一起因自动扶梯零部件失效引发乘客受伤的案例

梁 骁 李 博 邱 郡

（上海市特种设备监督检验技术研究院 上海 200333）

自动扶梯是指带有循环运行的梯级，用于向上或向下输送乘客的一种固定电力驱动设备，大都被安装在商场、超市、地铁站等人流量十分集中的场所。目前自动扶梯已成为市民群众日常出行的重要组成部分，是城市运行安全不可或缺的一环[1]。一旦自动扶梯发生人员伤害事件，将会造成较为严重的社会影响。

近几年，全国各地发生的自动扶梯伤害事件多以乘用人员摔倒为主。据统计，某城市现有自动扶梯数量约为28000台，每年因设备故障或人员的不安全乘坐行为引发的人员摔倒事件达到了400多起，造成上百名乘用人员受到肢体上的伤害[2]。其中，设备故障主要是指自动扶梯存在梯级与扶手带运动速度不同步的问题，不符合国家标准GB 16899—2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》中第5.6.1条（扶手带的运行速度相对于梯级、踏板或胶带实际速度的允差为0～+2%）的规定[3]。

1 事故案例

2010年10月8日11点10分，某市一大型商场内自动扶梯发生一起人员摔倒事故，造成2名乘用人员受到不同程度的伤害。事发时，一名近80岁高龄的老人曹某在其孙子的陪同下，乘用向上运行的自动扶梯，由于该自动扶梯的左侧扶手带处于停滞运行的状态，造成在曹某前面的一名女乘客仰面摔倒，随后该老人也随即仰面摔倒，现场工作人员闻讯后，立即赶往该自动扶梯处，按下红色急停按钮，及时将自动扶梯制停。

图1 事发地监控录像截图

2 事故原因分析

2.1 设备概况

涉事自动扶梯型号：FT845，额定速度：0.50m/s，梯级宽度：1000mm，倾斜角：30°，提升高度：4.7m，输送能力：9000人/h，制造单位：XX电梯有限公司，出厂日期：2007年7月1日。

2.2 相关试验情况

●2.2.1 故障代码读取

涉事自动扶梯控制系统的主板内共记录了100条故障记录，故障发生的时间从10月8日04：21：23（实际时间为11：21：23）至10月8日07：39：52（实际时间为14：39：52），具体记录情况见表1：

表1 故障代码读取情况

其中，序号为1、2的故障代码记录为现场勘查人员模拟动作底部按钮开关以及急停开关，人为制造的设备故障，主要为确认调取的故障代码记录的显示时间与故障实际发生的北京时间的差别。通过查看调取的100条故障记录，未发现事发时记录的相关故障代码（11时10分）。

●2.2.2 相关运行试验

现场勘查人员将涉事自动扶梯正常启动后发现，位于左侧的扶手带在运行过程中存在有时停止运行，有时缓慢向上运行的问题。经测量，左侧扶手带缓慢向上运行时的运行速度为0.21m/s，此时，梯级的运行速度为0.48m/s，该自动扶梯的左侧扶手带运行速度和梯级运行速度允差达到了-56%。此时，一旦有人在乘坐自动扶梯的过程中，拉住左侧扶手带，即使其处于缓慢向上运行的状态，也必将造成乘用人员发生向后摔倒的伤害事故。

图2 现场试验情况（扶手带与梯级不同步现象）

2.3 扶手带停滞原因分析

●2.3.1 扶手带张紧装置与张紧轮装置结构

涉事自动扶梯扶手带的驱动方式为大摩擦牵引轮传动，利用带式压带装置将扶手带压紧在摩擦轮上，以保障自动扶梯的扶手带获得足够的驱动力[4]。

图3 扶手带张紧装置结构图

●2.3.2 张紧轮轴承情况

张紧轮使用的轴承分别为1#6304，2#6305RS，3#2206E，前两款为滚珠轴承[5]，后一款为滚柱轴承“咬死”不转动的张紧轮为3#2206E。

图4 张紧轮装置示意图

图5 “咬死”不转动的张紧轮

●2.3.3 轴承咬死的原因分析

从张紧轮结构分析未见有提供维修保养时可以检查和进行注油的孔或其他工艺方法。由此可以判定，3#2206E轴承为免维护的轴承。对3#2206E轴承进行解体分析，发现轴承表面锈蚀严重，滚柱表面锈蚀严重，未见有加油痕迹，也未发现有润滑脂痕迹。

图6 2206E轴承未见有注油的孔

每个轴承都有预先计算的使用寿命[6]。但是，研究表明：由于各种原因，并不是所有的轴承都可以达到这个使用寿命。在轴承生命周期中，对轴承使用寿命有重要影响的阶段是安装和初次润滑、对中、补充润滑、基本状态监测和拆卸。本起事故中，扶手带张紧轮采用的是免维护的滚柱轴承，对其影响最大的阶段则是安装和初次润滑[7-8]。安装是轴承生命周期中的关键阶段之一，如果未使用正确的方法和工具来正确地安装轴承，轴承的使用寿命会缩短。初次润滑也是安装程序中的重要步骤。选择适用于该轴承应用的润滑脂是获得机器最佳运行性能的关键。此外，润滑脂的用量和润滑方法也会影响到轴承的使用寿命[9]。因此，本次滚柱轴承失效的原因，应该属于产品质量和安装质量问题。

2.4 事故原因分析

综上所述，由于涉事自动扶梯左侧扶手带与梯级运行速度不同步，造成乘用人员在乘坐自动扶梯的过程中发生向后摔倒，致其受到了伤害。之所以左侧扶手带与梯级运行速度存在不同步的现象，主要是由于左侧扶手带的3#2206E张紧轮轴承严重锈蚀“咬死”不能转动，使得张紧轮轴承的传动轴在支架上挤压摩擦力不断增加，最后导致传动轴不能承受载荷而断裂，引发左侧扶手带驱动力不足，在运行过程中有时停止运行，有时缓慢向上运行。

图7 传动轴断裂

3 事故警示

国家标准GB 16899—2011中规定，在正常运行条件下，自动扶梯扶手带的运行速度相对于梯级、踏板或胶带实际速度的允差为0～+2%，也就是说一旦出现扶手带与梯级、踏板或胶带运行速度不一致时，扶手带的运行速度也只能是快于梯级、踏板或胶带的运行速度（在一定范围内），否则将会引发拉住扶手带的乘客发生向后摔倒现象。显然，本起事故中，涉事自动扶梯的扶手带与梯级之间的运行速度处于严重不同步的状态，若乘客在乘坐时拉住了扶手带，势必会造成乘客向后摔倒，使其肢体受到伤害。

1）落实制造单位确保自动扶梯本体性能安全的主体责任。

本起事故中，左侧扶手带的张紧轮滚柱轴承出现严重锈蚀、“咬死”等问题，致使该轴承处于过早失效的状态。由于轴承通常是设备中最不易接近的部件，忽略轴承润滑经常会导致各种问题，如本起事故中轴承出现的锈蚀、咬死现象。在轴承运行时，正确的润滑才能使轴承的运行性能达到最佳状态。同样，选择适用于轴承应用的润滑脂，在正确的时间间隔适用适量的润滑脂，是达到轴承最大使用寿命的关键。因此，制造单位应提供针对扶手带张紧轮的维修保养工艺，如轴承润滑周期、润滑脂的牌号等，或直接将类似于扶手带张紧轮轴轮等设计成性能可靠、免维护的零部件，从而避免因零部件维保不到位引发设备出现故障。

2）强化日常维保质量，确保在用设备性能安全。

2017年8月1日实施的安全技术规范TSG T5002—2017《电梯维护保养规则》中规定，日常维护保养单位至少每半月对扶手带的运行速度进行检查，确保自动扶梯的扶手带与梯级的运行速度达到一致。作为日常维护保养单位，应严格按照安全技术规范的要求，进一步强化日常维保质量，确保在用设备的性能安全。

3）加强在用设备安全管理，强化使用单位主体责任。

自动扶梯扶手带与梯级运行速度不同步的现象，使用单位的相关人员在日常检查过程中通过自身的乘坐感受便可以明显的察觉出来，并非难以发现的故障。因此，作为电梯的使用单位，应加强对电梯的安全管理，制定和落实电梯日常检查计划，记录电梯日常使用状况，一旦电梯出现故障或者发生异常情况时，及时组织维保单位对设备进行全面检查，确保电梯的使用安全。

4）进一步提高在用自动扶梯的安全性能。

由于涉事自动扶梯的制造年限较早，不具备扶手带速度监控功能，也就无法在扶手带与梯级运行速度不同步的情况下及时停止运行。因此，为进一步提高在用自动扶梯的安全性能，建议增设扶手带速度监控功能，并确保监控功能有效、可靠。

[1]朱昌明，洪致育，张惠侨. 电梯与自动扶梯原理结构安装测试[M]. 上海:上海交通大学出版社，1995.

[2]欧阳惠卿. 服务公共交通安全 提高自动扶梯安全等级[J]. 质量与标准化，2015(11)：32-33.

[3]GB 16899—2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范[S]

[4]薛文旺. 自动扶梯扶手驱动系统设计与试验研究[J]. 科技风，2016(14)：110.

[5]袁和会，魏玉玮，刘志英. 滚动轴承工作表面失效分析[J]. 宁夏工程技术，2003(02)：166-167+170.

[6]刘稳. 公共交通型自动扶梯扶手带驱动原理及故障介绍[J]. 山东工业技术，2016(07)：213.

[7]杨林. 自动扶梯扶手带打滑问题分析及解决措施[J]. 机电信息，2016(15)：166-167.

[8]马伟峰.自动扶梯梯级振动及乘行舒适性研究[J],中国电梯，2007，18(07)：50-53.

[9]春虎，钟培道，王仁智. 转动部件的失效分析[M].北京：北京国防工业出版社，2008.