自动扶梯安全装置保护原理及改进设计

刘艳娟 王岩 王彦军

东芝电梯（中国）有限公司沈阳分公司 辽宁沈阳 110000

1 自动扶梯安全运行影响因素分析

相较于运输带，自动扶梯的运行环境更为复杂多变，如人员站立或行走的状态较为随意，人群分布也具有极高的不确定性。

与电梯相比，扶梯的运行状态及原理更为复杂。首先扶梯能连续大量的运输人员或货物，负荷强度大；其次，人们乘坐电梯时，驻立于轿厢内随轿厢在导轨上进行上下向移动，运行方向单一且乘坐环境固定，而乘坐扶梯时，人员随梯级进行一段水平位移后变更为沿一定角度的上下左右向位移，达到目标位置后再次变更为水平方向位移，运行方向与乘坐环境多变；再则，扶梯的主传动系统与扶手带驱动系统两部分组成的自动扶梯驱动系统与直梯单一驱动系统大有不同，其驱动链与主传动链轮为媒介，由主机为系统提供动力，将动力传递给梯路系统和扶手系统，各大影响因素的存在增加了驱动系统故障的发生。

另外，自动扶梯具有零部件多，动静零部件结合的特点，如梯级与裙板、梯级与梳齿、扶手带与栏杆等，造成其安全事故发生概率更大；值得注意的是，自动扶梯每个零部件都是受力的，然而零部件受力情况并不一致，例如主机固定螺栓、驱动链等零部件受力较大，这些部件的损坏，将会影响到自动扶梯的安全运行；再有，自动扶梯作为一类运输工具，长期使用将会出现制动器刹车碟的磨损，一旦尚未及时更换，将会出现自动扶梯制动失效问题[1]。

最后，附加制动器作为自动扶梯安全保护的最后保障，所采用的原理是摩擦原理，然而在实际安装过程中，附加制动器的安装并不是都能严格按照国家相关规范进行的，同时没有定期进行常规的保养，都可能造成附加制动器无法工作，直接影响到自动扶梯的安全性。

2 自动扶梯安全保护装置类别概述

根据我国现有标准，当前市场中主要具有超速和非操纵逆转保护装置与附加制动器。上述两种安全保护装置均是在突发情况下进行紧急制动，进而控制安全事故伤害扩大。超速与非操纵逆转保护装置主要作用于最危险时刻，是自动扶梯的最终安全保障，一旦此类安全保护装置失效，将出现不可估量的后果。但此保护装置在实际安装过程中，存在诸多不规范之处，与国家现行相关安全标准具体要求有着诸多出入。因此，有必要加强日常维护与保养，来达到有效提升自动扶梯安全性能的目的。对于附加制动器，自动扶梯附加制动器主要有五部分组成，分别是检测装置、触发装置、制动块、摩擦片以及制动轮。自动扶梯正常运行状态下，装置一旦接受到故障信号，会做出相应的保护动作，具体为电磁铁释放下来，触发制动块，借助摩擦力终止自动扶梯的运行。

3 自动扶梯安全保护装置改进设计分析

提高自动扶梯安全性能，最终目的是使自动扶梯为人们提供更加高效、更安全的、更放心的服务，然而各大影响因素的存在，直接影响到自动扶梯的安全管理。因此，注重自动扶梯安全装置的改进尤为重要。

3.1 设计正确的安全间距

根据有效调查数据显示，机械夹人型自动扶梯客伤事故所占总事故比例最大，在受伤人群中，儿童占据最大比重。因此，在安全间距设计中，应重点考虑儿童。值得注意的是儿童尺寸伴随着年龄的增长会发生相应的变化。因此，儿童身体部位尺寸应该重点考虑最小指尖尺寸的设计。这样一来，自动扶梯的间隙设计，应该小于儿童指尖的第一百分位，具体数值为小于4毫米。

3.2 提高梯级辨识程度、增加水平梯级数量

自动扶梯事故中，摔伤事故也是常发生安全事故的一种，主要发生在乘客刚上扶梯或者是下扶梯时刻。因此，在梯级设计中，有必要重视梯级的辨识度及水平梯级数量的合理性。首先，自动扶梯的梯级大部分是黑色，为了方便识别，应在相邻梯级边缘处刷上一层黄色，由此提高辨识度；另外，现多数自动扶梯的水平梯级为2个，应适当增加水平梯级数量来增加人员乘坐扶梯时由水平运行到按一定倾斜角度上行时的适应性及舒适度。

3.3 主要零部件的尺寸设计

零部件尺寸由不同生产厂家设计并生产，由此导致零部件存在一定的差异，从而影响到自动扶梯的安全性。因此，有必要重视起主要零部件尺寸设计。一是扶手形状与宽度设计：如果扶手为单杠，距离应控制在32毫米到38毫米之间，若扶手带形状为条状，距离应控制在80毫米左右；二是手臂的尺寸设计：手臂的尺寸中120毫米在其受挤压尺寸中是最小的一个数据，一旦相邻的扶梯出现挤压，将会影响到手臂、手掌以及手指等部位的受力，从而引发对人体的伤害。因此，扶手边缘之间的距离应该控制在120毫米以上；三是扶手的高度的设计：针对不同年龄段的学生，扶手高度应该有所不同，针对成年人，扶手高度应该控制在91厘米到112厘米之间；针对未成年人，扶手高度应该控制在52厘米到60厘米之间；四是对扶手的间隙设计：自动扶梯带间隙设计尤为重要，为避免手指活动受到挤压，应该将其间隙控制在8毫米之内，避免手指陷入扶梯带中；五是梯级设计：梯级设计首要考虑的是人的脚长，成年人脚长通常在295毫米到304毫米之间，兼顾行李箱、包裹等，梯级设计值宜控制在305毫米上下。

4 结语

综上所述，城市公共设施不断完善的情况下，自动扶梯作为一种常用的运输工具，在公共场所发挥出了巨大的作用。因此，有必要针对自动扶梯安全运行影响因素，在充分了解自动扶梯安全保护装置及原理的基础上，改进自动扶梯安全保护装置，为人们提供更加安全、高效、便利的服务。