自动扶梯的结构和原理(1)

自动扶梯的基本结构2015、11王向东自动扶梯从驱动原理到结构和垂直电梯都有很大的差别；其工作原理，其实就是一条链条式的循环传送带，属于强制式的驱动；所以一旦出现卡阻可能造成设备的损坏；其工作的主要特点是：敞开式，所以间隙处异物的卷入是造成人身和设备损坏的主要危险；本讲对自动扶梯的工作原理和基本结构，做简单介绍，讲四个内容：1）自动扶梯工作原理2）自动扶梯主要参数3）自动扶梯基本结构4）自动扶梯的检测一、自动扶梯工作原理（一）自动扶梯传动原理1、自动扶梯是由两组传送带组成：一组是链传送带---由梯级链拖动的一串的梯级；一组是磨擦传送带---由传送胶带组成的扶手带；2、两个传送带都由同一个“驱动主轴”拖动；使两个传送带的线速度保持一致；3、主机与驱动主轴之间的传动有两种：一种是通过传动链传动，叫“非磨擦传动”（双排链或两根以上单链）另一种是通过三角皮带传动，叫“磨擦传动”（皮带不得少于三根，不得用平皮带）。一、自动扶梯工作原理4、在“驱动主轴”上装有左右两个“梯级驱动链轮”和一个“扶手带驱动链轮”；左右两个“梯级驱动链轮”分别带动左右两条“梯级链”（也叫驱动链或牵引链）；一个个梯级就安装在“梯级链”上；所以左右两条梯级链的长度必须一致，否则将造成梯级跑偏；所以左右对应的两条链要进行配对；要求：在5000N的预紧力下，测量左右对应的两段链长，误差≤0.04mm;这是自动扶梯的一个技术关键；（一）自动扶梯传动原理5、驱动主轴上的扶手带驱动链轮带动扶手带摩擦轮，通过摩擦轮与扶手带的摩擦，使扶手带以与梯级同步的速度运行；由于扶手带是通过摩擦传动，容易造成“丢速”，这是自动扶梯的又一个技术关键；（二）自动扶梯电力拖动特点1、自动扶梯的启、制动：正常运行的起动和停止都是在空载下进行，（除紧急制动）所以制动器及起、制动减速度的要求不如电梯；2、自动扶梯的运行速度：运行速度低---0.5m/s~0.75m/s；3、自动扶梯运行过程，无需变速；（除节能运行）（三）自动扶梯的主要潜在危险1、传送带的整体结构是敞开的，周围的环境容易造成伤害；2、运动部件的间隙对人体的夹持；3、对人体的施力方向与人的重力方向不一致，容易使人倾倒；扶手带的线速度必须与梯级相同，或略大；4、传动链的断裂；（包括传动链、梯级链、扶手带的断裂）；二、自动扶梯的主要参数1、提升高度：小高度—6米以下；中高度---6~20米；大高度----大于20米；2、倾斜角：标准为30°；当H≤6mV≤0.5m/s时：倾角可≤35°；当停梯时作楼梯使用，倾角可为：27.3°；3、运行速度：当倾角大于30°时，V≤0.5m/s;当倾角≤30°时，V≤0.75m/s；4、梯级宽度：名义宽度：600；800；1000；实际梯级尺寸：宽度—580~1100；深度---不小于380；高度---不大于240；（或210—可作楼梯使用）二、自动扶梯的主要参数5、水平梯级数：K型n=2用于H≤6mV≤0.5m/s;M型n=3L型n=4用于H大于6米，V大于0.5m/s·一般要求水平段的长度最少不小于800；（即至少2个梯级）·当H≥6m或V≥0.5m/s时，要求水平段至少为1200;(即至少3级)6、运载能力：Q=V·m·β·3600/0.4m---每梯级站立人数（与梯级宽度有关）β---满载系数β=0.6(2-V)按运载能力不同，分为：普通型、公共交通型；三、自动扶梯基本结构（一）驱动装置（主机）1）作用：提供梯级和扶手带运行的动力；2）驱动位置：端部驱动（采用链传动）、中间驱动（采用齿条传动）3）结构：包括：电动机、减速器、制动器、传动链、驱动主轴；A、电动机·一般采用深槽或者双鼠笼异步电动机，具有较大的起动转矩；·为降低起动电流，采用星—三角起动，无需调速；·现在也有采用交流变频调速，主要为了节能。在轻载或空载时采用低速；（在星—三角中也可用星接降压运行）（一）驱动装置（主机）B、制动器自动扶梯上的制动器有三种：工作制动器；辅助制动器；紧急制动器；（1）工作制动器·主要用于扶梯停止运行时，提供制动力，安装于减速器的高速轴上。·一般有两种形式：带式制动器、块式制动器；（均为常闭式）·工作制动器可能在扶梯运行中发生故障时动作，紧急制动；紧急制动时的减速度，关系到乘客的安全；因此，对动作时减速度必须有要求；·减速度的大小与扶梯运行的质量（空载或满载）有关，而减速度的大小则反映在制停的距离上；·标准规定：在空载和有载下，扶梯下行时的制停距离：当V=0.5m/s制停距离：0.2~1.0m当V=0.65m/s制停距离：0.3~1.3m当V=0.75m/s制停距离：0.35~1.5m这时的平均减速度约在：0.6~0.8m/s2制停距离的下限对应于空载质量；上限对应于满载质量；·所谓“满载”指：在2/3梯级上站满人，每人按60kg；梯级宽600---每级站1人；800---每两级站3人；1000---每级站2人；（2）辅助制动器与工作制动器起相同的作用，用于停梯时起保险作用，尤其在满载下行时起辅助工作制动器作用；(在用户要求时才配置)；（3）紧急制动器（附加制动器）·用于传动链突然出现断裂时，应使驱动主轴制停，所以紧急制动器应装在驱动主轴上，一般安装在驱动链轮上。·紧急制动器（附加制动器）的结构：紧急制动器必须是机械式的，常见有两种：盘式、块式；·紧急制动器动作条件：a、运行速度超过额定速度的1.4倍时；b、梯级出现非操作的反向运行时（传动链断裂）；·以下情况之一时，必须安装紧急制动器：a、工作制动器与梯级之间不是用非摩擦的传动时；b、工作制动器不是采用机—电式制动器时；c、提升高度超过6米时；d、属公共交通型的自动扶梯；（一）驱动装置（主机）C、减速器多数采用蜗轮蜗杆减速器–结构紧凑、运行平稳、但效率低；D、传动环节·非摩擦传动：多排链、双排链传动；齿轮传动；·摩擦传动：三角皮带传动（不得使用平皮带）；E、驱动主轴它是驱动的枢纽，在轴上装有一对梯级驱动链轮、传动链轮和扶手带驱动轮；在梯级驱动链轮上装有紧急制动器；（二）梯路梯路是自动扶梯的输送线路，它主要包括：梯级与梯级链；导轨；上下转向壁；1、梯路组成：分为上分支和下分支；上分支为工作分支，下分支为非工作分支；上分支由：倾斜直线段；上下曲线段；上下水平段；上下园弧段组成；直线段上园弧段上曲线段梯级链张紧轮上水平段上分支下分支（二）梯路2、梯级是扶梯的主要承载部件;·结构---踏板、踢板、支架、主辅轮；分为：整体式和分体式；梯级的宽度B:580B1100;梯级高度:不大于240踏板面与踢板面做成齿槽，相互啮合，齿顶距不大于6；·主辅轮---是梯级的主要承载部件；主辅轮的磨损和变形是影响扶梯运行质量的主要原因之一；主轮---梯级前端两轮，与梯级链连接；辅轮---梯级的后端两轮；主、辅轮之间的距离称为：基距；分为：短、中、长；踏板踢板辅轮主轮支架（二）梯路3、梯级驱动链（梯级链、驱动链、牵引链）·它是自动扶梯最重要的驱动部件；一般为套筒滚子链；·梯级链必须具有足够的强度:每条链的安全系数不小于5;·梯级链必须有足够的尺寸精度；同区段两根链长度偏差≤0.04;·梯级两侧同一区段的两根梯级链长度公差应进行选配；·梯级链的节距可有多种：67.7;100;101.6;135;200;·梯级链的主要失效形式：磨损和断裂；磨损------造成链条过度伸长;在下端站必须设张紧装置；梯级链断裂，会造成断裂处以下部分的链条下滑和弯折造成事故----为此在链条上采取“防断链弯折”结构以及使用“压链反板”；（二）梯路4、导轨自动扶梯上的导轨分为：导轨；反轨；侧轨；导轨：主轮导轨和辅轮导轨；是梯级主轮与辅轮运行的受载导轨；反轨：主轮反轨和辅轮反轨；反轨在主、辅轮的上方，防止主;辅轮上跳;侧轨：也叫主轮防偏侧轨；作用是防止梯级跑偏，保证梯级顺利通过梳齿板；要求侧轨与主轮侧面的间隙：在水平段≤0.5;其它区段≤1；（二）梯路主轮导轨与辅轮导轨的相对位置：1）在工作分支的倾斜直线段----主、辅轨在一个平面上；2）在工作分支的曲线段---使梯级高度向水平段过渡，并使梯级踏板面保持水平状态；3）在工作分支的水平段---使各梯级踏板面在同一水平面，相邻两梯级间高低差不大于4；4）在下分支---要避免梯级相挤压，主、辅轨应拉开距离；5）转向壁---是主、辅导轨及反轨相衔接的地方；（二）梯路5、梯路上的空间与间隙出入口畅通区纵深尺寸至少为：2.5m；踏板上方的垂直净高不小于2.3m；扶手带开口与支架间的间隙≤8；扶手带外沿与墙壁间距不小于80；这个尺寸至少保持到踏板上方2.1m；相邻两扶梯的扶手带外沿距离不小于120；扶手带在梯级踏板面以上垂直高度不小于0.9m；最高不大于1.1m；扶梯入口处的水平段不小于800；（2个梯级）速度大于0.5m/s或提升高度大于6m，水平段应不小于1200;(3个梯级）在水平段相邻两个梯级的高度差≤4;工作区段相邻梯级的间隙≤6;踏板与两侧围裙板的间隙≤4;两侧间隙总和≤7;梳齿与踏板面齿槽的啮合深度≥6;（三）扶手装置1、扶手装置的作用：1)是人员站立位置的防护栏；2)是保持人体上身的速度与梯级的速度一致；2、扶手带的运行依靠摩擦传动，有两种：直线压带式和园弧压带式；3、保证扶手的防护作用：扶手的高度（距踏板面）不小于900，不大于1100；玻璃护壁板---采用厚度不小于6的钢化玻璃，玻璃间隙不大于4；4、扶手带的速度：扶手带的运行速度与梯级速度的同步偏差在0~+2%；5、断带保护装置：扶手带的破断载荷应不小于25KN，否则应设断带停止运行装置；（四）自动扶梯的安全装置1、紧急制动的附加制动器属机械摩擦式，安装于驱动主轴的驱动链盘上；作用：1）运行速度超过1.4倍额定速度动作；2）出现非操作改变运行方向时动作；附加制动器动作时，不要求达到工作制动器动作规定的制停距离；2、超速保护装置安装于主机高速轴上（电动机飞轮）；作用：运行速度超过1.2倍额定速度时动作；（四）自动扶梯的安全装置3、梯级链过份伸长保护装置安装于下端站的转向盘后端；作用：梯级链因磨损而过分伸长时，梯级链张紧装置后移，使梯级链保持足够的张紧力，当后移距离超过设定值时，安全开关动作，使电梯停止。4、梳齿异物保护装置由梳齿板、梳齿和安全开关组成，安装于上、下端站前沿盖板的前端；作用：1）梳齿与踏板面有齿槽啮合，消除了连续的缝隙，防止发生剪切；2）有异物随梯级卷入梳齿时，推动梳齿板后移，使安全开关动作，使电梯停止；（四）自动扶梯的安全装置5、梯级塌陷保护装置作用：当梯级出现塌陷等损坏时，运行中可能撞击梳齿板，造成设备的损坏，因此必须在损坏的梯级到达梳齿前使电梯停止。本装置由撞杆与安全开关组成，安装于上、下梳齿前，规定的工作制动器最大制停距离之外;6、围裙板异物保护装置作用：1）为防止异物插入梯级与围裙板之间的间隙，造成对人员伤害；2）防止梯级跑偏与梳齿错位，造成设备的损坏；在上、下水平段围裙板的背面装有安全开关，当围裙板凹陷变形时，使安全开关动作（四）自动扶梯的安全装置7、扶手带入口异物保护在扶手带的上、下入口处设有安全开关；作用：在有异物随扶手带卷入入口时，使安全开关动作；8、扶手带断带保护装置作用：在自动扶梯在运行中若出现扶手带断裂时，使扶梯停止运行，避免造成严重事故；所以要求扶手带需有：破断载荷应有不小于25KN的证明；否则应设置断带保护装置；感测扶手