電扶梯的基本原理（課堂PPT）

自動扶梯的原理及應(yīng)用12023/1/13索引第一章發(fā)展史第二章扶梯的構(gòu)造第三章自動扶梯的分類第四章自動扶梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)22023/1/13第一章發(fā)展史

自動扶梯（Escalator)=梯級(法語scala)+電梯（英語Elevator)

自動扶梯（Escalator)=梯級(法語scala)+電梯（英語Elevator)

32023/1/13發(fā)展史

1920年，扶梯中組合了水平梯級、梳齒板及免潤滑的扶手帶新專利，從而使扶梯真正的實用化，此后的兩年中otis就銷售了350多臺。1930年，出現(xiàn)了金屬型梯級的扶梯。1950年，有了玻璃扶手支撐。1974年，美國盧娜扶梯公司研制了螺旋扶梯。螺旋扶梯42023/1/13第二章自動扶梯的構(gòu)造自動扶梯是一臺特種結(jié)構(gòu)型式的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和兩臺特殊結(jié)構(gòu)型式的膠帶輸送機(jī)組合的，用于不同層高間運(yùn)載人員上下的一種連續(xù)輸送的機(jī)械設(shè)備。自動扶梯運(yùn)行圖52023/1/13自動扶梯具有連續(xù)輸送功能，能夠在較短時間內(nèi)輸送大量乘客，其主要優(yōu)缺點是：1)輸送能力大，生產(chǎn)效率高，能連續(xù)運(yùn)送乘客，特別適合于有大量人流匯集與疏解的場所，如商店、車站、機(jī)場、碼頭等，對地下車站尤是如此；2)自動扶梯能逆轉(zhuǎn)，上下行都能運(yùn)轉(zhuǎn)，同時近來又出現(xiàn)廠旋轉(zhuǎn)式和平行式等新型自動扶梯，以滿足不同場所的需要，甚至可以實現(xiàn)在車站從候車站臺到地面出入口的連續(xù)輸送；3)與一般電梯不同，當(dāng)停電或重要零件損壞需停車時可用作普通扶梯；4)自動扶梯構(gòu)成中有水平區(qū)段，產(chǎn)生附加的能量損失提升高度較大時，乘客在自功扶梯上停留時間較長；5)造價較高。對自動扶梯一般要求其運(yùn)行安全、平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠程度高，同時為提高自身的運(yùn)行效率(運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性)，自動扶梯應(yīng)該有智能控制的功能。2.1自動扶梯的特點62023/1/132.2自動扶梯的主要參數(shù)1、提升高度(RisedHeight)H

自動扶梯進(jìn)出口兩樓層板之間的垂直距離（自動扶梯上、下水平梯級踏面之間的高度）2、額定速度(Ratedspeed)V

梯級空載運(yùn)行的速度3、傾斜角度(AngleofInclination)α

梯級運(yùn)行方向與水平面構(gòu)成的夾角4、梯級寬度(StepWidth)Z

指名義寬度（指梯級承載區(qū)域的寬度）72023/1/13城市軌道交通車站層次間樓梯示意圖82023/1/1392023/1/1314151413121110985432617當(dāng)曳引鏈過分拉長或斷裂時扶梯停運(yùn)異物夾入扶手帶出入口時扶梯停運(yùn)梯級變形等運(yùn)行不正常時扶梯停運(yùn)用金屬托棍消去扶手靜電梯級下照明燈用靜電刷消去梯級靜電電磁制動器和制動器松閘監(jiān)控裝置驅(qū)動鏈過分拉長斷鏈扶梯停運(yùn)非操作逆轉(zhuǎn)、超速時扶梯停運(yùn)過載保護(hù)電源斷相、錯相保護(hù)急停開關(guān)（乘客可見）超級黃色邊框提示乘客處于安全位置圍裙板與梯級間有異物卡住時扶梯停運(yùn)梯級與梳齒板間有異物時扶梯停運(yùn)扶梯構(gòu)造102023/1/13第三章自動扶梯的分類1、按驅(qū)動裝置特點分

a、外機(jī)房式和內(nèi)機(jī)房式

b、端部驅(qū)動和中間驅(qū)動

c、立式驅(qū)動和臥式驅(qū)

d、主軸外驅(qū)動和主軸內(nèi)驅(qū)

e、單驅(qū)動和雙驅(qū)動112023/1/13122023/1/13自動扶梯端部驅(qū)動結(jié)構(gòu)132023/1/13中間驅(qū)動的扶梯結(jié)構(gòu)142023/1/132、按牽引結(jié)構(gòu)分鏈條式和齒條式

3、按扶手支撐結(jié)構(gòu)分全透明式、半透明式、不透明式、直撐式、斜撐式

4、按梯級線型分直線型和螺旋型(Sprial、Helical）

5、按負(fù)載類型分普通型和公共交通型（普通型和重載型）152023/1/13多坡度自動扶梯162023/1/13端部驅(qū)動自動扶梯的動力傳輸曳引機(jī)驅(qū)動主軸扶手帶鏈輪梯步鏈輪扶手帶梯步172023/1/13第四章自動扶梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)1、梯級梯級是一種供乘客站立的特殊結(jié)構(gòu)形式的四輪小車。如圖所示，由梯級踏板、梯級踢板、梯級支架、主軸、梯級主論、惰輪及梯級支撐板組成。梯級1-梯級踏板2-主軸3-梯級主軸4-梯級支架5-惰輪6-梯級踢板7-梯級支撐板182023/1/13梯級實物圖192023/1/132牽引構(gòu)件1-鏈片2-套筒3-主輪（a）主輪置于牽引鏈條內(nèi)側(cè)（b）主輪置于鏈條兩鏈片之間牽引鏈條的結(jié)構(gòu)202023/1/13212023/1/13梯級下沉保護(hù)裝置梯級是載客的主要部件，如果發(fā)生踏板斷裂、主論破裂、梯級支架折斷等現(xiàn)象時，都會使梯級下沉，嚴(yán)重時會發(fā)生人身事故。梯級下沉保護(hù)裝置1-檢測桿2-軸3-凸塊4-行程開關(guān)222023/1/133、金屬骨架與梯路導(dǎo)軌3.1金屬骨架金屬骨架是扶梯內(nèi)部結(jié)構(gòu)的安裝基礎(chǔ)，它是整體剛性與局部剛性直接影響到扶梯的工作性能。因此，對公共性的扶梯，骨架擾度的要求是控制在兩支撐距離的1/1000范圍內(nèi)，并要求結(jié)構(gòu)緊湊，留有足夠的裝配，維修控件。232023/1/133.2梯路導(dǎo)軌

梯路導(dǎo)軌是保證梯級按照一定的軌跡運(yùn)行，并承受梯級帶來的載荷。導(dǎo)軌有主、輔輪主軌，主、輔輪反軌，主、輔輪側(cè)軌及導(dǎo)軌支撐組成。242023/1/134、驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置是扶梯的動力源，主要由電動機(jī)、減速器、制動器、傳動裝置組成。1-堵轉(zhuǎn)力矩電動機(jī)2-小齒輪3-制動器4-電動機(jī)5減速器6-鏈輪7-傳動鏈條驅(qū)動裝置252023/1/13曳引機(jī)實物三相交流電機(jī)主鏈輪減速器制動器飛輪262023/1/13雙鼠籠異步電動機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的電力拖動裝置。它主要由定子、轉(zhuǎn)子和它們之間的氣隙構(gòu)成。對定子繞組通往三相交流電源后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并切割轉(zhuǎn)子，獲得轉(zhuǎn)矩。雙鼠籠異步電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、價格便宜、過載能力強(qiáng)及使用、安裝、維護(hù)方便等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。4.1雙鼠籠異步電動機(jī)的特點272023/1/134.2斜齒輪蝸桿減速器斜齒輪蝸桿減速器，是新穎減速傳動裝置。采用最優(yōu)化，模塊組合體系先進(jìn)的設(shè)計理念，具有體積小、重量輕、傳遞轉(zhuǎn)矩大、起動平穩(wěn)、傳動比分級精細(xì)等性質(zhì)，可根據(jù)用戶要求進(jìn)行任意連接和多種安裝位置的選擇。斜齒輪蝸桿傳動的特點：1、節(jié)省空間，可靠耐用，承受過載能力高，功率可達(dá)132KW;2、能耗低，性能優(yōu)越，減速機(jī)效率高達(dá)95%以上；3、振動小，噪音低，節(jié)能高；4、選用優(yōu)質(zhì)鍛鋼材料，鋼性鑄鐵箱體，齒輪表面經(jīng)過高頻熱處理；5、經(jīng)過精密加工，確保軸平行度和定位軸承要求，形成斜齒輪傳動總成的減速機(jī)配置了各種類電機(jī)，組合成機(jī)電一體化，完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特性。4、具有自鎖性。（渦輪蝸桿傳動）282023/1/13齒輪傳動實現(xiàn)變速和換向292023/1/134.3制動器制動器是依靠摩擦使機(jī)構(gòu)進(jìn)行制動的部件。制動器的一方與機(jī)構(gòu)的固定機(jī)架相連；另一方與機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動件相連。當(dāng)機(jī)構(gòu)啟動時，使摩擦件雙方脫離，機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)機(jī)構(gòu)需要制動時，使摩擦件的兩方接觸并壓緊，使摩擦面間產(chǎn)生足夠的摩擦力矩，消耗機(jī)構(gòu)運(yùn)動能，從而使運(yùn)動機(jī)構(gòu)減速，直到停車。自動扶梯所采用的制動器包括：工作制動器、緊急制動器和輔助制動器。工作制動器常用的類型有鉗式制動、帶式制動和盤式制動制動器。

302023/1/13盤式制動器實物帶式制動器實物312023/1/13（1）輔助制動器與工作制動器起相同的作用，用于停梯時起保險作用，尤其在滿載下行時起輔助工作制動器作用；(在用戶要求時才配置)。（2）緊急制動器（附加制動器）當(dāng)驅(qū)動機(jī)組與驅(qū)動主軸間使用傳動鏈條進(jìn)行連接時，一旦傳動鏈條突然斷裂，兩者之間即失去聯(lián)系，這時即使電源切斷，電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，也無法使自動扶梯停止運(yùn)動，甚至在直線上行時會突然反轉(zhuǎn)，超速向下遠(yuǎn)行，導(dǎo)致乘客傷害。為防止這種情況發(fā)生，要在驅(qū)動主軸上設(shè)一緊急制動器，它在自動扶梯出現(xiàn)異常情況時起緊急制動作用。此處的異常情況是指：1)在速度將要超過額定速度的40％時；2)梯路突然改變其運(yùn)行方向時。緊急制動器實物圖322023/1/13飛輪的調(diào)速是利用它的儲能作用，在機(jī)械系統(tǒng)出現(xiàn)盈功時，吸收儲存多余能量，而在出現(xiàn)虧功時釋放其能量，以彌補(bǔ)能量的不足，從而使機(jī)械的角速度變化幅度得以緩減，即達(dá)到調(diào)節(jié)作用。飛輪的實物飛輪的動平衡檢測332023/1/135、動力傳動方式帶傳動和鏈傳動通過中間撓性件傳遞運(yùn)動和動力,適用于兩軸中心距較大場合組成：帶和帶輪類型：摩擦式帶傳動嚙合式帶傳動帶傳動：鏈傳動：組成：鏈條和鏈輪類型：嚙合式342023/1/13帶傳動特點優(yōu)點：1）有過載保護(hù)作用（過載打滑)2）有緩沖吸振作用，運(yùn)行平穩(wěn)無噪音（帶有彈性）3）適于遠(yuǎn)距離傳動（中心距大）4）結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝精度要求不高，維護(hù)方便缺點：1）有彈性滑動使傳動比i不恒定2）張緊力較大（與嚙合傳動相比）軸上壓力較大3）結(jié)構(gòu)尺寸較大、不緊湊4）打滑，使帶壽命較短5）帶與帶輪間會產(chǎn)生摩擦放電現(xiàn)象，不適宜高溫、易燃、易爆的場合6）效率低。帶傳動的類型1.應(yīng)用:

帶傳動傳動的功率P≤100KW，帶速v=5-30m/s，平均傳動比i≤7，傳動效率為94%-96%。同步齒形帶的帶速為40-50m/s，傳動比i≤10，傳遞功率可達(dá)200KW,效率高達(dá)98%-99%。帶傳動主要用于要求傳動平穩(wěn),傳動比要求不嚴(yán)格的中小功率的較遠(yuǎn)距離傳動352023/1/13鏈傳動的特點和應(yīng)用鏈傳動的結(jié)構(gòu)鏈傳動是一種具有中間撓性件(鏈條)的嚙合傳動，組成：主動鏈輪、從動鏈輪和中間撓性件(鏈條)組成，通過鏈條的鏈節(jié)與鏈輪上的輪齒相嚙合傳遞運(yùn)動和動力。按工作特性分：起重鏈，牽引鏈，傳動鏈

傳動鏈接形式分：滾子鏈；齒形鏈鏈的分類362023/1/13特點與帶傳動相比，鏈傳動能沒有滑動能保持準(zhǔn)確的平均傳動比；張緊力小，故對軸的壓力??；效率比帶傳動高；對工做條件要求低可在高溫、油污、潮濕等惡劣環(huán)境下工作。但其瞬時傳動比變化造成從動輪瞬時轉(zhuǎn)速不均勻，高速傳動平穩(wěn)性差，工作時有噪聲，應(yīng)用一般多用于要求平均傳動比準(zhǔn)確，中心距較大的兩平行軸間，工作條件惡劣不宜用帶傳動和齒輪傳動地低速場合。

鏈傳動適用的一般范圍為：傳遞功率P≤100kW，中心距a≤5---6m，傳動比i≤6，鏈速v≤15m／s，傳動效率為0．95～0．98。

372023/1/13驅(qū)動鏈結(jié)構(gòu)382023/1/13驅(qū)動鏈斷鏈保護(hù)裝置驅(qū)動鏈條是扶梯的主要傳動原件，根據(jù)工作要求除設(shè)置張緊機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向支撐機(jī)構(gòu)外，還要設(shè)置鏈條斷裂保護(hù)裝置，以免鏈條斷裂時造成嚴(yán)重事故。驅(qū)動鏈條保護(hù)裝置1-驅(qū)動鏈條2-檢測桿3-行程開關(guān)392023/1/13案例分析2011年7月5日上午，北京地鐵四號線動物園站自動扶梯發(fā)生故障,導(dǎo)致1人死亡，2人重傷，27人輕傷。402023/1/136曳引鏈系統(tǒng)6.1、曳引鏈：自動扶梯的曳引鏈?zhǔn)莻鬟f牽引力的主要構(gòu)件6.2、驅(qū)動主軸：驅(qū)動主軸是安裝鏈輪，驅(qū)動鏈條運(yùn)動的部件123451-曳引鏈輪2-扶手帶驅(qū)動鏈輪3-軸4-制動器5-雙排驅(qū)動鏈輪412023/1/136.3、曳引鏈張緊裝置

張緊裝置用于使曳引鏈獲得恒定的張力，以補(bǔ)償運(yùn)轉(zhuǎn)中曳引鏈的伸長。1234561-曳引鏈條2-張緊輪3-V型滑塊4-壓簧5-行程開關(guān)6-撞塊422023/1/136.4、曳引鏈保護(hù)裝置1234561-曳引鏈條2-張緊輪3-V型滑塊4-壓簧5-行程開關(guān)6-撞塊扶梯正常運(yùn)行時，曳引鏈在張緊裝置的彈簧力作用下保持恒定的張緊力，當(dāng)張緊力發(fā)生突然變化時（如曳引鏈被卡住、或者扶梯超載等原因，使曳引鏈張力增大），張緊輪將壓縮彈簧4，帶動撞塊6向右移動從而觸動行程開關(guān)5使扶梯停止運(yùn)行。當(dāng)曳引鏈張力過小時，彈簧使裝快向左移動，同樣觸動行程開關(guān)使扶梯停止運(yùn)行。432023/1/137圍裙板1、梯級側(cè)面有一防偏滑塊，與圍裙板間隙0.5mm2、圍裙板同時起到梯級防偏的作用3、起到反軌的作用，防止梯級翻轉(zhuǎn)和下滑4、用發(fā)紋不銹鋼制作5、圍裙板應(yīng)是對接縫的442023/1/138梳齒前沿板