广州广日电梯工业有限公司 511447
摘要：为了便于人们的通行，在许多公共场合常常安装有自动扶梯，不过梯级在循环运动过程中会出现上跳现象，降低了乘客的舒适度和安全性。梯级与梯级之间存在着接缝，当梯级运行到上下弧段时，两个相邻梯级之间在垂直方向因相对运动而产生高度差的变化，此时若有异物卡入两个梯级之间，其中一个梯级就会被向上抬起，脱离导轨面，出现梯级的不正常运行，不能完成平梯级过程，梯级就会碰撞梳齿，造成人员失稳跌倒和设备的损坏。在一些公共交通场所等客流较大的自动扶梯上，应装有梯级防跳止动装置，使梯级在过渡段上跳时该装置能使自动扶梯停止，保证乘客安全。因此，为了提升扶梯运行安全性能，本文针对梯级防跳止动装置的重要性，对其现有结构进行研究和分析，并通过提出几点改进措施及意见，为进一步提升扶梯运行质量与安全性能奠定基础。
关键词：自动扶梯；梯级防跳止动；运行安全；结构分析
一、梯级防跳止动装置的重要性
自动扶梯是指具有循环运动方式的扶梯装置，能够通过向上后或向下运输乘客或货物等的驱动设备，是目前我国商场、医院以及其他大型建筑内部常用的电力设备之一。通常情况下，为了能够使自动扶梯将楼层之间衔接，所有自动扶梯都会以斜置的形式，一端放置在低层部分，便于行人与乘客走上扶梯，另一端则设置在连接上端，将乘客输送到楼层上端。在扶梯运作时，扶梯基本保持水平倾斜状态，梯级在循环运动过程中，会出现上跳现象，降低了乘客的舒适度和安全性。而梯级上跳现象多发于梯级运行至上行弯转段时，原因在于两个相邻梯级之间在垂直方向上相对运动，而产生高度差的变化。梯级与梯级之间存在着接缝，当梯级运行到上下弧段时，两个相邻梯级之间高度差开始变小，此时，如果有物品（如婴儿车的轮子、鞋、玩具球、伞尖等）卡入两个梯级之间，其中一个梯级就会被向上抬起，脱离导轨面，出现梯级的不正常运行，不能完成平梯级过程，梯级就会碰撞梳齿，造成人员失稳跌倒和设备的损坏。因此，自动扶梯应装设有梯级防跳止动装置，只要这种现象一出现，就能使扶梯停止运行，以防止自动扶梯的损坏与事故的发生。
在自动扶梯和自动人行道标准GB16899-2011的5.3.4小节中，要求“梯级或踏板偏离其导向系统的垂直位移不应大于4mm”，对于其安全装置没有专门要求，但这种不安全现象在自动扶梯的运行当中是可能出现的，如不及时使自动扶梯停止运行，被抬起的梯级就有可能进入梳齿板，此时虽然梳齿板安全开关的动作也能使自动扶梯停止运行，但同样也会导致梳齿与梯级损坏。因此，为满足标准要求的垂直位移以及安全需求，在一些公共交通场所等客流量较大的自动扶梯上，常安装有梯级防跳止动装置。
二、常见梯级防跳止动装置的结构设计分析
1.安装在压轨上的梯级防跳安全装置
图1
如图1所示，这种安全装置安装在上下圆弧段，在梯级副轮导轨的压轨上开有一个缺口，当梯级运动异常受力，梯级副轮运动至缺口时顶开开关打板，开关动作，使自动扶梯停止运行。
此结构的优缺点同样明显，优点在于其对于梯级动作异常的监测灵敏，缺点在于其结构复杂成本高、开关动作后维护不便、开关不易调节容易使扶梯偷停等方面。基于这些缺点，此结构已逐渐被其他结构取代，比较少应用于实际场景。
2.反向导轨+梯级防跳钩的简易安全装置
图4 图5
如图4、图5所示，这种梯级防跳保护也是采用反向导轨限制梯级防跳钩的方法，但增加了机械限位的结构。图4使用了包括防跳钩及止动销的梯级，两个连接托架分别间隔固设于所述踢板下底座的两端，防跳钩固设于其中一个连接托架的内侧，设有防止扶梯跳动或上浮的第一限位体，止动销固设于踢板下底座的外侧，设有防止扶梯跳动或上浮的第二限位体。梯级在异常运动时，两梯级之间接触的限位体可以阻止梯级跳动或上浮。图5将梯级防跳钩改为防跳滚轮，使得防跳滚轮和防跳轨可以产生接触性运行（滚动摩擦），防跳滚轮和防跳轨之间的间隙可以达到最小甚至为0的情况，极大的降低了跳动范围。
此两种结构均针对梯级进行改型设计，在其基础上增加机械限位的结构，极大地提升了乘客的舒适性与安全性，且大大减低了防跳钩断裂的安全隐患，但因为其增加了传统梯级的成本，实际使用需要更多的投入，因此应用并不广泛。
4. 反向导轨+梯级防跳钩+限位开关的安全装置
图6 图7
如图6、图7所示，这种梯级防跳保护也是采用反向导轨限制梯级防跳钩的方法，但增加了限位开关的结构，图6反向导轨固定在辅轮导轨上且能够发生形变，且反向导轨一侧有与限位开关相配合的打板，限位开关通过托架安装在副轮导轨上，若梯级向上跳出时，梯级防跳钩与反向导轨接触，反向导轨变形，开关闭合动作，扶梯停止运行，其检测范围较小且开关不可自动复位。图7将限位开关通过安装板安装在副轮导轨上，反向导轨卡在安装板缺口上，弹簧通过螺杆安装在反向导轨与安装板之间，开关触动板直接安装在反向导轨上，使得梯级向上跳出时，梯级防跳钩与反向导轨接触，反向导轨随梯级一起向上运动，开关触动板触动开关，开关闭合动作，扶梯停止运行，清除梯级之间的异物后，在弹簧的作用下，反向导轨下落复位，其检测范围较大且开关可以自动复位。
此两种结构均针对反向导轨进行改型设计，在其基础上增加限位开关的结构，能比较有效的监测出梯级辅轮运行的异常情况，从而能在异常情况下停止扶梯的运行，大大减低了防跳钩断裂的安全隐患，保障乘客的安全。而且结构并不算复杂，充分利用上下梯级之间的间隙，因此，多用于客流量较大的公交梯型。
三、改进建议
综上所述，虽然目前所见的梯级防跳止动装置能符合标准要求，但此类梯级防跳止动装置大部分只设计在上下弧段处，且较多采用反向导轨+梯级防跳钩的结构型式，也存在较大的安全隐患。其实，在成本增加的考虑下，对梯级或导轨进行一些改动，增加防跳止动装置的安装范围，就可以大大增加扶梯运行的舒适度与安全性。针对此类装置，我有以下四个建议：
1.改进副轮压轨的设计；
2.改进梯级与反向导轨的接触设计；
3.改进梯级设计；
4.改进反向导轨的设计，增大反向导轨的使用范围。
参考文献：
[1]史信芳,蒋庆东,李春雷,等.自动扶梯[M].北京：机械工业出版社2014:210-211.
[2]方文,沈宗,夏秋瑾,等.带有梯级防跳机构的自动扶梯：CN201510801087.7[P].2017.
[3]张志强,杨靖,高桥哲也,等.自动扶梯梯级的防跳止动机构及自动扶梯:CN201610970069.6[P].2017.
[4]耿德存.一种带防跳滚轮的梯级:CN201420638404.9[P].2015.
[5]王强,郑邵雍,邵卫峰,等.一种扶梯用的梯级防跳保护装置:CN201420715510.2[P].2015.
[6]聂鑑源,拉斐尔,李玉,等.自动扶梯梯级防跳机构:CN201720087608.1 [P].2017.
论文作者:冯德均
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/3
标签：梯级论文; 导轨论文; 扶梯论文; 自动扶梯论文; 装置论文; 结构论文; 梳齿论文; 《防护工程》2018年第24期论文;