扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀研究

黃元維

（江西省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，江西 南昌330000）

現(xiàn)階段，自動(dòng)扶梯已成為現(xiàn)代建筑空間中主要配備的公共交通設(shè)施之一，其在為人們提供出行便利的同時(shí)，也存在一定的事故風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成很大威脅。結(jié)合既往經(jīng)驗(yàn)來看，梳齒板安全保護(hù)裝置的失靈故障，是導(dǎo)致自動(dòng)扶梯無法安全制動(dòng)、引發(fā)扶梯夾人事故的主要問題之一。據(jù)此，我們有必要對(duì)扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置的有效檢測(cè)方法展開探究討論。

1 扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)原理

從技術(shù)原理上講，扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀主要以扶梯夾卡異物時(shí)的動(dòng)作力水平為檢測(cè)對(duì)象，由此對(duì)保護(hù)裝置的有效性做出判斷。

在檢測(cè)儀的運(yùn)行過程中，其會(huì)向扶梯保護(hù)裝置施加逐漸增長的力，以此模擬異物夾卡的實(shí)用場(chǎng)景。當(dāng)作用力觸發(fā)保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作時(shí)，相關(guān)人員便可對(duì)此時(shí)力的具體數(shù)值進(jìn)行檢查。若檢測(cè)作用力與保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相匹配，則說明扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置處在穩(wěn)定、健康的狀態(tài)當(dāng)中，可為自動(dòng)扶梯的安全運(yùn)行提供保障。

反之，若檢測(cè)作用力超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的允差范圍，則說明保護(hù)裝置存在故障，需要及時(shí)進(jìn)行檢修或更換。

除此之外，扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置在觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作后，能否及時(shí)、規(guī)范地完成復(fù)位，也是檢測(cè)儀需要檢測(cè)判定的重點(diǎn)項(xiàng)目[1]。

從公式原理上講，扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀相關(guān)技術(shù)流程涉及到運(yùn)算公式如下：

第一，夾卡阻力檢測(cè)環(huán)節(jié)的運(yùn)算公式。

該技術(shù)環(huán)節(jié)的基本公式為Fx=fN，f 為扶梯梳齒板在檢測(cè)動(dòng)作下的卡阻系數(shù)。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)夾卡阻力Fx=Fmax時(shí)，說明夾卡阻力已達(dá)到可構(gòu)成扶梯安全事故的風(fēng)險(xiǎn)水平，而保護(hù)裝置并未觸發(fā)有效的動(dòng)作反饋，即裝置存在故障異常；當(dāng)夾卡阻力Fx＜Fmax，但保護(hù)裝置已觸發(fā)動(dòng)作反饋時(shí)，則說明保護(hù)裝置存在提前動(dòng)作的問題，也應(yīng)判定裝置存在故障異常；如果夾卡阻力Fx剛剛達(dá)到Fmax，保護(hù)裝置就同步產(chǎn)生了保護(hù)動(dòng)作，則說明裝置具備理想的動(dòng)作機(jī)制與靈敏度，即判定裝置不存在故障異常。

第二，復(fù)位作用力檢測(cè)環(huán)節(jié)的運(yùn)算公式。

該技術(shù)環(huán)節(jié)的基本公式為△F=k△x，k 為彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)，且彈簧滿足胡克定律的基本受力規(guī)則。當(dāng)彈簧位移量△x=△xmax時(shí)，如果扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置并未觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，則可判定裝置存在故障異常；當(dāng)彈簧位移量△x=△xmax時(shí)，如果扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置雖已觸發(fā)了動(dòng)作，但△x 并未在之后發(fā)生復(fù)位變化，或復(fù)位涉及的位移距離不達(dá)標(biāo)，也可判定裝置存在故障異常。反之，如果△x 達(dá)到閾值時(shí)保護(hù)裝置發(fā)出同步動(dòng)作，并在動(dòng)作完成后及時(shí)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)復(fù)位，則說明扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定、位移精確，無明顯的安全隱患存在。

2 扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)扶梯梳齒板保護(hù)裝置檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)體系時(shí)，相關(guān)人員可采取模塊化思路，將檢測(cè)系統(tǒng)分為動(dòng)力模塊、傳動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊、輔助模塊以及能源介質(zhì)五個(gè)部分。

其中，動(dòng)力模塊主要用于檢測(cè)作用力的生成與加載，相關(guān)人員可依托手動(dòng)泵、高壓軟管等構(gòu)件構(gòu)件液壓子系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向液壓力能的有效轉(zhuǎn)化，從而形成保護(hù)裝置檢測(cè)的基本力學(xué)條件；傳動(dòng)模塊主要用于檢測(cè)作用力的傳遞，其主要由油管、油缸、油嘴等構(gòu)件組成，可將液壓力能再次轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。在常規(guī)設(shè)計(jì)思路下，油缸應(yīng)在檢測(cè)儀運(yùn)行中做直線運(yùn)動(dòng)，油管、油嘴等配套構(gòu)件做橫向或豎向運(yùn)動(dòng)；檢測(cè)模塊主要用于保護(hù)裝置檢測(cè)過程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)化采集與呈現(xiàn)，其核心構(gòu)件為力學(xué)傳感器與刻度測(cè)距裝置，分別進(jìn)行夾卡阻力與彈簧位移量的測(cè)定。在檢測(cè)完成后，數(shù)據(jù)信息會(huì)呈現(xiàn)在設(shè)備前端的可視化屏幕上；輔助模塊則包含除了動(dòng)力、傳動(dòng)、檢測(cè)以外的其他必要構(gòu)件，如前端顯示屏、開關(guān)子系統(tǒng)、儀器固定架、通電接口等；能源介質(zhì)即檢測(cè)儀執(zhí)行檢測(cè)任務(wù)時(shí)的作用力來源，以液壓油最為常見。

從整體來看，扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1 所示[2]。

圖1 扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

表1 某扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)數(shù)據(jù)

3 扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀應(yīng)用的流程方法

結(jié)合扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)原理，可制定出如下檢測(cè)應(yīng)用的流程方案：

首先，啟動(dòng)檢測(cè)儀，基于動(dòng)力模塊與傳動(dòng)模塊，向扶梯梳齒板施加逐漸增大的作用力，以此模擬梳齒板被夾卡的風(fēng)險(xiǎn)情景。

其后，通過檢測(cè)儀的前端顯示屏，觀測(cè)夾卡阻力、彈簧位移量的數(shù)值變化情況。

最后，待扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，或夾卡阻力、彈簧位移量達(dá)到最大值時(shí)，讀取并顯示屏數(shù)值分析其與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之間的偏差情況，從而判定扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置是否處在健康、穩(wěn)定的性能狀態(tài)中。

在此基礎(chǔ)上，還可通過調(diào)整測(cè)量機(jī)構(gòu)作用力方向的方式，模擬垂直、水平兩種情況下的異物夾卡情景，進(jìn)而獲取到更有實(shí)效、更具適應(yīng)性的檢測(cè)結(jié)果。

3.2 扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀應(yīng)用的實(shí)踐效果

為了驗(yàn)證扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置檢測(cè)儀的應(yīng)用實(shí)踐效果，對(duì)垂直、水平兩種傳動(dòng)類型的自動(dòng)扶梯設(shè)施進(jìn)行了保護(hù)裝置檢測(cè)工作，并將模擬異物夾卡的作用力分為左側(cè)、中部、右側(cè)三個(gè)著力區(qū)域進(jìn)行施加。

其中，左側(cè)、右側(cè)兩個(gè)區(qū)域的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為梳齒板兩端向內(nèi)80mm 處，中部為梳齒板總長的中心。在重復(fù)三次檢測(cè)完成后，計(jì)算出檢測(cè)數(shù)據(jù)的各項(xiàng)均值，并與扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，分析其具體的誤差情況，相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。

驗(yàn)證結(jié)果表明，檢測(cè)儀在檢測(cè)垂直傳動(dòng)型扶梯的異物保護(hù)裝置時(shí)，所獲多次數(shù)據(jù)的左、右兩側(cè)各標(biāo)準(zhǔn)差更小，即對(duì)兩側(cè)異物夾卡背景下保護(hù)裝置性能的檢測(cè)精度更高；而在檢測(cè)水平傳動(dòng)型扶梯的異物保護(hù)裝置時(shí)，所獲多次數(shù)據(jù)的中部標(biāo)準(zhǔn)差更小，即對(duì)梳齒板中段異物夾卡背景下保護(hù)裝置性能的檢測(cè)精度更高。

此外，基于相關(guān)技術(shù)規(guī)范，當(dāng)檢測(cè)設(shè)備的相對(duì)誤差在±5%之內(nèi)時(shí)，可判定其功能合格。

從這一角度來看，無論是在何種扶梯類型、何種作用力施加部位的應(yīng)用環(huán)境中，檢測(cè)儀的相對(duì)誤差均處在允差范圍以內(nèi)，且最大誤差僅為3.24%。

所以，可認(rèn)定該檢測(cè)儀能達(dá)成良好、可靠的應(yīng)用效果，能充分滿足扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置的性能檢測(cè)與安全保障需求。

總而言之，若扶梯梳齒板異物保護(hù)裝置存在故障異常，無法在風(fēng)險(xiǎn)情況下及時(shí)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，將會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)扶梯形成較大的交通風(fēng)險(xiǎn)，不利于扶梯上人員安全的有效保障。

所以，基于自動(dòng)扶梯梳齒板異物夾卡時(shí)的運(yùn)行機(jī)制與力學(xué)原理，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的檢測(cè)儀器，具有高度的現(xiàn)實(shí)意義。

在實(shí)踐應(yīng)用中，檢測(cè)儀可表現(xiàn)出可視化、參數(shù)化、便捷化的操作與使用特點(diǎn)，對(duì)扶梯保護(hù)裝置的故障問題進(jìn)行精準(zhǔn)響應(yīng)，從而幫助相關(guān)人員做好裝置性能的充分了解、安全隱患的預(yù)先排查。