浅析自动扶梯的节能环保设计

付春平

（苏州市职业大学机电工程学院，江苏 苏州 215104）

自动扶梯的生产制造标准GB 16899—2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装规范》及自动扶梯相关推荐标准等对自动扶梯的节能环保要求并不多[1-4]。因此，各自动扶梯厂家的产品设计仅仅把各项节能环保设计做为可选功能，并未强制执行。中国虽然为自动扶梯的最大生产国和最大使用国，但相对于欧美成熟市场而言，在节能环保方面的意识还比较淡薄。如何实现自动扶梯的节能环保设计，本文将从材料选用、部件选取、功能配置三个方面加以分析。

1 材料的合理选用

为了从源头上解决自动扶梯的环保问题，欧美等成熟市场对自动扶梯所采用的材料有严格的要求，比如明确要求不准使用塑料及PVC 等材料制品，取而代之的是其他可以降解的材料，例如，自动扶梯常用的电线电缆，要求使用无烟无卤的，对于电缆扎带，常用的尼龙扎带也禁止使用，需要用金属扎带替代。甚至一些项目的随机文件要求提供电子版本的，不再需要传统的纸质的文件。

金属材料的表面处理上，传统的镀锌、热浸锌等虽然有较好的防锈防腐效果，但在金属表面处理的过程中对环境有极大的污染。在自动扶梯的设计过程中，适当的采用抛丸、电泳等对环境影响较小的表面处理方式，亦或选用不锈钢材料直接替代需要表面处理的普通钢板，部件间的连接选用标准件连接取代焊接等。

自动扶梯装饰面的材料表面花纹处理进行改进，自动扶梯一些盖板以蚀刻不锈钢面板居多，不锈钢在蚀刻过程中很容易污染环境，如果换成冲压的这种纯机械式方式可以压制出来类似的花纹效果，又可以解决环保问题。自动扶梯产品的各种照明装置，应尽量采用LED 形式的照明，可以采用声控的方式或人体感应的启动方式，既节能又美观。

2 部件的合理选取

2.1 免润滑设计

自动扶梯上的梯级链是带动梯级循环运动的关键部件，常规设计情况下，对梯级链的润滑设计必不可少，一旦梯级链缺少润滑，会加速梯级链的磨损，导致链条延长，不但会产生异响缩短链条使用寿命，还会给自动扶梯带来安全隐患。无论是采用手动加油还是自动加油，都有可能对环境产生污染。因此，如果将梯级链直接设计成免润滑的形式，即链条本身自带有润滑脂，可以在更长的生命周期内免于维护，既节约了维保人力又起到了环境保护作用。同理，尽量采用免润滑轴承，无论是主传动轴、扶手传动轴轴承还是下端张紧轴轴承均可以采用自身封闭性完好的免润滑轴承。

2.2 高效部件的使用

在2012 年，国家已经在标准GB 18613—2012《中小型三项异步电动机能效限定值及能效等级》中对电机的能效选用有明确的要求，即必须选用3 级以上能效的电机，部分自动扶梯厂商已经按标准严格执行，但仍有很多自动扶梯生产厂商以自动扶梯产品的驱动电机不在上述标准的约束范围内为由没有执行。显然，高效的电机更有节能的效果，自动扶梯生产厂家及自动扶梯的使用者仅以眼前利益出发，选用低成本产品，并没有长远考虑后期的节能运行。

同样，减速机有各种形式的设计，传统的涡轮蜗杆减速机成本较低，效率也低，其效率值一般在83%左右，较好一点的有涡轮蜗杆+斜齿轮减速机，这款减速机成本较高但效率值可达93%左右，还有纯斜齿轮减速机，斜齿轮减速机的效率高达96%左右。目前国内的自动扶梯市场以低成本竞争为主，买卖双方并未深刻的认识到高效节能的重要性。

对于地铁、高铁等政府项目，对电机、减速机的效率有严格要求，而一般的商业型项目在节能环保方面仍有很大的提升空间。

3 节能环保的功能配置

3.1 变频功能的选用

变频自动扶梯已较为普遍，但仍有一些客户为了较低的一次性采购成本而不选择变频扶梯，无论是高铁站、机场还是商场，乘客对自动扶梯的使用很少是一直连续的，如果在很长一段时间没有乘客使用自动扶梯，但自动扶梯仍然在全速运行着，显然会造成极大的浪费。如果进行变速设计，即没有乘客时自动扶梯慢速运行或者停止下来，会大幅减少电费支出并有效延长自动扶梯的使用寿命。

3.2 远程监控的选用

充分利用物联网技术，将运行着的自动扶梯集中监控起来，哪里的自动扶梯出现异常，可以第一时间在监控室内发现并进行快速反应。 远程监控的选用，尤其对于自动扶梯较多的项目更为必要，当然可以将项目内的其他电梯等也一并监控起来，减少维保人员的人力成本，同时还可以进行大数据分析，对自动扶梯的长期维修保养、故障处理提供有效的信息。

3.3 油水分离装置的使用

户外安装的公共交通型自动扶梯淋到雨是很正常的事情，被雨水淋刷之后，自动扶梯各部件的润滑油等会连同雨水一起流入下机房，一旦这种油水混合物流出自动扶梯，将对环境产生恶劣影响，因此必须为此类自动扶梯设置油水分离装置。

较为常见的油水分离装置如图1 所示。油槽、集油盒、方管及方盖呈参次排列形成四个腔室，其充分利用油和水密度不同的原理，有效将油水分开，水可以流到扶梯以外，油则留在自动扶梯机房内，可由维保人员定期收集、处理、再利用等。

图1 油水分离装置的工作原理图

首先油和水的混合液体将流入第一腔室Ⅰ并很快进入第二腔室Ⅱ内，当混合液体从第一腔室Ⅰ进入第二腔室Ⅱ的过程中首次实现对油的过滤，当然仍会有少许油进入第二腔室Ⅱ内，当水位高到一定程度时，会流向第三腔室Ⅲ内，由于第三腔室Ⅲ和第四腔室Ⅳ在底部相通，当水从第三腔室Ⅲ进入第四腔室Ⅳ的过程中再次实现对油的过滤，这样通过二级过滤后由第四腔室Ⅳ流出的水中已没有油了，从而实现了油水的分离，达到了节能、环保的目的。

实际上，由于该装置是纯机械设计，对自动扶梯产品的成本增加非常有限，但却可以起到非常好的环保作用，即便如此，仍有很多自动扶梯厂家无此设计（或类似设计），导致很多安装于户外的自动扶梯均未配置该功能。

4 结论

通过对材料的正确选用、部件的合理选取、功能配置等方面的研究，分析了如何做到自动扶梯的节能环保设计，每个部分仅列举了一些常见的问题，重点问题在于，国家的法律法规对自动扶梯类产品的节能环保设计要求较少，无论是自动扶梯的生产厂商还是自动扶梯的使用方仅从各自的眼前利益出发，很少重视后期的使用成本及对环境的影响。这需要政府加强相关法律法规及标准的制定，同时需要加大对节能环保型自动扶梯的奖励制度。让自动扶梯的生产商及使用者知道节能环保设计的必要性和可行性。