陳華

（廣東省特種設(shè)備檢測研究院湛江檢測院，廣東 湛江 524000）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市建設(shè)的不斷進(jìn)步，城市商場、車站、圖書館、展覽館等公共場所的建設(shè)越來越多，自動扶梯作為一種代步工具，也得到了廣泛的應(yīng)用。但是，為防止自動扶梯逆轉(zhuǎn)事故的發(fā)生，對自動扶梯防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施展開研究具有十分重要的意義。

1 自動扶梯的工作系統(tǒng)與原理分析

自動扶梯的作用主要用于傳輸人員，是一種連續(xù)傳輸機(jī)器，主要由兩邊扶手和梯級系統(tǒng)構(gòu)成，包括電氣系統(tǒng)、梳齒板、扶手系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、梯路系統(tǒng)、桁架系統(tǒng)、梯路張緊等裝置。其中，梯路是一類四輪小車樣式的特殊板式的輸送機(jī)，由2個輔輪和主輪構(gòu)成。輔輪的作用是對梯級上的客人進(jìn)行支持，順著預(yù)先設(shè)定好的軌道進(jìn)行安全的運(yùn)行；而主輪的輪軸與牽引鏈條鉸接，可以確保梯級根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的軌道進(jìn)行常規(guī)的運(yùn)行，以此避免其跑偏問題的出現(xiàn)。由鏈條驅(qū)動的自動扶梯裝置，牽引鏈條是其主要的牽引部件，通常會把它裝置在扶梯的兩端。其有著較為完備的結(jié)構(gòu)工藝，所以它的應(yīng)用十分廣泛，常常被用于高度提升不大的建筑結(jié)構(gòu)之上；由齒條牽引的自動扶，牽引齒條是其主要部件，它有著相對緊湊的結(jié)構(gòu)，可以直接的安裝到扶梯的中央，可以降低消耗且不需要機(jī)房操作，它廣泛的用于有特殊規(guī)定的建筑物之上，具備多級驅(qū)動是其必備的一項技能。所以，本文的研究對象是鏈條式自動扶梯，進(jìn)而展開具體的論述。

2 自動扶梯的逆轉(zhuǎn)原因

導(dǎo)致扶梯逆轉(zhuǎn)的原因較多，一般有使用管理、安裝維護(hù)、檢驗檢測以及保護(hù)設(shè)計缺陷等方面。本文運(yùn)用扶梯日常檢驗結(jié)果，對扶梯逆轉(zhuǎn)事故進(jìn)行總結(jié)分析，進(jìn)而得出機(jī)械和電氣方面產(chǎn)生的故障。

2.1 機(jī)械原因

（1）零部件磨損老化和不可靠的制動器動作。其中前者出現(xiàn)的原因是由驅(qū)動、梯級鏈條發(fā)生脫落，以及聯(lián)軸器出現(xiàn)不同程度的損壞而引起；后者則是因為其各個元件的磨損，以及安裝誤差和不均勻的間隙調(diào)整等引起。

（2）由于超滿載的應(yīng)用，導(dǎo)致其工作狀況因為電動機(jī)的力矩缺失或是制動器無法可靠而發(fā)生制動停止。

（3）鏈傳動的效果缺失。在其運(yùn)行及應(yīng)用的過程之中，驅(qū)動、梯級鏈條突然出現(xiàn)問題，主要因鏈條斷裂或是過分伸長、打滑導(dǎo)致的，從而喪失設(shè)備的牽引力。

2.2 電氣原因

（1）動力電源的故障，導(dǎo)致驅(qū)動力矩缺失或誘發(fā)驅(qū)動電動機(jī)反轉(zhuǎn)，特別是在扶梯超重承載上運(yùn)行的工作狀況，如果電力網(wǎng)絡(luò)的電壓缺失，或是出現(xiàn)斷相的問題，從而引發(fā)逆轉(zhuǎn)故障。

（2）在運(yùn)行過程中，由于中低壓元件故障，或抽動器控制回路、安全電路等初選線路的故障，不能夠充分發(fā)揮安保及制動體的可靠性。

3 自動扶梯的防護(hù)要求及措施

在《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》（GB16899—2011）中明確提出，從出廠到安裝的整個過程，均會存在逆轉(zhuǎn)風(fēng)險，為此，針對性的提出了規(guī)范要求，并明確具體的安防對策。

3.1 最大輸送能力符合要求

任意規(guī)格的梯級和踏板寬度，均要對應(yīng)其輸送能力和速度，確保自動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，扶梯就會因為在超、滿載的工作狀況下工作而發(fā)生逆轉(zhuǎn)的安全故障。

表1 對應(yīng)的最大輸送能力情況

3.2 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°的時候，名義速度小于或等于0.75m/s；當(dāng)其在30°～35°時 ，名義速度則應(yīng)小于或等于 0.50m/s。

3.3 對工作、附加制動器的要求與措施

根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，正確設(shè)定工作制動器，確保動力電源失電或控制回路電源失電時，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的制動操作。在將其應(yīng)用到具體的工作當(dāng)中時，應(yīng)該確保扶梯的動作，能夠暢通無阻且無延遲性的問題與不足。在其制動的過程之中，應(yīng)該在其均勻減速的情況下，停止制動的過程，并始終保持到扶梯停止工作。

因建筑結(jié)構(gòu)需要，自動扶梯的提升高度應(yīng)該控制在6米以上；因為連接設(shè)計的差異，工作制動器和驅(qū)動裝置的連接并不運(yùn)用多排齒輪鏈條等傳動元件；原因在于不同的形式結(jié)構(gòu)并沒有使用機(jī)電式的制動器設(shè)備；上述各類情形都應(yīng)該裝備至少一個附加制動器，在特殊的要求以及使用場合下，有可能會需要較多的附加類制動器。該類制動器結(jié)構(gòu)一般為機(jī)械式，動作可靠，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、梯級運(yùn)行動作方向與規(guī)定相反，都會發(fā)生相應(yīng)的改變，以此需要對負(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)顯著的制動停止效果。

3.4 防護(hù)電氣故障的要求及措施

若不能及時排除以下任一類的電氣故障，則其本身就會存在危險。第一，動力電源發(fā)生故障，是指電壓缺失或降低等；第二，對金屬或?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，存在觸點不閉合、斷開的影響因素；第四，可動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。

3.5 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，不會受到逆轉(zhuǎn)故障的影響。其防護(hù)要求與措施為當(dāng)各個組成部分，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，該裝置動作就會自動停運(yùn)。

裝置驅(qū)動傳動裝置與工作制動器質(zhì)之間的連接，會應(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元件；如果其連接會應(yīng)用到摩擦類元件，如三角傳動帶時，便需要有至少一個附加制動器需要被設(shè)置。

自動扶梯應(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，對容易損壞的零部件，需要對其磨損的程度進(jìn)行隨時觀察，并注意及時更換各個損壞的零部件。

4 自動扶梯防逆轉(zhuǎn)裝置的檢驗檢測方法

4.1 檢驗相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求

根據(jù)《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則》TSG T5002-2017、《自動扶梯和自動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)的檢驗條款列為B類項。在對其進(jìn)行監(jiān)督和定期檢驗的時候，若是檢驗出其不合格，那么就會判定其整機(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。

（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，自動停運(yùn)。

（2）其在動作時需要切斷主電源、制動器的回路，而且只可以進(jìn)行手動的方式對故障進(jìn)行鎖定與定位，并手動的對檢修與控制進(jìn)行操作。

（3）工作制動器的可靠制停，應(yīng)滿足各項安全技術(shù)規(guī)范的要求。

（4）附加制動器需要具有可以發(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候，其動作可以良好的實現(xiàn)剎車的緊急制停功能。

4.2 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)該對其設(shè)計應(yīng)用的原理進(jìn)行剖析，并對其電氣的原理運(yùn)行圖進(jìn)行深入分析，從而判斷出其在工作方式與設(shè)計上是否符合國家的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，然后對其性能進(jìn)行檢測。針對不同的防逆保裝置的設(shè)置樣式，可以歸結(jié)出以下幾種檢驗檢測方法。

（1）逆轉(zhuǎn)防護(hù)裝置會應(yīng)用到工作制動器與速度監(jiān)控元件。使用制動器對設(shè)備的機(jī)械元件進(jìn)行保護(hù)，速度元件則是對設(shè)備的電氣元件進(jìn)行監(jiān)控。通過對扶梯的運(yùn)行速度變化的控制情況，向工作制動器進(jìn)行及時的反饋，從而使其動作不會出現(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，這個時候制動器應(yīng)發(fā)生可靠的動作，并減速制停扶梯。如果出現(xiàn)信號問題，就要及時開展信號采集開關(guān)的管理工作，通過科學(xué)的措施解決問題。在啟動扶梯之后，需正確開展測速裝置接收信號處理工作，更好地切斷安全回路系統(tǒng)，并在信號輸出的過程中，切斷制動器的主要電源結(jié)構(gòu)，使得扶梯能夠在危險的環(huán)境下停止運(yùn)行。

（2）在防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置實際檢測期間，針對驅(qū)動主機(jī)的進(jìn)線進(jìn)行摘除處理，利用手動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，然后人為向下手動盤車，當(dāng)電梯向下運(yùn)行50cm時，防逆轉(zhuǎn)裝置起效制停扶梯。②拆開電箱找出驅(qū)動電機(jī)380伏電源接線端子，對調(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，此時電梯向下運(yùn)行，當(dāng)向下運(yùn)行50cm時，防逆轉(zhuǎn)裝置起效制停扶梯。

（3）在動力回路加設(shè)空氣開關(guān)，在下端梯級上裝載一定量的載荷。接通空氣開關(guān)，向上正常啟動扶梯，當(dāng)載荷運(yùn)行至接近上端時，斷開空氣開關(guān)，此時制動器仍保持張開狀態(tài)，當(dāng)扶梯在載荷重力作用下減速至零時，再逆轉(zhuǎn)下行。通過觀察減速、零速、逆轉(zhuǎn)下行的全過程，制動器是否動作，制停扶梯。接通空氣開關(guān)正常啟動扶梯，應(yīng)不能重新啟動。如果現(xiàn)場不能提供載荷，可手動盤車也是可用上述檢測方法的。如圖1所示，在自動扶梯防逆轉(zhuǎn)安全裝置實際運(yùn)行與設(shè)計的過程中，對具體工作內(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。

圖1 安全防護(hù)裝置

（4）附加制動器與電氣安全開關(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)，對扶梯運(yùn)行的速度及方向變化進(jìn)行監(jiān)控，以此對工作、附加制動器進(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)試員對電氣安全開關(guān)進(jìn)行手動操作，這個時候制動器應(yīng)發(fā)生可靠的動作，并減速制停扶梯。

圖2 自動控制原理圖

4.3 工作制動器的制動力檢測

（1）根據(jù)規(guī)范需求完成對空載進(jìn)行的實驗。在實驗這一過程當(dāng)中，扶梯始終是以額定的速度，進(jìn)行向下制動停止的試驗，確保制動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，則在其制動力上就存在著一定的風(fēng)險。

（2）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求測試工作制動器，若滿載條件下的制動停止距離不多于最大值，那么則沒有風(fēng)險。

4.4 附加制動器制的動力檢測

附加制動器制的動力檢驗過程中，應(yīng)人為設(shè)定工作制動器的“失效”，鎖喉將總制動的荷載砝碼均勻設(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，人為操作附加制動器，那么其運(yùn)行的速度就會緩慢的減速直到停止。

5 結(jié)語

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