k8娱乐:自动扶梯梯级相关间隙存在的问题及其对策
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在自动扶梯中，梯级是运送乘客并与乘客发生非间接接触的核心运动部件之一，由梯级相关间隙造成的自动扶梯事故常有发生。在自动扶梯中与梯级相关的间隙主要有3种：梯级与梯级之间的间隙，梯级与围裙板之间的间隙，梯级与梳齿板之间的间隙(以下统称相关间隙)。这些相关间隙容易将细小物件甚至人的手指、脚趾等卷入，造成设备损坏和人员受伤或死亡。目前，针对自动扶梯梯级安全的研究多数集中于梯级的检验检测的新方法、梯级强度是不是符合要求等方面，例如将机器视觉方法融入梯级相关缺陷的检测中等。笔者查阅文献，尚未见到专门针对梯级相关间隙的综合分析研究。在本文中，笔者聚焦自动扶梯的梯级相关间隙，归纳梯级相关间隙常见的不符合安全技术规范和标准要求的表现形式，分析存在的风险与产生的原因，提出有针对性的建议和措施，以期进一步提升自动扶梯乘用的安全性。
梯级主要由踏面、梯级边框、支撑架、梯级滚轮等组成，如图1所示。根据结构型式，梯级可以分为组合型和整体型。组合型梯级由于生产制作工艺复杂、在自动扶梯运行中容易产生松动等问题，极少被采用。大部分自动扶梯使用的是整体型梯级。其通常由铝合金一次性压铸，经简单机械加工而成，并将踏面边框涂成黄色或镶嵌黄色塑料条，以提示乘客站立在边框内。
在自动扶梯运行时，梯级在梯级链及滚轮轨道的作用下保持在固定轨道上运行，其两侧与围裙板紧密贴合。梯级的表面带有齿槽结构，分别与前后梯级、梳齿板相互啮合。基于特有的结构与运行方式，在自动扶梯运行时会存在梯级相关间隙。
自动扶梯上与梯级运行相关的围裙板、梯级齿槽、梳齿板等部件在设计和安装时均有精度要求，因而梯级在投入使用初期一般不会出现超过安全技术规范和标准要求的连续间隙，但使用一段时间后，会因振动、松动、磨损、破损等原因导致上述梯级相关间隙变大，如果不加以控制，将增加事故风险的可能性。为此，GB 16899—2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》第4.2条“机械危险”中将“围裙板和梯级之间、梳齿板和梯级或踏板之间被夹住；梯级间或踏板间被夹住”作为自动扶梯重大危险清单之一，以提示其危险性。
GB 16899—2011第5.3.5条要求“相邻两个梯级之间的间隙不应大于6mm”，但是TSG T5002—2017《电梯维护保养规则》中对此间隙并没有提出明确的要求，这导致自动扶梯在使用一段时间后，会出现该间隙大于6mm(见图2)的问题，且未引起使用单位、维保单位的重视。
进一步分析发现，梯级与梯级之间的间隙超标主要是由于梯级链伸长、梯级破损等原因所致，这些原因容易被查明，可以通过更换梯级链、修复破损的梯级等措施解决超标现象。除此之外，在自动扶梯运行过程中，梯级滚轮、梯级链滚轮的磨损也可能导致梯级间的松动，并使梯级产生前后方向的晃动。由于处于非水平段运行的梯级滚轮〔见图3 a)〕主要依靠梯级的重力保持在导轨上，因此，对于两个相邻的梯级，在上行方向时如果对上方的梯级施加一个向上的作用力，该梯级将被抬升一定的高度，会导致两个梯级之间的角度及间隙增大，如图3 b)所示。此时，如果有异物卡入该间隙，极易导致运行中的梯级隆起并撞击梳齿板，引发设备损坏甚至造成人身伤害。
对于梯级与梯级之间的间隙，TSG T7001—2023《电梯监督检验和定期检验规则》附件A第A2.2.4.1条提出了明确的要求，并且与GB 16899—2011第5.3.5条的要求一致。鉴于TSG T7001—2023是具有强制性的安全技术规范，在其正式实施后(2023年4月2日发布，过渡期为1年)，梯级与梯级之间间隙大于6mm的不符合标准要求的状况将会受到重视并有望得到改善。
GB 16899—2011第5.5.5.1条、TSG T5002—2017附件D第D1条以及TSG T7001—2023附件A第A2.2.3.7条，对于自动扶梯梯级与围裙板的间隙都提出了要求，并且相互一致，均为：任何一侧的水平间隙不大于4mm，并且两侧间隙之和不大于7mm。
在用自动扶梯梯级与围裙板间隙超标出现的较为常见的情况，是由于围裙板受外力撞击、挤压等因素产生了变形或者位移(见图4)，此类问题可通过对围裙板整形、修复解决。另外，当梯级两侧存在破损时，该间隙也会产生不符合要求的情况，如图5所示。GB/T 37217—2018《自动扶梯和自动人行道主要部件报废技术条件》第4.3.1条要求，当梯级存在断齿的情况下应当报废，此时应当更换梯级。还有一种情况应当引起重视，前文所述的GB 16899—2011、TSG T7001—2023、TSG T5002—2017对于自动扶梯梯级与围裙板间隙的要求均是静态的，但是当梯级轴与梯级链之间因安装或使用等原因产生松动时(见图6)，梯级在运行过程中会发生小幅度的左右晃动。这会出现该间隙在静态情况下符合要求，而在动态运行或梯级晃动时其单侧水平间隙大于4mm的情况。因此，对于梯级与围裙板间隙不符合要求的成因，除了梯级、围裙板本身之外，也要关注梯路中梯级轴、梯级链等相关部件的完好性、可靠性。
GB 16899—2011第5.7.3.3条以及TSG T7001—2023附件A第A2.2.2.9条对梯级与梳齿板之间的间隙均要求：梳齿板梳齿与梯级踏面齿槽的啮合深度不小于4mm，间隙不大于4mm。这里对啮合深度以及间隙的要求，是考虑到既要阻挡细小杂物随梯级进入自动扶梯内部，又要保证梯级在运行期间与梳齿板无碰擦。如果梯级的踏面齿槽或者梯级本身存在破损〔见图2 b)、图5〕，那么无法保证梳齿板与破损的梯级之间的啮合尺寸。此外，如果存在安装时调整不当，使用时发生动态磨损及梳齿变形等，也会导致梳齿相对梯级踏面齿槽偏向某一侧，严重时将会出现二者直接摩擦的情况，最终导致梯级踏面齿槽磨损、梳齿板磨损甚至断齿的情况，如图7所示，进而导致梯级与梳齿板的间隙超标。
当因梯级安装不对称、梯级破损、围裙板变形位移、梳齿板梳齿变形、梯级滚轮与梯级链轮磨损等问题导致梯级相关间隙不符合要求时，自动扶梯安装单位、使用单位和维保单位，可以从以下几个方面采取措施，强化管理。
1)安装单位要严格按照自动扶梯的安全技术规范与标准、安装使用说明书以及施工工艺文件等进行安装施工作业，做好安装过程质量控制与施工后自行检查，保证设备投用前的安装质量，防止在安装施工阶段埋下安全隐患。
2)使用单位和维保单位要增强对自动扶梯梯级相关间隙超标危险性的认识，通过日常检查和维护保养主动地识别出相关间隙存在的安全隐患，分析导致梯级相关间隙超标的原因，根据分析结果和安全技术规范，通过调整、紧固、修复、更换等手段规范和正确地处置变形、松动、磨损、破损的零部件，消除安全隐患。
3)使用单位需要重点加强自动扶梯安全乘用的宣传，在自动扶梯上张贴安全乘用须知、警示标识等，也要采取巡查巡检、语音播报提示等现场安全管理措施，对不规范、不文明的乘用行为〔例如：在自动扶梯上跑跳，使用自动扶梯运送非专用手推车(车轮能够将梯级顶起)等可能造成设备损坏的行为；以及穿着“洞洞鞋”紧贴围裙板站立，利用防护毛刷刷鞋等将肢体挤入梯级相关间隙可能造成人身伤害的行为〕进行劝阻。
为了减小梯级相关间隙超标的风险，设计与制造单位需要进一步增强设备本质安全意识，严格按照GB 16899—2011、TSG T7001—2023等标准和安全技术规范要求设计、制造自动扶梯；同时，优化安装工艺，建立安装施工质量保证的准则与规范，降低安装过程的随意性；此外，增强维护保养的可发现性和易处理性。
基于自动扶梯梯级相关间隙超标的问题导向，鼓励设计与制造单位深入分析其成因并提出有明确的目的性的技术改进措施。例如：针对围裙板位移导致间隙超标的问题，可以设计具有补偿装置功能的新型梯级[5]。对梯级两侧与围裙板的间隙进行自动补偿。针对梯级安装时可能出现的不对称现象以及梯级滚轮与梯级链滚轮磨损导致梯级被抬起晃动等问题，可以优化梯级滚轮导轨的结构型式设计，如图8所示。优化后的梯级滚轮导轨由卧L形底轨和上轨组成，卧L形底轨限制了梯级的左右晃动和梯级的安装位置，降低了梯级安装不对称的概率；上轨的作用则是能够防止梯级被抬起，降低异物卡入进而导致梯级隆起的风险。
自动扶梯梯级相关间隙因运行时具有动态变化的特性，使用单位、维保单位、设计与生产单位、安装单位以及乘用人员都需要增强对其危险性的深刻认知，特别是广大的乘用人员，要杜绝不规范、不文明的乘用行为，减少对自动扶梯设备、自身和他人的伤害。
对于自动扶梯梯级相关间隙风险的防范，鼓励相关单位基于本质安全理念，面向普遍、难点问题提出有明确的目的性的新技术或者系统性解决方案，真正实现创新驱动高质量发展，提升我国自动扶梯安全水平。
[1]刘章旭,张光耀,邓伟,等.自动扶梯梯级运行安全风险分析及防控措施[J].中国电梯,2022,33(11):6-8,10.
[2]刘德阳,苏宇航,陈胜来,等.基于机器视觉的自动扶梯梯级缺陷检验测试与识别研究[J].特定种类设备安全技术,2023(6):47-50.
[3]封高歌,王晨,刘小畅,等.自动扶梯梯级碰撞研究与有限元分析[J].机械制造与自动化,2023,52(4):137-139.
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