自動扶梯梯級滾輪的受力分析及判斷方法

佟 錦 耿青武

東芝電梯(中國)有限公司 遼寧 沈陽 110168

梯級滾輪有主輪和輔輪之分,輔輪僅承受梯級自重及乘客負載的重量。主輪的受力較大,不僅受梯級自重,乘客負載,還和梯級鏈條牽引張力有關,所以本文重點校核主輪。

1 滾輪負荷條件,判定基準

扶梯式樣:提升高度:9.5m,傾斜角度為30°,0.5m/s速度

使用條件:25Kgf/段扶梯負載,12年×365日×12小時負荷時間

判定基準:用回歸公式算出推算壽命大于實際負荷時間,Σn/N(負荷時間/推算壽命時間)<1。

2 負載軌跡分段

如下圖所示,根據受力不同,整臺扶梯滾輪運行區間可分為12個區間段,下文會詳細分析每個區間段的滾輪受力。

3 試驗方法及結果處理

為盡量縮短試驗時間,采用加大負載的方法,通常在120KG至240KG內選取4至5種受力條件進行試驗。判斷滾輪破損的條件,通常為橡膠與骨架剝離,龜裂,骨架與軸承直接發生剝離,發生噪音等。通過試驗結果整理壽命時間與受力條件的圖表,求得壽命回歸曲線,進而得出推算壽命時間。本文使用下限值公式為:Y=2.986*10^7*EXP(-0.3277*X)

4 滾輪各區間段受力計算

H—提升高度;α—扶梯傾斜角;Wa—負荷條件;Ps—梯級節距;Pc—梯級鏈節距;Ws—梯級質量;Wj—梯級軸+梯級鏈等質量;F0—梯級鏈預緊力;R上—上R部梯級曲率半徑;R下—部梯級曲率半徑

根據工況不同,可分為8種工況:

【E】往路上R部負荷:

【F】歸路上R部負荷:

5 滾輪走行時間比

注1:行走距離為實際扶梯各區間長度。注2:行走時間為行走距離/扶梯速度

6 滾輪壽命判定

注3:為12年,365天,12小時在該區間內走行時間(單位:小時)

注4:通過回歸公式,推導出在各區間受力條件下使用壽命時間(單位:小時)

總結

通過以上的計算,可得出推導結果Σn/N<1,判斷合格。