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学术前沿

自动扶梯防逆转保护的研究

发布日期:2013-02-21 22:06

自动扶梯防逆转保护的研究
 
摘   随着经济社会的不断发展,商场、地铁、火车站等公共场所,多安装自动扶梯来承载大量乘客。客流量过大、超载是扶梯或倾斜式人行道发生逆转事故的常见原因。由此也引发了社会舆论对电梯运行安全的关注,尤其是对自动扶梯运行安全的关注。本文从技术层面对自动扶梯发生逆转的相关问题进行讨论。
关键词 自动扶梯 逆转保护 研究
 
      自动扶梯作为带有循环运行梯级,用于向上或向下倾斜运输乘客的固定电力驱动设备,与人们的日常生活息息相关、密不可分。自动扶梯的“逆转”,是指自动扶梯在运行中非人为改变其运动方向的一种现象。自动扶梯无论是上行还是下行,都有可能发生逆转,满载上行工况发生逆转的概率较高,容易造成下跌、滚落、挤压、踩踏事件,是自动扶梯事故中危害最大的一种。 除了超载,故障等也可能导致扶梯发生逆转。扶梯一旦发生逆转,如果相应的保护装置没能及时动作,则极易造成严重后果。自动扶梯逆转事故并不少见,近两年国内就发生了多起扶梯逆转事故,均有多人受伤。据自动扶梯事故统计:①坠落,占事故的15%;②运行中发生的逆转,占事故的9%;③与物体发生碰撞、剪切占事故的15%;④机械部件之间的间隙产生的挤压,占事故43%;⑤跌倒,占事故的9%;由此可见扶梯逆转事故在扶梯事故中还是占有相当大的比重。例如2010年12月,深圳地铁国贸站5号扶梯故障出现逆行,导致25名乘客受到挤压并擦伤。其原因是由于故障扶梯主机固定螺栓松脱,其中一个被切断,使主机支座移位,造成驱动链条脱离链轮,上行的扶梯在乘客重量的作用下下滑;2011年7月,北京地铁4号线动物园站A出口上行自动扶梯发生故障,突然下行,致1人死亡,28名乘客受伤。
      自动扶梯是依靠梯路和两旁的扶手组成的传输机械来输送人员。梯路是特殊的板式输送机,扶手是特殊的带式输送机。若干梯级与牵引链联接组成梯路。梯级的结构属于一种特殊形式的四轮小车,有两只主轮和两只辅轮。通过牵引链条与主轮的轮轴铰接而带动梯级沿设置的轨道运行,而辅轮支承梯级上的乘客,也沿着设置的轨道运行。驱动装置以牵引链条为牵引件,又称链条式自动扶梯。这种驱动装置安装在自动扶梯的端部,称作机房。端部驱动结构形式最为普遍,工艺成熟,维修方便。对于一些大提升高度或者有特殊要求时,驱动装置安装在自动扶梯中部的称作中间驱动装置,该驱动装置不需要设置机房。中间驱动结构形式紧凑,能耗低,特别是大提升高度时,可以进行多级驱动。
 
1 发生扶梯逆转的原因
1.1 电气方面的原因
      电网错相、断相、失压等造成电动机反转或驱动力不足,造成上行的自动扶梯逆转,特别是在重载上行的情况下;低压元件或装置发生短路、粘连、断路等故障,或安全电路、制动器控制回路等发生故障,使之失效,不能起到该有的保护、控制、制停等作用,使自动扶梯逆转。
1.2 机械方面的原因
      (1)驱动装置与梯级链轮之间的驱动链断链造成逆转。
      (2)驱动梯级的链条发生断链而造成逆转。
      (3)自动扶梯或自动人行道严重超载,造成电动机力矩不 足而导致逆转。
      (4)驱动装置与梯级链轮之间的驱动使用皮带,而皮带发生打滑造成逆转。
      (5)自动扶梯和自动人行道在运行中突然发生故障导致急停,而工作制动器不能提供足够的制动力距而导致逆转。
 
2 防逆转保护的具体要求
      防逆转保护装置是自动扶梯或倾斜式自动人行道的重要保护装置之一。在GB16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》中,防逆转保护的检验被列为重要项,也就是说,如果此项检验不合格,则该扶梯应判为不合格。对于防逆转保护装置,应该满足以下要求:一是当梯级、踏板或者胶带改变规定的运行方向时,防逆转保护装置应该动作,使扶梯自动停止运行;二是防逆转保护装置动作时应切断制动器回路和主电源回路。
      (1)对工作制动器的要求。应设置一个制动系统,该制动系统使自动扶梯或自动人行道有一个接近匀减速的制停过程直至停车,并使其保持停止状态;制动系统在使用过程中应无故意的延迟现象。制动系统在下列情况下应能自动工作:①动力电源失电;②控制电路失电。
      (2)对附加制动器的要求。附加制动器应能使具有制动载荷的自动扶梯或自动人行道有效的减速停止下来,并使其保持静止状态;附加制动器应为机械式的(利用摩擦原理);附加制动器在下列任何一种情况下都应起作用:①在速度超过额定速度1.4倍之前;②在梯级、踏板或胶带改变其规定运行方向时。
 
3 防逆转保护的措施
      (1)驱动链不断链前提的保护装置。这种保护装置往往安装在主机附近,最常见的是采用接近式开关的保护装置。采用接近式开关的防逆转保护装置一般是利用测速原理,利用飞轮等能周期性通过的装置经接近式开关接收信号,通过对扶梯或人行道运行速度的监控,来实现逆转保护作用。在自动扶梯或倾斜式人行道发生逆转时,曳引机将会从额定速度减为零速,然后反向运转。将一个低于额定速度的速度值设为接近式开关动作的临界点,在逆转过程中,达到该临界点时,接近式开关动作,切断制动器电源和主机电源,使扶梯或者倾斜式人行道停止运行。
      (2)驱动链断链后动作的机械式防逆转保护装置。在三菱制造的扶梯中,有不少采用了这种类型的保护装置。该保护装置由检查驱动链断链情况的动作装置和装设在梯级、踏板或胶带驱动主轴上的制停装置构成。扶梯逆转时,如果驱动链断链,检查驱动链断链情况的重锤将会下落,使棘爪卡入棘轮,扶梯制停。
 
4 结束语
      为了避免扶梯或者人行道逆转事故的发生,制造单位要严格按照GB16899-2011的要求进行制造和安装,维保单位要及时、定期进行维保,检验机构检测人员也要提高对防逆转保护装置的重视,采取正确有效的方法对其检测,最大程度地排除可能导致事故发生的隐患,预防故障或者超载而导致逆转事故的发生,保护设备及人员的安全。
 
参考文献
[1] GB16899-2011. 自动扶梯和自动人行道的制造和安装安全规范[G].北京:中国标准出版社
[2] 毛怀新.电梯与自动扶梯技术检验[M].北京:学苑出版社,2001,03
[3] 胡立峰.自动扶梯原理设计与维修[M].北京:机械工业出版社,2000,04
[4] 吕英辉.自动扶梯或倾斜式自动人行道的防逆转保护[J].中国科技信息,2010(15):147 148