梯级链的设计、安全系数和使用寿命计算方法

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：梯级链是自动扶梯最重要的驱动部件，各部件应按无限疲劳寿命进行设计，因此其安全系数最小为5。重载型扶梯一般要求采用安全系数为8的梯级链。梯级链受力计算梯级链的受力通常需考虑乘客的载荷、梯级链的张紧力及梯级和梯级链自重等，下面介绍一种计算方法。梯级链的使用寿命主要取决于销轴比压，该计算以自动扶梯的制动载荷进行校核。

梯级链是自动扶梯最重要的驱动部件，各部件应按无限疲劳寿命进行设计，因此其安全系数最小为5。

1.梯级链的受力分析

图3-4-7 梯级链受力分析图

F₁—主机驱动力 F₂—张紧架的张紧力 F₃—梯级与梯级链的自重 F₄—梯级与梯级链的摩擦力 F₅—乘客载荷 F₆—乘客载荷的摩擦力 F₇—扶手带的驱动力 d₁—梯级链轮节圆直径 d₂—主驱动链轮节圆直径

2.强度计算

梯级链的抗拉强度按5000N/m²的静载力进行计算，其安全系数最小为5。一般情况下，普通扶梯及公交型扶梯常常以标准安全系数5进行设计。重载型扶梯一般要求采用安全系数为8的梯级链。

（1）梯级链受力计算梯级链的受力通常需考虑乘客的载荷、梯级链的张紧力及梯级和梯级链自重等，下面介绍一种计算方法。

F=F₂/2+（F₃+F₅）sinθ （3-4-1）

式中 F₂——张紧架的张紧力，单位为N（根据各厂家设计而定，一般为2500～4500N）；

F₃——梯级与梯级链的自重，单位为N；

F₅——乘客载荷，单位为N；

θ——扶梯的倾角，单位为（°）。

（2）静载情况下安全系数的计算梯级链的安全系数通过链条的破断强度及式

（3-4-1）中计算出的总体受力进行计算，其计算公式为

S=2F_A/F （3-4-2）

式中 F——链条的受力，单位为N；

F_A——链条的破断强度，单位为N；

S——安全系数。

3.比压计算

比压指的是套筒滚子链的销轴与轴套之间工作时的压强（单位为N/mm²），压强过大会加速销轴与轴套的磨损。在自动扶梯的设计制造中，比压以制动载荷（1000mm宽度的梯级为120kg/梯级）进行计算。一般情况下，普通型扶梯的销轴比压通常不大于30N/mm²，公交型扶梯的销轴比压通常不大于27N/mm²。重载型自动扶梯的销轴比压要求会更高。本书第十一章中有更详细的介绍。

梯级链的使用寿命主要取决于销轴比压，该计算以自动扶梯的制动载荷进行校核。首先，需要通过计算链条上销轴所承受的拉力，见式（3-4-3）。然后，再根据销轴的接触面积计算其比压。下面介绍一种计算方法。

F_p=F₂/2+（F₃+F₅）sinθ+（F₄+F₆）（3-4-3）

P=F_p/（2d₁b_H）（3-4-4）

式中 F_p——销轴受的拉力（在制动载情况下），单位为N；

F₂——张紧架的张紧力，单位为N；

F₃——梯级与梯级链的自重，单位为N；

F₄——梯级与梯级链的摩擦力，单位为N；

F₅——乘客载荷，单位为N；

F₆——乘客载荷的摩擦力，单位为N；

P——销轴比压，单位为N/mm²；

d₁——销轴的有效直径，单位为m；

b_H——销轴的有效接触长度，单位为m。