浅谈自动扶梯和人行道出入口盖板结构强度计算

耿青武 李少永

东芝电梯(中国)有限公司 辽宁 沈阳 110168

1 相关法规、标准对自动扶梯盖板和楼层板的要求

1.1 GB 16899—2011对盖板的要求 GB 16899—2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范 》中5.2.4项对检修盖板规定如下：检修盖板和楼层板应设置一个符合表6的n)的电气安全装置。

检修盖板和楼层板应只能通过钥匙或专用工具开启。

如果检修盖板和楼层板后的空间是可进入的,即使上了锁也应能从里面不用钥匙或工具把检修盖板和楼层板打开。

检修盖板和楼层板应是无孔的。检修盖板应同时符合其安装所在位置的相关要求。

1.2 TSG T7007—2016对盖板的要求 2016年6月由国家质检总局批准颁布的TSG T7007—2016《电梯型式试验规则》中较为具体的提出了盖板或者楼层板的相关要求。

其中J6.18“楼层板强度”项对楼层板强度进行了规定：楼层板应当能够承受下列要求确定的载荷的较大值：

(1)楼层板踏面面积(m2)乘以6000N/m2；

(2)每块楼层板2200N。

试验时,在自动扶梯和自动人行道的上下部楼层板上,分别放置均匀分布的载荷,在楼层板踏面测得的变形应当不大于4mm,且永久变形不大于1mm。

由此可知,TSG T7007—2016《电梯型式试验规则》在扶梯国标和检规中对盖板和楼层板要求的基础上进行了细化和量化。对结构强度设计标准给予了依据。

2 楼层板挠度变形研讨

2.1 力学模型确认 在自动扶梯和人行道运转时,楼层板翻转的安全事故不会经常发生,但会对自动扶梯上的人员造成人身致命的伤害,因此大家应该注重对于自动扶梯楼层板的设计提升。

楼层板安装时,通常自动扶梯厂家采用直接放置在两端边框上,所以可以将每块楼层板简化为独立的简支梁,如下图所示：

图1 受力简图

由《机械设计手册》第5版第1卷-表4.1-23(7)可知上图简支梁挠度变形公式为：

δ——最大挠度、q——均布载荷、L——楼层板长度

E——弹性模量,碳钢通常为210000MPa

I——惯性矩

2.2 详细研讨 由(1)式可知,为了计算出楼层板最大挠度变形量,需对各楼层板的惯性矩进行计算。各楼层板由于宽度不同,总计计算方法如下：

对各断面进行制图(图2、图3),通过AUTOCAD的【工具集】→【计算】→【惯性矩】来计算。

图2 受力简图

图3 受力简图

在计算过程中,会出现计算结果不满足TSG T7007—2016的要求,或者计算结果不理想,通常可采用增加补强厚度的方法实施,或者按图3实施增加补强板。

3 楼层板结构改进意见

为了避免自动扶梯盖板发生翻转对人员的伤害加重,可以改变自动扶梯楼层板的设置,增加自动扶梯楼层板下面的支撑架,减少由于受到外力的作用,造成楼层板出现变形,增加楼层板的受力最大负荷,减少由于变形产生的伤害。

随着自动扶梯和自动人行道的大规模使用,其所带来的安全隐患也在增加,应得到人们的足够重视,本文对楼层板挠度变形计算方法给予简要说明,此方法可以实施简单快捷的计算验证。随着仿真模拟技术的仿真,对于结构复杂且需要详细的计算情况,可应用仿真技术对楼层板结构特性及强度实施研究计算,更为准确的、详细的进行研讨。