自動(dòng)扶梯的逆轉(zhuǎn)事故與防逆轉(zhuǎn)保護(hù)

自動(dòng)扶梯的逆轉(zhuǎn)事故與防逆轉(zhuǎn)保護(hù)

孫立新

—學(xué)習(xí)交流—2/1/2023引言近期發(fā)生的深圳與北京地鐵自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)事故，引發(fā)了社會(huì)輿論對(duì)電梯運(yùn)行安全的關(guān)注，尤其是對(duì)自動(dòng)扶梯運(yùn)行安全的關(guān)注。本文從技術(shù)層面對(duì)自動(dòng)扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)的相關(guān)問題進(jìn)行討論。

1為什么會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)

2什么故障可能造成逆轉(zhuǎn)

3防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施4典型事故案例及分析

5防逆轉(zhuǎn)檢測(cè)檢驗(yàn)2/1/202321為什么會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)

自動(dòng)扶梯的“逆轉(zhuǎn)”,是指自動(dòng)扶梯在運(yùn)行中非人為改變其運(yùn)動(dòng)方向的一種現(xiàn)象。自動(dòng)扶梯無論是上行還是下行，都有可能發(fā)生逆轉(zhuǎn)，滿載上行工況發(fā)生逆轉(zhuǎn)的概率較高，容易造成下跌、滾落、擠壓、踩踏事件，是自動(dòng)扶梯事故中危害最大的一種。

2/1/202331為什么會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)扶手帶

扶手驅(qū)動(dòng)梯級(jí)梯級(jí)鏈驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)側(cè)板回轉(zhuǎn)裝置桁架回轉(zhuǎn)裝置自動(dòng)扶梯傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡圖2/1/202341為什么會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)

自動(dòng)扶梯工作原理

自動(dòng)扶梯是依靠梯路和兩旁的扶手組成的傳輸機(jī)械來輸送人員。梯路是特殊的板式輸送機(jī)，扶手是特殊的帶式輸送機(jī)。若干梯級(jí)與牽引鏈聯(lián)接組成梯路。梯級(jí)的結(jié)構(gòu)屬于一種特殊形式的四輪小車，有兩只主輪和兩只輔輪。通過牽引鏈條與主輪的輪軸鉸接而帶動(dòng)梯級(jí)沿設(shè)置的軌道運(yùn)行，而輔輪支承梯級(jí)上的乘客，也沿著設(shè)置的軌道運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)裝置以牽引鏈條為牽引件，又稱鏈條式自動(dòng)扶梯。這種驅(qū)動(dòng)裝置安裝在自動(dòng)扶梯的端部，稱作機(jī)房。端部驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式最為普遍，工藝成熟，維修方便。對(duì)于一些大提升高度或者有特殊要求時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置安裝在自動(dòng)扶梯中部的稱作中間驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置不需要設(shè)置機(jī)房。中間驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式緊湊，能耗低，特別是大提升高度時(shí)，可以進(jìn)行多級(jí)驅(qū)動(dòng)。2/1/202351為什么會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)從自動(dòng)扶梯傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡圖與工作原理可知，運(yùn)送人員的梯級(jí)通常是依靠鏈條牽引而運(yùn)行的。無論任何原因，當(dāng)牽引鏈條的牽引力喪失，或牽引力方向改變時(shí)，自動(dòng)扶梯就可能造成與設(shè)定的運(yùn)行方向改變，也就是通常所說的自動(dòng)扶梯非操縱“逆轉(zhuǎn)”。◆日本東京展覽會(huì)扶梯逆轉(zhuǎn)事故案例視頻◆深圳扶梯逆轉(zhuǎn)事故案例視頻2/1/202361為什么會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)自動(dòng)扶梯事故統(tǒng)計(jì)：

（1）墜落，占事故的15%；（2）運(yùn)行中發(fā)生的逆轉(zhuǎn)，占事故的9%；（3）與物體發(fā)生碰撞、剪切占事故的15%；（4）機(jī)械部件之間的間隙產(chǎn)生的擠壓，占事故43%；（5）跌倒，占事故的9%；2/1/202372什么故障可能造成逆轉(zhuǎn)2/1/202382什么故障可能造成逆轉(zhuǎn)（1）驅(qū)動(dòng)裝置與梯級(jí)鏈輪之間的驅(qū)動(dòng)鏈斷鏈造成逆轉(zhuǎn)；（2）驅(qū)動(dòng)梯級(jí)的鏈條發(fā)生斷鏈而造成逆轉(zhuǎn)；（3）自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道嚴(yán)重超載，造成電動(dòng)機(jī)力矩不足而導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)；（4）驅(qū)動(dòng)裝置與梯級(jí)鏈輪之間的驅(qū)動(dòng)使用皮帶，而皮帶發(fā)生打滑造成逆轉(zhuǎn)；（5）自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道在運(yùn)行中突然發(fā)生故障導(dǎo)致急停，而工作制動(dòng)器不能提供足夠的制動(dòng)力距而導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)。2/1/202393防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施

GB16899—2011標(biāo)準(zhǔn)對(duì)可能發(fā)生的逆轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)，提出的要求及防護(hù)措施：

a)無電壓；b)電壓降低；c)導(dǎo)線(體)中斷；d)對(duì)地或?qū)饘贅?gòu)件的絕緣損壞；e)電氣元件的短路或斷路以及參數(shù)或功能的改變，如電阻器、電容器、晶體管、燈等；f)接觸器或繼電器的可動(dòng)銜鐵不吸合或吸合不完全；g)接觸器或繼電器的可動(dòng)銜鐵不釋；h)觸點(diǎn)不斷開；i)觸點(diǎn)不閉合。2/1/2023103防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施

2/1/2023113防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施2/1/2023123防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施2/1/2023133防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施2/1/2023143防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施2/1/2023153防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施2/1/2023163防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施理論輸送能力名義寬度m額定速度，m/s0.500.650.75人/h0.64500人/h5850人/h6750人/h0.86750人/h8775人/h10125人/h1.09000人/h11700人/h13500人/h2/1/2023173防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施研討（1）標(biāo)準(zhǔn)要求GB16899—2011

的5.4.2.3.2自動(dòng)扶梯和α≥6°的傾斜式自動(dòng)人行道應(yīng)設(shè)置一個(gè)裝置，使其在梯級(jí)、踏板或膠帶改變規(guī)定運(yùn)行方向時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)行。（2）防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置構(gòu)成

a)逆轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置b)制動(dòng)裝置2/1/2023183防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施(3)逆轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的形式與位置2/1/2023193防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施梯級(jí)監(jiān)控裝置，安裝于自動(dòng)扶梯主軌(30°自動(dòng)扶梯)或返軌(35°自動(dòng)扶梯)上，每臺(tái)自動(dòng)扶梯裝有兩對(duì)，對(duì)梯級(jí)的肋條進(jìn)行掃描檢查，產(chǎn)生兩個(gè)與自動(dòng)扶梯運(yùn)行速度成正比的互相獨(dú)立的脈沖信號(hào)。有多種監(jiān)控功能，可實(shí)施下列檢查：)起動(dòng)檢查、梯級(jí)丟失檢查、超速檢查、欠速檢查、運(yùn)行方向逆轉(zhuǎn)檢查

2/1/2023203防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施2/1/2023213防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施是否符合要求?

——檢測(cè)位置沒有明確規(guī)定

——因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)對(duì)梯級(jí)速度監(jiān)控裝置進(jìn)行了規(guī)定，因此采用的監(jiān)控裝置應(yīng)該滿足安全觸點(diǎn)或者安全電路的要求。

“如果某一故障與第二個(gè)故障組合可能導(dǎo)致危險(xiǎn)狀態(tài)，那么最遲應(yīng)在該故障元件參與的下一個(gè)操作程序時(shí)使自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道停止運(yùn)行。在自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道按照上述程序停止運(yùn)行之前，第二個(gè)故障導(dǎo)致危險(xiǎn)狀態(tài)的可能性不予考慮。如果在狀態(tài)變化下不能檢測(cè)出導(dǎo)致第一故障的元件失效，則應(yīng)有適當(dāng)?shù)拇胧┐_保該故障被檢測(cè)出，并最遲在按照5.12.2.4重新啟動(dòng)時(shí)防止自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道運(yùn)行”2/1/2023223防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施（4）關(guān)于附加制動(dòng)器在下列任何一種情況下，自動(dòng)扶梯應(yīng)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)附加制動(dòng)器：工作制動(dòng)器與梯級(jí)、踏板或膠帶驅(qū)動(dòng)裝置之間不是用軸、齒輪、多排鏈條或多根單排鏈條連接的；工作制動(dòng)器不是符合5.4.2.1.2規(guī)定的機(jī)－電式制動(dòng)器；提升高度h13大于6m。附加制動(dòng)器與梯級(jí)、踏板或膠帶驅(qū)動(dòng)裝置之間應(yīng)用軸、齒輪、多排鏈條或多根單排鏈條連接。不允許采用摩擦傳動(dòng)元件（例如：離合器）構(gòu)成的連接。附加制動(dòng)器應(yīng)能使具有制動(dòng)載荷向下運(yùn)行的自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道有效地減速停止，并使其保持靜止?fàn)顟B(tài)。減速度不應(yīng)超過1m/s2。附加制動(dòng)器動(dòng)作時(shí)，不必保證對(duì)工作制動(dòng)器所要求的制停距離（見5.4.2.1.3）。附加制動(dòng)器應(yīng)為機(jī)械式的（利用摩擦原理）。附加制動(dòng)器在下列任何一種情況下都應(yīng)起作用：在速度超過名義速度1.4倍之前；在梯級(jí)、踏板或膠帶改變其規(guī)定運(yùn)行方向時(shí)。附加制動(dòng)器在動(dòng)作開始時(shí)應(yīng)強(qiáng)制地切斷控制電路。如果電源發(fā)生故障或安全回路失電，允許附加制動(dòng)器和工作制動(dòng)器同時(shí)動(dòng)作，此時(shí)制停條件應(yīng)符合5.4.2.1.3.2和5.4.2.1.3.4的規(guī)定。否則，附加制動(dòng)器和工作制動(dòng)器只允許在5.4.2.2.4規(guī)定的情況下同步動(dòng)作。2/1/2023233防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施雙主機(jī)型式：一些大提升高度的自動(dòng)扶梯采用兩套驅(qū)動(dòng)主機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，且將兩套驅(qū)動(dòng)主機(jī)的工作制動(dòng)器互為附加制動(dòng)器

2/1/2023243防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施工作制動(dòng)器型式：自動(dòng)扶梯的制動(dòng)系統(tǒng)采用兩套工作制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)，互為附加制動(dòng)器。2/1/2023253防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施

“日立”品牌采用的一種型式：其設(shè)置有電磁線圈脫鉤觸發(fā)機(jī)構(gòu)以及斷鏈保護(hù)觸發(fā)機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一個(gè)帶有開口槽的楔塊。2/1/2023263防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施

“三菱”品牌采用的一種型式：其設(shè)置有電磁線圈脫鉤觸發(fā)機(jī)構(gòu)以及斷鏈保護(hù)觸發(fā)機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一個(gè)楔塊將與鏈輪同時(shí)旋轉(zhuǎn)的棘輪卡住，或是在斷鏈情況下，一個(gè)止檔桿將與鏈輪同時(shí)旋轉(zhuǎn)的棘輪卡住，棘輪的靜止使其與鏈輪之間的摩擦元件發(fā)生摩擦，直至鏈輪停止運(yùn)轉(zhuǎn)。2/1/2023273防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施“迅達(dá)”品牌采用的一種型式：其設(shè)置有電磁線圈脫鉤觸發(fā)機(jī)構(gòu)以及斷鏈保護(hù)觸發(fā)機(jī)構(gòu)。執(zhí)行元件是一個(gè)楔塊，楔塊卡入制動(dòng)盤后造成制動(dòng)盤運(yùn)轉(zhuǎn)的停止，使制動(dòng)盤與鏈輪之間產(chǎn)生摩擦，制動(dòng)盤與運(yùn)動(dòng)鏈輪之間有摩擦元件，當(dāng)兩個(gè)輪子產(chǎn)生摩擦后，摩擦元件產(chǎn)生的摩擦力最終使鏈輪停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

2/1/2023283防逆轉(zhuǎn)保護(hù)措施

“OITS”品牌采用的一種型式：其設(shè)置有電磁線圈脫鉤觸發(fā)機(jī)構(gòu)以及斷鏈保護(hù)觸發(fā)機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一個(gè)制動(dòng)靴，正常時(shí)被一個(gè)鎖緊掛鉤扣在正常的位置并壓縮制動(dòng)靴下部的彈簧，當(dāng)觸發(fā)裝置動(dòng)作后，制動(dòng)靴的鎖緊掛鉤脫扣，下部的彈簧釋放將制動(dòng)靴頂升至鏈輪并使其與鏈輪之間產(chǎn)生摩擦力，摩擦力帶動(dòng)制動(dòng)靴繼續(xù)上升一直到止檔位置，此時(shí)制動(dòng)靴與鏈輪之間產(chǎn)生最大的摩擦力，最終摩擦力使運(yùn)轉(zhuǎn)的鏈輪逐漸停止下來2/1/2023294典型事故案例及分析

事故1：上海地鐵一臺(tái)提升高度8m的扶梯正在向上運(yùn)行時(shí)突然發(fā)生故障，并逆轉(zhuǎn)向下溜車，造成梯上14名乘客摔倒，其中1人輕傷。

事故的直接原因，是自動(dòng)扶梯驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速箱之間的彈性聯(lián)軸器中橡膠墊損壞，導(dǎo)致齒輪嚙合失效，造成自動(dòng)扶梯及主鏈下滑。而引起橡膠墊損壞的主要因素是莘莊站較大的客流量和上海百年未遇的高溫天氣，使得設(shè)備運(yùn)行工況惡劣，加速橡膠墊的老化。這種情況是非常罕見的，GB16899對(duì)于連軸器的失效是不考慮的，因?yàn)樗喈?dāng)于電動(dòng)機(jī)與制動(dòng)器之間采用的是直接連接的方式，所以認(rèn)為本質(zhì)是安全的。因?yàn)樵撆_(tái)扶梯提升高度達(dá)到了8米，按照標(biāo)準(zhǔn)的要求應(yīng)該設(shè)置附加制動(dòng)器，而該臺(tái)自動(dòng)扶梯并沒有設(shè)置附加制動(dòng)器，從而在主制動(dòng)器功能失效的情況下導(dǎo)致了事故的發(fā)生。因此，事故的另一個(gè)直接原因是制造環(huán)節(jié)不符合要求。對(duì)于上述事故，為了防止重復(fù)發(fā)生，應(yīng)該對(duì)其它在用同類型式的自動(dòng)扶梯進(jìn)行檢查，而且對(duì)于提升高度超過6m的自動(dòng)扶梯應(yīng)該加裝附加制動(dòng)器。2/1/2023304典型事故案例及分析

事故2：武漢市寶豐路的易初蓮花購物中心由于大量人員為了搶購廉價(jià)商品涌入一樓通往二樓的扶梯上使向上運(yùn)行的扶梯逆轉(zhuǎn)向下運(yùn)行，造成乘客在下出入口擠壓，14人送往醫(yī)院，1名38歲婦女因胸椎骨折被高位截癱

事故

的直接原因是自動(dòng)扶梯嚴(yán)重超載運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的功率不能提供滿足負(fù)荷的力矩而產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)，即使自動(dòng)扶梯超速、逆轉(zhuǎn)保護(hù)動(dòng)作，制動(dòng)器也無法將自動(dòng)扶梯停止下來，從而導(dǎo)致溜車。間接原因是管理者沒有采取措施防止自動(dòng)扶梯超載。由于自動(dòng)扶梯本質(zhì)不能保證超載，其載重量是按人員正常規(guī)矩的站立在梯級(jí)設(shè)計(jì)的，如果發(fā)生不正常的濫用，安全是不能保證的，因此管理者有責(zé)任防止自動(dòng)扶梯被濫用。為了防止事故重復(fù)出現(xiàn)，應(yīng)該加強(qiáng)自動(dòng)扶梯使用管理的監(jiān)督檢查與宣傳，對(duì)一些特殊時(shí)段自動(dòng)扶梯的使用制定相應(yīng)的管理措施并予以實(shí)施。2/1/2023314典型事故案例及分析事故3：

2010年12月14日上午約8時(shí)50分，深圳市地鐵1號(hào)線國貿(mào)站的1臺(tái)從站臺(tái)至地鐵服務(wù)大廳的自動(dòng)扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)故障，導(dǎo)致多名乘客受傷。原因分析—1驅(qū)動(dòng)主機(jī)移位，已上跳至機(jī)倉底板上用于固定主機(jī)底板的支撐梁上，并且往梯級(jí)下行方向前移。2/1/2023324典型事故案例及分析固定主機(jī)所使用的T型螺栓、墊片和螺母2/1/2023334典型事故案例及分析驅(qū)動(dòng)主機(jī)螺栓固定示意圖a：2/1/2023344典型事故案例及分析1號(hào)螺栓并未與主機(jī)固定支撐梁相連，而是直接緊固在主機(jī)底板上。2/1/2023354典型事故案例及分析6號(hào)螺栓T型頭出現(xiàn)疲勞斷裂，導(dǎo)致T型頭部與螺桿脫離，見下圖。2/1/2023364典型事故案例及分析原因分析—2輔助制動(dòng)器失效2/1/2023374典型事故案例及分析根據(jù)堪查推測(cè)，事件發(fā)生的過程如下：該扶梯在事件發(fā)生時(shí)，固定主機(jī)的6號(hào)螺栓發(fā)生斷裂，加上之前1、2號(hào)螺栓由于松動(dòng)早已失去固定作用，最終使靠近驅(qū)動(dòng)鏈側(cè)的主機(jī)底板隨6號(hào)螺栓的失效而向上移位，產(chǎn)生的沖擊力又將對(duì)面壓板的固定螺栓崩掉，壓板也失去作用，而其它3根螺栓無法承受沖擊載荷和阻止主機(jī)底板移位，導(dǎo)致主機(jī)底板在扶梯梯極鏈的