張高峰 劉保水

（泰山索道運(yùn)營中心 泰安 271000）

泰山桃花源索道車廂進(jìn)出站加減速曲線分析

張高峰 劉保水

（泰山索道運(yùn)營中心 泰安 271000）

通過介紹單線脫掛抱索器客運(yùn)架空索道關(guān)鍵技術(shù)之一的加減速器的原理和作用，分析對(duì)比了直線（梯形）加減速曲線和“S”型加減速曲線的優(yōu)劣。在原設(shè)計(jì)方圖紙數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)泰山桃花源索道車廂進(jìn)站和出站加減速曲線的計(jì)算，得出實(shí)際車廂進(jìn)站減速曲線和出站加速曲線數(shù)據(jù)并繪制出圖形，同時(shí)根據(jù)計(jì)算得出的實(shí)際曲線的特點(diǎn)，結(jié)合所分析的直線（梯形）加減速曲線和“S”型加減速曲線的特性，對(duì)加減速器相關(guān)部件檢查維護(hù)提出了相應(yīng)的建議。

加減速曲線； 脫掛抱索器； 架空索道； 傳動(dòng)比

1 脫掛索道加減速器的原理和作用

脫掛抱索器客運(yùn)索道是當(dāng)前世界客運(yùn)索道發(fā)展的主要方向，是發(fā)達(dá)國家旅游客運(yùn)索道的主要型式，其技術(shù)也越來越成熟完善。脫掛抱索器索道具有運(yùn)輸能力大，候車時(shí)間短，乘坐舒適等特點(diǎn)，關(guān)鍵技術(shù)問題是在抱索器與鋼繩的脫掛方面，要求做到脫掛作業(yè)時(shí)保證接近安全可靠。脫掛索道的關(guān)鍵技術(shù)具體有以下四個(gè)方面：1）抱索器：要求動(dòng)作靈活，安全可靠，夾持力大。2）脫掛器：要求可靠準(zhǔn)確脫開和掛結(jié)。3）加減速器：要求準(zhǔn)確無誤的使吊廂加速或減速，保證抱索器在掛結(jié)或脫開鋼繩的一剎那間抱索器與鋼繩同步而且抱索位置準(zhǔn)確無誤。4）檢測(cè)裝置：要求有一套完善可靠的檢測(cè)裝置，在抱索或脫索失誤時(shí)和抱索力不夠時(shí)能及時(shí)停車。這其中加減速器是在脫掛抱索器與鋼繩脫開后給抱索器提供動(dòng)力使其按設(shè)計(jì)的加減速曲線進(jìn)行加減速和回轉(zhuǎn)的裝置，其作用不容忽視，它不僅可以使吊廂準(zhǔn)確加速和減速，還直接影響吊廂內(nèi)游客的舒適程度，加減速裝置一般是由充氣輪胎、皮帶輪、窄V皮帶和固定梁等部件組成，抱索器上裝有一塊帶花紋或者其它增加摩擦系數(shù)的摩擦板，吊廂進(jìn)入加減速器后，輪胎壓在摩擦板上，這樣由多個(gè)同直徑但轉(zhuǎn)數(shù)不同輪胎給摩擦板施加外力，此時(shí)吊廂通過摩擦板實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制性加速或者減速。加減速度的選擇是直接影響吊廂內(nèi)乘客的舒適程度的主要原因，過小的加減速度雖可使乘座更感舒適平穩(wěn)且輪胎磨損小，但這樣輪胎數(shù)量多，站房長，投資大。過大的加減速度則輪胎磨損大，打滑可能性大，容易產(chǎn)生不同步的問題，乘坐也不舒適，因此加減速度的選擇是索道設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)時(shí)的重要方面，它決定了投資成本、相關(guān)配件的磨損與維護(hù)、乘坐舒適性等各個(gè)方面。

2 加減速曲線的選擇

一般情況下，選擇加減速度曲線是為了在較低速運(yùn)動(dòng)和較高速運(yùn)動(dòng)之間速度變化更容易，因?yàn)橄到y(tǒng)無法在較低速運(yùn)動(dòng)和較高速運(yùn)動(dòng)之間直接變化，需要加減速度來做到低速運(yùn)動(dòng)與高速運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)變。常見的加減速曲線是直線（梯形）加減速曲線和“S”型加減速曲線。為了達(dá)到更好的運(yùn)動(dòng)效果，可以選擇“S”型加減速曲線以滿足最小的沖擊，最小的振動(dòng)，最小的噪音，最小的磨損。當(dāng)然在有些要求更加苛刻或者條件比較特殊的場(chǎng)合，加速和減速采用不同的曲線，即加速和減速曲線不是對(duì)稱相等的，而是根據(jù)實(shí)際情況采取不同但更易實(shí)現(xiàn)的曲線。以下的圖表中將直線（梯形）加減速曲線和“S”型加減速曲線作了較詳盡的對(duì)比（見表1）：

表1 直線（梯形）加減速曲線和“S”型加減速曲線對(duì)比圖

對(duì)于脫掛客運(yùn)索道來說，吊廂從站外高速進(jìn)站后，通過減速器使其逐漸減為站內(nèi)的恒定低速，出站時(shí)通過加速器逐漸將吊廂速度增加為鋼繩的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，在整個(gè)過程中要求吊廂內(nèi)乘坐更舒適平穩(wěn)，同時(shí)也要求輪胎和摩擦板的磨損較小，由以上對(duì)比可以看出，筆者應(yīng)盡量選擇“S”型加減速曲線或者接近“S”型加減速曲線的方式。

3 泰山桃花源索道的實(shí)際加減速曲線

為了計(jì)算方便，如圖1所示，筆者將吊廂進(jìn)站后依次經(jīng)過的輪胎及其同軸的皮帶輪編號(hào)，桃花源索道直道處共有48組輪胎及其同軸的皮帶輪，剛進(jìn)站側(cè)編號(hào)為1號(hào)，直道與彎道相接處為48號(hào)。對(duì)于出站側(cè)，便于與進(jìn)站比較，則將以索道中心線為軸兩邊對(duì)稱，從出站到彎道依次編為1—48號(hào)。

圖1 站內(nèi)加減速區(qū)段示意圖

3.1 進(jìn)站加速度曲線

吊廂進(jìn)出站加減速是由皮帶帶動(dòng)與輪胎同軸的皮帶輪來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)公式,傳動(dòng)比i=n1/n2=dp2/(1-ε)dp1,式中n1為小帶輪轉(zhuǎn)速,n2為大帶輪轉(zhuǎn)速,dp1為小帶輪節(jié)圓直徑,dp2為大帶輪節(jié)圓直徑,ε為彈性滑動(dòng)系數(shù)(ε數(shù)值較小,此處取ε=0),結(jié)合設(shè)備制造方提供的進(jìn)站輪胎及其同軸皮帶輪相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見表2。

表2 計(jì)算得出進(jìn)站加減器相關(guān)數(shù)據(jù)

由表1計(jì)算得出的進(jìn)站加速度數(shù)值可以得出進(jìn)站加速度曲線圖，如圖2所示。

圖2 進(jìn)站加速度曲線圖

3.2 出站加速度曲線

同理，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)公式，結(jié)合設(shè)備制造商提供出站輪胎及其同軸皮帶輪相關(guān)數(shù)據(jù)圖計(jì)算得出出站加減速器相關(guān)數(shù)據(jù)（見表3）。

由表2計(jì)算得出的出站加速度數(shù)值可以得出進(jìn)站加速度曲線圖如圖3所示。

表3 計(jì)算得出出站加減速器相關(guān)數(shù)據(jù)

圖3 出站加速度曲線圖

4 小結(jié)

由于存在充氣輪胎和摩擦板的柔性接觸以及吊廂減震等各方面綜合作用，實(shí)際的進(jìn)出站加速度曲線將會(huì)更平滑些，更加接近“S”型加減速曲線。

由進(jìn)站加速度曲線圖見圖2可知，吊廂從站外高速進(jìn)站后，初始減速度值較大，這樣可較快將速度減下來，但同時(shí)對(duì)7-21輪造成較大沖擊，雖然由于輪胎和吊廂減震可以將加速度曲線平滑，但在雨雪天氣和吊廂重載情況下，吊廂摩擦板與輪胎之間磨損將很大，甚至可能會(huì)出現(xiàn)吊廂摩擦板與輪胎產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，造成故障停車，因此平時(shí)檢查維護(hù)中應(yīng)該注意進(jìn)站側(cè)相應(yīng)區(qū)域輪胎的充氣壓力及磨損情況。

由出站加速度曲線圖（見圖3）可知，吊廂從站內(nèi)低速開始加速，初始加速度值較小，這樣可使吊廂乘坐更舒適平穩(wěn)，雖然同樣實(shí)際中由于輪胎和吊廂減震可以將加速度曲線平滑，但隨著加速度逐漸增大，對(duì)33～19輪輪胎與吊廂摩擦板之間摩擦力要求較大，因此在吊廂重載情況下，輪胎充氣壓力應(yīng)足夠，吊廂摩擦板與輪胎之間磨損也將很大，當(dāng)?shù)鯉Σ涟迮c輪胎摩擦力不夠大產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)會(huì)造成故障停車，因此平時(shí)檢查維護(hù)中應(yīng)該注意出站側(cè)相應(yīng)區(qū)域輪胎的充氣壓力及磨損情況。

Analysis of Ropeway Gondola’s Acceleration and Deceleration Curves Established in Taishan Taohuayuan Cableway Station

Zhang Gaofeng Liu Baoshui
(Taishan Ropeway Operation Center Taian 271000)

This article introduced the principles and the role of acceleration and deceleration devices, one of the key technologies of mono-cable passenger aerial ropeways with detachable grip. The author analyzed and contrasted the advantage and disadvantage of the linear (trapezoidal) type acceleration and deceleration curves and the "S" type curves. On the basis of the original design drawings ,the author obtained the actual data by calculating the acceleration and deceleration curves when the ropeway gondola was reaching and leaving the station and drawn the corresponding graphics. In accordance with actual curve characteristics, combined with the analysis of the linear (trapezoidal) acceleration and deceleration curves and the "S" type curve characteristics, the article provided some homologous constructive maintenance advice for the related components of accelerator and reducer.

Acceleration and deceleration curves； Mono-cable passenger aerial ropeways； With detachable grip transmission ratio

X924.2

B

：1673－257X(2014)05－33－04

張高峰（1975～)，男，漢，碩士,泰山索道運(yùn)營中心工程師。

2013－12－04）