一起因自動扶梯零部件失效引發乘客受傷的案例

梁 驍 李 博 邱 郡

（上海市特種設備監督檢驗技術研究院 上海 200333）

自動扶梯是指帶有循環運行的梯級，用于向上或向下輸送乘客的一種固定電力驅動設備，大都被安裝在商場、超市、地鐵站等人流量十分集中的場所。目前自動扶梯已成為市民群眾日常出行的重要組成部分，是城市運行安全不可或缺的一環[1]。一旦自動扶梯發生人員傷害事件，將會造成較為嚴重的社會影響。

近幾年，全國各地發生的自動扶梯傷害事件多以乘用人員摔倒為主。據統計，某城市現有自動扶梯數量約為28000臺，每年因設備故障或人員的不安全乘坐行為引發的人員摔倒事件達到了400多起，造成上百名乘用人員受到肢體上的傷害[2]。其中，設備故障主要是指自動扶梯存在梯級與扶手帶運動速度不同步的問題，不符合國家標準GB 16899—2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范》中第5.6.1條（扶手帶的運行速度相對于梯級、踏板或膠帶實際速度的允差為0～+2%）的規定[3]。

1 事故案例

2010年10月8日11點10分，某市一大型商場內自動扶梯發生一起人員摔倒事故，造成2名乘用人員受到不同程度的傷害。事發時，一名近80歲高齡的老人曹某在其孫子的陪同下，乘用向上運行的自動扶梯，由于該自動扶梯的左側扶手帶處于停滯運行的狀態，造成在曹某前面的一名女乘客仰面摔倒，隨后該老人也隨即仰面摔倒，現場工作人員聞訊后，立即趕往該自動扶梯處，按下紅色急停按鈕，及時將自動扶梯制停。

圖1 事發地監控錄像截圖

2 事故原因分析

2.1 設備概況

涉事自動扶梯型號：FT845，額定速度：0.50m/s，梯級寬度：1000mm，傾斜角：30°，提升高度：4.7m，輸送能力：9000人/h，制造單位：XX電梯有限公司，出廠日期：2007年7月1日。

2.2 相關試驗情況

●2.2.1 故障代碼讀取

涉事自動扶梯控制系統的主板內共記錄了100條故障記錄，故障發生的時間從10月8日04：21：23（實際時間為11：21：23）至10月8日07：39：52（實際時間為14：39：52），具體記錄情況見表1：

表1 故障代碼讀取情況

其中，序號為1、2的故障代碼記錄為現場勘查人員模擬動作底部按鈕開關以及急停開關，人為制造的設備故障，主要為確認調取的故障代碼記錄的顯示時間與故障實際發生的北京時間的差別。通過查看調取的100條故障記錄，未發現事發時記錄的相關故障代碼（11時10分）。

●2.2.2 相關運行試驗

現場勘查人員將涉事自動扶梯正常啟動后發現，位于左側的扶手帶在運行過程中存在有時停止運行，有時緩慢向上運行的問題。經測量，左側扶手帶緩慢向上運行時的運行速度為0.21m/s，此時，梯級的運行速度為0.48m/s，該自動扶梯的左側扶手帶運行速度和梯級運行速度允差達到了-56%。此時，一旦有人在乘坐自動扶梯的過程中，拉住左側扶手帶，即使其處于緩慢向上運行的狀態，也必將造成乘用人員發生向后摔倒的傷害事故。

圖2 現場試驗情況（扶手帶與梯級不同步現象）

2.3 扶手帶停滯原因分析

●2.3.1 扶手帶張緊裝置與張緊輪裝置結構

涉事自動扶梯扶手帶的驅動方式為大摩擦牽引輪傳動，利用帶式壓帶裝置將扶手帶壓緊在摩擦輪上，以保障自動扶梯的扶手帶獲得足夠的驅動力[4]。

圖3 扶手帶張緊裝置結構圖

●2.3.2 張緊輪軸承情況

張緊輪使用的軸承分別為1#6304，2#6305RS，3#2206E，前兩款為滾珠軸承[5]，后一款為滾柱軸承“咬死”不轉動的張緊輪為3#2206E。

圖4 張緊輪裝置示意圖

圖5 “咬死”不轉動的張緊輪

●2.3.3 軸承咬死的原因分析

從張緊輪結構分析未見有提供維修保養時可以檢查和進行注油的孔或其他工藝方法。由此可以判定，3#2206E軸承為免維護的軸承。對3#2206E軸承進行解體分析，發現軸承表面銹蝕嚴重，滾柱表面銹蝕嚴重，未見有加油痕跡，也未發現有潤滑脂痕跡。

圖6 2206E軸承未見有注油的孔

每個軸承都有預先計算的使用壽命[6]。但是，研究表明：由于各種原因，并不是所有的軸承都可以達到這個使用壽命。在軸承生命周期中，對軸承使用壽命有重要影響的階段是安裝和初次潤滑、對中、補充潤滑、基本狀態監測和拆卸。本起事故中，扶手帶張緊輪采用的是免維護的滾柱軸承，對其影響最大的階段則是安裝和初次潤滑[7-8]。安裝是軸承生命周期中的關鍵階段之一，如果未使用正確的方法和工具來正確地安裝軸承，軸承的使用壽命會縮短。初次潤滑也是安裝程序中的重要步驟。選擇適用于該軸承應用的潤滑脂是獲得機器最佳運行性能的關鍵。此外，潤滑脂的用量和潤滑方法也會影響到軸承的使用壽命[9]。因此，本次滾柱軸承失效的原因，應該屬于產品質量和安裝質量問題。

2.4 事故原因分析

綜上所述，由于涉事自動扶梯左側扶手帶與梯級運行速度不同步，造成乘用人員在乘坐自動扶梯的過程中發生向后摔倒，致其受到了傷害。之所以左側扶手帶與梯級運行速度存在不同步的現象，主要是由于左側扶手帶的3#2206E張緊輪軸承嚴重銹蝕“咬死”不能轉動，使得張緊輪軸承的傳動軸在支架上擠壓摩擦力不斷增加，最后導致傳動軸不能承受載荷而斷裂，引發左側扶手帶驅動力不足，在運行過程中有時停止運行，有時緩慢向上運行。

圖7 傳動軸斷裂

3 事故警示

國家標準GB 16899—2011中規定，在正常運行條件下，自動扶梯扶手帶的運行速度相對于梯級、踏板或膠帶實際速度的允差為0～+2%，也就是說一旦出現扶手帶與梯級、踏板或膠帶運行速度不一致時，扶手帶的運行速度也只能是快于梯級、踏板或膠帶的運行速度（在一定范圍內），否則將會引發拉住扶手帶的乘客發生向后摔倒現象。顯然，本起事故中，涉事自動扶梯的扶手帶與梯級之間的運行速度處于嚴重不同步的狀態，若乘客在乘坐時拉住了扶手帶，勢必會造成乘客向后摔倒，使其肢體受到傷害。

1）落實制造單位確保自動扶梯本體性能安全的主體責任。

本起事故中，左側扶手帶的張緊輪滾柱軸承出現嚴重銹蝕、“咬死”等問題，致使該軸承處于過早失效的狀態。由于軸承通常是設備中最不易接近的部件，忽略軸承潤滑經常會導致各種問題，如本起事故中軸承出現的銹蝕、咬死現象。在軸承運行時，正確的潤滑才能使軸承的運行性能達到最佳狀態。同樣，選擇適用于軸承應用的潤滑脂，在正確的時間間隔適用適量的潤滑脂，是達到軸承最大使用壽命的關鍵。因此，制造單位應提供針對扶手帶張緊輪的維修保養工藝，如軸承潤滑周期、潤滑脂的牌號等，或直接將類似于扶手帶張緊輪軸輪等設計成性能可靠、免維護的零部件，從而避免因零部件維保不到位引發設備出現故障。

2）強化日常維保質量，確保在用設備性能安全。

2017年8月1日實施的安全技術規范TSG T5002—2017《電梯維護保養規則》中規定，日常維護保養單位至少每半月對扶手帶的運行速度進行檢查，確保自動扶梯的扶手帶與梯級的運行速度達到一致。作為日常維護保養單位，應嚴格按照安全技術規范的要求，進一步強化日常維保質量，確保在用設備的性能安全。

3）加強在用設備安全管理，強化使用單位主體責任。

自動扶梯扶手帶與梯級運行速度不同步的現象，使用單位的相關人員在日常檢查過程中通過自身的乘坐感受便可以明顯的察覺出來，并非難以發現的故障。因此，作為電梯的使用單位，應加強對電梯的安全管理，制定和落實電梯日常檢查計劃，記錄電梯日常使用狀況，一旦電梯出現故障或者發生異常情況時，及時組織維保單位對設備進行全面檢查，確保電梯的使用安全。

4）進一步提高在用自動扶梯的安全性能。

由于涉事自動扶梯的制造年限較早，不具備扶手帶速度監控功能，也就無法在扶手帶與梯級運行速度不同步的情況下及時停止運行。因此，為進一步提高在用自動扶梯的安全性能，建議增設扶手帶速度監控功能，并確保監控功能有效、可靠。

[1]朱昌明，洪致育，張惠僑. 電梯與自動扶梯原理結構安裝測試[M]. 上海:上海交通大學出版社，1995.

[2]歐陽惠卿. 服務公共交通安全 提高自動扶梯安全等級[J]. 質量與標準化，2015(11)：32-33.

[3]GB 16899—2011 自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范[S]

[4]薛文旺. 自動扶梯扶手驅動系統設計與試驗研究[J]. 科技風，2016(14)：110.

[5]袁和會，魏玉瑋，劉志英. 滾動軸承工作表面失效分析[J]. 寧夏工程技術，2003(02)：166-167+170.

[6]劉穩. 公共交通型自動扶梯扶手帶驅動原理及故障介紹[J]. 山東工業技術，2016(07)：213.

[7]楊林. 自動扶梯扶手帶打滑問題分析及解決措施[J]. 機電信息，2016(15)：166-167.

[8]馬偉峰.自動扶梯梯級振動及乘行舒適性研究[J],中國電梯，2007，18(07)：50-53.

[9]春虎，鐘培道，王仁智. 轉動部件的失效分析[M].北京：北京國防工業出版社，2008.