自動(dòng)扶梯重載實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究

見龍江

（北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司機(jī)電分公司，北京 100043）

0 引言

重載型自動(dòng)扶梯最早在GB50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中有相關(guān)要求，其中北京地方標(biāo)準(zhǔn)DB11-75-2010、廣東地方標(biāo)準(zhǔn)DB44/T2015-2017，都有關(guān)于重載型自動(dòng)扶梯的明確技術(shù)要求和安裝安全規(guī)范[1]。我國(guó)當(dāng)前的重載型自動(dòng)扶梯全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，為了建立統(tǒng)一公式，加強(qiáng)技術(shù)交流，應(yīng)抵制輕質(zhì)化，進(jìn)一步規(guī)范重載型扶梯市場(chǎng)，結(jié)合使用實(shí)踐，不斷優(yōu)化技術(shù)水平，促進(jìn)重載型扶梯又好又快發(fā)展。

1 重載實(shí)驗(yàn)意義

重載實(shí)驗(yàn)是電梯最大載荷的前提條件，也是自動(dòng)扶梯一天內(nèi)運(yùn)行的載荷規(guī)律。由于扶梯在使用過程中會(huì)存在客流高峰期，根據(jù)客流的變化規(guī)律，一般早中晚會(huì)出現(xiàn)三個(gè)客流高峰，隨著高峰期的來(lái)臨和回落會(huì)保持一定的客流強(qiáng)度。載荷條件是扶梯運(yùn)行過程中的基本重載概念，在設(shè)計(jì)過程中，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)件的運(yùn)行壽命，與電機(jī)功率關(guān)聯(lián)性不大。重載型的扶梯載荷條件是每天工作20小時(shí)，且全年不間斷工作，以每3小時(shí)為一個(gè)區(qū)間，重載時(shí)間應(yīng)連續(xù)且大于1小時(shí)，制動(dòng)載荷應(yīng)達(dá)到100%，其余2小時(shí)的制動(dòng)荷載應(yīng)達(dá)到至少60%[2]。根據(jù)下圖所示功率——客戶曲線，是對(duì)重載型自動(dòng)扶梯的客流情況做測(cè)試分析，以廣州地鐵1號(hào)線和3號(hào)線做測(cè)試，證實(shí)了重載型扶梯荷載特性。

根據(jù)《自動(dòng)扶梯》中的等效載荷計(jì)算公式為：

扶梯滿載率100%時(shí)，每個(gè)梯級(jí)應(yīng)站2人，通過圖1、圖2表明，該客用扶梯每日客流高峰期為早、中、晚三個(gè)上下班時(shí)段，滿載率達(dá)到了85%以上，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，滿載率85%以上情況下，最高可承受6000N/m2均布載荷。為了增加安全系數(shù)，扶梯運(yùn)行過程中，梯級(jí)寬度應(yīng)保持1米，傾角保持30°，上下水平梯級(jí)保持4塊，速度要求0.65米/秒，其中每個(gè)梯級(jí)的額定負(fù)載要求1200N，梯級(jí)深度為0.4米。

圖1 功率——客戶曲線

圖2 功率——客戶曲線

2 重載實(shí)驗(yàn)

2.1 制動(dòng)載荷和制動(dòng)距離

自動(dòng)扶梯重在實(shí)驗(yàn)是對(duì)其安全評(píng)估的一種檢驗(yàn)方式，下面是從《GB_16899-1997_自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范》中選取有關(guān)制動(dòng)載荷和制動(dòng)距離的標(biāo)準(zhǔn)[3]。

（1）自動(dòng)扶梯制動(dòng)載荷

每塊梯級(jí)的制動(dòng)載荷由其名義寬度（z）來(lái)確定，如圖3所示：

圖3 自動(dòng)扶梯制動(dòng)載荷

z ≤0.6m時(shí)，制動(dòng)載荷為60kg；

0.6m＜ z ≤0.8m時(shí)，制動(dòng)載荷為90kg；

0.8m＜ z ≤1.1m時(shí)，制動(dòng)載荷為120kg。

（2）自動(dòng)扶梯的制動(dòng)距離，見表1。

表1 空載和有載向下運(yùn)行自動(dòng)扶梯的制動(dòng)距離

若速度在上述數(shù)值之間，制停距離用插入法計(jì)算，制停距離應(yīng)從電氣制動(dòng)裝置動(dòng)作時(shí)開始測(cè)量。

備注：制動(dòng)距離范圍（0.65m/s）應(yīng)滿足空載距離不小于0.3m，滿載距離不大于1.3m。

2.2 重載實(shí)驗(yàn)實(shí)施方法

（1）實(shí)驗(yàn)前根據(jù)自動(dòng)扶梯屬性（提升高度、梯級(jí)寬度、可見梯級(jí)踏板高度）計(jì)算出被評(píng)估自動(dòng)扶梯的總制動(dòng)載荷；

（2）實(shí)驗(yàn)前計(jì)算出被評(píng)估自動(dòng)扶梯的受載梯級(jí)的數(shù)量（實(shí)際裝砝碼梯級(jí)數(shù)量為計(jì)算出受載梯級(jí)數(shù)量的2/3，留下1/3的可見梯級(jí)要使扶梯正常運(yùn)轉(zhuǎn)，否則可見梯級(jí)裝滿砝碼扶梯無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)）；

（3）被評(píng)估自動(dòng)扶梯停梯時(shí)，將其總制動(dòng)載荷平均分布在受載梯級(jí)上；

（4）自動(dòng)扶梯運(yùn)行平穩(wěn)后，迅速按下急停按鈕，觀察制動(dòng)距離；

（5）手動(dòng)釋放抱閘，觀察附加制動(dòng)器是否動(dòng)作且自動(dòng)扶梯不溜車；

2.3 應(yīng)用實(shí)例

2016年7月14日，北京市特種設(shè)備檢測(cè)中心在六道口對(duì)B出入口2#扶梯進(jìn)行重載實(shí)驗(yàn)（每塊實(shí)驗(yàn)用砝碼重25千克）。

（1）自動(dòng)扶梯基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：

六道口B出入口2#扶梯為蒂森克虜伯732型扶梯，提升高度15680mm，額定速度0.65m/s，梯級(jí)寬度1m，最大可見梯級(jí)踢板高度200mm。

（2）計(jì)算與實(shí)施步驟：

①計(jì)算受載梯級(jí)數(shù)量：受載梯級(jí)數(shù)量=（提升高度/最大可見踢板高度）*（2/3）

（15680mm/200mm）*（2/3）≈52（塊）（2）

②計(jì)算總制動(dòng)載荷：總制動(dòng)載荷=每塊梯級(jí)制動(dòng)載荷*（提升高度/最大可見踢板高度）

120kg*（15680mm/200mm ）=9408（kg）（3）

③計(jì)算每塊梯級(jí)所載砝碼個(gè)數(shù)：砝碼個(gè)數(shù)=（總制動(dòng)載荷/受載梯級(jí)數(shù)量）/每塊砝碼重量

（9408kg/52塊）/25kg≈7塊（4）

④停梯后，每塊梯級(jí)上裝7個(gè)砝碼，由上頭部向下裝52塊梯級(jí)。

⑤鑰匙下行開梯，待自動(dòng)扶梯平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，按下急停按鈕，扶梯停止運(yùn)行。

⑥現(xiàn)場(chǎng)查看制停距離為600mm，符合國(guó)標(biāo)要求。

⑦手動(dòng)釋放抱閘，附加制動(dòng)器動(dòng)作，附加制動(dòng)器正常動(dòng)作。

⑧將砝碼取下，試運(yùn)行扶梯，檢查無(wú)異常。

2.4 配合重載實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

（1）機(jī)電人員應(yīng)提前做好對(duì)每塊梯級(jí)所承載重量的計(jì)算，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟熟悉，以便能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格監(jiān)控；（2）做好安全教育，由于砝碼重量較大，提醒搬運(yùn)人員將砝碼穩(wěn)放在梯級(jí)上，上下梯級(jí)時(shí)注意人身安全；（3）待砝碼全部取下后，測(cè)量自動(dòng)扶梯空載時(shí)的制停距離，應(yīng)符合國(guó)標(biāo)；（4）重載實(shí)驗(yàn)完成后，試運(yùn)行自動(dòng)扶梯，確保扶梯無(wú)異常后，檢查環(huán)境無(wú)遺留物品后再撤離。

3 額定載荷

額定載荷是設(shè)備設(shè)計(jì)的輸送載荷，要求對(duì)自動(dòng)扶梯的每個(gè)梯級(jí)設(shè)置相應(yīng)的輸送載荷。這種承載件的強(qiáng)度主要是在主電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下來(lái)計(jì)算額定載荷，一般重載型的扶梯額定載荷應(yīng)不低于100%的制動(dòng)荷載。我國(guó)目前沒有對(duì)重載型自動(dòng)扶梯做出統(tǒng)一規(guī)定，只有在標(biāo)準(zhǔn)GB16899-2011中對(duì)額定荷載做了相關(guān)解釋。一般如果自動(dòng)扶梯用戶沒有過多要求，當(dāng)前運(yùn)行的普通自動(dòng)扶梯梯級(jí)額定載荷為制動(dòng)荷載的40%，公交型自動(dòng)扶梯要求較高，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)目前為制動(dòng)載荷的60%[4]。

當(dāng)前運(yùn)行的自動(dòng)扶梯，在沒有特殊前提要求的情況下，運(yùn)行過程會(huì)取制動(dòng)載荷的80%，取最低值的目的是即便應(yīng)對(duì)大體量的早晚客流高峰，自動(dòng)扶梯所承受的人員也不會(huì)超出其運(yùn)輸能力，具體標(biāo)準(zhǔn)參考GB16899-2011，附錄H中有明確要求，滿足當(dāng)前電梯最大載荷的運(yùn)行需求。而在該附錄中，梯級(jí)名義要求的寬度、速度、人數(shù)都有明確要求。其中寬度為1米，速度0.65米/秒，最大承受能力7300人/小時(shí)。按照GB16899-2011標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算出梯級(jí)的輸送載荷是83%的制動(dòng)載荷，有些大城市客流高峰期，自動(dòng)扶梯客流強(qiáng)度達(dá)到8000人/小時(shí)，嚴(yán)重超出了其制動(dòng)載荷標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致扶梯運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常聲響和振動(dòng)，為了確保人員安全，車站會(huì)安排工作人員加以疏導(dǎo)，甚至在高峰時(shí)段難以控制的局面下關(guān)停處理[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了自動(dòng)扶梯重載實(shí)驗(yàn)，制動(dòng)荷載及制動(dòng)距離、重載實(shí)驗(yàn)分析、應(yīng)用實(shí)例和注意事項(xiàng)等內(nèi)容，對(duì)重載型自動(dòng)扶梯實(shí)驗(yàn)前提條件及額定荷載、電機(jī)的額定功率等做了重點(diǎn)闡述。結(jié)合當(dāng)前我國(guó)自動(dòng)扶梯運(yùn)行環(huán)境條件以及重載型自動(dòng)扶梯規(guī)范，應(yīng)完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為人們出行提供便利的基礎(chǔ)上，保障自動(dòng)扶梯運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。