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一、事故概况
2016年2月18日上班早高峰时间,宁波地铁1号线某出口地下通道的自动扶梯突然由上行变为下行,造成多名乘客相继倒下并受伤。事发后,有关部门邀请浙江省特种设备检验研究院的专家进行技术调查分析。2016年2月24日,这起事故调杏结果公布。初步查明,故障原因为主机输出轴与链轮连接处的“卷销”疲劳失效,造成自动扶梯“倒溜”。该事故自动扶梯2004年出厂,2005年投入使用。
二、事故原因分析
1.事故自动扶梯具有防逆转监测功能
经查阅,与该事故自动扶梯型号相同的投标产品说明中持别强调了电动机的保护功能,其清楚地写明了防逆转装置是防止电动机非操纵逆转,说明了该自动扶梯的非操纵逆转功能是靠传感器监测驱动主机的电动机转子速度来实现的。
2. “卷销”断裂,自动扶梯失控逆行
该事故自动抉梯的“卷销”也就是电动机与受控的主驱动齿轮间键的连接疲劳断裂后,电动机依然以额定速度上行空转;而其负载端失去驱动力,在重力势能的作用下驱动齿轮及传动链轮开始反向受力,自动扶梯于是开始从减速上行到加速下行。可是,防逆转检测开关在这个过程中始终监测的是电动机转子轴上的速度脉冲,微机默认自动扶梯是正常运行,于是导致微机无法监测到自动扶梯的实际速度,负载的自动扶梯因此完全失控。
3.外因触发安全开关,紧急制动器制停自动扶梯
在该事故自动扶梯加速下行的过程中,交通指示灯突然熄灭,随后自动扶梯就以加速制停。由于视频的局限性,根据熄灭的交通指示灯这个重要的现象可以推断出是安全开关动作了,有可能是人为按了急停,也有可能是扶手带入□开关被摔倒在楼层板上的人挤压动作,其他原因导致安全开关动作的可能性很小。安全开关动作后,才导致电动机失电,然后工作制动器使电动机停止转动,最后微机检测到电动机完全停止后,紧急制动器才能失电动作,使自动扶梯最终制动停止。
4. 扶手带速度监测为何失效,梯级缺失开关为何不起作用
根据型号相同的投标产品说明,的确含有这两项功能。但是扶手带速度监测功能是选配功能,而此梯投入使用已十几年,在那个时候自动扶手带速度监测功能还不普及,该事故自动扶梯的此功能应该是没有的。而梯级缺失功能是标准配置的确是有的,然而那个时候的梯级缺失开关功能大多只是纯粹地检测梯级的有和无,并不像现在已把防逆转功能加入到梯级缺失开关中。
5. 严格按照机电一体化系统设计要求设计自动扶梯
更深入地讨论这次事故之前,先是联想到去年笔者所在的城市地铁线的自动扶梯制造厂家(与该事故自动扶梯同一制造厂家)取消了某种型号自动扶梯的主驱动链断链开关,当时取消的原因好像是某种触发条件下附加制动器失效,断链开关取消后只靠主轴上牵引链轮和主驱动轮上的两对探头来检测齿轮速度变化,说明制造厂家早已经意识到:直接监测齿轮,尤其是监测主轴的牵引链轮才能真实地反映自动扶梯的真实速度。从机电一体化系统设计的角度分析也是这样,测量模块只有检测机械受控模块才能反映设备的真实情况,而不是只检测驱动模块。所以站在机电一体化系统的高度上看,自动扶梯设备上任何地方的速度检测只有将其实际速度情况反映到微机上,在非正常情况下自动扶梯速度变化时才能让工作制动器和附加制动器及时动作,防止自动扶梯逆行。仅仅靠检测驱动模块的速度,在传动失效的情况下是不能反映机械受控模块的真实速度的。
三、应着力避免类似自动扶梯事故的发生
如果该事故自动扶梯防逆转开关是直接检测主轴的牵引链轮的线速度(近似梯级速度),就算是”卷销“完全断裂,自动扶梯上行减速阶段就能靠附加制动器使自动扶梯有效保护制停,根本不会出现自动扶梯的逆转。所以除了“卷销”键的连接失效本身的问题之外,其逆转监测的设计位置也的确存在缺陷。此事故排除了自动扶梯保养的问题,但更多的暴露出了电梯配件质量和电梯设计安全方面的问题,所以在这方面需要通过更加完善的标准来提高。