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自动扶梯的原理及应用1索引第一章发展史第二章扶梯的构造第三章自动扶梯的分类第四章自动扶梯的机械结构2第一章发展史自动扶梯（Escalator)=梯级(法语scala)+电梯（英语Elevator)自动扶梯（Escalator)=梯级(法语scala)+电梯（英语Elevator)3发展史1920年，扶梯中组合了水平梯级、梳齿板及免润滑的扶手带新专利，从而使扶梯真正的实用化，此后的两年中otis就销售了350多台。1930年，出现了金属型梯级的扶梯。1950年，有了玻璃扶手支撑。1974年，美国卢娜扶梯公司研制了螺旋扶梯。螺旋扶梯4第二章自动扶梯的构造自动扶梯是一台特种结构型式的链式输送机和两台特殊结构型式的胶带输送机组合的，用于不同层高间运载人员上下的一种连续输送的机械设备。自动扶梯运行图5自动扶梯具有连续输送功能，能够在较短时间内输送大量乘客，其主要优缺点是：1)输送能力大，生产效率高，能连续运送乘客，特别适合于有大量人流汇集与疏解的场所，如商店、车站、机场、码头等，对地下车站尤是如此；2)自动扶梯能逆转，上下行都能运转，同时近来又出现厂旋转式和平行式等新型自动扶梯，以满足不同场所的需要，甚至可以实现在车站从候车站台到地面出入口的连续输送；3)与一般电梯不同，当停电或重要零件损坏需停车时可用作普通扶梯；4)自动扶梯构成中有水平区段，产生附加的能量损失提升高度较大时，乘客在自功扶梯上停留时间较长；5)造价较高。对自动扶梯一般要求其运行安全、平稳、结构紧凑、可靠程度高，同时为提高自身的运行效率(运营的经济性)，自动扶梯应该有智能控制的功能。2.1自动扶梯的特点62.2自动扶梯的主要参数1、提升高度(RisedHeight)H自动扶梯进出口两楼层板之间的垂直距离（自动扶梯上、下水平梯级踏面之间的高度）2、额定速度(Ratedspeed)V梯级空载运行的速度3、倾斜角度(AngleofInclination)α梯级运行方向与水平面构成的夹角4、梯级宽度(StepWidth)Z指名义宽度（指梯级承载区域的宽度）7城市轨道交通车站层次间楼梯示意图8914151413121110985432617当曳引链过分拉长或断裂时扶梯停运异物夹入扶手带出入口时扶梯停运梯级变形等运行不正常时扶梯停运用金属托棍消去扶手静电梯级下照明灯用静电刷消去梯级静电电磁制动器和制动器松闸监控装置驱动链过分拉长断链扶梯停运非操作逆转、超速时扶梯停运过载保护电源断相、错相保护急停开关（乘客可见）超级黄色边框提示乘客处于安全位置围裙板与梯级间有异物卡住时扶梯停运梯级与梳齿板间有异物时扶梯停运扶梯构造10第三章自动扶梯的分类1、按驱动装置特点分a、外机房式和内机房式b、端部驱动和中间驱动c、立式驱动和卧式驱d、主轴外驱动和主轴内驱e、单驱动和双驱动1112自动扶梯端部驱动结构13中间驱动的扶梯结构142、按牵引结构分链条式和齿条式3、按扶手支撑结构分全透明式、半透明式、不透明式、直撑式、斜撑式4、按梯级线型分直线型和螺旋型(Sprial、Helical）5、按负载类型分普通型和公共交通型（普通型和重载型）15多坡度自动扶梯16端部驱动自动扶梯的动力传输曳引机驱动主轴扶手带链轮梯步链轮扶手带梯步17第四章自动扶梯的机械结构1、梯级梯级是一种供乘客站立的特殊结构形式的四轮小车。如图所示，由梯级踏板、梯级踢板、梯级支架、主轴、梯级主论、惰轮及梯级支撑板组成。梯级1-梯级踏板2-主轴3-梯级主轴4-梯级支架5-惰轮6-梯级踢板7-梯级支撑板18梯级实物图192牵引构件1-链片2-套筒3-主轮（a）主轮置于牵引链条内侧（b）主轮置于链条两链片之间牵引链条的结构2021梯级下沉保护装置梯级是载客的主要部件，如果发生踏板断裂、主论破裂、梯级支架折断等现象时，都会使梯级下沉，严重时会发生人身事故。梯级下沉保护装置1-检测杆2-轴3-凸块4-行程开关223、金属骨架与梯路导轨3.1金属骨架金属骨架是扶梯内部结构的安装基础，它是整体刚性与局部刚性直接影响到扶梯的工作性能。因此，对公共性的扶梯，骨架扰度的要求是控制在两支撑距离的1/1000范围内，并要求结构紧凑，留有足够的装配，维修控件。233.2梯路导轨梯路导轨是保证梯级按照一定的轨迹运行，并承受梯级带来的载荷。导轨有主、辅轮主轨，主、辅轮反轨，主、辅轮侧轨及导轨支撑组成。244、驱动装置驱动装置是扶梯的动力源，主要由电动机、减速器、制动器、传动装置组成。1-堵转力矩电动机2-小齿轮3-制动器4-电动机5减速器6-链轮7-传动链条驱动装置25曳引机实物26双鼠笼异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。它主要由定子、转子和它们之间的气隙构成。对定子绕组通往三相交流电源后，产生旋转磁场并切割转子，获得转矩。双鼠笼异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点，被广泛应用于各个领域。4.1双鼠笼异步电动机的特点274.2斜齿轮蜗杆减速器斜齿轮蜗杆减速器，是新颖减速传动装置。采用最优化，模块组合体系先进的设计理念，具有体积小、重量轻、传递转矩大、起动平稳、传动比分级精细等性质，可根据用户要求进行任意连接和多种安装位置的选择。斜齿轮蜗杆传动的特点：1、节省空间，可靠耐用，承受过载能力高，功率可达132KW;2、能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上；3、振动小，噪音低，节能高；4、选用优质锻钢材料，钢性铸铁箱体，齿轮表面经过高频热处理；5、经过精密加工，确保轴平行度和定位轴承要求，形成斜齿轮传动总成的减速机配置了各种类电机，组合成机电一体化，完全保证了产品使用质量特性。4、具有自锁性。（涡轮蜗杆传动）28齿轮传动实现变速和换向294.3制动器制动器是依靠摩擦使机构进行制动的部件。制动器的一方与机构的固定机架相连；另一方与机构的转动件相连。当机构启动时，使摩擦件双方脱离，机构进行运转，当机构需要制动时，使摩擦件的两方接触并压紧，使摩擦面间产生足够的摩擦力矩，消耗机构运动能，从而使运动机构减速，直到停车。自动扶梯所采用的制动器包括：工作制动器、紧急制动器和辅助制动器。工作制动器常用的类型有钳式制动、带式制动和盘式制动制动器。30盘式制动器实物带式制动器实物31（1）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)。（2）紧急制动器（附加制动器）当驱动机组与驱动主轴间使用传动链条进行连接时，一旦传动链条突然断裂，两者之间即失去联系，这时即使电源切断，电动机停止运转，也无法使自动扶梯停止运动，甚至在直线上行时会突然反转，超速向下远行，导致乘客伤害。为防止这种情况发生，要在驱动主轴上设一紧急制动器，它在自动扶梯出现异常情况时起紧急制动作用。此处的异常情况是指：1)在速度将要超过额定速度的40％时；2)梯路突然改变其运行方向时。紧急制动器实物图32飞轮的调速是利用它的储能作用，在机械系统出现盈功时，吸收储存多余能量，而在出现亏功时释放其能量，以弥补能量的不足，从而使机械的角速度变化幅度得以缓减，即达到调节作用。飞轮的实物飞轮的动平衡检测335、动力传动方式带传动和链传动通过中间挠性件传递运动和动力,适用于两轴中心距较大场合组成：带和带轮类型：摩擦式带传动啮合式带传动带传动：链传动：组成：链条和链轮类型：啮合式34带传动特点优点：1）有过载保护作用（过载打滑)2）有缓冲吸振作用，运行平稳无噪音（带有弹性）3）适于远距离传动（中心距大）4）结构简单，制造、安装精度要求不高，维护方便缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定2）张紧力较大（与啮合传动相比）轴上压力较大3）结构尺寸较大、不紧凑4）打滑，使带寿命较短5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、易爆的场合6）效率低。带传动的类型1.应用:带传动传动的功率P≤100KW，带速v=5-30m/s，平均传动比i≤7，传动效率为94%-96%。同步齿形带的带速为40-50m/s，传动比i≤10，传递功率可达200KW,效率高达98%-99%。带传动主要用于要求传动平稳,传动比要求不严格的中小功率的较远距离传动35链传动的特点和应用链传动的结构链传动是一种具有中间挠性件(链条)的啮合传动，组成：主动链轮、从动链轮和中间挠性件(链条)组成，通过链条的链节与链轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。1221122211100060100060zznnipnzpnzv按工作特性分：起重链，牵引链，传动链传动链接形式分：滚子链；齿形链链的分类36特点与带传动相比，链传动能没有滑动能保持准确的平均传动比；张紧力小，故对轴的压力小；效率比带传动高；对工做条件要求低可在高温、油污、潮湿等恶劣环境下工作。但其瞬时传动比变化造成从动轮瞬时转速不均匀，高速传动平稳性差，工作时有噪声，应用一般多用于要求平均传动比准确，中心距较大的两平行轴间，工作条件恶劣不宜用带传动和齿轮传动地低速场合。链传动适用的一般范围为：传递功率P≤100kW，中心距a≤5---6m，传动比i≤6，链速v≤15m／s，传动效率为0．95～0．98。37驱动链结构38驱动链断链保护装置驱动链条是扶梯的主要传动原件，根据工作要求除设置张紧机构，导向支撑机构外，还要设置链条断裂保护装置，以免链条断裂时造成严重事故。驱动链条保护装置1-驱动链条2-检测杆3-行程开关39案例分析2011年7月5日上午，北京地铁四号线动物园站自动扶梯发生故障,导致1人死亡，2人重伤，27人轻伤。406曳引链系统6.1、曳引链：自动扶梯的曳引链是传递牵引力的主要构件6.2、驱动主轴：驱动主轴是安装链轮，驱动链条运动的部件123451-曳引链轮2-扶手带驱动链轮3-轴4-制动器5-双排驱动链轮416.3、曳引链张紧装置张紧装置用于使曳引链获得恒定的张力，以补偿运转中曳引链的伸长。1234561-曳引链条2-张紧轮3-V型滑块4-压簧5-行程开关6-撞块426.4、曳引链保护装置1234561-曳引链条2-张紧轮3-V型滑块4-压簧5-行程开关6-撞块扶梯正常运行时，曳引链在张紧装置的弹簧力作用下保持恒定的张紧力，当张紧力发生突然变化时（如曳引链被卡住、或者扶梯超载等原因，使曳引链张力增大），张紧轮将压缩弹簧4，带动撞块6向右移动从而触动行程开关5使扶梯停止运行。当曳引链张力过小时，弹簧使装快向左移动，同样触动行程开关使扶梯停止运行。437围裙板1、梯级侧面有一防偏滑块，与围裙板间隙0.5mm2、围裙板同时起到梯级防偏的作用3、起到反轨的作用，防止梯级翻转和下滑4、用发纹不锈钢制作5、围裙板应是对接缝的448梳齿前沿板为了确保乘客上下扶梯的安全，在扶梯的进出口处设置如图所示的梳齿前言板。1234梳齿前沿板1-前沿板2-梳齿板3-梳齿4-梯级踏板45梳齿板保护装置梳齿板是为乘客安全上下扶梯设置的。梳齿板保护装置1-梳齿板2-拉杆3行程开关46472015年7月26日上午，荆州安良百货商场内发生一起电梯事故，致一名女子死亡。监控视频显示，一名女子带着孩子乘自动电梯上楼，来到最顶层时，电梯踏板忽然出现裂缝，这名女子被卷入裂缝之中。危急时刻，女子及时将孩子托举出，孩子并未受伤。事发后，荆州市安监、公安、消防、质监等部门迅速行动，制定营救方案进行施救。但女子被救出后，已无生命迹象。案例分析489扶手装置扶手装置是提供乘客安全乘梯之用，也对扶梯及周围环境起到装饰作用。自动扶梯扶手装置49扶手带轮5051扶手带安全装置1、扶手带进入口的保护装置扶手带进入口的保护装置1-扶手带2-毛刷3-触板4行程开关522、断带保护装置扶手带断带保护装置1-扶手带2-滚轮3-行程开关5354