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扶手带驱动系统及其扶手带优化方案

【摘要】:扶手带及扶手带驱动系统主要由扶手带、扶手带驱动装置、扶手带导轨及扶手张紧装置等组成。与自动扶梯相同,扶手带驱动系统有大摩擦轮驱动、直线型扶手驱动及端部驱动三种方式。

扶手带及扶手带驱动系统主要由扶手带、扶手带驱动装置、扶手带导轨及扶手张紧装置等组成。其作用是为乘客提供与踏板同步运动的扶手,提高乘梯的安全性。

1.扶手带

扶手带通过扶手带驱动系统提供的动力,与梯级同步运动。为保证乘客紧握扶手时的乘梯安全,扶手带运动速度与梯级运动的实际速度应保持完全一致或稍快一点,但不能比梯级速度慢。扶手带运行速度相对于踏板、胶带实际运行速度的偏差需在0~2%之间。自动人行道上均安装有扶手带速度监控系统,当扶手带相对于踏板或胶带的实际速度偏差大于允许值时,且持续时间大于15s时,自动人行道应自动停止运行,以保证乘客的乘梯安全,避免乘客摔倒,这种保护措施在倾斜型自动人行道中的效果较水平型自动人行道的效果明显。

扶手带须取得型式试验认证。在认证过程中,除了要检查扶手带的尺寸宽度,内口宽度及内口深度外,最重要的是进行扶手带抗拉强度试验。扶手带的最小抗拉强度为25kN,并且需满足企业内部的设计要求(详见第四章第一节的相关介绍)。

2.扶手带驱动系统

扶手带驱动系统是自动人行道两大动力系统之一,为扶手带提供动力,且以摩擦的方式进行动力传递。因此,在空载运行的自动人行道上,主机消耗的功率约有60%用于扶手驱动系统。

与自动扶梯相同,扶手带驱动系统有大摩擦轮驱动、直线型扶手驱动及端部驱动三种方式。前两种驱动方式常用于商用型自动人行道,端部驱动的扶手带驱动系统则常见于公共交通型的自动人行道中的不锈钢护栏设计中,也有玻璃护栏设计的公交型自动人行道要求采用端部的扶手带驱动系统。

(1)大摩擦轮驱动系统

大摩擦轮驱动系统一般由摩擦轮、弓形导向滚轮、张紧压链/皮带、扶手驱动链条等组成,如图12-3-14所示。摩擦轮的直径一般在450~900mm之间,其直径大小取决于梯路系统设计所需的驱动力大小。常见的直径有450mm、580mm、680mm和780mm等,摩擦轮的直径越大,扶手带的驱动力也越大。一般情况下,它安装于上平层处,通过扶手驱动链从主驱动轴传递动力到扶手驱动系统上,以保证扶手带与踏板梯级/踏板链同步。另一种较少应用的方式是通过与踏板链同节距的链轮,在踏板链上取动力,实现扶手与梯级同步的功能。由于该结构的链轮齿数较少,使扶手带的振动较使用驱动链条传动的方式要大,因此应用不多。

此外,长距离、大跨度的自动人行道通常需要安装两套扶手驱动系统以使扶手带具有足够的驱动力,保证扶手带与踏板运行同步。一般来说,第一套驱动系统常安装于靠近上平层处,第二套驱动系统则安装在下平层靠近回转处,如图12-3-14所示。

(2)直线型扶手驱动系统

直线型扶手驱动系统通常由数个导向滚轮和张紧弹簧或张紧链条装置组成,如图12-3-15所示。通过滚轮对扶手带的正压力所产生的摩擦驱动力推动扶手带运动。驱动力的大小可通过调整张紧滚轮压力来调节,驱动力的具体计算,可参见第四章第二节。

直线型扶手驱动系统的驱动力受限于滚轮的直径及压力,通常一套线性驱动系统只能驱动约6m提升高度的自动扶梯。如提升高度或扶手带的长度增加,需增加第二或第三套驱动系统。该驱动方式的优点是可作为模块化设计的驱动系统进行增减;缺点是滚轮数量较多,在较高提升高度或较长距离的自动人行道系统中总体系统成本较高。而且,由于扶手带长期受较大的压力,容易在扶手带表面上产生明显的滚轮压痕。

(3)端部驱动系统

端部驱动的扶手驱动系统通过扶手驱动链直接从主驱动轴取得动力,带动端部的大扶手驱动轮转动,从而驱动扶手带运行,具体结构如图12-3-16所示。该驱动方式配合V形扶手带,可增加接触面积,令扶手带运动更加平稳。而且V形扶手带具有很好的导向性,可减少扶手带在运行时的左右摆动,降低由于扶手带左右窜动而令扶手带内衬产生的磨损。该驱动方式的缺点是在全室外环境使用时,当雨水流入扶手带后,向下运行的自动扶梯其扶手带容易打滑,需要在结构设计上加以预防。

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图12-3-14 大摩擦轮扶手带驱动系统

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图12-3-15 直线型扶手驱动的结构

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图12-3-16 端部驱动的扶手驱动的结构

3.扶手带导轨

扶手带导轨安装于护栏的上部、两端弓形回环部和(或)底部,为扶手带提供工作支撑及导向作用。

扶手导轨包括乘客侧、上下平层两端弓形回转部和返回侧三部分。

导轨型材通常采用钢材(不锈钢)或铝合金制成,常见的型材形状如图12-3-17所示。扶手导轨型材的宽度通常比扶手带唇口要小,两者间的尺寸差一般要小于4mm,以保证扶手带在长期运行后由于唇口变软、尺寸变大后两者间的间隙仍满足规范要求的扶手带与导轨间间隙小于8mm。

扶手带运动是以摩擦传递动力,扶手带在上下平层转弯处承受的正压力及摩擦力特别大,因此,大部分厂家在产品设计中均采用带滚轮的弓形环,以降低扶手带在两端的摩擦力,如图12-3-18所示。此外,部分厂家的产品还在上下平层与斜段过渡段导轨中安装轴承,进一步减小扶手带的摩擦力。

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图12-3-17 扶手带导轨的结构

a)钢型材-扶手导轨 b)铝合金型材-扶手导轨

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图12-3-18 扶手带转向弓形环

4.扶手带导向

扶手导向及张紧装置安装在桁架内护栏的下方,提供扶手带的预紧力,确保扶手带在正常工作时保持在扶手导轨内运行,不会脱出导轨。同时,扶手带张紧装置还起到补偿由于扶手带运行后长度伸长而引起的松弛,令扶手带一直处于预张紧状态。

扶手带张紧装置有手动补偿及自动补偿两种。装置的设计补偿量通常与扶手带的延伸率及最大长度相匹配,业界内设定扶手带的延伸率通常为2%,厂家会根据各产品最恶劣状态设计其补偿量,以保证扶手带在最差状态下仍能处于张紧状态。