能。但对这种结构采用人为切除方法检验时，往往有误判的可能。
5结论
综上所述，自动扶梯已经成为现代社会必备的错层和跨层的运输设备。为了确保自动扶梯的正常安全运行，除了设计、制造与安装均按国家标准执行外，还要确保制动器、驱动主机等自动扶梯安全装置的有效性、可靠性。
参考文献：
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[2]吕英辉.自动扶梯或倾斜式自动人行道的防逆转保护[J].中国科技信息，2010，15：287-288.
论文作者:曲振林,徐蕾,张鹏,乔琳
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：扶梯论文; 自动扶梯论文; 梯级论文; 扶手论文; 保护装置论文; 电气论文; 装置论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;