劉小暢 梁 驍（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院 上海 200333）

一起自動扶梯倒溜事故引發(fā)的思考

劉小暢 梁 驍
（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院 上海 200333）

本文在對一起地鐵車站自動扶梯倒溜事故進行了分析，主原因為主驅(qū)動鏈條斷裂和附加制動器未可靠動作；通過對主驅(qū)動鏈條的材料、制造工藝、裝配工藝、維護保養(yǎng)和附加制動器動作情況的詳細分析，最后從設(shè)備本體安全和管理兩個方面提出相應(yīng)的解決措施和避免類似事故再次發(fā)生的幾點建議。

地鐵車站 自動扶梯 倒溜

1　事故概況描述

2014年4月2日上午上班早高峰期間，某市地鐵車站換乘通道內(nèi)一臺正在向上運行的自動扶梯突然發(fā)生故障倒溜，站在自動扶梯上的乘客紛紛從高處滾落，造成數(shù)十名乘客受傷送醫(yī)，所幸均無生命危險。

2　事故設(shè)備基本情況

該事故自動扶梯屬于公共交通型自動扶梯，2008年10月出廠，額定速度為0．65m/s，梯級寬度為1000mm，提升高度為5．8m，傾斜角為30°。該事故自動扶梯早晚上班高峰均處于重載運行，事故發(fā)生之前一直處于正常運行狀態(tài)。

3　事故現(xiàn)場勘查情況

經(jīng)開機檢查，該自動扶梯的主驅(qū)動鏈條已斷裂，并散落在上基坑內(nèi)，主驅(qū)動鏈條周邊積滿油垢（見圖1），潤滑油壺的油位已經(jīng)處于警戒線以下，主驅(qū)動鏈條斷鏈保護開關(guān)未動作（見圖2）。再仔細勘查附加制動器，發(fā)現(xiàn)附加制動器的觸發(fā)電磁鐵未處在動作位置上，執(zhí)行機械機構(gòu)（制動靴與摩擦輪）上也未有動作后留下的磨痕（見圖3）。

圖1　主驅(qū)動鏈條斷裂

圖2　斷鏈保護開關(guān)未動作

圖3　附加制動器未動作

4　事故產(chǎn)生原因分析

事故的直接原因是自動扶梯主驅(qū)動鏈條的過渡鏈板斷裂，而自動扶梯倒溜過程中附加制動器未動作。經(jīng)對過渡鏈板斷口的金相分析，失效方式為疲勞斷裂，斷裂的過渡鏈板見圖4。

圖4　過渡鏈板斷鏈

4.1主驅(qū)動鏈條斷鏈分析

●4.1.1主驅(qū)動鏈條材料分析

主驅(qū)動鏈條為雙排鏈，型號為20A-2，節(jié)距為31．75mm。經(jīng)材料檢測，所使用的材料碳含量偏高，在鏈板內(nèi)外表面均存在脫碳現(xiàn)象（見圖5）。

圖5　鏈板表面存在脫碳現(xiàn)象

●4.1.2主驅(qū)動鏈條制造工藝分析

該事故自動扶梯所使用的主驅(qū)動鏈條為奇數(shù)鏈節(jié)，當鏈條的鏈節(jié)節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，鏈條頭尾均為外鏈節(jié)或均為內(nèi)鏈節(jié)，此時為了將鏈條的頭尾連接起來所采用的鏈節(jié)即是過渡鏈節(jié)。使用過渡鏈節(jié)，對于鏈條的強度有較大影響，其極限拉伸強度也相應(yīng)降低。因存在過渡鏈節(jié)（偶數(shù)節(jié)則不存在過渡鏈節(jié)），其過渡鏈板經(jīng)過機械折彎，還存在應(yīng)力集中，鏈條使用壽命也隨之降低。依據(jù)GB/T 1243—2006《傳動用短節(jié)距精密滾子鏈、套筒鏈、附件和鏈輪》第3．6項“過渡鏈節(jié)”建議：“對于重載系列的鏈條或承受高應(yīng)力載荷的鏈條不應(yīng)使用過渡鏈節(jié)”。過渡鏈節(jié)將降低鏈條的使用壽命。采用了過渡鏈節(jié)，相應(yīng)的其動載強度值也應(yīng)當相應(yīng)減少。因此對于類似地鐵車站自動扶梯的繁重工況，不推薦使用過渡鏈節(jié)。

●4.1.3裝配工藝分析

鏈傳動的傳動比變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊形特征有關(guān)，將此現(xiàn)象稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。由于鏈傳動的多邊形效應(yīng)，鏈條與鏈輪在運轉(zhuǎn)過程中不可避免的產(chǎn)生沖擊，尤其當鏈條伸長，節(jié)距隨之擴大，鏈條在鏈輪上的沖擊變得更大，鏈條的磨損也加劇，并伴隨產(chǎn)生劇烈噪音。通過調(diào)整鏈條伸長可以暫時保證鏈條與鏈輪正常嚙合，但調(diào)整到極限后，驅(qū)動鏈應(yīng)當判廢。同樣，隨著鏈條節(jié)距的擴大，磨損的加劇，鏈條的跳動也增大，鏈條不能與鏈輪正常嚙合，導致鏈條產(chǎn)生脫落、斷裂的風險，通過增加主驅(qū)動鏈條自動張緊裝置，可以適當減輕主驅(qū)動鏈條傳動的多邊形效應(yīng)，相應(yīng)的可以減緩磨損。

●4.1.4維護保養(yǎng)分析

地鐵車站客流量大，使用頻率高，滿載周期長，設(shè)備使用條件較為惡劣，相應(yīng)的維護保養(yǎng)要求較高。經(jīng)事故調(diào)查人員開機檢查，主驅(qū)動鏈條上沾滿油垢，潤滑油壺中的油位已在吸油口以下（見圖6），導致主驅(qū)動鏈條缺潤滑油，鏈條與鏈輪之間做干摩擦，自動扶梯在運行過程中，鏈輪和主驅(qū)動鏈條磨損加劇，主驅(qū)動鏈條所受拉力也隨之急劇加大，這大大降低主驅(qū)動鏈條的使用壽命，斷裂風險也隨之加大，見圖7。

圖6　油位已在標準刻度以下

圖7　鏈輪磨損

4.2附加制動器未動作分析

事故自動扶梯附加制動器設(shè)置在主驅(qū)動輪上，觸發(fā)其動作的監(jiān)測裝置有兩組：設(shè)置在驅(qū)動主機高速軸上的超速逆轉(zhuǎn)監(jiān)測探頭和設(shè)置在主驅(qū)動鏈條上的斷鏈保護開關(guān)。根據(jù)GB 16899—2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》中第5．4．2．2．4項規(guī)定，附加制動器應(yīng)在下列任何一種情況下都應(yīng)起作用：a)在速度超過名義速度1．4倍之前；b)在梯級、踏板或膠帶改變其規(guī)定運行方向時。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析，主驅(qū)動鏈條斷鏈后，驅(qū)動主機高速軸仍在旋轉(zhuǎn)，因此不滿足上述附加制動器的觸發(fā)條件，附加制動器未能動作；再次，設(shè)置在主驅(qū)動鏈條上的壓鏈滑塊由于未按照其產(chǎn)品要求調(diào)整到位（見圖8），當主驅(qū)動鏈條斷鏈，壓鏈滑塊在導套中向下滑落過程中電氣開關(guān)未能動作，導致其未觸發(fā)附加制動器動作。

圖8　壓鏈滑塊

5　結(jié)論

自動扶梯主驅(qū)動鏈條是傳遞動力的重要部件，在設(shè)計制造過程中，應(yīng)當充分考慮其材料、制造和裝配工藝的合理性，以及自動扶梯附加制動器動作監(jiān)測裝置的安全冗余；在使用過程中，特別是公共交通樞紐中使用的自動扶梯，日常維護保養(yǎng)單位也應(yīng)加強維護保養(yǎng)；更進一步，主驅(qū)動鏈條在使用過程中由于磨損、沖擊等，達到使用壽命時應(yīng)當及時更換。

針對本次事故，筆者提出如下建議：

1）自動扶梯制造廠所采用的主驅(qū)動鏈條，應(yīng)當采用國家標準推薦的材料，含碳量在允許范圍內(nèi)；

2）在人流量集中、使用頻率較高、負荷量較大的公共交通型自動扶梯上，主驅(qū)動鏈條應(yīng)當盡量避免采用有過渡鏈節(jié)的鏈條；

3）自動扶梯制造廠改進裝配工藝，考慮增加主驅(qū)動鏈條自動張緊模塊，減輕鏈傳動多邊形效應(yīng)；

4）將附加制動器動作觸發(fā)監(jiān)測裝置設(shè)置在梯級或者梯級鏈條上；

5）維護保養(yǎng)單位應(yīng)當針對地鐵車站等客流密集場所的自動扶梯，制定專門維護保養(yǎng)方案，并嚴格遵照執(zhí)行。

[1] GB/T 1243—2006 傳動用短節(jié)距精密滾子鏈、套筒鏈、附件和鏈輪[S].

[2] GB 16899—2011 自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范[S].

The Reflection of a Slide down Accident of the Escalator

Liu Xiaochang Liang Xiao
(Shanghai Institute of Special Equipment Inspection Technical Research Shanghai 200333)

In this paper, the main reasons of the accident are analyzed, that is the main drive chain is breaking while the additional brake is not reliable. Through the analysis of main drive chain of material, manufacturing process, assembly process, maintenance and additional brake operation in detail, and finally from the two aspects of the device ontology security and management, this paper puts forward the measures and suggestions.

Subway station Escalator Silde down

X941

B

1673-257X(2016)01-0079-03

10．3969/j．issn．1673-257X．2016．01．018

劉小暢(1980～)，男，碩士，工程師，從事電梯檢驗質(zhì)量監(jiān)督工作。

（2015-08-13）