自動扶梯的逆轉(zhuǎn)事故與防逆轉(zhuǎn)保護.ppt

2019/7/15,自動扶梯的逆轉(zhuǎn)事故與防逆轉(zhuǎn)保護,孫立新, 學(xué)習(xí)交流 ,2019/7/15,2,引言,近期發(fā)生的深圳與北京地鐵自動扶梯逆轉(zhuǎn)事故，引發(fā)了社會輿論對電梯運行安全的關(guān)注，尤其是對自動扶梯運行安全的關(guān)注。本文從技術(shù)層面對自動扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)的相關(guān)問題進行討論。 1 為什么會發(fā)生逆轉(zhuǎn) 2 什么故障可能造成逆轉(zhuǎn) 3 防逆轉(zhuǎn)保護措施 4 典型事故案例及分析 5 防逆轉(zhuǎn)檢測檢驗,2019/7/15,3,1 為什么會發(fā)生逆轉(zhuǎn),自動扶梯的“逆轉(zhuǎn)”,是指自動扶梯在運行中非人為改變其運動方向的一種現(xiàn)象。自動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，是自動扶梯事故中危害最大的一種。,2019/7/15,4,1 為什么會發(fā)生逆轉(zhuǎn),自動扶梯傳動結(jié)構(gòu)簡圖,2019/7/15,5,1 為什么會發(fā)生逆轉(zhuǎn),自動扶梯工作原理 自動扶梯是依靠梯路和兩旁的扶手組成的傳輸機械來輸送人員。梯路是特殊的板式輸送機，扶手是特殊的帶式輸送機。 若干梯級與牽引鏈聯(lián)接組成梯路。梯級的結(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梯級沿設(shè)置的軌道運行，而輔輪支承梯級上的乘客，也沿著設(shè)置的軌道運行。 驅(qū)動裝置以牽引鏈條為牽引件，又稱鏈條式自動扶梯。這種驅(qū)動裝置安裝在自動扶梯的端部，稱作機房。端部驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式最為普遍，工藝成熟，維修方便。對于一些大提升高度或者有特殊要求時，驅(qū)動裝置安裝在自動扶梯中部的稱作中間驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置不需要設(shè)置機房。中間驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式緊湊，能耗低，特別是大提升高度時，可以進行多級驅(qū)動。,2019/7/15,6,1 為什么會發(fā)生逆轉(zhuǎn),從自動扶梯傳動結(jié)構(gòu)簡圖與工作原理可知，運送人員的梯級通常是依靠鏈條牽引而運行的。 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，自動扶梯就可能造成與設(shè)定的運行方向改變，也就是通常所說的自動扶梯非操縱“逆轉(zhuǎn)”。 日本東京展覽會扶梯逆轉(zhuǎn)事故案例視頻 深圳扶梯逆轉(zhuǎn)事故案例視頻,2019/7/15,7,1 為什么會發(fā)生逆轉(zhuǎn),自動扶梯事故統(tǒng)計： （1）墜落，占事故的15%； （2）運行中發(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%；,2019/7/15,8,2 什么故障可能造成逆轉(zhuǎn),2019/7/15,9,2 什么故障可能造成逆轉(zhuǎn),（1）驅(qū)動裝置與梯級鏈輪之間的驅(qū)動鏈斷鏈造成逆轉(zhuǎn)； （2）驅(qū)動梯級的鏈條發(fā)生斷鏈而造成逆轉(zhuǎn)； （3）自動扶梯或自動人行道嚴(yán)重超載，造成電動機力矩不 足而導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)； （4）驅(qū)動裝置與梯級鏈輪之間的驅(qū)動使用皮帶，而皮帶發(fā) 生打滑造成逆轉(zhuǎn)； （5）自動扶梯和自動人行道在運行中突然發(fā)生故障導(dǎo)致急 停，而工作制動器不能提供足夠的制動力距而導(dǎo)致逆 轉(zhuǎn)。,2019/7/15,10,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,GB 168992011標(biāo)準(zhǔn)對可能發(fā)生的逆轉(zhuǎn)風(fēng)險，提出的要求及防護措施：,a)無電壓； b)電壓降低； c)導(dǎo)線(體)中斷； d)對地或?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銜鐵不吸合或吸合不完全；g)接觸器或繼電器的可動銜鐵不釋； h)觸點不斷開； i)觸點不閉合。,2019/7/15,11,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,2019/7/15,12,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,2019/7/15,13,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,2019/7/15,14,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,2019/7/15,15,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,2019/7/15,16,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,2019/7/15,17,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,理論輸送能力,2019/7/15,18,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,防逆轉(zhuǎn)保護措施研討 （1）標(biāo)準(zhǔn)要求 GB 168992011 的5.4.2.3.2 自動扶梯和6的傾斜式自動人行道應(yīng)設(shè)置一個裝置，使其在梯級、踏板或膠帶改變規(guī)定運行方向時自動停止運行 。 （2）防逆轉(zhuǎn)保護裝置構(gòu)成 a)逆轉(zhuǎn)檢測裝置 b)制動裝置,2019/7/15,19,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,(3)逆轉(zhuǎn)檢測裝置的形式與位置,2019/7/15,20,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,梯級監(jiān)控裝置，安裝于自動扶梯主軌(30自動扶梯)或返軌(35自動扶梯)上，每臺自動扶梯裝有兩對，對梯級的肋條進行掃描檢查，產(chǎn)生兩個與自動扶梯運行速度成正比的互相獨立的脈沖信號。有多種監(jiān)控功能，可實施下列檢查：)起動檢查、梯級丟失檢查、超速檢查、欠速檢查、運行方向逆轉(zhuǎn)檢查,2019/7/15,21,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,2019/7/15,22,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,是否符合要求? 檢測位置沒有明確規(guī)定 因為標(biāo)準(zhǔn)對梯級速度監(jiān)控裝置進行了規(guī)定，因此采用的監(jiān)控裝置應(yīng)該滿足安全觸點或者安全電路的要求。 “如果某一故障與第二個故障組合可能導(dǎo)致危險狀態(tài)，那么最遲應(yīng)在該故障元件參與的下一個操作程序時使自動扶梯或自動人行道停止運行。 在自動扶梯或自動人行道按照上述程序停止運行之前，第二個故障導(dǎo)致危險狀態(tài)的可能性不予考慮。 如果在狀態(tài)變化下不能檢測出導(dǎo)致第一故障的元件失效，則應(yīng)有適當(dāng)?shù)拇胧┐_保該故障被檢測出，并最遲在按照5.12.2.4重新啟動時防止自動扶梯和自動人行道運行”,2019/7/15,23,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,（4）關(guān)于附加制動器,在下列任何一種情況下，自動扶梯應(yīng)設(shè)置一個或多個附加制動器： 工作制動器與梯級、踏板或膠帶驅(qū)動裝置之間不是用軸、齒輪、多排鏈條或多根單排鏈條連接的； 工作制動器不是符合5.4.2.1.2規(guī)定的機電式制動器； 提升高度h13大于6m。 附加制動器與梯級、踏板或膠帶驅(qū)動裝置之間應(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元件（例如：離合器）構(gòu)成的連接。 附加制動器應(yīng)能使具有制動載荷向下運行的自動扶梯和自動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。附加制動器動作時，不必保證對工作制動器所要求的制停距離（見5.4.2.1.3）。附加制動器應(yīng)為機械式的（利用摩擦原理）。 附加制動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、踏板或膠帶改變其規(guī)定運行方向時。附加制動器在動作開始時應(yīng)強制地切斷控制電路。如果電源發(fā)生故障或安全回路失電，允許附加制動器和工作制動器同時動作，此時制停條件應(yīng)符合5.4.2.1.3.2和5.4.2.1.3.4 的規(guī)定。否則，附加制動器和工作制動器只允許在5.4.2.2.4規(guī)定的情況下同步動作。,2019/7/15,24,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,雙主機型式：一些大提升高度的自動扶梯采用兩套驅(qū)動主機進行驅(qū)動，且將兩套驅(qū)動主機的工作制動器互為附加制動器,2019/7/15,25,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,工作制動器型式：自動扶梯的制動系統(tǒng)采用兩套工作制動器進行制動，互為附加制動器。,2019/7/15,26,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,“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)機構(gòu)以及斷鏈保護觸發(fā)機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)是一個帶有開口槽的楔塊。,2019/7/15,27,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,“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)機構(gòu)以及斷鏈保護觸發(fā)機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)是一個楔塊將與鏈輪同時旋轉(zhuǎn)的棘輪卡住，或是在斷鏈情況下，一個止檔桿將與鏈輪同時旋轉(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，直至鏈輪停止運轉(zhuǎn)。,2019/7/15,28,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,“迅達”品牌采用的一種型式：其設(shè)置有電磁線圈脫鉤觸發(fā)機構(gòu)以及斷鏈保護觸發(fā)機構(gòu)。執(zhí)行元件是一個楔塊，楔塊卡入制動盤后造成制動盤運轉(zhuǎn)的停止，使制動盤與鏈輪之間產(chǎn)生摩擦，制動盤與運動鏈輪之間有摩擦元件，當(dāng)兩個輪子產(chǎn)生摩擦后，摩擦元件產(chǎn)生的摩擦力最終使鏈輪停止運轉(zhuǎn)。,2019/7/15,29,3 防逆轉(zhuǎn)保護措施,“OITS”品牌采用的一種型式：其設(shè)置有電磁線圈脫鉤觸發(fā)機構(gòu)以及斷鏈保護觸發(fā)機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)是一個制動靴，正常時被一個鎖緊掛鉤扣在正常的位置并壓縮制動靴下部的彈簧，當(dāng)觸發(fā)裝置動作后，制動靴的鎖緊掛鉤脫扣，下部的彈簧釋放將制動靴頂升至鏈輪并使其與鏈輪之間產(chǎn)生摩擦力，摩擦力帶動制動靴繼續(xù)上升一直到止檔位置，此時制動靴與鏈輪之間產(chǎn)生最大的摩擦力，最終摩擦力使運轉(zhuǎn)的鏈輪逐漸停止下來,2019/7/15,30,4 典型事故案例及分析,事故1：上海地鐵一臺提升高度8m的扶梯正在向上運行時突然發(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，是自動扶梯驅(qū)動電機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對于連軸器的失效是不考慮的，因為它相當(dāng)于電動機與制動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。 因為該臺扶梯提升高度達到了8米，按照標(biāo)準(zhǔn)的要求應(yīng)該設(shè)置附加制動器，而該臺自動扶梯并沒有設(shè)置附加制動器，從而在主制動器功能失效的情況下導(dǎo)致了事故的發(fā)生。因此，事故的另一個直接原因是制造環(huán)節(jié)不符合要求。 對于上述事故，為了防止重復(fù)發(fā)生，應(yīng)該對其它在用同類型式的自動扶梯進行檢查，而且對于提升高度超過6m的自動扶梯應(yīng)該加裝附加制動器。,2019/7/15,31,4 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商品涌入一樓通往二樓的扶梯上使向上運行的扶梯逆轉(zhuǎn)向下運行，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 的直接原因是自動扶梯嚴(yán)重超載運行，電動機的功率不能提供滿足負荷的力矩而產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)，即使自動扶梯超速、逆轉(zhuǎn)保護動作，制動器也無法將自動扶梯停止下來，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扶梯超載。由于自動扶梯本質(zhì)不能保證超載，其載重量是按人員正常規(guī)矩的站立在梯級設(shè)計的，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)任防止自動扶梯被濫用。 為了防止事故重復(fù)出現(xiàn)，應(yīng)該加強自動扶梯使用管理的監(jiān)督檢查與宣傳，對一些特殊時段自動扶梯的使用制定相應(yīng)的管理措施并予以實施。,2019/7/15,32,4 典型事故案例及分析,事故3： 2010年12月14日上午約8時50分，深圳市地鐵1號線國貿(mào)站的1臺從站臺至地鐵服務(wù)大廳的自動扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)故障，導(dǎo)致多名乘客受傷。 原因分析1 驅(qū)動主機移位， 已上跳至機倉底板上用于固 定主機底板的支撐梁上，并 且往梯級下行方向前移。,2019/7/15,33,4 典型事故案例及分析,固定主機所使用的T型螺栓、墊片和螺母,2019/7/15,34,4 典型事故案例及分析,驅(qū)動主機螺栓固定示意圖a：,2019/7/15,35,4 典型事故案例及分析,1號螺栓并未與主機固定支撐梁相連，而是直接緊 固在主機底板上。,2019/7/15,36,4 典型事故案例及分析,6號螺栓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。,2019/7/15,37,4 典型事故案例及分析,原因分析2輔助制動器失效,2019/7/15,38,4 典型事故案例及分析,根據(jù)堪查推測，事件發(fā)生的過程如下： 該扶梯在事件發(fā)生時，固定主機的6號螺栓發(fā)生斷裂，加上之前1、2號螺栓由于松動早已失去固定作用，最終使靠近驅(qū)動鏈側(cè)的主機底板隨6號螺栓的失效而向上移位，產(chǎn)生的沖擊力又將對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底板移位，導(dǎo)致主機底板在扶梯梯極鏈的作用力上臺且向下前傾移位。主機前傾移位所產(chǎn)生的震動使主機機罩上的手動盤車輪開關(guān)動作，該開關(guān)的動作切斷了控制電路以及制動器的供電，制動器閉合，電動機停止運行，此時，扶梯有瞬間的停止，在此數(shù)秒的過程中，隨著驅(qū)動鏈輪和梯級鏈輪之間的距離縮短而使驅(qū)動鏈從張緊到逐步與齒輪嚙合以致完全的松脫，進而使斷鏈開關(guān)動作。此時載人的扶梯失去動力而發(fā)生逆轉(zhuǎn)，斷鏈開關(guān)的動作觸發(fā)輔助制動繼電器，使該扶梯的兩組輔助制動器動作。但輔助制動器都未能產(chǎn)生有效制動力，使梯級在乘客的自重下繼續(xù)下溜。,2019/7/15,39,4 典型事故案例及分析,鑒定機構(gòu)提出的改進建議 改進主機固定方式的設(shè)計 更換不