电梯结构原理第六章(自制)[118页]课件

1、第六章 自动扶梯及自动人行道 第一节 特点、分类及主要参数一、概述 自动扶梯是一种带有循环运行的梯级，用于倾斜向上或向下连续输送乘客的运输设备。 自动人行道是带有循环运行的走道，用于水平或倾斜角不大于12、连续输送乘客的固定电力驱动设备。发展史： 1859年，美国的内森.爱米斯发明了一种“旋转式梯级”的自动扶梯。在旋转皮带上安装梯级型木板，人到顶上跳下来。现在看起来可笑，但给后人很大启示。旋转式梯级 1892年，乔治.韦勒发明了移动楼梯（moving stairway ），并有与现在类同的活动扶手带（但需加油），其重要性可与奥的斯发明的安全钳相媲美。 1899年，杰斯.雷诺发明了用木梳结构制成

2、运动踏面的倾斜式 “自动人行道”，但出口无梳齿板，并于1900年将样机设于纽约市的高架火车站。 1899年，西伯格 购买了韦勒的活动扶手专利，且与奥的斯公司合作制造了两台世界上最早的梯级式自动扶梯。“Escalator”一词同时产生，otis将该词登记了商标。一直延续到1930年。moving stairway 1911年，otis公司获得了Reno公司，成为世界上唯一制造自动扶梯的公司。 1920年，扶梯中组合了水平梯级、梳齿板及免 润滑的扶手带新专利，从而使扶梯真正的实用化，此后的两年中otis就销售了350多台。 1930年，出现了金属型梯级的扶梯 1950年，有了玻璃扶手支撑 1974

3、年，由Luna Staircase Company试制了“螺旋式自动扶梯” 2000年，由Hitachi制作推出了薄型自动扶梯，机房高从1000mm减至555mm，倾斜段高度减去300mm。 1932年在上海大新公司安装了我国最早的两台自动扶梯木梯级木梳齿板木梳齿结构的自动扶梯Helical Escalator1985年，由Mitsubishi推出了“ Spiral Escalator” 1959年上海电梯厂自行设计生产了我国第一批自动扶梯，安装于北京火车站 20世纪50年代，美国研制出可以应用的自动人行道 20世纪60年代后，美国、法国、德国和日本相继使用自动人行道 1976年我国原上海电梯

4、厂自行设计制造了第一台国产自动人行道，其长度超过100米，安装于北京首都国际机场 20世纪80年代后，自动扶梯和自动人行道被广泛用于购物中心、超市、机场、火车站、地铁等人流量较大的公共场所，成为重要的运输设备。二、自动扶梯和自动人行道的特点1，特点： 能大量输送连续的客流，能向上和向下运转，自动扶梯在停电时或故障无法使用时，可做普通楼梯使用，主要用于大型商场、购物中心、车站、码头、机场、宾馆酒店、地铁、办公大楼等，属于机电类特种设备。自动扶梯有轻型、重型，全透明无支撑、全透明有支撑、半透明有支撑，室内用、室外用等。2，与电梯相比存在的缺点： 自动扶梯结构有水平区段，有附加的能量损失；大提升高度

5、的自动扶梯和名义长度长的自动人行道，人员在其上停留时间长；造价高。3，自动扶梯与自动人行道之间的差异： 自动人行道倾斜角在012之间，自动扶梯倾斜角较大，有27.3、30、35三种，常见的有30和35两种 自动扶梯是垂直方向输送，而自动人行道基本上是水平方向输送，垂直方向位移较小。 自动扶梯的驱动力主要是克服重力，只有一小部分用于克服阻力。自动人行道的驱动力基本上用于克服阻力。在同样长度下，自动扶梯的驱动功率要大得多。 自动人行道安全性比自动扶梯好。 自动扶梯的桁架结构比自动人行道复杂 自动扶梯的倾斜部分像楼梯，是台阶状。而自动人行道的承载踏板是平的，没有台阶。三、自动扶梯及自动人行道的分类

6、1，自动扶梯分类： 按驱动装置特点分： a、外机房式和内机房式 b、端部驱动和中间驱动 c、立式驱动和卧式驱动 d、主轴外驱动和主轴内驱 e、单驱动和双驱动 按牵引结构分： 链条式和齿条式 按扶手支撑结构分： 全透明式、半透明式、不 透明式、直撑式、斜撑式按梯级线型分: 直线型和螺旋型 按负载类型分: 普通型和公共交通型（普通型和重载型） 按电机拖动调速方式分： 交流降压直接起动运行和交流变频拖动方式2，自动人行道分类：按用途分： 商用型和公共交通型按规格分： 轻型、中型和重型按倾斜角度分： 水平型（倾斜角为06）和倾斜型（倾斜角为612）按结构形式分： 踏步式、带式和双线式四、自动扶梯及自动

7、人行道的主要参数1、提升高度（H）： 自动扶梯进出口两楼层板之间的垂直距离（自动扶梯上、下水平梯级踏面之间的高度）。2、额定速度（v）： 设计规定的梯级空载运行的速度，有0.5m/s、0.65 m/s和0.75 m/s三种，最常用的为0.5m/s3、倾斜角度（）： 梯级运行方向与水平面构成的最大夹角。一般自动扶梯的倾斜角有27.3、30、35三种，常见的有30和35两种；自动人行道的倾斜角为0124、名义宽度（Z1）： 指梯级或踏板承载区域的宽度。自动扶梯名义宽度有400、600、800、900、1000、1200等，自动人行道名义宽度有800和10005、名义长度： 指自动人行道头部与尾部基

8、准点之间的距离。是水平型自动人行道的重要参数。6、土建提升高度： 指自动人行道上下前沿板两水平面间的垂直距离。是倾斜型自动人行道的重要参数。7、理论输送能力（C1）： 指自动扶梯和自动人行道理论上每小时能输送的人数。 式中 C1理论输送能力（人/h） v额定运行速度（m/s） k系数。 当Z1=0.6m时，k=1.0；当 Z1=0.8m时，k=1.5；当Z1=1.0m时，k=2.0至第二节返回返回返回返回返回中间驱动的自动扶梯返回驱动装置返回返回返回返回返回返回 第二节 自动扶梯及自动人行道的结构一、自动扶梯的总体结构 自动扶梯是一台特种结构型式的链式输送机和两台特殊结构型式的胶带输送机组合的

9、，用于不同层高间运载人员上下的一种连续输送机械。 常见的链条式自动扶梯主要由桁架、驱动装置、运载系统、扶手装置、安全保护装置和润滑系统等组成。二、桁架 桁架是自动扶梯和自动人行道的金属骨架，是承载部件，起着连接两个不同层高的地面、承受各种载荷和安装支撑所有零部件的作用。端部驱动及中间驱动自动扶梯的梯路、驱动装置、涨紧装置、导轨系统及扶手装置等安装在桁架的里面和上面。 桁架一般由角钢、型钢与矩形钢管等焊接而成，要求具有足够大的强度和刚度。 桁架由上、下水平段和直线段组成，有整体结构和分体结构两种。自动人行道一般采用分体结构。当自动扶梯提升高度超过6m时，要求在上、下两水平段之间设置中间支撑构件，

10、以增加桁架的刚性和强度，提高抗振动的性能和整机运行质量。三、驱动装置 主要作用： 产生动力驱动自动扶梯或自动人行道运行，同时限制超速和阻止逆向运行。 根据驱动装置的安装位置，分为端部驱动装置和中间驱动装置两种，端部驱动装置安装在扶梯的端部（一般在上端部），中间驱动装置安装在扶梯中间。1，驱动装置的组成 通常由电动机、减速器、中间传动件、主驱动轴、制动器、传动链轮及链条等组成。主机驱动装置通过驱动链带动牵引链牵引梯级运行，同时通过驱动从动链轮的轴端牵引链带动扶手驱动装置，从而驱动扶手带运行。2，驱动主机 驱动主机主要由电动机、减速器和制动器等组成。 电动机 自动扶梯和自动人行道的电动机主要采用三

11、相交流异步电动机，为连续运行工作制，要求起动转矩大、噪声低。 减速器 立式减速器：采用蜗轮蜗杆变速。优点： 结构紧凑、运行平稳、减速比较大、噪音低、体积小。缺点： 传动效率低。 卧式减速器：采用齿轮传动变速。优点： 传动效率高、运行平稳、噪声较低、起动和制动性能较好。缺点： 加工精度要求高、机修工作位置小、维修时安全性较差。目前已不予采用。 制动器 制动器有工作制动器、紧急制动器和辅助制动器，其作用是制动，确保安全。 工作制动器： 是必须配置的制动器，安装于电动机的高速轴上，能使扶梯在停车过程中，以几乎均匀地匀减速使扶梯停止运转，并保持停车状态。有带式制动器、盘式制动器和块式制动器三种结构形式

12、，其中带式制动器较为常用，制动力为径向方向，具有结构简单、紧凑、包角大等特点。需要时可在制动钢带上铆接制动衬垫来增大摩擦力。 紧急制动器： 安装在驱动主轴上，当驱动机组与驱动主轴采用链条连接时，一旦传动链条断裂，它能使自动扶梯有效减速停靠并保持静止状态。当扶梯运行速度超过额定运行速度的1.2倍或小于额定运行速度，以及梯级改变其规定的运行方向时，紧急制动器起作用，动作开始时应能同时强制切断自动扶梯的控制电路。 在下列情况下应配置紧急制动器： 工作制动器和梯级驱动轮之间不是用轴、齿轮、多排链条、两根或两根以上的单根链条连接的；工作制动器不是机械式制动器；扶梯提升高度超过6米。 辅助制动器： 作用是

13、在自动扶梯停车时起保险作用，尤其是在满载下行时，其作用更为显著。工作制动器是必须配置的，而辅助制动器是根据用户要求配置的，但有下列情况之一的自动扶梯和自动人行道必须配置：提升高度大于6米（公共交通型自动扶梯提升高度小于6米时，也建议装设）；驱动传动中存在单排链传动；工作制动器不是机械式。3，主驱动轴 装牵引链轮的轴称为驱动主轴，是链条式自动扶梯端部驱动装置的重要部件，由一对牵引链轮、扶手驱动链轮、与减速器相连的多排滚子链的链轮等组成。运行时，主机通过主驱动链条带动主驱动轴上的牵引链轮、梯级链轮、梯级链，使安装在梯级链条上的梯级运行，轴上的扶手带驱动链也以相同的方式驱动扶手驱动轮，使扶手带同步运

14、行。四、运载系统 由梯级、牵引构件、梯路导轨系统、梳齿前沿板等组成。主要作用是通过梯级链将驱动主机的动力传送给梯级，使梯级沿着梯路导轨系统运行，安全快速运输乘客。1，梯级 梯级是自动扶梯的一个重要部件，是承载乘客的运动部件，有整体式和组装式两种。梯级由踏板、主轮、主轴、踢板、副轮、支架、支撑板等组成。为了保证进出的安全，踏板在移动时要一直保持水平，而且在进出扶梯口处要有一段水平运动的距离。梯 级 梯级上装有4个轮子，2个直接装在梯级上，称为梯级滚轮，又称为副轮。另两个装在梯级链上，使梯级与梯级链铰接在一起，称为梯级链滚轮，又称为主轮。踏板： 踏板表面具有槽深大于10mm、槽宽为57mm、齿顶宽

15、为2.55mm的等节距的齿形，其作用除防滑外，还使梯级顺利通过上、下出入口时，能嵌入梳齿槽中，以保证乘客安全上下。踢板： 踢板的圆弧面是为两梯级在倾斜段运行时保证间隙一致而设计的。小提升高度的自动扶梯踢板要做成有齿槽的，其要求同踏板，可以使后一个梯级踏板的齿嵌入前一个梯级的齿槽内。而大提升高度的自动扶梯的踢板一般做成光面。主轮： 主轮工作转速不高，但负载很大，外形尺寸受到限制（直径一般为180mm），其运转的平稳性和噪声大小，直接影响整机的性能。支架： 一般为铝合金压铸件，梯级主轴从支架中穿过。支撑板： 在组装式梯级中起连接踏板、踢板、支架的作用，一般用23mm厚的钢板折弯成型。而整体式梯级不

16、需要支撑板。主轴： 主轴起到与牵引链连接的作用，多采用空心钢管。2，牵引构件 牵引构件是传递牵引力的主要机件，常见的有牵引链条和牵引齿条两种。一台自动扶梯一般有两根构成闭合环路的牵引链条或牵引齿条。牵引链条又称为梯级链。 由于牵引链条的可靠性很大程度上决定扶梯的可靠性，所以扶梯标准规定每根牵引链条的安全系数必须大于5，一般小提升高度自动扶梯牵引构件的安全系数为7，大提升高度自动扶梯牵引构件的安全系数为10，并且大提升高度自动扶梯牵引构件还必须配置防折叠的结构。 牵引链条 套筒滚子链： 梯级主轮在链条内侧或外侧 滚轮链： 梯级主轮在链条之间返回 牵引齿条 牵引齿条是中间驱动式自动扶梯所使用的牵引

17、构件，分一侧有齿的齿条和两侧有齿的齿条两种。对一侧有齿齿条，两梯级间用一节齿条连接，齿条节距为400mm。扶梯通过中间驱动装置上的传动链条销轴与齿条牙齿间的啮合来实现动力的传递。对于两侧都有齿的齿条，其一侧为大齿，用来带动梯级，另一侧为小齿，用来驱动扶手胶带。 涨紧装置作用： 使自动扶梯的牵引链条获得恒定的张力，以补偿在运转过程中牵引链条的伸长。目前大多数自动扶梯均采用弹簧式涨紧装置，这种结构形式的链轮轴两端各装有V形滑块，在V形滑块的V形槽内装有钢球，可定向滑动，借助弹簧力的作用使牵引链条获得足够的张力。 涨紧装置圆弧形涨紧装置3，梯路导轨系统 作用： 支承由梯级传递来的梯路载荷，保证梯级按

18、一定的轨迹运行，防止梯级跑偏，保持运行平稳、保证乘客上下安全等。 组成： 主轮和辅轮的全部导轨、反轨、反板、导轨支架及转向壁等。 导轨系统不但要保证梯路设计参数的要求，还应使工作面光滑、平整、耐磨，且有一定的尺寸精度，上下端部左右圆弧导轨的曲率半径应一致，左右导轨的运行轨迹也应一致。转向导轨（也称为转向壁）是主轮、副轮或副轮运行终端转向的整体式导轨，设置转向壁的目的是确保梯级平滑反转运行时有良好的连续性。梯路导轨系统中间驱动自动扶梯的转向壁 导轨常见形状如表所示4，梳齿前沿板 梳齿前沿板是为了确保乘客上下扶梯的安全而在自动扶梯出入口处设置的机械构件，由前沿板、梳齿板和梳齿三部分组成。 前沿板

19、前沿板上表面就是地平面的延伸，与梯级踏板上表面的高度差应不大于80mm。 梳齿板 梳齿板的一边支撑在前沿板上，另一边作为梳齿的固定面。它的水平倾角小于10。其结构应为可调式，以保证梳齿的啮合深度多于6mm。 梳齿 梳齿的齿应与梯级的齿槽相啮合，齿的宽度不小于2.5mm，端部修成圆角，做成在啮合区域不至于发生夹脚等危险情况的形状，它的水平倾角不超过40。 梳齿的强度既要能承受乘客脚踏、脚踢等载荷，又要低于梯级踏板齿的强度。当异物卡入时，产生不影响正常啮合的变形，否则梳齿的齿发生断裂。梳齿是易损件，要求更换、安装方便。铝合金防滑前沿板 采用铝合金型材结构，型材为黑色喷粉带防滑槽，表面磨光。与不锈钢

20、相比较铝合金前沿板美观大方，舒适可靠。铝合金前沿板采用深度为2.5mm的横向防滑槽，比不锈钢防滑性更好，且沟槽颜色更不易磨损。 黑色铝合金磨光前沿板五、扶手装置 扶手装置的一个功能是供站立在梯级上的乘客安全乘梯手扶之用，另一个功能是装饰自动扶梯。活动的扶手如同电梯的安全钳一样，是一种重要的安全部件。扶手装置安装在扶梯及自动人行道梯路两侧的两台结构特殊的胶带输送机上，与梯级同步运行。 扶手装置由扶手带、扶手带驱动装置、护壁板、扶手支架及导轨、扶手带涨紧装置、围裙板、内盖板、外盖板等组成。1，扶手带 扶手带是一种边缘向内弯曲的封闭型橡胶带，外层是橡胶层，中间层是多股钢丝或薄钢带，里层是帆布或锦纶丝

21、制品。扶手带既有一定的抗拉强度，又能承受反复不断的弯曲。2，扶手支架与导轨 扶手支架是支撑扶手带，连接扶手导轨，固定护壁板及扶手照明装置的机件，由铝合金或不锈钢压制而成。 扶手导轨起着导向扶手带的作用，安装于扶手支架上，一般采用冷拉型材，或用不锈钢压制而成。 扶手照明装置起照明和装饰双重作用，安装在扶手支架下方，外面装设透明塑料护罩。扶手照明装置是选装件，由用户根据需要选择。 护壁板分透明和不透明两种，透明护壁板一般用钢化玻璃制成，适用于小高度自动扶梯；不透明护壁板一般用不锈钢制成，适用于大、中高度的自动扶梯。3，扶手带驱动装置 扶手带驱动装置是驱动扶手带运行，并保证扶手带运行速度与梯级运行速

22、度偏差不大于2%的装置。扶手带与梯级为同一驱动装置驱动，通过驱动主轴上的双排驱动链轮将动力传递给扶手带驱动轴上。 扶手带驱动装置分为摩擦轮驱动、压滚轮驱动和端部驱动三种形式。4，扶手带涨紧装置 扶手带因制造和环境变化可能产生长度的误差，过松则可能脱出导轨，过紧则表面磨损严重且运行阻力增大，都可能使扶手带与梯级同步性指标超标，因此需装设扶手带涨紧装置，以保证张力的合适调整。5，围裙板、内盖板、外盖板 围裙板是与梯级两侧相邻的围板，与梯级单边间隙不大于4mm，两边间隙之和不大于7mm，一般用不锈钢材料制成，既是装设部件又是安全部件。 内盖板是连接围裙板和护壁板的盖板，外盖板是扶手带下方的外装饰板上

23、的盖板。内盖板与围裙板之间用斜盖板连接。内、外盖板和斜盖板起着安全、防尘和美观的作用。扶手装置扶手带端部驱动装置端部轮式驱动扶手带驱动装置返回压滚轮扶手带驱动装置返回摩擦轮扶手带驱动装置返回扶手胶带返回返回返回返回返回六、安全保护装置 自动扶梯与自动人行道是一种开放、连续运行的运输设备。人们在乘梯时，与其部件的接触、碰撞以及突然的速度变化或突然转向等，都有可能造成安全事故。因此需要有可靠的机电安全保护装置来尽可能避免安全事故的发生，并把事故对设备和建筑物的破坏降低到最小程度。1，工作制动器、紧急制动器和附加（辅助）制动器 工作制动器安装在驱动主机的高速轴上，是确保扶梯正常停车的制动器；紧急制动

24、器直接作用在主驱动轴上，是确保扶梯在紧急情况下有效地减速停车、并保持静止状态的制动器；附加制动器直接安装在主驱动轴上，在工作制动器失效时动作，实现加强制动力矩，确保扶梯停止运行。2，超速保护装置 当扶梯超速运行至某设定值或欠速运行至某设定值时动作，切断扶梯的电源，使扶梯停止运行。3，防逆转保护装置 防止扶梯改变规定的运行方向，能在扶梯逆转时使工作制动器或附加制动器动作，使扶梯停止运行。4，梯级链保护装置 当梯级链伸长超出允许范围或其中一条链条发生断裂时动作，使扶梯停止运行。5，梳齿板安全保护装置 如有异物卡在梯级踏板与梳齿之间造成梯级不能与梳齿板正常啮合，梯级就不能正常进入梳齿板，梯级的前进力

25、就会将梳齿板抬起移位，使微动开关动作，扶梯停止运行。6，围裙板保护装置 在自动扶梯正常运行时，围裙板与梯级间应有一定的间隙，为防止异物夹入其中，在围裙板的反面装有微动开关，一旦围裙板被异物挤夹变形，触动微动开关而使扶梯停止。有的扶梯在围裙板与梯级间安装有橡胶条或毛刷，起到阻挡作用。7，扶手带入口安全保护装置 为防止小孩的手被扯入扶手带入口，在扶手带入口处需装设安全保护装置。当扶手带入口的橡胶套受到30至50牛顿的压力时，微动开关动作，使扶梯停止运行。8，扶手带断带保护装置 当扶手带断裂时，紧靠在扶手带内表面的微动开关滚轮摇臂就会动作，使微动开关动作，自动扶梯立即断电停运。9，梯级塌陷保护装置

26、梯级塌陷指梯级滚轮外圈橡胶剥落或滚轮轴断裂时，梯级在进入水平段时就不能与梳齿板正常啮合。当梯级塌陷后，运动中的梯级碰撞开关上的摆杆，使开关动作，扶梯停止运行。10，驱动链断链保护装置 当链条下沉超过某一允许范围或驱动链断裂时，该保护装置的微动开关动作，断开主机电源而使扶梯停运。11，梯级黄色边框及梯级间隙照明 为确保使用安全，在梯级上设有5cm宽的黄色边框，或装设ABS聚氨酯黄色边框条等，起到提醒乘客注意“黄色区域为禁止区”。有的扶梯在梯级下面还装有照明灯，起到保证安全和装饰的作用。七、润滑系统 自动扶梯需要润滑的主要机械部件有主驱动链条、梯级驱动链条、扶手带驱动链条、导轨转向壁等。 润滑装置

27、分为润浸式自动润滑装置、电磁阀控制的润滑装置和滴油式润滑装置三种。其中滴油式润滑装置在扶梯长时间不用时，存在着不能停止加油润滑而浪费的问题，因而已停止使用。八，自动人行道 自动人行道的驱动装置和扶手装置与自动扶梯通用，桁架、运载系统、润滑系统、安全保护系统和电气控制系统等都与自动扶梯基本相同，主要区别在于自动扶梯供乘客站立的是梯级，而自动人行道是踏板。1，踏板 踏板也成为踏步，是踏板式自动人行道供乘客站立的板状构件，采用铝合金压铸而成。在踏步下面装有两根支承主轴，主轴两端各装一个滚轮，滚轮与拖动链条相连。踏板的两个主轴一个固定，一个可游动，游动轴又是另一个踏步的固定轴，这样使踏步与踏步之间既互