淺析自動扶梯回轉(zhuǎn)鏈輪的減震設(shè)計

　　摘要：近年來，我國的自動化建設(shè)的發(fā)展迅速，自動扶梯被廣泛用于商場、酒店、醫(yī)院、機場、車站、地鐵站點等公共場所，已成為現(xiàn)代建筑不可或缺的組成部分。截至2019年底，國內(nèi)在用電梯(含自動扶梯類產(chǎn)品)總量達(dá)到709萬臺，自動扶梯類產(chǎn)品的臺數(shù)約占其中的10%～20%左右，數(shù)量巨大。在日常運營中，自動扶梯并非始終保持滿負(fù)荷運行狀態(tài)，尤其是商場、酒店等諸多場所的自動扶梯大多數(shù)時間是處于空載狀態(tài)。為節(jié)約能源、延長機械部件的壽命，主流制造商都陸續(xù)開發(fā)了變頻自動扶梯，目前已得到廣泛應(yīng)用。但這類自動扶梯除了具有一定的節(jié)能效果外，并不具備智能交互功能。隨著科技和社會的不斷發(fā)展，越來越多的新技術(shù)、新模式應(yīng)用到傳統(tǒng)行業(yè)的產(chǎn)品中來。

　　關(guān)鍵詞：自動扶梯;回轉(zhuǎn)鏈輪;減震設(shè)計

　　1 智能化設(shè)計

　　1.1 危險行為識別及警示

　　大量事故案例顯示，乘客的危險行為如逆向行走、攜帶嬰兒車乘坐、孩童在扶手入口區(qū)域玩耍是導(dǎo)致自動扶梯事故的主要危險源。目前傳統(tǒng)自動扶梯所采取的在自動扶梯出入口附近設(shè)置“小孩必須拉住”“禁止使用手推車”等安全標(biāo)志雖然有一定的警示作用，但效果有限。通過深度學(xué)習(xí)圖像識別技術(shù)、TOF(Time-of-Flight)技術(shù)的應(yīng)用，將上述這些危險行為進(jìn)行有效識別，通過持續(xù)的語音播報和在終端上顯示警示圖標(biāo)提醒乘客注意、取消危險行為，可以大幅減少此類事故的發(fā)生。

　　1.2 智能語音播報裝置

　　大多數(shù)傳統(tǒng)自動扶梯語音播報音量不能自動調(diào)整，乘坐自動扶梯時常常會發(fā)現(xiàn)如環(huán)境安靜語音播報的音量讓人感到異常響亮，但在環(huán)境嘈雜時又模糊不清、聽不清楚，這樣的語音播報效果不太理想。采取實時監(jiān)視環(huán)境音量，結(jié)合智能濾波控制算法，根據(jù)環(huán)境噪聲自適應(yīng)調(diào)整播報音量，可達(dá)到在環(huán)境嘈雜時聲音洪亮、環(huán)境安靜時舒適靜謐的理想播報效果。經(jīng)驗證，當(dāng)保持語音播報音量比實測環(huán)境噪聲高8～12dB(A)的自適應(yīng)調(diào)整設(shè)定，可以妥善解決環(huán)境噪聲和播報音量不匹配的問題。

　　1.3 智能照明控制

　　智能照明控制是對環(huán)境的光照度進(jìn)行實時監(jiān)測，并結(jié)合自動扶梯的使用環(huán)境、營運時間設(shè)置及環(huán)境光照度對自動扶梯的裝潢類照明系統(tǒng)進(jìn)行自動開啟或關(guān)閉。該功能既能使自動扶梯根據(jù)需要提供恰當(dāng)照明，又可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的時間自動關(guān)閉非營運時間段的照明，減少了能源消耗;由于不需要人工開啟或關(guān)閉，節(jié)省了管理的人工支出，提高了乘客乘行安全。

　　1.4 智能潤滑系統(tǒng)和智能運行狀態(tài)控制(適用于室外自動扶梯)

　　自動扶梯上使用的多種鏈條需要有效的潤滑才能保證良好的性能，達(dá)到預(yù)期使用壽命。智能潤滑系統(tǒng)的工作原理是應(yīng)用雨量傳感器對室外自動扶梯所處環(huán)境的降雨情況進(jìn)行實時監(jiān)測，降雨時不進(jìn)行自動加油操作，停止下雨后自動扶梯各種鏈條自動加油潤滑;并重新自動計算下次自動加油的開啟時間，可保證對自動扶梯鏈條的始終有效潤滑。另外，因降雨會造成自動扶梯梯級踏面、樓層板表面及周圍地面濕滑，容易造成人員摔倒，借助雨量傳感器對降雨情況的監(jiān)控，通過語音播報提醒乘客注意地面的濕滑，或者采用控制、調(diào)整自動扶梯的運行狀態(tài)以減少乘客因降雨地面濕滑而摔倒的事故發(fā)生。

　　2 要點分析

　　2.1 抗震標(biāo)準(zhǔn)的完善

　　不同國家的抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)都有值得深入研究的地方。每當(dāng)自動扶梯遭受地震破壞之后，相應(yīng)的抗震措施是否奏效、抗震標(biāo)準(zhǔn)是否需要完善和升級，都是值得各國設(shè)計者持續(xù)跟蹤的課題。當(dāng)遭遇地震災(zāi)害的樓層之間出現(xiàn)“層間位移”時，支撐角鋼和土建之間能夠提供足夠的搭接量，避免桁架墜落。(1)桁架與建筑之間應(yīng)留有足夠間隙以防止桁架的擠壓破壞;(2)應(yīng)留有足夠的縱向搭接量和支撐面以避免桁架端部脫離建筑物的支撐。

　　2.2 保障客戶利益和乘客安全

　　通過研究抗震計算方法和抗震加固措施，使扶梯桁架具有足夠的抗震性能，在地震發(fā)生時不會對乘客造成額外傷害。(1)小震不壞。桁架結(jié)構(gòu)一般不受損壞或不需要修理可繼續(xù)使用。(2)中震可修。桁架結(jié)構(gòu)可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。(3)大震不倒。遇見罕遇地震時，桁架結(jié)構(gòu)不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。只有這樣，地震災(zāi)害發(fā)生之時，不因自動扶梯的設(shè)計問題造成人員傷亡;地震發(fā)生之后，盡快讓自動扶梯恢復(fù)正常運營。通過自動扶梯桁架的抗震設(shè)計，保障客戶的權(quán)益，減少維修費用，保護(hù)乘客的生命安全。

　　3 關(guān)于回轉(zhuǎn)鏈輪減震設(shè)計的延伸思考

　　3.1 回轉(zhuǎn)鏈輪的齒形設(shè)計改進(jìn)

　　無論采用何種形式的減震墊設(shè)計，無論自動扶梯向哪個方向運行，輥子與回轉(zhuǎn)鏈輪的接觸點都有A、B、C三個點的接觸過程。為此，一些有經(jīng)驗的自動扶梯廠家在設(shè)計回轉(zhuǎn)鏈輪時對齒形進(jìn)行了特殊設(shè)計，使得輥子與回轉(zhuǎn)鏈輪之間只有AB(自動扶梯上行)或者CB(自動扶梯下行)兩個點接觸，即齒槽的底面上有一個水平段距離，確保輥子與其嚙合時僅單側(cè)齒面接觸，從而減少撞擊摩擦的可能。

　　3.2 其他結(jié)構(gòu)形式的減震裝置

　　除了減震墊形式的減震措施，有些公司還使用了其他結(jié)構(gòu)的減震裝置，如在每個齒槽的下方，回轉(zhuǎn)鏈輪的側(cè)面設(shè)置一個旋轉(zhuǎn)拖輪，拖輪也是采用橡膠等非金屬材料制成，其可以托起運行著的鏈條，從而緩沖輥子與回轉(zhuǎn)鏈輪的撞擊。此種結(jié)構(gòu)的特點是成本相對較高，裝配精度的要求也比較高。對同一臺扶梯先后安裝不同減震墊設(shè)計的回轉(zhuǎn)鏈輪，并在運行過程中多次測量數(shù)據(jù)，采集后發(fā)現(xiàn)振動值差異較大，將數(shù)據(jù)做成曲線圖加以分析。帶有新款減震墊的自動扶梯無論是開上行還是開下行，其振動值明顯偏小，說明減震效果更好。同樣的試驗，再換到另外一臺扶梯上進(jìn)行試驗，試驗后的曲線圖與前一扶梯基本一致，再一次印證了新款減震墊設(shè)計的優(yōu)越性。

　　電梯論文范例：關(guān)于直線電機的電梯門機控制系統(tǒng)的研究

　　4 結(jié)語

　　通過對不同形式的減震墊設(shè)計的研究，建模仿真以及試驗驗證，可以看出傳統(tǒng)概念上的布置于齒溝中心上的減震墊裝置有一定的弊端，是一個設(shè)計誤區(qū)，改進(jìn)的減震墊布置方式及改進(jìn)的回轉(zhuǎn)鏈輪齒形設(shè)計等為自動扶梯回轉(zhuǎn)處的噪音控制提供了有價值的參考。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]何成,徐放,牟振英.智能自動扶梯在城市軌道交通運維管理中的研究與實踐[J].隧道與軌道交通,2019(S2):247-251.

　　[2]陳軍,何成,沈宗.基于絕對位置傳感器的自動扶梯超速和非操縱逆轉(zhuǎn)監(jiān)測與保護(hù)[J].中國電梯,2016(9):13-16.

　　作者：徐萍

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