自动扶梯运力与安全装置探讨

梁峻毓

摘要：自动扶梯由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所组合而成，用在建筑物的不同层高间向上或向下倾斜连续输送乘客的固定电力驱动设备。主要用于人口流动密集场合，如车站，大型商场，地铁站，码头等，一旦运行不畅或出现故障就很容易造成较大社会不良影响。因此对自动扶梯安全装置的严格检验就显得格外重要。

关键词：自动扶梯；运力；安全装置；探讨

概述

自动扶梯在日常生活中是一种承担着连续输送的任务的运输工具，为了满足人们的日常需求，通常情况下，例如地铁站、车站等场合扶梯运行时效较长，且同时又有人流量较大，带给自动扶梯的负载力也较大。因此，自动扶梯自身具备强大的传送能力以及持久性强的工作运转力。根据需求不一致，自动扶梯也可以区分为多种类型，例如按照使用场合以及运载分类，通常可以将自动扶梯区分为普通商用型（轻型）以及公共交通型（重型）。作为自动扶梯，其最重要的能力就是运送能力，简称为运力；同时在自动扶梯设计和使用中也是重要参考数据。在其运力得到保证的基础上，自动扶梯的安全装置是影响自动扶梯正常运行的重要因素。本文主要对自动扶梯运力及安全装置进行探讨。

1自动扶梯工作原理

自动扶梯其主要运行构件为两根链条，这两根链条通过绕着两对齿轮保证自动扶梯的循环运行。在自动扶梯顶部位置的电动机驱动传动齿轮使得链圈得以转动。自动扶梯中最为典型的系统就是通过100马力发动机驱动齿轮转动。

在自动扶梯使用过程中，除了保证扶梯正常运行的发动机.、齿轮等，还有辅助用户稳定的移动扶手。扶手其材质为橡胶，其主要绕着一连串轮子进行循环，从而确保扶手速度与自动扶梯运行速度完全保持一致，使得用户在使用过程中能够感受到平稳感，满足使用者的正常使用。下图1为自动扶梯的工作原理图。

图1自动扶梯工作原理

与电梯不同之处，就是自动扶梯无法使用户乘坐后上升几十个楼层，但是在短距离运输场景下，自动扶梯的使用更为广泛。其主要原因是自动扶梯的负载率更高，当电梯满员时，必须等其到达指定楼层并非满员时，其他人才可以进入电梯。但自动扶梯在运行过程中，只要有一个人到达上层，就能够空出位置供他人使用。

2.动扶梯理论运力的计算及实际运力

2.1自动扶梯运力理论计算

自动扶梯的理论运力的定义为：自动扶梯或自动人行道每小时理论输送人数。计算时作如下假设：在1个平均深度为0.4m的梯级或每0.4m可见长度的踏板或胶带（梯级的标准深度为0.4m）上能够承载的人数为：当梯级宽度Z1=0.6m时，为1人；当梯级宽度Z1=0.8m时，为1.5人；当梯级宽度Z1=1.0m时，为2人（以上3种宽度为最常见的扶梯梯级宽度）。

扶梯的理论运力C1=（3600×V×K）/0.4

式中C1―扶梯的理论运力，人/h

V―扶梯的额定速度，m/s

K―宽度系数Z1=0.6m时K=1.0；Z1=0.8m时K=1.5；Z1=1.0m时K=2.0

2.2扶梯的实际运力

扶梯的实际运力C2与理论计算值C1是不一致的，为使C1与C2有可比性，在计算C1与C2时，其技术条件应相同（满载）。

3.影响自动扶梯理论运力的因素

在自动扶梯自身设计合理且满足其正常运行的基础上，非技术性因素也会对自动扶梯的运力产生影响，例如，扶梯运行速度、梯级宽度，都会在自动扶梯运行过程中对扶梯的运力产生影响。

3.1扶梯运行速度对运力的影响

当自动扶梯其运行速度超过0.7米每秒时，用户在扶梯入口处乘坐时，内心会产生一定的迟疑，从而降低了自动扶梯的乘坐率，降低扶梯的运力效率。根据实验数据统计可发现，当自动扶梯的运行速度保持在0.45至0.5米每秒之间时，最适合用户乘坐。与此同时，该速度区间也是实际运行过程中运力效率最大的速度区间。但是在众多场合，由于人流量过大，为了满足大批量人群快速流动的需求，将自动扶梯的运行速度调整至0.65至0.75米每秒速度。

3.2梯级宽度对运力的影响

自动扶梯在实际应用中可以发现，其具体运行并不完全和理论公式完全一致，宽度为1m的梯级上站满两个人。即使人流量较大时，也无法保证自动扶梯每个梯级上达到理论的满足状态。

3.2.1关于乘客流动率和流动速度比率

在自动扶梯运行以来，各个场合使用过程中都可以见到“（自动扶梯）右侧站立，左侧行走。”的现象。该种现状的存在使得自动扶梯乘客的绿动力发生变化。但与此同时，使得自动扶梯的运力效率有所下降。即原本每层梯级应该站两个人，现状只能站一个人。从该角度分析时，此时扶梯的实际静态运载能力只是设计能力的二分之一。由于以下存在的两种问题原因，因此此时也不能简单认为C2=C1/2。

a.当自动扶梯左侧人流出现流动时，其左侧人数无法安装静态乘载模式进行计算；

b.在理论运力计算过程中是假定乘客乘坐扶梯后静止不动，即乘客与扶梯间无相对运动。但在左侧人流运动后，扶梯的实际乘载能力得到相应提升。因此在实际自动扶梯运力计算过程中需要对乘客流动率已经行走速度进行综合考虑。

4.安全装置

自动扶梯运行是否安全可靠，直接关系到每一个乘员的生命安全，所以必须在设计、生产、安装、使用等过程中，将可能发生的危险情况全面周到地考虑清楚，并采用有效的措施加以防范和控制。目前在自动扶梯中，设置了较多的安全装置。自动扶梯常设置的安全装置一般可分为两大类，一类是必备的安全装置；一类是辅助的安全装置。

4.1必备的安全装置

（1）工作制动器

工作制动器是自动扶梯正常停车时使用的制动器。一般采用制动臂式制动器、带式制动器或盘式制动器。

（2）紧急制动器

紧急制动器是在紧急情况下起作用的。在驱动机组与驱动主轴间采用传动链条进行连接时，应设置紧急制动器；为了确保乘客的安全，即使提升高度在6m以下，也应设置。

（3）速度监控装置

自动扶梯或自动人行道在超过额定速度或低于额定速度时都是危险的。如果发生上述情况，速度监控装置应能切断自动扶梯和自动人行道的电源。

（4）电机超载保护

当超载或电流过大时，热继电器自动断开使自动扶梯停车，在充分冷却后，可重新起动工作，以保护电机不致烧毁。当电源相位接错或相位缺相时，自动扶梯应不能运行。

（5）急停按钮

在扶手盖板上装有一个红色紧急开关，其旁边装有钥匙开关，可以按要求方向打开。紧急开关装在醒目而又容易操作的地方。在遇有紧急情况时，按下开关，即可立即停车。

4.2辅助的安全装置

（1）机械锁紧装置

在自动扶梯运输过程中，或长期不用时，为保险起见，按用户要求可将驱动机组锁紧。

（2）梯级上的黄色边框

梯级是运载乘客的重要部件，为确保乘客安全，有的国家和地区还要求在梯级上具备黄色边框，以告知乘客只能踏在非黄色边框区域，以保证安全。

（3）裙板上的安全刷

某些自动扶梯还要求装设安全刷。即将一排安全刷安装在裙板的底座上，提醒乘客离开裙板站立，以免被夹伤。

（4）扶手胶带同步监控装置

扶手胶带正常工作时应与梯级同步，如果其速度相差过大，活动扶手带就会失去意义，所以应设置扶手胶带速度监控装置。

5结论

根据本文探讨内容，对自动扶梯工作原理、运送能力以及安全装置进行了解。运力在在自动扶梯运行和设计过程中都是扶梯运力是重要的参考因素。而在扶梯实际运行过程中，外界因素也会对自动扶梯的运力产生影响。自动扶梯的安全稳定运行是满足人们需求的重要基础，因此，扶梯的安全装置是保障扶梯安全运行的重要装置。目前国外已经在自动扶梯设计过程中渗透与运力因素相关的设计，从而使得自动扶梯真正符合“以人为本”的设计理念。

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