龐旭旻　仇潤鶴

摘 要：近年來，隨著自動扶梯數(shù)量的增多，各地自動扶梯事故率也逐年上升。雖然自動扶梯事故的死亡率比電梯低，但是，對傷者造成的傷害、產(chǎn)生的社會影響是相當嚴重的。2014年上海地鐵內(nèi)自動扶梯倒溜事故引起了全社會的關注。簡要介紹了自動扶梯主驅動鏈的運行特點，測試和分析了在用自動扶梯主驅動鏈條的性能，并闡述了主驅動鏈條潤滑保養(yǎng)的方法及其對扶梯性能的影響。

關鍵詞：自動扶梯；主驅動鏈條；性能測試；潤滑保養(yǎng)

中圖分類號：TU857 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.010

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國自動扶梯的年產(chǎn)量和在用數(shù)量在快速增長。由上海市質量技術監(jiān)督局特種設備監(jiān)察數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)可知，上海作為特大型現(xiàn)代化城市，在用自動扶梯共有15 503臺，其中，全網(wǎng)絡地鐵站自動扶梯數(shù)量在1 900臺左右。自動扶梯與垂直電梯在結構和使用場合上有明顯的差別，因為自動扶梯屬于連續(xù)運輸人員的特種設備，大部分被安裝在人員較為密集的商場、交通運輸樞紐中心等地區(qū)，一旦發(fā)生事故，不僅會威脅人員安全，還會使現(xiàn)場秩序和運輸受到?jīng)_擊。2014-04-02T08：20，在上海地鐵靜安寺站的換乘通道內(nèi)，一部上行方向的自動扶梯突然倒行，導致十幾名乘客摔倒受傷。引發(fā)該起事故的直接原因是自動扶梯主驅動鏈條斷裂，導致梯級失去動力牽引，在重力的作用下沿梯路失速下滑，使得站立在梯級上的人員摔倒。鑒于此，此類事件應引起相關部門的高度重視。主驅動鏈條是屬于低速重載的傳動鏈條，如果存在制造缺陷或者潤滑不良（加劇鏈條的疲勞磨損）的問題，就都會導致其斷裂。

1 扶梯主驅動鏈條性能測試與分析

上海地鐵某扶梯主驅動鏈條過渡鏈節(jié)的鏈片在服役過程中發(fā)生斷裂，導致扶梯在運行過程中倒溜。結合事故情況，選取未失效的正常鏈條做力學性能測試。

測試試件有Ⅰ型試件（截取鏈條長度約0.5 m，截取段為不包含過渡鏈節(jié)結構的正常鏈節(jié)）、Ⅱ型試件（截取鏈條長度約0.5 m，截取段包含一節(jié)過渡鏈節(jié)結構）。

測試項目是機械拉伸試驗，以獲得拉伸載荷-應變（kN-mm）曲線、極限拉伸載荷，并宏觀檢測分析試件斷裂失效形貌。

測試所用儀器為萬能力學試驗機，測試單位為某電梯檢測中心。夾具與鏈條試件的連接形式為銷軸裝配，裝配銷軸為鏈條試件自配銷軸，并拆裝在夾具與鏈條試件的連接處。

選取未失效的正常鏈條做機械拉伸試驗，拉伸曲線如圖1所示。在測試過程中，未見鏈片失效結果，機械拉伸受力方向為沿鏈片長軸方向，以拉力為主。而在扶梯鏈條運行的過程中，鏈片的受力方向較為復雜，所以，測試時要重點考慮鏈片受扭轉、剪切和彎折等情況的影響，重點考察鏈片的沖擊韌性（Ak）。

由機械拉伸曲線可知，在4件測試件中，1件為無效測試件（夾持打滑），3件為有效測試件，平均拉伸受力為132.36 kN，低于扶梯的標準性能指標。

斷裂位置均為銷軸，斷裂銷軸斷面宏觀形貌呈典型的“臺階+剪切唇+放射花樣”復合形貌，如圖2、圖3所示。由此可知，試件斷口方向與銷軸軸向呈一定的夾角，應為塑性斷裂為主、后期脆斷的復合型斷裂。

未斷銷軸發(fā)生嚴重塑性變形，變形位置為鏈片與銷軸接觸的位置。在此需要說明的是，嚴重的塑性變形會導致局部的應變強化（降低組織塑韌性，增加脆性風險）、應力集中（裂紋萌生的高發(fā)區(qū)）。

2 國家標準和安全技術規(guī)范的相關要求

國家標準GB 16899—2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》對主驅動鏈作了如下規(guī)定：

第5.4.3.1.1條規(guī)定：工作制動器與梯級、踏板或膠帶驅動裝置之間的連接應優(yōu)先采用非摩擦傳動元件，例如軸、齒輪、多排鏈條、2根或2根以上的單排鏈條。如果采用摩擦元件——三角傳動皮帶時（不允許使用平皮帶），應使用符合5.4.2.2規(guī)定的附加制動器。

第5.4.3.1.2條規(guī)定：所有驅動元件靜力計算的安全系數(shù)至少應為5.如果采用三角傳動皮帶，則其不應少于3根。而安全系數(shù)是驅動元件的破斷力與驅動元件所受靜力之比。其中，靜力是指自動扶梯或傾斜式自動人行道不僅要承受5.2.5規(guī)定的5 000 N/m2載荷，還要承受張緊裝置所產(chǎn)生的張力。

安全技術規(guī)范TSG T5001—2009《電梯使用管理與維護保養(yǎng)規(guī)則》附件D中對主驅動鏈作了如下規(guī)定：表D-1半月維保要求主驅動鏈運轉正常；表D-3半年維保要求清理主驅動鏈表面的油污，并潤滑，保證主驅動鏈鏈條滑塊的清潔度，使其厚度符合相關標準。

3 主驅動鏈條的潤滑保養(yǎng)

國家標準和安全技術規(guī)范對自動扶梯主驅動鏈的安全系數(shù)和維護保養(yǎng)工作提出了嚴格的要求。其中，潤滑不僅是自動扶梯保養(yǎng)的重要工作之一，也是保持自動扶梯良好運行的重要條件之一。

在自動扶梯運行的過程中，如果潤滑度較高，能大大提高扶梯的性能，使其運行平穩(wěn)、舒適，運行噪聲低；反之，如果潤滑度較低，鏈輪與鏈條之間就會產(chǎn)生干摩擦，加快鏈條的磨損速度，導致鏈條伸長、壽命縮短。長期這樣，就會引發(fā)嚴重的斷鏈事故。

一般情況下，自動扶梯中配備了2種潤滑裝置：①普通潤滑。它依靠重力作用進行滴油潤滑，而油量則由電磁閥來調(diào)節(jié)。②中央潤滑系統(tǒng)。它通過電氣控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)油泵、電磁閥，以達到控制油量和加油時間的目的。因此，在維護保養(yǎng)過程中，一定要保證自動加油潤滑系統(tǒng)功能的有效性，即油箱油量充足，油泵、電磁閥運行可靠。

4 建議

綜上所述，雖然試驗主驅動鏈條的斷裂位置與靜安扶梯事故中的不同，但是，3個有效測試件的性能指標均低于相關標準規(guī)定的性能指標。由于地鐵客流量較大，所以，必須保證自動扶梯運行的安全性和可靠性。鑒于此，特提出以下3點建議：①建議每隔兩三年更換一次自動扶梯主驅動鏈條；②不建議使用有過渡鏈節(jié)的鏈條；③加強對主驅動鏈條的潤滑保養(yǎng)。

參考文獻

[1]上海三菱電梯有限公司，江南嘉捷電梯股份有限公司，中國建筑科學研究院建筑機械化研究分院，等.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].北京：中國標準出版社，2012.

[2]北京市質量技術監(jiān)督局特種設備處，國家質檢總局特種設備局，北京市特種設備檢測中心，等.TSG T5001—2009 電梯使用管理與維護保養(yǎng)規(guī)則[S].北京：中國計量出版社，2009.

〔編輯：白潔〕