泰山桃花源索道车厢进出站加减速曲线分析

张高峰 刘保水

（泰山索道运营中心 泰安 271000）

泰山桃花源索道车厢进出站加减速曲线分析

张高峰 刘保水

（泰山索道运营中心 泰安 271000）

通过介绍单线脱挂抱索器客运架空索道关键技术之一的加减速器的原理和作用，分析对比了直线（梯形）加减速曲线和“S”型加减速曲线的优劣。在原设计方图纸数据的基础上，通过对泰山桃花源索道车厢进站和出站加减速曲线的计算，得出实际车厢进站减速曲线和出站加速曲线数据并绘制出图形，同时根据计算得出的实际曲线的特点，结合所分析的直线（梯形）加减速曲线和“S”型加减速曲线的特性，对加减速器相关部件检查维护提出了相应的建议。

加减速曲线； 脱挂抱索器； 架空索道； 传动比

1 脱挂索道加减速器的原理和作用

脱挂抱索器客运索道是当前世界客运索道发展的主要方向，是发达国家旅游客运索道的主要型式，其技术也越来越成熟完善。脱挂抱索器索道具有运输能力大，候车时间短，乘坐舒适等特点，关键技术问题是在抱索器与钢绳的脱挂方面，要求做到脱挂作业时保证接近安全可靠。脱挂索道的关键技术具体有以下四个方面：1）抱索器：要求动作灵活，安全可靠，夹持力大。2）脱挂器：要求可靠准确脱开和挂结。3）加减速器：要求准确无误的使吊厢加速或减速，保证抱索器在挂结或脱开钢绳的一刹那间抱索器与钢绳同步而且抱索位置准确无误。4）检测装置：要求有一套完善可靠的检测装置，在抱索或脱索失误时和抱索力不够时能及时停车。这其中加减速器是在脱挂抱索器与钢绳脱开后给抱索器提供动力使其按设计的加减速曲线进行加减速和回转的装置，其作用不容忽视，它不仅可以使吊厢准确加速和减速，还直接影响吊厢内游客的舒适程度，加减速装置一般是由充气轮胎、皮带轮、窄V皮带和固定梁等部件组成，抱索器上装有一块带花纹或者其它增加摩擦系数的摩擦板，吊厢进入加减速器后，轮胎压在摩擦板上，这样由多个同直径但转数不同轮胎给摩擦板施加外力，此时吊厢通过摩擦板实现强制性加速或者减速。加减速度的选择是直接影响吊厢内乘客的舒适程度的主要原因，过小的加减速度虽可使乘座更感舒适平稳且轮胎磨损小，但这样轮胎数量多，站房长，投资大。过大的加减速度则轮胎磨损大，打滑可能性大，容易产生不同步的问题，乘坐也不舒适，因此加减速度的选择是索道设计者设计时的重要方面，它决定了投资成本、相关配件的磨损与维护、乘坐舒适性等各个方面。

2 加减速曲线的选择

一般情况下，选择加减速度曲线是为了在较低速运动和较高速运动之间速度变化更容易，因为系统无法在较低速运动和较高速运动之间直接变化，需要加减速度来做到低速运动与高速运动之间的转变。常见的加减速曲线是直线（梯形）加减速曲线和“S”型加减速曲线。为了达到更好的运动效果，可以选择“S”型加减速曲线以满足最小的冲击，最小的振动，最小的噪音，最小的磨损。当然在有些要求更加苛刻或者条件比较特殊的场合，加速和减速采用不同的曲线，即加速和减速曲线不是对称相等的，而是根据实际情况采取不同但更易实现的曲线。以下的图表中将直线（梯形）加减速曲线和“S”型加减速曲线作了较详尽的对比（见表1）：

表1 直线（梯形）加减速曲线和“S”型加减速曲线对比图

对于脱挂客运索道来说，吊厢从站外高速进站后，通过减速器使其逐渐减为站内的恒定低速，出站时通过加速器逐渐将吊厢速度增加为钢绳的运转速度，在整个过程中要求吊厢内乘坐更舒适平稳，同时也要求轮胎和摩擦板的磨损较小，由以上对比可以看出，笔者应尽量选择“S”型加减速曲线或者接近“S”型加减速曲线的方式。

3 泰山桃花源索道的实际加减速曲线

为了计算方便，如图1所示，笔者将吊厢进站后依次经过的轮胎及其同轴的皮带轮编号，桃花源索道直道处共有48组轮胎及其同轴的皮带轮，刚进站侧编号为1号，直道与弯道相接处为48号。对于出站侧，便于与进站比较，则将以索道中心线为轴两边对称，从出站到弯道依次编为1—48号。

图1 站内加减速区段示意图

3.1 进站加速度曲线

吊厢进出站加减速是由皮带带动与轮胎同轴的皮带轮来实现的。根据机械设计皮带传动公式,传动比i=n1/n2=dp2/(1-ε)dp1,式中n1为小带轮转速,n2为大带轮转速,dp1为小带轮节圆直径,dp2为大带轮节圆直径,ε为弹性滑动系数(ε数值较小,此处取ε=0),结合设备制造方提供的进站轮胎及其同轴皮带轮相关技术数据见表2。

表2 计算得出进站加减器相关数据

由表1计算得出的进站加速度数值可以得出进站加速度曲线图，如图2所示。

图2 进站加速度曲线图

3.2 出站加速度曲线

同理，根据机械设计皮带传动公式，结合设备制造商提供出站轮胎及其同轴皮带轮相关数据图计算得出出站加减速器相关数据（见表3）。

由表2计算得出的出站加速度数值可以得出进站加速度曲线图如图3所示。

表3 计算得出出站加减速器相关数据

图3 出站加速度曲线图

4 小结

由于存在充气轮胎和摩擦板的柔性接触以及吊厢减震等各方面综合作用，实际的进出站加速度曲线将会更平滑些，更加接近“S”型加减速曲线。

由进站加速度曲线图见图2可知，吊厢从站外高速进站后，初始减速度值较大，这样可较快将速度减下来，但同时对7-21轮造成较大冲击，虽然由于轮胎和吊厢减震可以将加速度曲线平滑，但在雨雪天气和吊厢重载情况下，吊厢摩擦板与轮胎之间磨损将很大，甚至可能会出现吊厢摩擦板与轮胎产生相对滑动，造成故障停车，因此平时检查维护中应该注意进站侧相应区域轮胎的充气压力及磨损情况。

由出站加速度曲线图（见图3）可知，吊厢从站内低速开始加速，初始加速度值较小，这样可使吊厢乘坐更舒适平稳，虽然同样实际中由于轮胎和吊厢减震可以将加速度曲线平滑，但随着加速度逐渐增大，对33～19轮轮胎与吊厢摩擦板之间摩擦力要求较大，因此在吊厢重载情况下，轮胎充气压力应足够，吊厢摩擦板与轮胎之间磨损也将很大，当吊厢摩擦板与轮胎摩擦力不够大产生相对滑动时会造成故障停车，因此平时检查维护中应该注意出站侧相应区域轮胎的充气压力及磨损情况。

Analysis of Ropeway Gondola’s Acceleration and Deceleration Curves Established in Taishan Taohuayuan Cableway Station

Zhang Gaofeng Liu Baoshui
(Taishan Ropeway Operation Center Taian 271000)

This article introduced the principles and the role of acceleration and deceleration devices, one of the key technologies of mono-cable passenger aerial ropeways with detachable grip. The author analyzed and contrasted the advantage and disadvantage of the linear (trapezoidal) type acceleration and deceleration curves and the "S" type curves. On the basis of the original design drawings ,the author obtained the actual data by calculating the acceleration and deceleration curves when the ropeway gondola was reaching and leaving the station and drawn the corresponding graphics. In accordance with actual curve characteristics, combined with the analysis of the linear (trapezoidal) acceleration and deceleration curves and the "S" type curve characteristics, the article provided some homologous constructive maintenance advice for the related components of accelerator and reducer.

Acceleration and deceleration curves； Mono-cable passenger aerial ropeways； With detachable grip transmission ratio

X924.2

B

：1673－257X(2014)05－33－04

张高峰（1975～)，男，汉，硕士,泰山索道运营中心工程师。

2013－12－04）