摘要:介紹了多級(jí)驅(qū)動(dòng)扶手帶系統(tǒng)自動(dòng)扶梯在北京地鐵中的應(yīng)用情況,分析了該型扶梯在地鐵大客流、高載荷運(yùn)行條件下的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),為公共交通型扶梯的選型提供了參考。
關(guān)鍵詞:公共交通型自動(dòng)扶梯;多級(jí)驅(qū)動(dòng);高載荷;技術(shù)特點(diǎn)
1 多級(jí)驅(qū)動(dòng)扶手帶系統(tǒng)自動(dòng)扶梯在地鐵中的應(yīng)用情況簡(jiǎn)介
自動(dòng)扶梯作為現(xiàn)代軌道交通車站的重要配套設(shè)施,能有效提高乘客乘坐軌道交通的舒適度。目前北京地鐵應(yīng)用的自動(dòng)扶梯有3種扶手帶驅(qū)動(dòng)形式:中間驅(qū)動(dòng)、端部驅(qū)動(dòng)和多級(jí)驅(qū)動(dòng)。
(1)中間驅(qū)動(dòng):扶手帶驅(qū)動(dòng)軸在上部水平段,與扶梯主驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)一根鏈條連接,兩側(cè)摩擦輪驅(qū)動(dòng)扶手帶。北京地鐵提升高度10 m以下的扶梯大多采用此種驅(qū)動(dòng)方式。
(2)端部驅(qū)動(dòng):扶手帶驅(qū)動(dòng)輪和上端部回轉(zhuǎn)輪合二為一,外側(cè)鏈輪通過(guò)鏈條分別與主驅(qū)動(dòng)軸左右兩側(cè)鏈輪相連接,同時(shí)具有驅(qū)動(dòng)和回轉(zhuǎn)功能。北京地鐵提升高度10 m以上的扶梯均采用此種驅(qū)動(dòng)方式。
(3)多級(jí)驅(qū)動(dòng):有兩根驅(qū)動(dòng)軸依次安裝在直線段,一級(jí)驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)鏈條與主驅(qū)動(dòng)軸相連,二級(jí)驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)鏈條與一級(jí)驅(qū)動(dòng)軸相連。每根驅(qū)動(dòng)軸左右兩側(cè)各帶一組4個(gè)驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)扶手帶。扶手帶的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)扶手傳動(dòng)鏈條從上部桁架內(nèi)的主驅(qū)動(dòng)軸鏈輪傳輸?shù)椒鍪烛?qū)動(dòng)裝置主軸上,再通過(guò)扶手驅(qū)動(dòng)裝置上的驅(qū)動(dòng)鏈條帶動(dòng)扶手驅(qū)動(dòng)輪使扶手帶運(yùn)行。北京地鐵10號(hào)線的部分扶梯采用此種驅(qū)動(dòng)方式。
自動(dòng)扶梯多級(jí)驅(qū)動(dòng)示意圖如圖1所示。
2 多級(jí)驅(qū)動(dòng)在自動(dòng)扶梯中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
2.1 ? ?提供更大的扶手帶驅(qū)動(dòng)力
多級(jí)驅(qū)動(dòng)扶手帶系統(tǒng)左右兩側(cè)各有兩組直線壓帶的驅(qū)動(dòng)輪組,相比中間驅(qū)動(dòng)和端部驅(qū)動(dòng)方式,可以提供更大的驅(qū)動(dòng)力,扶手帶無(wú)需預(yù)拉伸,有效保證梯級(jí)同步性,在采用多級(jí)驅(qū)動(dòng)扶手帶系統(tǒng)的自動(dòng)扶梯中很少出現(xiàn)“丟轉(zhuǎn)”的故障現(xiàn)象。
2.2 ? ?系統(tǒng)冗余度更高
扶手帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩級(jí)傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu),提供了更高的系統(tǒng)冗余度。當(dāng)?shù)诙?jí)驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí),扶手帶系統(tǒng)仍可通過(guò)第一級(jí)驅(qū)動(dòng)的較大驅(qū)動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)通過(guò)扶手帶測(cè)速裝置提供安全監(jiān)控功能。
2.3 ? ?受力情況更好
與中間驅(qū)動(dòng)和端部驅(qū)動(dòng)的弧形摩擦型式相比,多級(jí)驅(qū)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)型式的扶手帶運(yùn)行線路簡(jiǎn)單,其僅在上下回轉(zhuǎn)段被彎曲,彎曲時(shí)所受拉伸張力極小,彎曲次數(shù)也少,從而大大減小了運(yùn)行過(guò)程中的彎曲疲勞損傷。另外,由于作用于扶手導(dǎo)軌載荷較小,使導(dǎo)軌壽命得以延長(zhǎng)。
另外,此種扶梯還有一種優(yōu)勢(shì),扶手帶回轉(zhuǎn)輪可調(diào)整。兩端回轉(zhuǎn)輪靠?jī)?nèi)部的4個(gè)小輪支撐,小輪中心是一個(gè)偏心螺栓,兩側(cè)有彈簧拉桿,通過(guò)調(diào)節(jié)偏心螺栓和彈簧拉桿,使回轉(zhuǎn)輪和導(dǎo)軌面偏差保持在0.5~2 mm,保持扶手帶在端部平穩(wěn)回轉(zhuǎn)。
3 多級(jí)驅(qū)動(dòng)在自動(dòng)扶梯應(yīng)用中存在的問(wèn)題
3.1 ? ?結(jié)構(gòu)復(fù)雜,增加了維修保養(yǎng)難度
采用中間驅(qū)動(dòng)的扶手帶系統(tǒng),扶手帶驅(qū)動(dòng)軸和主軸通過(guò)鏈條連接,扶手帶驅(qū)動(dòng)軸兩端驅(qū)動(dòng)輪,扶手帶通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪下方的壓緊鏈輪與驅(qū)動(dòng)輪緊貼。日常保養(yǎng)只需給驅(qū)動(dòng)鏈加油,大修時(shí)更換的部件也不多。
采用多級(jí)驅(qū)動(dòng)的扶手帶系統(tǒng),有一級(jí)驅(qū)動(dòng)鏈、二級(jí)驅(qū)動(dòng)鏈和兩側(cè)的扶手帶驅(qū)動(dòng)鏈共4根鏈條,相比中間驅(qū)動(dòng)的扶手帶系統(tǒng)加潤(rùn)滑油只需拆卸1~2塊梯級(jí),多級(jí)驅(qū)動(dòng)的扶梯需要拆卸兩側(cè)毛刷、毛刷座、裙板壓條和3~6塊梯級(jí),僅加油的工作量就增加了許多。
另外,雖然扶梯配有自動(dòng)加油系統(tǒng),但加油系統(tǒng)末端與油泵距離過(guò)遠(yuǎn),中間分油器等接頭過(guò)多,整體可靠度不高,日常維保的加油以手動(dòng)為主。
兩級(jí)驅(qū)動(dòng)鏈和兩側(cè)的扶手帶驅(qū)動(dòng)鏈各有一套張緊系統(tǒng),兩級(jí)驅(qū)動(dòng)鏈的張緊系統(tǒng)各有3個(gè)鏈輪、3個(gè)6207的小軸承。兩側(cè)4組共16個(gè)扶手帶驅(qū)動(dòng)輪,每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪有2個(gè)6205的小軸承,一共32個(gè)驅(qū)動(dòng)輪軸承。以上這些數(shù)量的鏈條、鏈輪和軸承,遠(yuǎn)多于采用中間驅(qū)動(dòng)和端部驅(qū)動(dòng)方式自動(dòng)扶梯的部件,給維保帶來(lái)了不便。即便扶梯大修的時(shí)候,此復(fù)雜的扶手帶系統(tǒng)的更換、修理、調(diào)整的工期比其他扶梯要多出1~2天。
3.2 ? ?調(diào)整余量小
扶手帶磨損需要更換時(shí),新扶手帶往往存在一定的長(zhǎng)度誤差,中間驅(qū)動(dòng)或端部驅(qū)動(dòng)的扶手帶采用的下直線段張緊輪,通過(guò)上下調(diào)節(jié)張緊輪,能夠?qū)㈤L(zhǎng)度誤差偏大的扶手帶調(diào)整到位。
多級(jí)直線驅(qū)動(dòng)的扶手帶系統(tǒng)沒(méi)有張緊裝置,通過(guò)下壓下分支扶手帶返程尼龍導(dǎo)軌的方式調(diào)整扶手帶張緊度,將下部扶手帶張緊尼龍導(dǎo)軌連同扶手帶壓到底,同時(shí)檢查在扶手轉(zhuǎn)角欄桿處無(wú)法拖動(dòng)扶手帶,在張緊尼龍導(dǎo)軌末端附近做上標(biāo)記,然后逐漸放松張緊的尼龍導(dǎo)軌,使其上升到距標(biāo)記處(10±3)mm處,然后緊固連接件確認(rèn)扶手帶張緊,在上下扶手轉(zhuǎn)角欄桿處,確認(rèn)單人分別向下或向上拉動(dòng)扶手帶順暢,沒(méi)有很大阻力,否則再調(diào)整扶手帶張緊度。
此種調(diào)整方式調(diào)整幅度小,一旦新扶手帶長(zhǎng)度誤差偏大,扶手帶就無(wú)法安裝,影響設(shè)備運(yùn)行。
3.3 ? ?部件強(qiáng)度不高
此種扶梯扶手帶一級(jí)驅(qū)動(dòng)鏈條采用10A-2雙排滾子鏈,二級(jí)驅(qū)動(dòng)鏈條采用10A-1單排滾子鏈,兩側(cè)扶手帶驅(qū)動(dòng)鏈采用08A單排滾子鏈。10A的內(nèi)鏈板寬度為9.4 mm,08A鏈條內(nèi)鏈板寬度為7.85 mm,其結(jié)構(gòu)單薄,在地鐵大客流、大荷載的運(yùn)行條件下,鏈條強(qiáng)度不夠,故障率較高。
我們?cè)鴮?duì)一年的扶手帶鏈條故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì),這一年內(nèi)因扶手帶一級(jí)、二級(jí)驅(qū)動(dòng)鏈和兩側(cè)扶手帶驅(qū)動(dòng)鏈斷裂、抻長(zhǎng)而無(wú)法調(diào)整的原因,更換鏈條的扶梯達(dá)31臺(tái),幾乎占了10號(hào)線此型號(hào)扶梯的一半。
3.4 ? ?驅(qū)動(dòng)方式問(wèn)題
多級(jí)驅(qū)動(dòng)方式的每一組驅(qū)動(dòng)輪只有4個(gè)受力點(diǎn),如果托輥輪擠壓不緊,則摩擦力不夠,但如果壓緊托輥輪提供足夠的摩擦力,又會(huì)導(dǎo)致輪子受到很大的力,加大磨損力度,減少使用壽命。在實(shí)際使用中經(jīng)常出現(xiàn)壓緊托輥輪調(diào)整過(guò)緊而造成扶梯靜止問(wèn)題,扶手帶被壓緊部位出現(xiàn)凹痕,在扶手帶系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),加大了抖動(dòng),扶手帶握感下降,降低了乘梯舒適度。
3.5 ? ?扶手帶速度監(jiān)控裝置可靠性不高
在左右回路側(cè)扶手帶上各裝有一套扶手帶測(cè)速安全裝置,檢測(cè)扶手帶的速度,當(dāng)扶手帶速度超出允許偏差2%時(shí),發(fā)出報(bào)警信號(hào);超出至設(shè)定值時(shí)(可設(shè)定為-5%~5%,并持續(xù)5 s以上),控制器動(dòng)作停止扶梯運(yùn)行以免發(fā)生危險(xiǎn)。
扶手帶測(cè)速裝置的感應(yīng)開關(guān)依靠電磁感應(yīng)原理,在測(cè)速齒片接近開關(guān)底部時(shí),發(fā)出磁電信號(hào),PLC通過(guò)讀取持續(xù)的磁電脈沖信號(hào)監(jiān)控扶手帶速度。但是地鐵運(yùn)行環(huán)境中灰塵、油污較多,經(jīng)常會(huì)有灰塵、油污聚集在感應(yīng)開關(guān)底部,影響感應(yīng)信號(hào)的準(zhǔn)確性,造成故障誤報(bào)情況。
4 結(jié)語(yǔ)
無(wú)論是中間驅(qū)動(dòng)、端部驅(qū)動(dòng)的扶手帶系統(tǒng),還是多級(jí)驅(qū)動(dòng)的扶手帶系統(tǒng),各有其優(yōu)缺點(diǎn),我們需要根據(jù)不同的使用環(huán)境選擇最適合的產(chǎn)品,既可確保設(shè)備使用安全可靠,降低設(shè)備安裝使用成本,又能給之后的設(shè)備維修保養(yǎng)帶來(lái)便利。
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收稿日期:2020-02-07
作者簡(jiǎn)介:姜冰洋(1984—),男,北京人,工程師,從事電梯工程相關(guān)研究工作。