自动扶梯的基本结构 9. 梯路导轨系统 梯路导轨系统决定了各梯级在自动扶梯的运动过程中的运动轨迹，是自动扶梯的工作灵魂与主导。自动扶梯梯路导轨系统包括主轮、辅轮的全部导轨、反轨、导轨支架及转向壁等，它主要支承由梯级主轮和辅轮传递来的梯路荷载，引导梯级按一定的规律运动。根据导轨系统的工作特征可把自动扶梯导轨系统分成五大工作区，其中倾斜直线区段是主要工作区段，完成乘客的输送。 1）自动扶梯上的导轨分为：导轨；反轨；侧轨； 2）导轨：主轮导轨和辅轮导轨；是梯级主轮与辅轮运行的受载导轨； 3）反轨：主轮反轨和辅轮反轨；反轨在主、辅轮的上方，防止主;辅轮上跳; 4）侧轨：也叫主轮防偏侧轨；作用是防止梯级跑偏，保证梯级顺利通过梳齿板； 要求侧轨与主轮侧面的间隙：在水平段 ≤0.5;其它区段 ≤1； 5）主轮导轨与辅轮导轨的相对位置： ①在工作分支的倾斜直线段—主、辅轨在一个平面上； ②在工作分支的曲线段—使梯级高度向水平段过渡，并使梯级踏板面保持水平状态； 自动扶梯的基本结构 ③在工作分支的水平段—使各梯级踏板面在同一水平面，相邻两梯级间高低差不大于4； ④在下分支—要避免梯级相挤压，主、辅轨应拉开距离； ⑤转向壁—是主、辅导轨及反轨相衔接的地方。 图19 梯路导轨各部名称示意图 自动扶梯的基本结构 图20 导轨支架和异形钢导轨、转向壁 自动扶梯的基本结构 图21 导轨系统实物图 自动扶梯的基本结构 10. 梯路上的空间与间隙 1） 出入口畅通区纵深尺寸至少为：2.5m； 2） 踏板上方的垂直净高不小于2.3m； 3） 扶手带开口与支架间的间隙≤8； 4） 扶手带外沿与墙壁间距不小于80；这个尺寸至少保持到踏板上方2.1m； 5） 相邻两扶梯的扶手带外沿距离不小于120； 6） 扶手带在梯级踏板面以上垂直高度不小于0.9m；最高不大于1.1m； 7） 扶梯入口处的水平段不小于800；（2个梯级）； 8） 速度大于0.5m/s 或 提升高度大于6m，水平段应不小于1200;(3个梯级）； 9）在水平段相邻两个梯级的高度差≤4； 10）工作区段相邻梯级的间隙≤6； 11） 踏板与两侧围裙板的间隙≤4;两侧间隙总和≤7； 12）梳齿与踏板面齿槽的啮合深度≥6 。 自动扶梯的基本结构 11. 动力驱动装置 —般自动扶梯的工作强度非常大，长时间进行连续不断的强荷载传输。同时又要求自动扶梯有尽可能紧凑的空间，以减少有限空间的占用(如在地下车站内)。因此，要求自动扶梯的动力驱动装置要有足够的刚度、强度，有充分的安全性，尤其是出现期过载情况时；机器零件的耐磨性好，以保持系统长期、可靠工作；机器零件结构紧密相连，同时要求拆装、维修方便。 动力驱动装置最重要的包含电动机、减速器、制动器、传功链条及驱动主轴。根据其在自动扶梯中安装位置的不同分为端部驱动装置和中间驱动装置两种，前者以牵引链条为牵引件，后者以牵引齿条为牵引件。 自动扶梯的基本结构 图22 端部驱动自动扶梯上部结构的一种形式 自动扶梯的基本结构 1）驱动装置（主机） ① 作用：提供梯级和扶手带运行的动力； ② 驱动位置：端部驱动（采用链传动）、中间驱动（采用齿条传动） ③ 结构：包括：电动机、减速器、制动器、 传动链、驱动主轴； 2）电动机一般都会采用深槽或者双鼠笼异步电动机，具有较大的起动转矩，为降低起动电流，采用星—三角起动，无需调速。 现在也有采用交流变频调速，主要为了节能。在轻载或空载时采用低速。 图24 自动扶梯电动机及传动 自动扶梯的基本结构 图25 自动扶梯电动机及传动实物图 自动扶梯的基本结构 图26 驱动系统实物图 自动扶梯的基本结构 12. 自动扶梯分类 （1）按驱动装置位置分类 1) 端部驱动自动扶梯。驱动装置装在自动扶梯头部，并以链条为牵引构件。 2) 中间驱动自动扶梯。驱动装置装在自动扶梯中部上分支与下分支之 间，并以齿条为牵引构件。自动扶梯装多组驱动装置时称多级驱动组合式自动扶梯。 （2）按自动扶梯扶手外观分类 1) 全透明扶手自动扶梯。扶手带全部用全透明钢化玻璃支撑。 2) 半透明扶手自动扶梯。扶手带用半透明钢化玻璃及少量撑扦支撑。 3) 不透明扶手自动扶梯。扶手带用支架并覆以不透明板材支撑。 （3）按自动扶梯梯路线) 直线形自动扶梯。扶梯梯路为直线形，是常见的自动扶梯。 2) 螺旋形自动扶梯。扶梯梯路为螺旋形。 自动扶梯的基本结构 13. 制动器 制动器是依靠摩擦使机构进行制动的部件。制动器的一方与机构的固定机架相连；另一方与机构的转动件相连。当机构启动时，使摩擦件双方脱离，机构进行运转，当机构需要制动时，使摩擦件的两方接触并压紧，使摩擦面间产生足够的摩擦力矩，消耗机构运动能，从而使运动机构减速，直到停车。 自动扶梯所采用的制动器包括：工作制动器、紧急制动器和辅助制动器。工作制动器常用的类型有块式制动、带式制动和盘式制动制动器。 图27 盘式制动器实物图 自动扶梯的基本结构 图28 盘式制动器实物图 图29 带式制动器实物图 自动扶梯的基本结构 （1）辅助制动器 与工作制动器起相同的作用，用于停梯时起保险作用，尤其在满载下行时起辅助工作制动器作用；(在用户想要时才配置)。 （2）紧急制动器（附加制动器） 当驱动机组与驱动主轴间使用传动链条进行连接时，一旦传动链条突然断裂，两者之间即失去联系，这时即使电源切断，电动机停止运转，也无法使自动扶梯停止运动，甚至在直线上行时会突然反转，超速向下远行，导致乘客伤害。为防止这样的一种情况发生，要在驱动主轴上设一紧急制动器，它在自动扶梯出现不正常的情况时起紧急制动作用。此处的不正常的情况是指： 1) 在速度将要超过额定速度的40％时； 2) 梯路突然改变其运行方向时。 自动扶梯的基本结构 图30 紧急制动器（附加制动器） （3）紧急制动器动作条件： 1）工作速度超过额定速度的1.4倍时； 2）梯级出现非操作的反向运行时（传动链断裂）；以下情况之一时，一定得安装紧急制动器： ① 工作制动器与梯级之间不是用非摩擦的传动时； ② 工作制动器不是采用机—电式制动器时； ③ 提升高度超过6米时； 自动扶梯的基本结构 ④ 属公共交通型的自动扶梯； ⑤ 减速器：多数采用蜗轮蜗杆减速器 、结构紧密相连、运行平稳、但效率低。 （4）标准规定： 在空载和有载下，扶梯下行时的制停距离： 当V=0.5m/s 制停距离： 0.2 ~ 1.0m 当V=0.65m/s 制停距离： 0.3 ~ 1.3m 当V=0.75m/s 制停距离： 0.35 ~ 1.5m 这时的平均减速度约在：0.6~0.8 m/s2 制停距离的下限对应于空载质量；上限对应于满载质量；（所谓“满载”指：在2/3梯级上站满人，每人按60kg）。 梯级宽600-每级站1人；800- 每两级站3人；1000- 每级站2人。 （5）自动扶梯的启、停操作 1）扶梯的启动：分为手动启动和自动启动 ① 手动启动-应用钥匙开关操作；应在无人（空载）下启动； ② 自动启动 --- 依靠光电信号或触点开关信号启动；光电信号应在梳齿前至少 1.3m；触点开关应在梳齿前至少1.8m。 自动扶梯的基本结构 2）停止运行： 停止运行的方式：有手动和自动两种 ① 手动停止 --- 同样用钥匙开关操作；也必须在空载下停止； ② 自动停止 --- 启动自动停止信号到扶梯运行停止必须有一定延时， 时间至少为工作分支整个运送时间加10秒； 3）紧急停止：在扶梯发生故障或紧急状况时，使扶梯停止； ① 自动制停 --- 当安全装置动作，由安全开关控制制停； ② 手动制停 --- 使用紧急开关控制；提升高度超过12m的扶梯和长度超过40m的应增设附加紧停装置； 4）要求紧停装置的间距：自动扶梯在15m高度之内；自动人行道在40m之内； 14. 框架结构 自动扶梯的框架结构主要是一些安装和支承自动扶梯运动件的各个部件，承受各种荷载以及将建筑物两个不同层而的地面连接起来。 自动扶梯的基本结构 图31 自动扶梯的金属结构简图 自动扶梯的基本结构 自动扶梯的基本结构 1. 自动扶梯的功能与特点 在城市轨道交通车站中，自动扶梯的用途上要是解决乘客的快速疏解，即列车到达后，大量的乘客从候车站台向地面站台疏解。由于车站的候场站厅一般离开地面5～7m(浅埋式)，甚至7～10m(深埋式)，乘客的上下只能依赖于楼梯，而自动扶梯则提供了一种自功输送乘客的能力，满足了乘客对乘降舒适度的要求。自动扶梯是由一台链式输送机和两台胶带式输送机组合而成的升降传送系统，用于在建筑物的不同楼层间连续运载人员上下，出于其结构特殊，无论从造型还是从工作特性上都与单—的链式或胶带式输送机有很大的区别。 自动扶梯的基本结构 图1 城市轨道交通车站层次间楼梯示意图 自动扶梯的基本结构 图2 城市轨道交通车站自动楼梯实物图 自动扶梯的基本结构 与一般电梯不同的是，自动扶梯具有连续输送功能，能够在较短时间内输送大量乘客，其主要优缺点是： 1) 输送能力大，生产效率高，能连续运送乘客，特别适合于有大量人流汇集与疏解的场所，如商店、车站、机场、码头等，对地下车站尤是如此； 2) 自动扶梯能逆转，上下行都能运转，同时近来又出现厂旋转式和平行式等新型自动扶梯，以满足多种场所的需要，还可以实现在车站从候车站台到地面出入口的连续输送； 3) 与一般电梯不同，当停电或重要零件损坏需停车时可用作普通扶梯； 4) 自动扶梯构成中有水平区段，产生附加的能量损失提升高度较大时，乘客在自功扶梯上停滞时间较长； 5) 造价较高。对自动扶梯一般要求其运行安全、平稳、结构紧密相连、可靠程度高，同时为提高自身的运行效率(运营的经济性)，自动扶梯应该有智能控制的功能。 自动扶梯的基本结构 2. 自动扶梯工作原理 （1）自动扶梯工作原理 图3 自动扶梯构造图 自动扶梯的基本结构 自动扶梯的核心部件是两根链条，它们绕着两对齿轮进行循环转动。在扶梯顶部，有一台电动机驱动传动齿轮，以转动链圈。典型的自动扶梯使用100马力的发动机来转动齿轮。发动机和链条系统都安装在构架中，构架是指在两个楼层间延伸的金属结构。 1）自动扶梯是由两组传送带组成： ① 一组是链传送带—由梯级拖动的一串的梯级； ② 一组是摩擦传送带—由传送胶带组成的扶手带； 2）两个传送带都由同一个“驱动主轴”拖动，使两个传送带的线）主机与驱动主轴之间的传动有两种； ① 一种是通过链传动，叫“非摩擦传动”； ② 一种是通过三角带传动，叫“摩擦传动”（皮带不可以少于三根，不得用平皮带）。 自动扶梯的基本结构 4）在“驱动主轴”上装有左右两个“阶梯驱动链轮”和一个“扶手带驱动链轮”； ① 左右两个“阶梯驱动链轮”分别带动左右两个“阶梯链”（也叫驱动链或牵引链）； ② 一个个梯级就安装在“阶梯链”上； ⅰ 左右两个梯级链的长度必须一致，否则将造成梯级跑偏， ⅱ 左右对应的两条链要进行配对，要求在5000N的预紧力下、测量左右对应的两段链长误差≤0.04mm（这是自动扶梯的一个技术关键）； 5）驱动主轴上的扶手带驱动链轮带动摩擦带摩擦轮，通过摩擦轮与扶手带的摩擦，使扶手带以与梯级同步的速度运行（由于扶手带是通过摩擦传动，易引起“丢速” 这是自动扶梯的有一个技术关键）。 自动扶梯的基本结构 3. 自动扶梯电力拖动特点 1) 自动扶梯启动、制动在一般的情况下都是在空载下进行（除紧急制动），制动器吸起，制动减速度的要求不如电梯。 2) 自动扶梯的工作速度—0.5m/s-0.75 m/s。 3) 自动扶梯运行过程无需变速（除节能运行）。 4. 自动扶梯的主要潜在危险 1) 传送带的整体结构是敞开的，周围的环境易引起伤害； 2) 运动部件的间隙对人体的夹持； 3) 对人体的施力方向与人的重力方向不一致，容易使人倾倒； 扶手带的线速度必须与梯级相同，或略大； 4) 传动链的断裂；（包括传动链、梯级链、扶手带的断裂）。 自动扶梯的基本结构 5.自动扶梯的主要参数 1) 提升高度：小高度—6米以下；中高度— 6 ~ 20 米；大高度— 大于20 米； 2) 倾斜角：标准为 30 °；当H ≤ 6m V≤0.5m/s 时 ：倾角可≤ 35°；当停梯时作楼梯使用，倾角可为：27.3°； 3) 工作速度：当倾角大于30°时，V≤0.5m/s；当倾角 ≤30°时，V≤0.75m/s； 4) 梯级宽度：名义宽度：600；800；1000；实际梯级尺寸：宽度—580 ~ 1100； 深度—不小于 380； 高度— 不大于 240；（或210—可作楼梯使用） 5) 水平梯级数： K型 n=2 用于 H≤6m V≤0.5m/s;M型 n=3 L 型 n=4 用于 H 大于6米，V大于0.5m/s，一般要求水平段的长度最少不小于800；（即至少 2个梯级）当H≥6m 或 V≥0.5m/s 时，要求水平段至少为1200;(即至少3级) 自动扶梯的基本结构 6) 运载能力： Q = V·m·β·3600/0.4 m --- 每梯级站立人数（与梯级宽度有关） β--- 满载系数 β= 0.6(2-V) 按运载能力不同，分为：普通型、公共交通型 ； 6. 自动扶梯的构造 自动扶梯的构造如图1、4所示。它可分成四大部分，即： 1) 供乘客站立并能连续提升的梯路，包括梯级、牵引构件和梯路导轨系统； 2) 动力驱动装置，完成梯路的提升和连续循环运转； 3) 框架结构，用于自动扶梯各零件的组合和定位，以及在现场的定位安置； 4) 控制与安全装置。 自动扶梯的基本结构 图4 自动扶梯的构造示意图 自动扶梯的基本结构 5) 梯路 梯路是自动扶梯的输送线路，它最重要的包含：梯级与梯级链；导轨；上下转向壁。 ① 梯路组成（如图5所示）： ② 分为上分支和下分支； ③ 上分支为工作分支， ④ 下分支为非工作分支； ⑤ 上分支由：倾斜直线段； ⑥ 上下曲线段； ⑦ 上下水平段； ⑧ 上下园弧段组成； 自动扶梯的基本结构 图5 梯路组成示意图 自动扶梯的基本结构 6) 梯级 。梯级是扶梯的主要承载部件。 其结构主要由 踏板、踢板、支架、主辅轮组成。 分为：整体式和分体式；梯级的宽度B : 580 B 1100； 梯级高度:不大于 240； 踏板面与踢板面做成齿槽，相互啮合，齿顶距不大于6；主辅轮是梯级的主要承载部件；主辅轮的磨损和变形是影响扶梯运行质量的根本原因之一。 主轮--- 梯级前端两轮，与梯级链连接； 辅轮--- 梯级的后端两轮； 主、辅轮之间的距离称为：基距；分为：短、中、长三种。 自动扶梯的基本结构 图6 梯级结构示意图 自动扶梯的基本结构 图7 梯级的组成 自动扶梯的基本结构 图8 梯级的组成实物图 自动扶梯的基本结构 7. 梯级驱动链（梯级链、驱动链、牵引链） 它是自动扶梯最重要的驱动部件；一般为套筒滚子链。 1）梯级链一定要有足够的强度，每条链的安全系数不小于5（在机械设计中，零件或构件所用材料的失效应力与设计应力的比值。机械结构在承受外载荷后，计算得到的应力应该小于该结构材料的许用应力）。 2）梯级链必须有足够的尺寸精度，同区段两根链长度偏差≤0.04，梯级两侧同一区段的两根梯级链长度公差应进行选配。 3）梯级链的节距可有多种：67.7; 100; 101.6; 135; 200。 4）梯级链的主要失效形式是磨损和断裂。 ①磨损------造成链条过度伸长; 在下端站必须设张紧装置； ②梯级链断裂，会造成断裂处以下部分的链条下滑和弯折造成事故 5）为此在链条上采取“防断链弯折”结构和使用“压链反板”； 自动扶梯的基本结构 图9 梯级基距图a-短基距、b-长基距、c-中基距 自动扶梯的基本结构 图10 套筒滚子链 自动扶梯的基本结构 图11牵引链条断链弯折的结构 自动扶梯的基本结构 在一台自动扶梯中，梯级是数量最多的部件。一台小提升高度自动扶梯的梯级约需50～100只；大提升高度自动扶梯的梯级多达600～700只梯级。由于梯级数量众多，又是经常运动的部件，因此一台自动扶梯的质量在很大程度上取决于梯级的结构和质量。对梯级的要求是：自重轻；工艺性能好；装拆维修方便。 踏板是供乘客站立的平台，其表而应有足够的粗糙度，通常踏板表面采用众多凹槽平行布置，以防乘客在踏板上滑动失重，造成危险，同时它使梯级通过扶梯上下出入口时，能嵌在梳板齿中以保证乘客安全上下。踏面板—般做成圆弧面．且做成齿状，使后—个梯级踏板后端的齿嵌入前一个梯级踏板的齿槽内，从而使各梯级间能够直接进行相互导向，保持各梯级间的运行平稳性，消除梯级在传输过程中的左右晃动。梯级撑架是梯级的支承结构，包括两侧撑架和横向联系构(杆)件组，撑架上面固定路板．下端装有轴套，以便安装主辅轮。一只梯级有四个车轮，两只铰接于牵引链条上的为主轮，两只直接装在梯级撑架短轴上的为辅轮。自动扶梯的梯级车轮一般都会采用橡胶、塑料或压制织物制作而成，其中橡胶车轮可使梯级运转平稳，减少噪声。 自动扶梯的基本结构 踏板是供乘客站立的平台，其表而应有足够的粗糙度，通常踏板表面采用众多凹槽平行布置，以防乘客在踏板上滑动失重，造成危险，同时它使梯级通过扶梯上下出入口时，能嵌在梳板齿中以保证乘客安全上下。踏面板—般做成圆弧面．且做成齿状，使后—个梯级踏板后端的齿嵌入前一个梯级踏板的齿槽内，从而使各梯级间能够直接进行相互导向，保持各梯级间的运行平稳性，消除梯级在传输过程中的左右晃动。梯级撑架是梯级的支承结构，包括两侧撑架和横向联系构(杆)件组，撑架上面固定路板．下端装有轴套，以便安装主辅轮。一只梯级有四个车轮，两只铰接于牵引链条上的为主轮，两只直接装在梯级撑架短轴上的为辅轮。自动扶梯的梯级车轮一般都会采用橡胶、塑料或压制织物制作而成，其中橡胶车轮可使梯级运转平稳，减少噪声；日前采用较多的是氨基甲酸橡胶。自动扶梯梯级车轮的工作转数不高，为80—140r／min，但其工作荷载很大，同时外观尺寸受到限制，因此对轮系材料的单位容许荷载提出了很高的要求。 梯级踏面一般为防滑设计，表面有凹槽，其作用是使梯级在上、下出入口处能嵌入梳齿版中，同时使梯级上的垃圾不至于滚到梯级与裙板之间，划伤裙板。凹槽的节距应有较高的精度，以防与梳齿配合不良，槽深为10mm;槽齿顶宽为2、5—5 mm；槽宽为5-7 mm。 自动扶梯的基本结构 图12 踏板实物图 自动扶梯的基本结构 图13 踏板实物图 自动扶梯的基本结构 8. 牵引构件 牵引构件是传递牵引力的构件，目前常用的有两种形式、—种是采用牵引链条，这时驱动装置装在上分支水平直线区段的末段(端部驱动式)；一种是牵引齿条，其驱动装置装在倾斜直线区段上，下分支的当中(中间驱动式)，整台自动扶梯一般有两根构成闭合环路的牵引链条(牵引齿条)来完成传递牵引力的任务。 牵引链条—般为套筒滚子链，由链片、小轴和套筒等组成。为安装与检修的方便起见，牵引链条多为可拆式、即在—定的分段长度处可进行链条拆装。牵引铁条是自动扶梯主要的传递动力构件，其质量直接影响自动扶梯的运行平稳性和噪声大小，如图14所示的机构，梯级主轮的安置有内(外)侧和中间两种，前者对主轮的尺寸无严格限制，如采用较大直径的主轮．可承受较大的轮压，荷载大；而后者主轮既是梯级的承载件，又是与牵引链轮相啮合件，主轮的直径受到严格的限制，但相对噪声小，采取了特殊耐磨塑料制成主轮外因，配上高质量的滚珠轴承，能满足轮齿啮合的要求。 自动扶梯的基本结构 图14 牵引链条传递动力机构 自动扶梯的基本结构 图15 牵引链条的结构 （a）-主轮置于牵引链条内侧（b）-主轮置于牵引链片之间 1-链片、2-套筒、3-主轮 自动扶梯的基本结构 图16 牵引链条的安装的地方 自动扶梯的基本结构 图17 牵引链条实物图 自动扶梯的基本结构 图18 牵引链条轮齿啮合图

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