免费文档网

免费文档网首页

自动扶梯机械设计合理化分析

时间:2021-08-26 11:23:12|浏览次数:

摘要:近年来,随着全球经济的发展,各国基础建设发展居增,自动扶梯作为公共设施已在各种建筑大量使用,同时对系统的安全性能要求也越来越高,进一步加强自动扶梯机械设计研究非常有必要。相信随着科学技术的不断发展与完善,该部控制技术将会越来越成熟,从而能够更好的提高经济效益与社会效益,促进社会的可持续发展。基于此本文分析了自动扶梯机械设计合理化。

关键词:自动扶梯;机械设计;合理化

一、自动扶梯的市场现状分析

自动扶梯的应用范围十分广泛,在公共场所中实现乘客运送最为典型的设备设施是自动扶梯,其在超市以及大型商场、火车站以及地铁站、机场以及宾馆等场合有着广泛应用,优势在于便捷快速、运输量巨大等,使得人们日常工作生活能够享受更多便利。自动扶梯在使用中普遍存在一些弊端,多数自动扶梯遭遇较大客流量的时候处于额定运行状态,若没有乘客乘坐仍然是以额定速度运行,如此一来会造成扶梯设备寿命大大降低。基于此,建议选用多种节能控制技术,譬如PLC与变频器相结合的节能控制系统,能够有效克服扶梯所存在的缺点,合理控制,优化发展,增加扶梯的使用时间。同时在设计的过程中也存在附加制动器无法工作问题。附加制动器属于自动扶梯安全保护的最后一环,和常见的机械保护装置相似的是,应用了摩擦制动的原理。在下列情况下,附加制动器开始运作:(1)自动扶梯的瞬时速度达到或者超过输入速度的1.2-1.4倍之间(2)驱动链发生断裂(3)自动扶梯突然逆向运转。但是,如果附加制动器在安装并不是很规范,以及常规的维护保养没有得以重视,最终都有可能使得紧急情况下附加制动器的失效,这样自动扶梯的安全性又会大打折扣,留下严重的安全隐患。

二、自动扶梯机械合理化设计方法

(一)梯级速度和运行方向测量

对梯级运行速度和方向的测量基于1个安装在主驱动轴上的编码器或者2个安装在主驱动链轮上的传感器。编码器或者传感器都应提供主驱动轮速度的2路正交信号。

(二)主要零部件大小设计

零部件的尺寸在不同的自动扶梯生产厂家的设计中具有很大的差异性,这样很难对自动扶梯的生产质量予以必要的监控,因此留下了安全隐患。扶手带的高度及宽度,梯级的高度及宽度都是下面主要设计的对象,并对其对应的尺寸加以验证设计。1.扶手的形状和宽度:中国人握紧手的姿势中心尺寸,显示表明,如果扶手是单缸,之间32mm-38mm为最佳直径。所示,如果扶手带是条状的,80mm的臂的宽度是合适的。2.手臂的尺寸:通过查找统计得,手臂的尺寸中120mm是其挤压尺寸中最小的一个数据。当相邻的扶梯有着相互交叉的总体布局的时候,手是可以在扶手带上随意活动的,这时就会有手臂、手和手指的受挤压的风险,所以有至少120毫米的距离在扶手的边缘之间。3.扶手的高度:经过足够数量的统计,对于成年人扶梯的扶手高度在910-1120mm之间最合适,对于未成年人则520-600mm的高度最适合。4.扶手的问隙:关于自动扶梯的扶手带间隙设计很重要,为了避免手指的活动造成被夹事故,其相应的间隙在小于8mm时最合适。5.梯级:梯级的设计首先要根据人的脚长,成年人的脚大约在295-304mm之间。再兼顾购物车,行人携带的行李箱和包裹之类以及老年人拄拐的需求,最终的设计值在305mm左右比较合适。

(三)变频节能设计

目前公共交通型自动扶梯变频节能控制方式分为旁路变频和全变频2种。市域铁路除早、晚高峰时段外,自动扶梯处于非满负荷运行状态,造成能源浪费和设备磨损。采用变频控制方式可实现扶梯空载慢速、重载快速运行,以降低设备运行能耗和减少设备磨损。

旁路变频方式中,当自动扶梯检测到一定时间内无人后,扶梯自动接入变频器,并经变频器把速度降低到额定速度的20%或其他设定的空载运行或停止运行状态。一旦自动扶梯扶手上、下端的光电感应开关或雷达探测传感器检测到有乘客进入扶梯的感应区内,将断开变频器回路,切换到正常配电方式,扶梯在额定速度下运行。旁路变频采用变频器功率一般为驱动电机功率的60%。

全变频方式即自动扶梯无论在低速或额定速度运行,变频器一直串接在配电回路中,外电源通过变频器后给自动扶梯驱动电机提供电源。理论上采用全变频驱动方案扶梯的运行速度可在0~0.65m/s中任意选择。扶梯的光电传感装置探测到一定时间内无乘客时,可选择停止运行或低速运行,进入待客状态;当扶梯的光电传感装置探测到有乘客进入扶梯时,自动从停止状态或低速状态加速到额定速度0.65m/s运行。

(四)倾斜角度选取

目前我国铁路站房与楼梯并排布置的扶梯一般采用27.3°的扶梯,獨立设置自动扶梯的倾角采用30城市轨道交通车站自动扶梯通常采用30°,武汉、杭州等城市部分线路在出入口提升高度大于9m的车站采用27.3°的扶梯。倾角为27.3°的扶梯比较平缓,乘客尤其是中老年人、儿童在乘坐提升高度≥9m扶梯时,心理安全感会更强。扶手带与楼梯的扶手线也基本平行,可以解决大提升高度扶梯上头部与楼梯踏步的高差问题。决定车站出入口长度的主要因素是楼梯的水平长度,采用27.3°的扶梯对土建工程投资没有影响。但由于该倾角的扶梯角度较平缓,在相同提升高度的情况下扶梯水平投影长度增长,扶梯的驱动功率会有提高,梯级、导轨等规格也不同,单台设备价格相对30°倾角的扶梯高出15%~20%。在此,建议市域铁路车站出入口宜采用同一倾角(30°或27.3°)的自动扶梯,备品、备件的规格便于统一,以降低运营维护成本。

总之,自动扶梯给人们出行带来了极大的方便,其经常出现在公共场所中,譬如机场、地铁站、商场等,做好合理化设计非常重要,需要进一步加强研究。