自动扶梯逆转原因及防逆转装置检验检测方法

2019-03-07陈华

中国设备工程 2019年4期

陈华

（广东省特种设备检测研究院湛江检测院，广东湛江 524000）

随着经济的发展以及城市建设的不断进步，城市商场、车站、图书馆、展览馆等公共场所的建设越来越多，自动扶梯作为一种代步工具，也得到了广泛的应用。但是，为防止自动扶梯逆转事故的发生，对自动扶梯防逆转保护措施展开研究具有十分重要的意义。

1 自动扶梯的工作系统与原理分析

自动扶梯的作用主要用于传输人员，是一种连续传输机器，主要由两边扶手和梯级系统构成，包括电气系统、梳齿板、扶手系统、动力系统、梯路系统、桁架系统、梯路张紧等装置。其中，梯路是一类四轮小车样式的特殊板式的输送机，由2个辅轮和主轮构成。辅轮的作用是对梯级上的客人进行支持，顺着预先设定好的轨道进行安全的运行；而主轮的轮轴与牵引链条铰接，可以确保梯级根据预先设定好的轨道进行常规的运行，以此避免其跑偏问题的出现。由链条驱动的自动扶梯装置，牵引链条是其主要的牵引部件，通常会把它装置在扶梯的两端。其有着较为完备的结构工艺，所以它的应用十分广泛，常常被用于高度提升不大的建筑结构之上；由齿条牵引的自动扶，牵引齿条是其主要部件，它有着相对紧凑的结构，可以直接的安装到扶梯的中央，可以降低消耗且不需要机房操作，它广泛的用于有特殊规定的建筑物之上，具备多级驱动是其必备的一项技能。所以，本文的研究对象是链条式自动扶梯，进而展开具体的论述。

2 自动扶梯的逆转原因

导致扶梯逆转的原因较多，一般有使用管理、安装维护、检验检测以及保护设计缺陷等方面。本文运用扶梯日常检验结果，对扶梯逆转事故进行总结分析，进而得出机械和电气方面产生的故障。

2.1 机械原因

（1）零部件磨损老化和不可靠的制动器动作。其中前者出现的原因是由驱动、梯级链条发生脱落，以及联轴器出现不同程度的损坏而引起；后者则是因为其各个元件的磨损，以及安装误差和不均匀的间隙调整等引起。

（2）由于超满载的应用，导致其工作状况因为电动机的力矩缺失或是制动器无法可靠而发生制动停止。

（3）链传动的效果缺失。在其运行及应用的过程之中，驱动、梯级链条突然出现问题，主要因链条断裂或是过分伸长、打滑导致的，从而丧失设备的牵引力。

2.2 电气原因

（1）动力电源的故障，导致驱动力矩缺失或诱发驱动电动机反转，特别是在扶梯超重承载上运行的工作状况，如果电力网络的电压缺失，或是出现断相的问题，从而引发逆转故障。

（2）在运行过程中，由于中低压元件故障，或抽动器控制回路、安全电路等初选线路的故障，不能够充分发挥安保及制动体的可靠性。

3 自动扶梯的防护要求及措施

在《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》（GB16899—2011）中明确提出，从出厂到安装的整个过程，均会存在逆转风险，为此，针对性的提出了规范要求，并明确具体的安防对策。

3.1 最大输送能力符合要求

任意规格的梯级和踏板宽度，均要对应其输送能力和速度，确保自动扶梯处于最大输送能力下（详见表1），若远远高出最大的输送能力，扶梯就会因为在超、满载的工作状况下工作而发生逆转的安全故障。

表1 对应的最大输送能力情况

3.2 扶梯倾斜角度相关的要求及措施

其倾斜角需要与其相对应的名义速度，在标准中具有明确的规范：当小于或等于30°的时候，名义速度小于或等于0.75m/s；当其在30°～35°时，名义速度则应小于或等于 0.50m/s。

3.3 对工作、附加制动器的要求与措施

根据相应的标准规定，正确设定工作制动器，确保动力电源失电或控制回路电源失电时，同样能够实现可靠的制动操作。在将其应用到具体的工作当中时，应该确保扶梯的动作，能够畅通无阻且无延迟性的问题与不足。在其制动的过程之中，应该在其均匀减速的情况下，停止制动的过程，并始终保持到扶梯停止工作。

因建筑结构需要，自动扶梯的提升高度应该控制在6米以上；因为连接设计的差异，工作制动器和驱动装置的连接并不运用多排齿轮链条等传动元件；原因在于不同的形式结构并没有使用机电式的制动器设备；上述各类情形都应该装备至少一个附加制动器，在特殊的要求以及使用场合下，有可能会需要较多的附加类制动器。该类制动器结构一般为机械式，动作可靠，即便设备的运行速度存在异常，即速度高于规定速度的倍数之前，或踏板、梯级运行动作方向与规定相反，都会发生相应的改变，以此需要对负责控制的电路，做出强制断开的操作，从而使装备有正常载荷且向下运行的扶梯，出现显著的制动停止效果。

3.4 防护电气故障的要求及措施

若不能及时排除以下任一类的电气故障，则其本身就会存在危险。第一，动力电源发生故障，是指电压缺失或降低等；第二，对金属或对地部件的绝缘出现不同程度的损坏，或导线发生中途断开的情况；第三，存在触点不闭合、断开的影响因素；第四，可动衔铁不吸合或是不释放的情况，经常出现在继电器与接触器当中。第五，晶体管、电容器和电阻器等元件，发生短路、断路的问题，亦或是性能参数出现变化。

3.5 主要装置的要求与措施

非操作逆转保护装置的设定，这是国际标准当中的一项强制性规定。之所以强制是为了保证乘客的人身安全，不会受到逆转故障的影响。其防护要求与措施为当各个组成部分，由于异常情况的出现，而使得规定的扶梯运行方向发生改变时，该装置动作就会自动停运。

装置驱动传动装置与工作制动器质之间的连接，会应用到多排齿轮链条以及各类轴承等无不需要摩擦的传动元件；如果其连接会应用到摩擦类元件，如三角传动带时，便需要有至少一个附加制动器需要被设置。

自动扶梯应用到的所有机械、电气零部件的材质强度，均应满足质量安全规定，且不存在结构设计缺陷。在日常使用过程中，应加以维护和保养，维持其工作性能在最佳状态下，对容易损坏的零部件，需要对其磨损的程度进行随时观察，并注意及时更换各个损坏的零部件。

4 自动扶梯防逆转装置的检验检测方法

4.1 检验相关技术规范要求

根据《电梯监督检验和定期检验规则》TSG T5002-2017、《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》GB 16899—2011，将扶梯非操纵逆转保护的检验条款列为B类项。在对其进行监督和定期检验的时候，若是检验出其不合格，那么就会判定其整机都不合格。依据规范的要求，此类装置需要满足以下几点。

（1）防逆保护装置可以使此类扶梯在运行方向发生改变时，自动停运。

（2）其在动作时需要切断主电源、制动器的回路，而且只可以进行手动的方式对故障进行锁定与定位，并手动的对检修与控制进行操作。

（3）工作制动器的可靠制停，应满足各项安全技术规范的要求。

（4）附加制动器需要具有可以发挥功能的效力，当发生逆转且不是由操作引起的时候，其动作可以良好的实现刹车的紧急制停功能。

4.2 防逆转保护装置的检测

一般来说，扶梯的厂家及品牌不同，其设定的方式也明显不同。为此，应该对其设计应用的原理进行剖析，并对其电气的原理运行图进行深入分析，从而判断出其在工作方式与设计上是否符合国家的相关技术标准，然后对其性能进行检测。针对不同的防逆保装置的设置样式，可以归结出以下几种检验检测方法。

（1）逆转防护装置会应用到工作制动器与速度监控元件。使用制动器对设备的机械元件进行保护，速度元件则是对设备的电气元件进行监控。通过对扶梯的运行速度变化的控制情况，向工作制动器进行及时的反馈，从而使其动作不会出现逆转的问题。其检测方式是使扶梯以额定的速度向上运行，调试员取消速度检测信号，这个时候制动器应发生可靠的动作，并减速制停扶梯。如果出现信号问题，就要及时开展信号采集开关的管理工作，通过科学的措施解决问题。在启动扶梯之后，需正确开展测速装置接收信号处理工作，更好地切断安全回路系统，并在信号输出的过程中，切断制动器的主要电源结构，使得扶梯能够在危险的环境下停止运行。

（2）在防逆转保护装置实际检测期间，针对驱动主机的进线进行摘除处理，利用手动盘车的通用检测方式完成当前的工作。通常有以下两种方法。①拆开驱动电机380伏电源接线端子，拆开两条电源线，电梯处于正常运行状态，给电梯向上运行指令，然后人为向下手动盘车，当电梯向下运行50cm时，防逆转装置起效制停扶梯。②拆开电箱找出驱动电机380伏电源接线端子，对调两条电源线，电梯处于正常运行状态，同样给电梯向上运行指令，此时电梯向下运行，当向下运行50cm时，防逆转装置起效制停扶梯。

（3）在动力回路加设空气开关，在下端梯级上装载一定量的载荷。接通空气开关，向上正常启动扶梯，当载荷运行至接近上端时，断开空气开关，此时制动器仍保持张开状态，当扶梯在载荷重力作用下减速至零时，再逆转下行。通过观察减速、零速、逆转下行的全过程，制动器是否动作，制停扶梯。接通空气开关正常启动扶梯，应不能重新启动。如果现场不能提供载荷，可手动盘车也是可用上述检测方法的。如图1所示，在自动扶梯防逆转安全装置实际运行与设计的过程中，对具体工作内容进行合理分析，并在安全管控的过程中提升整体管理工作效率与质量，优化管理工作方式与体系，提升整体系统的运行效率与质量。

图1 安全防护装置

（4）附加制动器与电气安全开关相结合的方式的工作原理为通过速度监控元件或电气安全开关，对扶梯运行的速度及方向变化进行监控，以此对工作、附加制动器进行反馈，进而预防逆转的发生，如图2所示。其检测方式是使扶梯以额定的速度向上运行，让调试员对电气安全开关进行手动操作，这个时候制动器应发生可靠的动作，并减速制停扶梯。