薛文旺

摘 要：自動扶梯是人員密集場所中實現(xiàn)樓層間人員運輸?shù)闹饕O(shè)備，自動扶梯驅(qū)動系統(tǒng)是自動扶梯的重要組成部分，本文對扶帶、摩擦輪等自動扶梯扶手驅(qū)動系統(tǒng)中的各個要素進行了分析研究以期能對扶手驅(qū)動能力提升的設(shè)計有所幫助。

關(guān)鍵詞：自動扶梯；扶手系統(tǒng)；研究

自動扶梯的正常運行主要靠梯級的鏈傳動以及扶手帶的帶傳動兩個最基本的組件傳動來保證，扶手帶既是人們乘坐電梯時可以扶持的移動帶狀物是自動扶梯中保證扶梯正常運轉(zhuǎn)和載客效能的重要組成部分，本文對扶帶、摩擦輪等自動扶梯扶手驅(qū)動系統(tǒng)中的各個要素進行了分析研究。

一、自動扶梯扶手驅(qū)動系統(tǒng)簡介

自動扶梯的正常運行主要靠梯級的鏈傳動以及扶手帶的帶傳動兩個最基本的組件傳動來保證，扶手帶既是人們乘坐電梯時可以扶持的移動帶狀物。在自動扶梯的一般結(jié)構(gòu)中，自動扶梯的電機通常被包裹在金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)，梯級、扶手帶循環(huán)運動則主要通過一系列不同類型傳動裝置加以實現(xiàn)。扶手帶的循環(huán)運動主要依靠的是施加在扶手帶上的一段或幾段摩擦力。根據(jù)自動扶梯手扶帶所受摩擦力施加方式的不同可將自動扶梯的驅(qū)動方式分為摩擦輪驅(qū)動。摩擦輪驅(qū)動指的是利用摩擦輪與手扶帶之間的摩擦力來實現(xiàn)手扶帶的循環(huán)運動。摩擦輪驅(qū)動分為兩種，一種是摩擦驅(qū)動輪在桁架外部的端部驅(qū)動扶手系統(tǒng)，在這種結(jié)構(gòu)中，主要有全透明無支撐式、半透明有支撐式和不透明有支撐三種扶梯護欄結(jié)構(gòu)模式。這種手扶帶驅(qū)動系統(tǒng)具有包角大、摩擦驅(qū)動力大，適用于大中高度扶梯的特點，但其使用范圍受到傳動距離較遠這一缺陷的限制；另一種驅(qū)動形式為摩擦輪在桁架內(nèi)部的中間驅(qū)動扶手系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，大部分自動扶梯采用的是全透明無支撐護欄，因此摩擦輪通常設(shè)置在金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與端部驅(qū)動扶手系統(tǒng)相比，這種結(jié)構(gòu)形式導(dǎo)致了扶帶彎曲次數(shù)增加。壓滾直線驅(qū)動的運動軌跡為直線，主要靠直線布置的兩組或多組壓滾組夾壓驅(qū)動扶手帶來實現(xiàn)手扶帶的連續(xù)運動。該結(jié)構(gòu)主要有兩種形式，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，存在一些技術(shù)缺陷，且某些結(jié)構(gòu)方式達不到耐用節(jié)能的效果，因此摩擦輪驅(qū)動為扶手驅(qū)動中的常用方式。

二、驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)與預(yù)實驗研究

安全性、經(jīng)濟性、實用性是摩擦輪驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計的關(guān)鍵出發(fā)點。國標GB16899中對摩擦輪驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計也做出了明確的規(guī)范，在實際設(shè)計中應(yīng)當嚴格遵守，在實驗研究中，摩擦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計中主要包括扶手帶、扶手帶支撐、摩擦輪以及扶帶緊張裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

按出貨狀態(tài)可將扶手帶分為環(huán)狀和現(xiàn)場拼接兩種，但要求使用時均為閉合狀態(tài)。一般認為現(xiàn)場拼接的扶手帶相對于環(huán)裝扶手帶的抗拉強度要低一些。由于環(huán)狀扶手帶為工廠內(nèi)一次性拼接完成，避免了對膠料的二次加熱。但其安裝調(diào)配沒有現(xiàn)場拼接扶手帶方便。

手扶帶的支撐主要有導(dǎo)軌和滾輪兩種形式，扶手導(dǎo)軌件通常出現(xiàn)在扶手帶的直線工作區(qū)間，在對導(dǎo)軌材料進行選擇時，應(yīng)當使表面摩擦系數(shù)降到最低。同時在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要精確計算導(dǎo)軌間隙，充分考慮到運輸?shù)纫蛩貙?dǎo)軌進行分段使用，為保證電梯能正常運行，不受熱脹冷縮等因素影響，電梯分段要進行準確計算。為達到降低扶手帶運行阻力的目的，減少的摩擦，通常在工作區(qū)間的上R段、扶手端部以及返回段使用滾輪結(jié)構(gòu)。工作區(qū)間的上R段除了受到扶手帶自重和載客壓力以外，帶還受到兩端拉力合力形成的壓力，使得垂直方向上扶手帶在受力大大增加，因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中通常使用滾輪組代替導(dǎo)軌。為降低磨耗扶手端部一般使用維護方便、占用空間小的鏈狀滾輪組。在返回段滾輪軸承外部通常有工程塑料結(jié)構(gòu)，滾輪的使用壽命主要取決于軸承的使用壽命，因此在設(shè)計中軸承的載荷和轉(zhuǎn)速應(yīng)得到有效降低。

摩擦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括端部驅(qū)動摩擦輪設(shè)計和在桁架中內(nèi)摩擦輪的設(shè)計。摩擦輪是驅(qū)動系統(tǒng)的核心部件，通常為現(xiàn)場安裝，為了達到更易于安裝的效果，應(yīng)盡量降低摩擦輪的重量。

在端部驅(qū)動系統(tǒng)形式中，摩擦輪除了提供整個帶傳動系統(tǒng)的驅(qū)動力外，還推動扶手在端部轉(zhuǎn)向并使其進入扶梯內(nèi)部，這導(dǎo)致其外形尺寸收到了很大的限制。因此欄桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須考慮到摩擦輪尺寸，保證使用效果以及符合國標前提下，使其直徑降到最低，另外必須盡量降低厚度以降低摩擦輪的重量，但必須保證其扶手帶的接觸良好以確保支撐作用。

另外還應(yīng)質(zhì)量分布均勻，確保強度能夠達到要求。對于摩擦輪在桁架內(nèi)的設(shè)計，摩擦輪的重量也要盡量降低以達到安裝方便的目的。相比于端部摩擦輪，在桁架內(nèi)的摩擦輪直徑小，因普通的厚鋼板切割即可達到要求，這大大降低了成本。

作為帶傳動必備部件，扶手帶的張緊裝置主要有直接用螺紋張緊、重錘張緊、彈簧張緊三種模式，其中用螺紋張緊形式具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計簡單、使用范圍廣的優(yōu)點，通過在扶手帶換向裝置上增加調(diào)節(jié)螺栓可以在對張緊力要求不高的場合使用，采用這種結(jié)構(gòu)還可以吸收部分扶手帶的富余長度，而位置緊鄰摩擦輪的張緊裝置，要達到張緊的同時增加摩擦輪對扶手帶的驅(qū)動能力的效果，可通過扶手帶在摩擦輪上的包角進行一定程度上增加來實現(xiàn)。然而這種結(jié)構(gòu)也有一定的缺陷，其最大的結(jié)構(gòu)缺點就是扶手帶在運行一段時間后會產(chǎn)生不可恢復(fù)性延長，導(dǎo)致扶手帶張緊力下降，產(chǎn)生安全隱患，這時就需要對扶手帶進行人工張緊。重錘張緊是在扶手帶回路的最低點或者迂回回路上設(shè)置重錘，利用其重量張緊扶手帶。由受制于空間大小，在扶手帶最低點懸掛重錘作用有限，起不到吸收調(diào)整扶手帶多余長度的效果。又由于重錘式張緊裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自重大等缺陷，在現(xiàn)代的自動扶梯中已很少使。彈簧張緊通過加裝彈簧機構(gòu)來達到張緊效果可有效吸收手扶帶在使用過程中產(chǎn)生的松弛，但張緊力與原來還是有所下降，因此彈簧緊張量必須隨時檢查。

三、總結(jié)

本文就自動扶梯驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計與實驗研究展開討論，總結(jié)驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究的內(nèi)容希望能夠為自動扶梯驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計提供參考。

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