电扶梯的基本原理

1930年，出现了金属型梯级的扶 梯。 1950年，有了玻璃扶手支撑。 1974年，美国卢娜扶梯公司研制 了螺旋扶梯。
螺旋扶梯
第二章 自动扶梯的构造
自动扶梯是一台特种结构型式的 链式输送机和两台特殊结构型式 的胶带输送机组合的，用于不同 层高间运载人员上下的一种连续 输送的机械设备。
自动扶梯运行图
9 扶手装置
扶手装置是提供乘客安全乘梯之用，也对扶梯及周围环境 起到装饰作用。
自动扶梯扶手装置
扶手带轮
扶手带安全装置
特点 与带传动相比，链传动能没有滑动能保持准确的平均传动比；张 紧力小，故对轴的压力小；效率比带传动高；对工做条件要求低 可在高温、油污、潮湿等恶劣环境下工作。 但其瞬时传动比变化造成从动轮瞬时转速不均匀，高速传动平稳 性差，工作时有噪声，
应用 一般多用于要求平均传动比准确，中心距较大的两平行轴间，工 作条件恶劣不宜用带传动和齿轮传动地低速场合。 链传动适用的一般范围为：传递功率P≤100kW，中心距a≤5---6m， 传动比i≤6，链速v≤15m／s，传动效率为0．95～0．98。
自动扶梯的原理及应用
索引 第一章 第二章 第三章 第四章 发展史 扶梯的构造 自动扶梯的分类 自动扶梯的机械结构
第一章 发展史
自动扶梯（Escalator)=梯级(法语scala)+电 梯（英语Elevator)
发展史
1920年，扶梯中组合了水平梯级、 梳齿板及免润滑的扶手带新专利， 从而使扶梯真正的实用化，此后 的两年中otis就销售了350多台。
城市轨道交通车站层次间楼梯示意图
扶梯构造
急停开关（乘客可见）
1 6 7
2 3 过载保护 电源断相、错相保护
4 5
8
非操作逆转、超速时扶梯停运 驱动链过分拉长断链扶梯停运
超级黄色边框提示乘客 处于安全位置 围裙板与梯级间有异物 卡住时扶梯停运 梯级与梳齿板间有异 物时扶梯停运 11
电磁制动器和制动器松闸监控装置 9 用静电刷消去梯级静电 梯级下照明灯 10 用金属托棍消 去扶手静电 梯级变形等运行不 正常时扶梯停运
4.2斜齿轮蜗杆减速器
斜齿轮蜗杆减速器，是新颖减速传动装置。采用最 优化，模块组合体系先进的设计理念，具有体积小、 重量轻、传递转矩大、起动平稳、传动比分级精细 等性质，可根据用户要求进行任意连接和多种安装 位置的选择。
斜齿轮蜗杆传动的特点： 1、节省空间，可靠耐用，承受过载能力高，功率可达132KW; 2、能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上； 3、振动小，噪音低，节能高； 4、选用优质锻钢材料，钢性铸铁箱体，齿轮表面经过高频热处理； 5、经过精密加工，确保轴平行度和定位轴承要求，形成斜齿轮传动 总成的减速机配置了各种类电机，组合成机电一体化，完全保证了产 品使用质量特性。 4、具有自锁性。（涡轮蜗杆传动）
3、金属骨架与梯路导轨
3.1 金属骨架
金属骨架是扶梯内部结构的安装基础，它是整体刚性 与局部刚性直接影响到扶梯的工作性能。因此，对公共 性的扶梯，骨架扰度的要求是控制在两支撑距离的1/1000 范围内，并要求结构紧凑，留有足够的装配，维修控件。
3.2 梯路导轨
梯路导轨是保证梯级按 照一定的轨迹运行，并承 受梯级带来的载荷。导轨 有主、辅轮主轨，主、辅 轮反轨，主、辅轮侧轨及 导轨支撑组成。
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5 4 1 1-曳引链条 2-张紧轮 3-V型滑块 4-压簧 5-行程开关 6-撞块 3 2
6.4、曳引链保护装置
扶梯正常运行时，曳引链在张紧装置的弹簧力作用下保持恒定的张紧 力，当张紧力发生突然变化时（如曳引链被卡住、或者扶梯超载等原 因，使曳引链张力增大），张紧轮将压缩弹簧4，带动撞块6向右移动 从而触动行程开关5使扶梯停止运行。当曳引链张力过小时，弹簧使 装快向左移动，同样触动行程开关使扶梯停止运行。
z1n1 p zn p 2 2 601000 601000 n1 z2 i12 n2 z1 v
链传动的结构 链传动是一种具有中间挠性件(链条)的啮合传动， 组成：主动链轮、从动链轮和中间挠性件(链条)组成，通过链 条的链节与链轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。
链的分类 按工作特性分：起重链，牵引链，传动链 传动链接形式分：滚子链；齿形链
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5 4 1 1-曳引链条 2-张紧轮 3-V型滑块 4-压簧 5-行程开关 6-撞块 3 2
7 围裙板
1、梯级侧面有一防偏滑块， 与围裙板间隙 0.5mm 2、围裙板同时起到梯级防 偏的作用 3、起到反轨的作用，防止 梯级翻转和下滑 4、用发纹不锈钢制作 5、围裙板应是对接缝的
8 梳齿前沿板
为了确保乘客上下扶梯的安全，在扶梯的进出口处设置 如图所示的梳齿前言板。
齿轮传动实现变速和换向
4.3 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 有钳式制动、带式制动和盘式制动制动器。
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梳齿前沿板
1-前沿板 2-梳齿板 3-梳齿 4-梯级踏板
梳齿板保护装置 梳齿板是为乘客安全上下扶梯设置的。
梳齿板保护装置
1-梳齿板 2-拉杆 3行程开关
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案例分析
2015年7月26日上午，荆州安良百货商场内 发生一起电梯事故，致一名女子死亡。监控 视频显示，一名女子带着孩子乘自动电梯上 楼，来到最顶层时，电梯踏板忽然出现裂缝， 这名女子被卷入裂缝之中。危急时刻，女子 及时将孩子托举出，孩子并未受伤。事发后， 荆州市安监、公安、消防、质监等部门迅速 行动，制定营救方案进行施救。但女子被救 出后，已无生命迹象。
2.1 自动扶梯的特点
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，以满足不同场所的需要， 甚至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留时间较长； 5) 造价较高。对自动扶梯一般要求其运行安全、平稳、 结构紧凑、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。
紧急制动器实物图
飞轮的实物
飞轮的调速是利用它的储能作 用，在机械系统出现盈功时， 吸收储存多余能量，而在出现 亏功时释放其能量，以弥补能 量的不足，从而使机械的角速 度变化幅度得以缓减，即达到 调节作用。
飞轮的动平衡检测
5、动力传动方式 带传动和链传动
通过中间挠性件传递运动和动力,适用于两轴中心距较大场合
梯级
梯级实物图
2 牵引构件
牵引链条的结构
（a）主轮置于牵引链条内侧 （b）主轮置于链条两链片之间 1-链片 2-套筒 3-主轮
梯级下沉保护装置
梯级是载客的主要部件，如果发生踏板断裂、主论 破裂、梯级支架折断等现象时，都会使梯级下沉，严重 时会发生人身事故。
梯级下沉保护装置
1-检测杆 2-轴 3-凸块 4-行程开关
带传动：
组成：带和带轮 类型：摩擦式带传动 啮合式带传动
链传动： 组成：链条和链轮 类型：啮合式
带传动特点 优点：1）有过载保护作用（过载打滑) 2）有缓冲吸振作用， 运 行平稳无噪音（带有弹性） 3）适于远距离传动（中心距大） 4） 结构简单，制造、安装精度要求不高，维护方便
缺点：1）有弹性滑动使传动比i不恒定 2）张紧力较大（与啮合传 动相比）轴上压力较大 3）结构尺寸较大、不紧凑 4）打滑，使带 寿命较短 5）带与带轮间会产生摩擦放电现象，不适宜高温、易燃、 易爆的场合 6）效率低。 带传动的类型
驱动链结构
驱动链断链保护装置
驱动链条是扶梯的主要传动原件，根据工作要求除设置张 紧机构，导向支撑机构外，还要设置链条断裂保护装置， 以免链条断裂时造成严重事故。
驱动链条保护装置 1-驱动链条 2-检测杆 3-行程开关
案例分析
2011年7月5日上午，北京地铁 四号线动物园站自动扶梯发生 故障,导致1人死亡，2人重伤， 27人轻伤。
1.应用: 带传动传动的功率P≤100KW，带速v=5-30m/s，平均传动比i≤7， 传动效率为94%-96%。同步齿形带的带速为40-50m/s，传动比i≤10， 传递功率可达200KW,效率高达98%-99%。 带传动主要用于要求传动平稳,传动比要求不严格的中小功率的 较远距离传动
链传动的特点和应用
2.2 自动扶梯的主要参数
1、提升高度(Rised Height)H 自动扶梯进出口两楼层板之间的垂直距离 （自动扶梯上、下水平梯级踏面之间的高 度） 2、额定速度(Rated speed)V 梯级空载运行的速度 3、倾斜角度(Angle of Inclination)α 梯级运行方向与水平面构成的夹角 4、梯级宽度(Step Width)Z 指名义宽度（指梯级承载区域的宽度）
6 曳引链系统
6.1、曳引链：自动扶梯的曳引链是传递牵引力的主要构件 6.2、驱动主轴：驱动主轴是安装链轮，驱动链条运动的部件
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1-曳引链轮 2-扶手带驱动链轮 3-轴 4-制动器 5-双排驱动链轮
6.3、曳引链张紧装置 张紧装置用于使曳引链获得恒定的张力，以补偿运转中曳引链 的伸长。
多坡度自动扶梯
端部驱动自动扶梯的动力传输
扶手带链轮
曳引机 驱动主轴 梯步链轮
扶手带
梯步
第四章 自动扶梯的机械结构
1、梯级
梯级是一种供乘客站立的特殊结构形式的四轮小车。如 图所示，由梯级踏板、梯级踢板、梯级支架、主轴、梯级 主论、惰轮及梯级支撑板组成。
1-梯级踏板 2-主轴 3-梯级主轴 4-梯级支架 5-惰轮 6-梯级踢板 7-梯级支撑板
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14 13 14 异物夹入扶手带出 入口时扶梯停运 当曳引链过分拉长 或断裂时扶梯停运
第三章 自动扶梯的分类
1、按驱动装置特点分 a、外机房式和内机房式 b、端部驱动和中间驱动 c、立式驱动和卧式驱 d、主轴外驱动和主轴内驱 e、单驱动和双驱动
自动扶梯端部驱动结构
中间驱动的扶梯结构
2、按牵引结构分 链条式和齿条式 3、按扶手支撑结构分 全透明式、半透明式、不透明式、直 撑式、斜撑式 4、按梯级线型分 直线型和螺旋型(Sprial、Helical） 5、按负载类型分 普通型和公共交通型（普通型和重载 型）
4、驱动装置
驱动装置是扶梯的动力源，主要由电动机、减速器、
制动器、传动装置组成。
驱动装置 1-堵转力矩电动机 2-小齿轮 3-制动器 4-电动机 5减速器 6-链轮 7-传动链条
曳引机实物
4.1 双鼠笼异步电动机的特点
双鼠笼异步电动机是一种将电能转化为机械能 的电力拖动装置。它主要由定子、转子和它们之 间的气隙构成。对定子绕组通往三相交流电源后， 产生旋转磁场并切割转子，获得转矩。双鼠笼异 步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、 过载能力强及使用、安装、维护方便等优点，被 广泛应用于各个领域。
盘式制动器实物
带式制动器实物
（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； (在用户要求时才配置)。 （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，它在自动扶梯出现异常情况 时起紧急制动作用。此处的异常情况是 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。