曾航剑
广日电梯工业有限公司 广东广州 511447
摘要：我国商场、车站、以及其他高层建筑中多使用自动扶梯代替楼梯，不仅能够节省人们的出入时间，同时也体现出我国工业发展水平，为进一步提升我国各个行业发展速度、提高经济发展水平奠定有利基础。但由于自动扶梯在使用过程中极易因部分因素产生噪音，通过分析可知，这些噪音绝大部分都是由于各个部件之间存在摩擦而振动后产生的噪声，因此，本文对各个部位产生振动及噪音的原因进行阐述，并对如何有效控制振动和噪音提出措施方法，为进一步提升我国自动扶梯整体质量提供有力条件。
关键词：自动扶梯；震动和噪声；控制措施
一、驱动装置
中小高度自动扶梯的驱动装置一般装在上部桁架的水平段内，多级驱动的大型自动扶梯则将驱动装置装在中部桁架梯路上下分支之间。根据测试显示，驱动装置的振动和噪声对整机的振动和噪声影响最大，也是自动扶梯的主要噪声瀛。驱动装置中的减速器，按形式一般分为蜗轮蜗杆减速器、摆线针轮减速器和齿轮减速器兰种。蜗轮、蜗杆减速器的传动比较大、结构紧凑，在啮台时有较大的活动接触量，而且是线接触，所以运转平稳、安静，噪声小于60dB(A)，被国内外电梯制造厂商广泛采用。但困其传动比较大，而且在轮齿螺旋线的切线方向有滑动，故易于磨损，传动效率也仅70-75%。
影响蜗轮、蜗杆减速器振动和噪声的主要原因是蜗轮副啮合不良，可通过改善加工和装配质量加以解决。如有些厂家应用点接触鼓形蜗轮副，从而改善润滑条件，提高传动效率、降低振动和噪声。摆线针轮减速器传动投率可达95，比蜗轮副减速器体积小，但噪声接近70dB(A)，振动值也较高，约为蜗轮射的4倍，一般较少应用。齿轮减速器效率可达95~98，体积和重量比蜗轮副减速器减小约10-30％，如设计制造得当，可将减速器噪声控制在60dB(A)以内。
因上述内容中存在的优势，我国与国外大部分国家均纷纷将蜗轮副减速器淘汰，并使用较为先进的齿轮减速器，不断运用到大多自动扶梯当中，达到降低振动和噪音的目的。而在具体使用过程中，相关单位以及设计人员需要充分对齿轮减速器进行分析与评测，并寻找该减速器中振动与噪音的来源，进而在设计中进行完善。通常情况下，在齿轮加速器中产生的振动及噪音的来源有以下几种：
第一，由于齿轮与齿轮之间需要连续接触并冲击，从而使齿轮逐渐产生相对固定啮合速度及频率，并因齿轮在此期间产生的振动而出现的摩擦声与冲击声音；第二，由于齿轮在转动与冲击时，会因部分外力对其产生撞击或振动，而此时齿轮啮齿时原有的固定频率则立即变成自由频率，而频率发生紊乱时极易产生强幅度振动，从而产生噪音；第三，齿轮轴与轴承在运转过程中会产生一定偏心力，而受到偏心力的影响，使齿轮轴在转动时出现不平衡惯性力，并在告诉转动时产生与转速相同的振动频率，并出现噪音。
而在降低振动噪音的设计过程中，需要考虑以下几点：首先，由于齿轮在转动时会产生一定转速，因此在设计时可对齿轮的转速加以控制，并利用三角带等工具连接在减速器与扶梯电动装置之间，对齿轮进行减速处理。此外，还应当注重对固有频率及啮合频率的区分，以免因二者振动一致而出现共振现象；第二，在选用斜齿轮时应重点考虑斜齿轮在运动时多产生的重叠。由于齿轮之间的承受力与荷载力较低，因此在相同荷载的前提下，斜齿轮比直齿轮更为适合；第三，在选择齿轮时应重点考虑齿轮的模数，并根据自动扶梯的要求及用途等选择适合该扶梯使用的齿轮，以免因齿轮过度运转而产生较大噪音。一般来说，对于中小高度的自动扶梯可选用3模数的齿轮；第四，为了进一步降低振动产生的噪音，可选用直径短、齿度宽的齿轮作为扶梯中的齿轮装置；第五，齿轮在接触时多数是由齿互相接触而产生的噪音，因此，将齿顶修圆能够有效减少噪音的形成。通常情况下，经过修圆的齿轮产生的噪音比未进行修圆的齿轮低出6dB(A)；第六，在齿轮运动中，由于齿轮、齿形、齿轮接触以及齿轮直径等对噪音计算时均会出现不同程度的误差，因此应当针对这种形式采取合理措施，以免出现较大噪音；第七，齿轮制造精度高低，对噪声大小有直接关系。一般选用6级精度齿轮可满足自动扶梯的噪声标准要求。但更应重视齿轮的结构参数设计，因为即使齿轮精度达到标准，也不可能完垒解决齿轮传动中的噪声问题。
减速器中的轴承对噪声影响也大，尤其在高转速下表现更为突出。在同样转速下，圆锥滚子轴承较球轴承噪声大，从降低噪声的要求考虑，应选用球轴承轴承精度等级对噪声的影响也较大，选择低噪声轴承效果较好。
二、扶手驱动装置和扶手导轨
近年来，新产品较多采用了如图1所示的结构简单、效率高的扶手驱动机构。逸神扶手驱动是通过几对压轮组使扶手直线运行。扶手驱动力是从上部链轮通过链条传递到扶手驱动装置2。
(b)
图2 扶手沿运行方向的振动测定
(a)单列滚子链 (b)双列滚子链
在图1扶手驱动机构中，从上部链轮传送到扶手驱动装置的链条距离比较长，直安装张紧装置和防振导板。导板应用耐油橡胶制成，链条滚子在其上滚动。
自动扶梯的上下转角扶手栏杆内往往嵌有轴承组，用来降低扶手转弯处的运行阻力。但易带来轴承运转和摩擦噪声，通过改进扶手驱动，扶手带不需张紧，并在转角栏杆处使用摩擦系数小，耐磨的尼龙扶手导轨，可解决这一问题。
三、梯级链条在与上下齿轮接触时产生的噪音及措施
自动扶梯在传动时，需要借助链条与上练齿轮与下链齿轮通过啮合转动带动梯级运动，进而使梯级呈现移动状态，完成自动扶梯的自动运转。但由于链条在与上链齿轮与下链齿轮啮合接触时因碰撞、摩擦等原因，极易产生震动，并形成噪音。因此，施工人员可利用具有消音功能的橡胶材料或尼龙销材料设置在上链齿轮与下链齿轮的齿槽下端，达到降低振捣、减小噪音的目的。而在采取这两种材料进行消音测试时， 得到分析结果为：通过对上链齿轮和下链齿轮安装消音橡胶，可使上下链齿轮分别降低噪音8dB(A)和4dB(A)。
四、减少梯级运动过程中产生的振动噪音的措施
梯级是自动扶梯中的重要部分，是扶梯中主要的运动部件。通常情况下，为了提升整体梯级的刚性及承载力，大部分扶梯施工单位采用减振力较强的材料进行梯级制作，并利用合理设计等方式布筋，以确保全面提升梯级刚度。为了将梯级运动时产生的振动和噪声较低到最小化，施工方多采用铝台盒压铸件以及在梯级踏板的背面涂阻尼层的方式进行减振。而在选择梯级滚轮时多会采用橡胶或聚氯酯等摩擦力较小的材料，并通过对滚轮表面进行抹平等加工方式，达到减少振动及噪音的效果。
五、满滑装置降低噪声的措施
自动扶梯的机械结构要使用多种链条，如梯级链、驱动链、扶手链等，为了保持这些链条在运行时的低振动，低噪声及延长链条和链轮的使用寿命，对链条进行润滑是非常重要的。润滑装置分人工和自动供油两种，人工加油费时费工，且容易疏忽导致缺油，发生链条拉长、链轮磨损、噪音增大等情况，所以推荐使用自动润滑装置。
参考文献：
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[3]章骄华,史熙,高翔,等.自动扶梯链传动横向振动实验分析[J].机械设计与研究,2017(5):168-172.
论文作者:曾航剑
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/11/5
标签：齿轮论文; 噪音论文; 减速器论文; 噪声论文; 梯级论文; 扶手论文; 自动扶梯论文; 《防护工程》2018年第15期论文;