自动扶梯梯级滚轮的受力分析及判断方法

佟 锦 耿青武

东芝电梯(中国)有限公司 辽宁 沈阳 110168

梯级滚轮有主轮和辅轮之分,辅轮仅承受梯级自重及乘客负载的重量。主轮的受力较大,不仅受梯级自重,乘客负载,还和梯级链条牵引张力有关,所以本文重点校核主轮。

1 滚轮负荷条件,判定基准

扶梯式样:提升高度:9.5m,倾斜角度为30°,0.5m/s速度

使用条件:25Kgf/段扶梯负载,12年×365日×12小时负荷时间

判定基准:用回归公式算出推算寿命大于实际负荷时间,Σn/N(负荷时间/推算寿命时间)<1。

2 负载轨迹分段

如下图所示,根据受力不同,整台扶梯滚轮运行区间可分为12个区间段,下文会详细分析每个区间段的滚轮受力。

3 试验方法及结果处理

为尽量缩短试验时间,采用加大负载的方法,通常在120KG至240KG内选取4至5种受力条件进行试验。判断滚轮破损的条件,通常为橡胶与骨架剥离,龟裂,骨架与轴承直接发生剥离,发生噪音等。通过试验结果整理寿命时间与受力条件的图表,求得寿命回归曲线,进而得出推算寿命时间。本文使用下限值公式为:Y=2.986*10^7*EXP(-0.3277*X)

4 滚轮各区间段受力计算

H—提升高度;α—扶梯倾斜角;Wa—负荷条件;Ps—梯级节距;Pc—梯级链节距;Ws—梯级质量;Wj—梯级轴+梯级链等质量;F0—梯级链预紧力;R上—上R部梯级曲率半径;R下—部梯级曲率半径

根据工况不同,可分为8种工况:

【E】往路上R部负荷:

【F】归路上R部负荷:

5 滚轮走行时间比

注1:行走距离为实际扶梯各区间长度。注2:行走时间为行走距离/扶梯速度

6 滚轮寿命判定

注3:为12年,365天,12小时在该区间内走行时间(单位:小时)

注4:通过回归公式,推导出在各区间受力条件下使用寿命时间(单位:小时)

总结

通过以上的计算,可得出推导结果Σn/N<1,判断合格。