梯级链滚轮：优化工业生产效率的关键设备

2025-09-29 历史故事版权反馈

【摘要】：由于梯级链滚轮的受力要比梯级滚轮大，故一般都采用轮毂式滚轮。因此梯级链滚轮在倾斜段的受力情况与梯级轮是基本相同的。梯级链滚轮在倾斜段工作中的受力计算，对轮压的计算可参考第五章第二节中对梯级链滚轮施加给导轨的压力F1的计算方法。图3-4-6 梯级链滚轮在上部弯弧段的受力情况梯级载荷包括梯级自重、一个梯级上的梯级链重量和梯级上的载客载荷所产生的法向力。在正常使用条件下，梯级链滚轮的使用寿命通常为10～15年。

由于梯级链滚轮的受力要比梯级滚轮大，故一般都采用轮毂式滚轮（图3-1-13）。

1.梯级链滚轮的受力和计算

梯级链滚轮的受力位置一般可分为在导轨返回侧中的主驱动处、上平层圆弧段处、倾斜段处、下平层圆弧段处、张紧架处和导轨乘客侧的下平层圆弧段处、倾斜段处、上平层圆弧段处、主驱动处九处，如图3-4-4所示。

图3-4-4 梯级链滚轮在梯路上的受力示意图

各位置具体受力情况如下：

（1）位置①和⑤ 此时滚轮位于返回导轨的水平段位置，主要承受梯级和梯级链自重；

（2）位置②、③和④ 主要承受梯级和梯级链自重的法向力；

（3）位置⑥和⑧ 此时滚轮处于上、下部导轨的弯转段，除承受梯级和梯级链自重、乘客载荷的法向力外，梯级链的拉力也对滚轮产生了法向力。其中上弯转段的受力要大于下弯转段，是受力最大的位置。但对采用滚轮外置式梯级链条的扶梯，由于在这个位置都设有卸载导轨（详见图5-2-8b），滚轮在这个位置是被抬起脱离导轨的，因此是不受力。

（4）位置⑦ 此时滚轮处于倾斜段，主要承受梯级、梯级链自重和乘客载荷的法向力。

（5）位置⑨ 此时的滚轮处于水平导轨上，主要承受梯级和梯级链的自重作用。

从以上的分折可知，最大受力点在上部转弯段（图3-4-4中的⑧），其次在倾斜段（图3-4-4中的⑦）。下面对这两个位置上滚轮的受力与计算加以简要介绍。

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图3-4-5 梯级链滚轮在倾斜段工作中的受力情况

1）倾斜段。梯级滚轮在倾斜段工作导轨上的受力分析如图3-4-5所示，F为梯级轮所受总载荷，F₁和F₂为该压力在导轨垂直及水平方向上的分力。其中F₁是轮子所受的压力，称为轮压。T₁、T₂表示轮子所受的拉力及反力，由于该拉力与导轨是平行的，不产生轮压。因此梯级链滚轮在倾斜段的受力情况与梯级轮是基本相同的。轮子上的轮压来自梯级自重（包括一个梯级距的链条重量）和乘客载荷。

梯级链滚轮在倾斜段工作中的受力计算，对轮压的计算可参考第五章第二节中对梯级链滚轮施加给导轨的压力F₁的计算方法。在对滚轮的计算中乘客载荷一般按5000N/m²（单位投影面积上的静载荷）考虑。

2）上部弯转段（对滚轮内置式梯级链）。其受分析如图3-4-6所示。此时滚轮在圆弧上运动，轮压P_ya来自梯级链上的拉力和梯级自载荷的组合。

链条上的拉力T是梯级链对梯级的驱动所产生的力，T的大小与自动扶梯的提升高度有关，提升高度大所需要的驱动力就大，从而链条上的拉力就大。当梯级从倾斜段进入转弯段后，T对轮子产生法向压力，其大小与导轨转弯半径R的大小有关，R大滚轮上所受的法向力就小。

图3-4-6 梯级链滚轮在上部弯弧段的受力情况

梯级载荷包括梯级自重、一个梯级上的梯级链重量和梯级上的载客载荷所产生的法向力。由于此时梯级导轨逐步向水平过渡，倾角减小，梯级载荷对滚轮的压力较倾斜段要大。对轮压的计算可参考第五章第二节中对梯级链滚轮施加给导轨的压力的计算方法。在对轮压的计算中乘客载荷一般按5000N/m²（单位投影面积上的静载荷）考虑。

2.许用轮压与尺寸设计

许用轮压与扶梯的速度、轮缘材质以及滚轮的设计寿命有关。在正常使用条件下，梯级链滚轮的使用寿命通常为10～15年。

一般在轮缘采用橡胶或聚氨酯的条件下，不同额定速度下梯级链滚轮的允用轮压通常为1000～3000N。一般来说，普通扶梯选用的滚轮允许轮压在1000N左右，而公交型扶梯和重载型扶梯的允许轮压则通常在3000N左右。

采用大尺寸的滚轮能减小轮压，从而提高滚轮的使用寿命，滚轮的直径一般为60～100mm（常用的是70～80mm），滚轮的宽度为20～25mm。大于100mm的滚轮只有在重载型扶梯或提升高度很大的扶梯上才有使用。

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