自动扶梯安全课程设计
摘 要
随着社会主义的日益发展，人们的生活水平逐渐提高，自动扶梯应用日益广泛，大型商场，宾馆都已离不开它，且在火车站，机场，居民楼等也愈大显身手。一个完整的扶梯系统包括梯路系统，主传动系统，梯路张紧装置，扶手系统，梳齿板，桁架，电器系统，安全保护系统。通常把电动机，主传动机构，链条机构以及制动，限速机构设计成一整体，叫做驱动机。驱动机是自动扶梯最为重要的机构，它的质量直接决定了自动扶梯的工作性能，工作状态，工作寿命等。
本设计通过对自动扶梯的基本结构的认识，考虑了各方面的因素，对自动扶梯的传动机构做了选择。辨识生产中存在的危险有害因素，查找安全隐患，运用安全系统科学的方法和安全管理的手段进行分析，评价危险有害因素的危害性或事故后果的严重性，找出事故发生的规律，提出整改方案或防范措施。
关键词：自动扶梯；电动机；驱动机装置；安全评价；分析
ABSTRACT With the development of socialism，Gradually improve the people's standard of living，Escalator applications increasingly widespread，Shopping malls, hotels are inseparable from it，The railway station, airport, residential building,And so on.A complete escalator system including the ladder road system.A complete escalator system including the ladder road system.Main transmission system.Tensioner ladder road, rail system, comb plate, truss, electrical system, security protection system.Usually put the motor, main drive gear, chain institutions and braking, speed limit institutions design into a whole, called drive.Drive is the most important institutions of escalators, its quality directly determines the escalator work performance, work status, working life、、、、、、
This design through the understanding of the basic structure of escalator, considering various factors, driving mechanism of escalators made a choice. Identification of dangerous and harmful factors existing in production, find safe hidden trouble, using safety system science method and means of safety management were analyzed, and the evaluation of the dangers of dangerous and harmful factors or the severity of the consequences of the accident, find out the law of the accident, put forward the improvement scheme and preventive measures.
Keywords:Escalator. Motor; Drive device; Safety evaluation; Analysis
目 录
1 前言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2 衡阳市香江百货（东风店）简介及自动扶梯的类型 „„„„„„„„„„3
2.1 香江百货（东风店）简介 „„„„„„„„„„„„„„„„„„3
2.2 自动扶梯的类型 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3 自动扶梯的基本结构分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
3.1 驱动系统„„„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„4
3.1.1 驱动系统简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
3.1.2 驱动系统的组成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
3.2 支承部分 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
3.3 运载系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
3.4 扶手系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
3.4.1 扶手驱动系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7
3.4.2 扶手导向系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
3.4.3 扶手栏杆„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
3.4.4 扶手带„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 4 安全保护系统设计评价 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
4.1 自动扶梯安全概况 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
4.2 安全保护装置 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
4.2.1 梯级断链保护装置 „„„„„„„„„„„„„„„„„„11
4.2.2 梳齿板安全保护装置 „„„„„„„„„„„„„„„„„12
4.2.3 扶手带出入口保护开关 „„„„„„„„„„„„„„„„12
4.2.4 梯级下陷保护开关 „„„„„„„„„„„„„„„„„„13
4.2.5 防逆转、超速保护装置 „„„„„„„„„„„„„„„„14
4.2.6 驱动链断链保护开关 „„„„„„„„„„„„„„„„„14
4.2.7 手动操作紧急停止开关 „„„„„„„„„„„„„„„„15
4.3 其他装置 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 5 自动扶梯驱动功率计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
5.1 自动扶梯的主要参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
5.2 自动扶梯阻力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17
5.3 自动扶梯的功率计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
致 谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 附 录 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20
1 前言
自动扶梯是机电一体化的典型产品。近年来自动扶梯的高速度发展，不仅满足了各部门的需要，而且促进了各行业的兴隆发达，效益倍增。“自动扶梯热”的 形成和持续，将进一步促使新产品的开发和产品质量的提高。在这种形式下，普及电梯技术，研究电梯技术已成为当务之急。
自动扶梯是带有循环运动梯路向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备。它是由一台特种结构形式的输送机和两台特殊结构形式的胶带输送机组合而成的，用以建筑物的不同高度间运载人员上下的一种连续循环输送的机械设备。一系列的梯级与两根牵引链条连接在一起，在按一定线路布置的导轨上运行即形成自动扶梯梯路。牵引链条绕过上牵引链轮、下张紧装置并通过上、下分支的若干直线、曲线区段构成闭合环路。这一环路的上分支中的各个梯级（也就是梯路）应严格保持水平，以供乘客站立。上牵引链轮（也就是主轴）通过减速器与电动机相连以获得动力。扶梯两旁装有与梯路同步运行的扶手装置，以供乘客扶手之用。扶手装置同样由上述电动机驱动。为了保证自动扶梯乘客绝对安全，要求装设多种安全装置。
为了使乘客舒适，对公共场所不产生噪声污染，对扶梯的主要要求使运行平稳，噪声小。故降低噪声和振动是扶梯技术的主要攻关项目。
自动扶梯有动力源、传动机构、执行机构三部分组成。其工作原理是：电动机驱动主传动机构、链传动机构及多个滚轮，带动梯级循环运动，执行输送任务，往往把电动机、主传动机构及附加的制动与限速装置设计成一个整体，这个整体就称为驱动机。
驱动机是自动扶梯的驱动和减速机构，是其主要组成部分。主要功能是驱动扶梯减速运行，完成停车制动，限制超速和逆转运行。驱动机的产品质量直接影响整个扶梯的工作性能、工作状态、运载能力、工作寿命，扶梯对驱动机提出了极高的技术要求，研究驱动机，采用高技术设计驱动机，高质量地生产驱动机已成为开发和发展自动扶梯的重要课题。
2 衡阳市香江百货（东风店）简介及自动扶梯的类型
2.1 香江百货（东风店）简介
衡阳香江百货（东风店）坐落于东风支路17号，总面积3000多平方米，员工110多人。商品种类齐全，食品区经营糖果、饮料、酒、粮油、调味品、南北干货等；生鲜区经营水产肉食蔬果速冻净菜面包等众多生鲜商品；非食品区经营洗化用品家用百货等。
2.2 自动扶梯的类型
自动扶梯产品分类：按外形可分为平面式和空间式两种；按场合可分为室内和室外（有棚和无棚）两种；按载荷和规格可分为轻型、中型、重型三种；按传动方式可分为链条式和齿条式两种；按功能可分为商用型和公共交型。
平面式：结构较简单，造价较低，占地面积较大，应用比较广泛。空间式：它与平面式恰恰相反，造型优美，应用比较少。
链条式传动：用一定节距的链条将梯级连成一个循环，即驱动装置带动链轮，再由链轮带动链条，从而驱动梯级，使梯级做循环运动。驱动装置设置在上端（上机房），在下端设置一组链轮张紧装置。随着提升高度的提高，驱动装置和链条的负荷随之增加，扶梯结构随之庞大、重量增加。
齿条式传动：用若干根齿条将梯级连成一个循环。即驱动装置的链轮、链条与齿条啮合，从而直接驱动齿条使梯级运行。驱动装置设置在上下分支间（扶梯中间部分），根据这一特点，可以设置多个驱动装置进行驱动，可以克服链条式驱动装置的缺陷。
3 自动扶梯的基本结构分析
3.1 驱动系统
驱动系统的作用是将动力传递给予梯路系统及扶手系统。一般由电动机、减速器、制动器、传动链条、传动链轮、梯级链张紧装置等组成。其功能是驱动梯级和扶手带的运动。
3.1.1 驱动系统简介
按驱动系统所在自动扶梯的位置可分为端部驱动系统和中间驱动系统两种。端部驱动结构形式生产时间已久，工艺成熟，维修方便，我国绝大多企业均生产这种形式结构。
端部驱动是常用的一种驱动装置。驱动机组通过传动链条带动主驱动轴，主驱动轴上装有两个牵引链轮、两个扶手驱动轮、传动链轮以及紧急制动器等。牵引链轮上装有一系列梯级，由主轴上的牵引链轮带动。主轴上的扶手驱动轮通过扶手传动链条使扶手驱动轮驱动扶手胶带。另有扶手胶带压紧装置，以增加扶手胶带与扶手驱动轮间的摩擦力，防止打滑。
3.1.2 驱动系统的组成
（1）主机 ：扶梯的动力，通过主驱动链使主轴转动。
1-扶手带 2牵引链轮 3-控制柜 4驱动机组 5-传动链条 6-传动链轮
7-主驱动轴 8-扶手驱动轮 9-扶手带压紧装置 10-梯级链条 11-梯级
图1 主机图
（2）主驱动轴：轴使的梯级链轮带动梯级链，使安装在梯级链条上的梯级运功；轴上的扶手带驱动链以相同的方式驱动扶手带驱动轮，使扶手带运功。
（3）梯级链轮张紧装置：使自动扶梯的牵引链条获得必要的初张紧力，以保证自动扶梯正常运转。
（4）自动润滑装置：其功能是定时、定量对梯级、主驱动链等运动部件进行润滑。
1-链轮 2拉簧
图2 自动润滑图
3.2 支承部分
自动扶梯的支承部分即扶梯的桁架，桁架架设在建筑物结构上，能支承全部部件和乘客的重量，用型钢焊接而成。 桁架上所有的弦、柱及对角支承均可采用角钢、方形钢管焊接而成。要求刚度好、重量轻。根据设计需要和便于运输，桁架一般分成三段，即上水平段框架、倾斜段框架、下水平段框架。提升高度较大时，再对倾斜段分段。
1-上弦 2-对角支撑 3-柱 4-下弦
图3 支承结构图
3.3 运载系统
运载系统由梯级、牵引链条、梯路导轨系统、地板和梳齿板等组成，其功能是运送乘客。梯级链将主机的动力传送给梯级，使梯级沿着导轨运动。
（1）梯级
1-梯级竖版 2-梯级踏板 3-主动轴 4-梯级主轮 5-梯级构架 6-梯级副轮
图4 自动扶梯梯级图
梯级的功能是用来运送乘客，是扶梯的工作部件。梯级上有四个轮子，二个直接装在梯级上，称为梯级滚轮；另二个装在梯级链上，使梯级与梯级相连，称为梯级链滚轮。由于梯级链滚轮受的力要大一些，又称为梯级主轮；梯级滚轮则被称为副轮。
（2）牵引链条
牵引链条是自动扶梯主要的传递动力构件，其质量直接影响自动扶梯的运行平稳和噪声高低。
1-销 2-链板 3-滚子 4-梯级主轮 5梯级轴
图5 牵引链条图
（3）梯路导轨系统
自动扶梯梯路导轨系统包括主轮和辅轮的全部导轨、反轨、导轨支架及转向壁等。导轨系统的作用在于支承由梯级主轮和辅轮传递来的梯路载荷，保证梯级按一定的规律运动以及防止梯级跑偏等。
（4）地板与梳齿板
地板为乘客在扶梯两端提供站立平台，同时又是机房的盖板，梳齿板位于梯级的出入口。梳齿板上的梳齿与梯级的齿槽相啮合，保证梯级在回转时的安全性。
3.4 扶手系统
扶手装置主要有扶手驱动系统、扶手导向系统、扶手带 和栏杆组成。
3.4.1 扶手驱动系统
常见的扶手驱动系统有两种结构型式，一种是传统的使用 摩擦轮驱动扶手系统，另一种是压滚驱动型式。
（1）摩擦轮驱动
1） 小提升高度自动扶梯的摩擦轮驱动扶手系统。扶手胶带围绕若干组导向滚轮柱群、进出口的改向滚 柱群及导轨构成闭合环路的扶手系统。扶手与梯级由同一个驱动装置驱动，并且应该保证两者的运行速度基本相同。这种扶手系统采用手动的张紧装置，其特点是结构紧凑，但张紧行程小，要求扶手胶带延伸率小
2） 大、中提升高度自动扶梯的摩擦轮驱动扶手系统。扶手胶带围绕主动滑轮、偏斜滑轮、支承滚柱群以及导轨等形成闭合环路，同样由梯级驱动装置获得动力。扶手胶带的张紧则由在下分支增加的中间迂回环路来实现。由于在上下出入口处的扶手胶带及扶手滑轮要求位于同一垂直平面内，所以扶手胶带绕过迂回环路后，必须再回到原来的平面内。为使扶手胶带绕过迂回环路时不与主环路碰，中间迂回环路的动滑轮应偏斜安置，动滑轮与张紧重锤相连。这种结构的动滑轮与定滑轮的扶手胶带扭角大，因此扶手胶带磨损较快。
3) 摩擦轮驱动的特点
摩擦轮扶手驱动系统需要设置压带装置。因为驱动扶手胶带运动是靠驱动滑轮与扶手胶带间的摩擦力，而要形成足够的摩擦力，必须借助张紧装置使扶手胶带保持一定的张力。当摩擦力不足以驱动而导致扶手胶带打滑时，由于构造上的原因，驱动轮的包角不能再增加，因而需要增加压带装置来增加摩擦力。
(2)压滚轮驱动型式的扶手系统
这种系统由扶手胶带的上下两组压滚组成。上压滚组由自动扶梯的驱动主轴获得动力驱动扶手胶带，下压滚组从动，压紧扶手胶带。其扶手胶带基本上是顺向弯曲，较少反向弯曲，弯曲次数大大减少，降低了扶手胶带的僵性阻力。 从
扶手胶带使用寿命考虑，压滚轮驱动扶手系统大大增加了扶手胶带的使用寿命。摩擦轮驱动扶手系统由于扶手胶带要进行多次弯曲和反复弯曲，多次经过导向滑轮、导向滚柱组、改向滚柱组，增加了扶手胶带的僵性阻力等，这些阻力又随扶手胶带的张力增大而增大。 3.4.2 扶手导向系统
导向滚轮柱群、进出口的改向滑轮、支承滚轮组和改向滚柱组构成闭合环路的扶手导向系统。 3.4.3 扶手栏杆
由围裙版、内盖板、护壁板、外盖板以及外装饰板组成。其特点主要表现在护壁板的形式上，主要有全透明无支撑式（E型）、半透明有支撑式（F型）和不透明有支撑式（I型）。透明材料均采用钢化玻璃，而不透明材料一般都使用不锈钢板来制造。不同型式的护壁板其制造时安装方式不同。 3.4.4 扶手带
按照内部衬垫不同分为多层织物衬垫胶带、织物夹钢带 胶带和织物夹钢丝绳胶带。多层织物衬垫胶带其结构延伸率大，而织物夹钢带胶带在工厂里已做成闭合环形带，不需要在施工现场拼接，延伸率小。缺点是钢带与橡胶织物间脱胶 时，钢带会在扶手带内隆起，甚至戳穿帆布造成扶手胶带损 坏。夹钢丝绳胶带，这种结构在织物衬垫层中夹一排细钢丝 绳，即增加扶手胶带的强度，又可以控制扶手胶带的伸长，它也是在工厂内做成了闭合环形，不需要在施工现场拼接。这种胶带是最常用的形式。
扶手系统由扶手带，扶手带驱动装置、扶手装置等组成。 (1)扶手带：与梯级以相同速度运动，供人扶手的部件。 (2)扶手带驱动装置：其功能是驱动扶手带。
(3)扶手装置：扶手装置是乘客乘扶梯时扶手用的，同时起到护栏的作用。它由扶手带、扶手带导轨、扶手支架、扶手栏板、内外盖板及裙部组成。
4 安全保护系统设计评价
4.1 自动扶梯安全概况
伴随中国经济的飞速发展，社会城市化水平和百姓生活水平的提高，电梯作为住宅楼、写字楼等楼宇内的垂直运输工具，已经像其他交通工具一样，成为我们日常生活中一个不可或缺的组成部分。在令人振奋的市场发展氛围下，时有发生造成人身伤害的电梯事故，偶有见诸媒体的电梯质量纠纷有关报导，显示中国电梯行业仍然存在不尽和谐之音。
表1 历年扶梯事故数据表
表2 历年各类扶梯事故数据表
当然，这种分析及其数学结果，绝不能让我们的思想和工作产生丝毫的麻痹与懈怠，因为确保电梯的安全运行，关系到广大人民群众的根本利益。媒体和百姓的关注，既说明人们伴随生活水平提高自我保护意识的普遍增强，也充分说明我们工作职责之重要。这恰恰是在敦促和激励我们，要通过制度化的有效工作和长期不懈的努力，不断提高中国电梯的安全水平，保证电梯运行的长治久安。
4.2 安全保护装置
安全保护系统的功能是当自动扶梯处于不安全状态，安全装置使之停止。最常见的保护装置有：
（1）梯级链的安全保护：当梯级链过分伸长或断裂时，使扶梯停止。 （2）梳齿板安全保护：当梯级在通过梳齿板受到阻碍时使扶梯停止。
（3）扶手带出入口保护：防止手伸入扶手带入口的保护。
（4）梯级运行安全保护：当梯级滚轮破损导致梯级塌陷时迫使梯级停止。 （5）防逆转、超速运行保护：当驱动链松弛或破断时或当运行中的扶梯在速度超过名义速度的1.2倍之前自动停止运行。
（6）驱动链断链保护:当发生断链情况时，能立即停止自动扶梯的运行。 （7）手动操作紧急停止:保证当发生紧急情况时使自动扶梯停止运行，避免造成事故的发生。 4.2.1梯级断链保护装置 (1)设置的目的
链条应能在张紧装置的移动超过±20 mm 时自动扶梯和自动人行道应自动停止运行。且不允许采用拉伸弹簧作为张紧装置。如果采用重块张紧时，一旦悬挂装置断裂，重块应能安全地被截住。
梯级断链保护开关就是为了满足上述要求而设置的。而开关的结构必须是安全触点型的或者是安全电路。 （2）作用与原理
梯级链断链保护装置是指安装在自动扶梯下回转端站机仓内的梯级链张紧装置中的电气开关，每侧梯级链张紧装置中均安装有一个开关。当梯级链断掉或过于松驰时，在张紧弹簧的作用下，涨紧装置会往前、后移动而断开梯级链安全开关，从而切断自动扶梯的控制电源，使自动扶梯停止运行。该开关需要在排除故障后手动复位。
图7 梯级保护装置图
4.2.2梳齿板安全保护装置
（1）设置的目的
GB 16899-2011第5.7.3.2.5规定：梳齿板应设计成当有异物卡入时，梳齿在变形情况下仍能保持与梯级或踏板正常啮合，或者梳齿断裂。
第5.7.3.2.6规定：如果卡入异物后并不是上述所述的状态，梳齿板与梯级或踏板发生碰撞时，自动扶梯或自动人行道应自动停止运行。
由上述要求可知，设置梳齿板开关的目的是保证卡入的异物不会对梯级、踏板、胶带或梳齿板支撑结构造成破坏。而设置的开关结构必须是安全触点型的或者是电气安全装置。 （2）作用与原理
在上下梳齿板两侧端各装有一个梳齿板安全开关，如下图所示。一旦梯级与梳齿相啮合处有硬物卡住时，将使梳齿板向后或向上移动，从而断开梳齿板安全开关，使自动扶梯停止运行。该开关同样需要手动复位。
图8 梳齿板保护装置图
4.2.3 扶手带出入口保护开关 (1)设置的目的
GB16899-2011第5.6.4.3规定：在扶手转向端的扶手带入口处应设置手指和手的保护装置，并应设置一个符合表6的i)规定的安全装置。
由国家标准的规定可知，设置出入口保护开关的目的就是：防止人的手或手指被扶手带带入裙板内而造成伤害。该条款并不只是保护乘客，同时也保护在自动扶梯四周玩耍的儿童。为此该保护开关应该是符合安全触点形式的或者是采用安全电路。
(2)作用与原理
开关安装在自动扶梯的四个扶手端部的扶手带出入口处，
该装置中含有一
只滚轮压杆式开关。该开关有两类：一类是 其开关为非自动复位型，另一类是自动复位型。如下图所示为一种形式的出入口保护装置。正常时扶手带从左右两块滑块中穿过，当人的手随扶手带运动至出入口时，手指将会触发滑块，滑块在滑槽 内左右运行，同时触发电气开关，切断 控制系统，使自动扶梯停止运行。 4.2.4 梯级下陷保护开关
如果因梯级或踏板的任何部分下陷而不能再保证与梳齿板的啮合，规定的安全装置应使自动扶梯或自动人行道停止运行。该安全装置应设置在每个过渡圆弧段之前，以保证下陷的梯级或踏板在到达梳齿与踏面相交线前有足够的距离,该监测装置可监测梯级或踏板的任一位置。 (1)设置的目的
上述可知，设置梯级下陷保护开关的目的就是保证梯级或踏板与梳齿板之间的正常啮合尺寸，由此确保乘客的脚、裤子等不会被梯级与梳齿板之间发生变化的间隙所夹持。对于开关，标准规定了设置的位置以及检测的范围。安装的位置应该是下陷的梯级在自动扶梯停止下来后仍处在梳齿板相交处的外面，即不能到达相交线处。并且还规定了梯级的任何部位的下陷，都应该能被检测到。而且，开关应该满足安全触点或者安全电路的要求。
(2)作用与原理
梯级下陷安全保护开关安装在扶梯倾斜段靠近上、下圆弧曲线段处。当梯级副轮的轮缘损坏而使梯级下沉时，通过与该装置上的两根 检测杆相碰而转动六角杆件，使得六角杆件上的凸轮断 开触点开关，从而使自动扶梯停止运行。如下图所示。
图9 梯级下陷保护开关图
4.2.5 防逆转、超速保护装置
自动扶梯和自动人行道应在速度超过名义速度的1.2倍之前自动停止运行。
如果采用速度限制装置，该装置应能在速度超过名义速度的1.2倍之前切断自动扶梯或自动人行道的电源。
超速常常发生在满载下行时，速度的加大可能会造成乘客在达到下出口后不能及时地离开，而造成人员堆积的情况，由此可能引发挤压和踩踏事故的发生。逆转一般是发生在正常满载上行时，梯级突发改变方向而向下溜车，其造成的后果也是乘客在达到下出口后不能及时地离开而堆积，由此引发挤压和踩踏事故的发生。
(1)设置的目的
设置超速保护装置的目的就是保证当梯级超速运行时或者发生逆转时立即停止运行，从而保证乘客的安全。因为标准对超速保护装置进行了规定，因此采用的超速保护装置应该满足安全触点或者安全电路的要求。而对于起动检查、欠速检查由于标准没有强制规定要求，因此，可以不需要满足安全触点或者安全电路的要求。
(2)作用与原理
超速、逆转保护装置的形式有多种，其中一种超速保护装置，它安装于自动扶梯主轨(30°自动扶梯)或返轨(35°自动扶梯)上，每台自动扶梯装有两对，对梯级的肋条进行扫描检查，产生两个与自动扶梯运行速度成正比的互相独立的脉冲信号。
该装置组成的安全电路是一种附有多种监控功能的电路，可实施下列检查：
1) 起动检查：如果自动扶梯通电后短时间内梯级没有起动，则自动扶梯就会被制动。
2) 梯级丢失检查：如果有梯级发生丢失，则在丢失所造成的空挡到达梯级前置轨道前，自动扶梯就会被制动。
3) 超速检查：如果自动扶梯的运行速度超过额定速度20%,则自动扶梯将会被制动。
4) 欠速检查：如果自动扶梯的运行速度低于额定速度20%,则自动扶梯将会被制动。
5) 运行方向逆转检查：如果自动扶梯的运行速度降到一定的程度，自动扶梯运行方向会发生逆转，以致造成危险，则上行自动扶梯将会被制动。 4.2.6 驱动链断链保护开关 (1)设置的目的
工作制动器与梯级、踏板或胶带驱动装置之间的连接应优先采用非摩擦传动
元件，例如：轴、齿轮、多排链条、两根或两根以上的单根链条。所有驱动元件静力计算的安全系数不应小于5。如果采用三角传动皮带，不应少于3根。 (2)作用与原理
驱动链断链保护开关安装于主驱动链旁，该开关与主轴上的附加制动器一起配用，其作用是当主驱动链断裂时，此安全开关将立即动作，切断自动扶梯的电源，并引发附加制动器动作，防止梯级下滑。 4.2.7 手动操作紧急停止开关
自动扶梯或自动人行道应有在紧急情况下使其停止的紧急停止开关。紧急停止开关应设置在自动扶梯或自动人行道出入口附近、明显而易于接近的位置。 紧急停止开关之间的距离应符合以下规定： ——自动扶梯，不应大于30 m； ——自动人行道，不应大于40 m。
为保证上述距离要求，必要时应设置附加紧急停止开关。 (1)设置的目的
紧急停止开关应为符合规定的电气安全装置。其目的就是保证当发生紧急情况时，任何一个人都能够方便、快捷的操作紧急制动按钮，使自动扶梯停止运行，避免造成事故的发生。 (2)作用与原理
紧急停止开关分为设置于围裙板上的紧急停止开关和控制箱上紧急停止开关两种。当按下该按钮时，应能使自动扶梯立即减速并制动，这与动作安全开关的情况是一样的。
4.3 其他装置
除上述提到的安全保护装置外，还增加了以下的一些安全保护装置： (1)检修盖板和楼层板的电气保护装置； (2)梯级或踏板缺失监测装置； (3)防爬装置； (4)阻挡装置； (5)围裙板防夹装置； (6)扶手带速度监测装置； (7)静电防护等。
5 自动扶梯驱动功率计算
自动扶梯的驱动装置是扶梯的主要部件，其作用是将动力传递给梯路系统及扶手系统。在驱动机功率时，要用到自动扶梯的各个参数，需要了解自动扶梯的运动。
5.1自动扶梯的主要参数
自动扶梯的主要参数有：提升高度H，理论输送能力Ct，额定速度v，梯级
宽度Z1，及梯级的倾斜角度等。
（1) 提升高度H：建筑物上，下楼层间的高度。取H＝5m，为小提升高度。 我国目前生产的自动扶梯系列为：小提升高度H=3~10m，中提升高度H>10~45m，大提升高度H>45~65m。
(2）理论输送能力Ct：设备每小时内理论上能输送的人数。当自动扶梯的各梯级均站满人时，就达到了其理论输送能力，由下式计算：
Ct3600
式中：Ct——理论输送能力（人/h）
kv
Y1
k——承载系数，与踏板名义宽度Z1有关。取k=2.
当Z1＝0.6m时，k=1；当Z1＝0.8m时，k=1.5； 当Z1＝1.0m时，k=2。
v——额定速度（m/s），取v=0.50m/s
Y1——梯级深度（m），梯级深度一般为0.4m，取Y1=0.4m 所以 Ct=3600×2 ×0.5/0.4 = 9000(人/h)
(3) 额定速度v 自动扶梯运行速度的快慢，直接影响到乘客在扶梯上的停留时间。如果太快，影响乘客顺利登梯，满载系数反而下降。反之，速度太慢时，则不必要地增加了乘客在梯上的停留时间。因此，正确选用额定速度十分重要。
扶梯额定速度v一般为0.50m/s、0.65m/s、0.75m/s三种。取v=0.50m/s扶梯运行速度与满载系数密切相关，根据现场实测数据并经线性回归，得
＝1.1－0.6v=1.1-0.6×0.50＝0.80
所以，实际输送能力C实=Ct=90000.80=7200（人/h）
(4) 梯级名义宽度Z1 ：目前我国自动扶梯梯级名义宽度有三种规格：
0.6m、0.8m、1.0m， 取Z1=1.0m
5) 倾角为 30o
5.2 自动扶梯阻力计算
为方便起见，扶梯自重的线载荷qt表示，
Q级
2ql t级
qt——扶梯自重线载荷（N/m） Q级——单个梯级自重（N）
qt
t级——梯级节距（m） ql——牵引链条的线载荷（N/m）
经过估算每个梯级的重量为70kg 梯级的节距大约是400mm；每个滚子的重量约为2.5kg,牵引链条的节距是100mm。那么可以算出梯级的线载荷为，取g=10, 11个滚轮才间隔1.0m。
qt=
7010
2.510112=2300N/m = 2300N/m 0.4
乘客的线载荷用qr表示，
其计算公式如下
qr=
kQ t级
Q——估计平均每个乘客的重量大约600N,
t级——表示梯级的节距大约是400mm；
k——每一梯级上可站立的人数； （取0.80） ——满载系数。
代值计算结果是 qr=2400N/m
5.3 自动扶梯的功率计算
自动扶梯的总功率计算可以用总阻力法求出，其具体公式如下：
N=
Wv
1000
N——自动扶梯的总功率（KW） W——用总阻力法求出的自动扶梯总阻力
；0.50m/s ——传动系统的效率 v——自动扶梯额定速度（m/s）
（传动效率0.98）；两个链传动副（传动效率0.92）； 的计算由四对滚动轴承副，
一对蜗轮副传动（传动效率0.9）。 则 =0.9840.9220.90=0.703 代值计算总功率N=10.73KW
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致 谢
本设计从开始收集资料，到顺利完成整个设计任务，指导老师给予了耐心的指导和帮助。在选题、开题及设计的其它各个阶段，老师都定期跟踪，严格把关，给出了很多宝贵的意见和建议，对设计的顺利完成起到了关键性的作用。大到设计说明书结构，小到一个字词的运用，导师都细心的矫正，足见其耐心细致。特地向导师致以最诚挚的敬意和衷心的感谢！同时我要感谢我的同学，感谢他们在生活中的陪伴，在学习上的帮助，使我受益颇多。
附 录
附图一 自动扶梯结构图
自动扶梯安全课程设计
摘 要
随着社会主义的日益发展，人们的生活水平逐渐提高，自动扶梯应用日益广泛，大型商场，宾馆都已离不开它，且在火车站，机场，居民楼等也愈大显身手。一个完整的扶梯系统包括梯路系统，主传动系统，梯路张紧装置，扶手系统，梳齿板，桁架，电器系统，安全保护系统。通常把电动机，主传动机构，链条机构以及制动，限速机构设计成一整体，叫做驱动机。驱动机是自动扶梯最为重要的机构，它的质量直接决定了自动扶梯的工作性能，工作状态，工作寿命等。
本设计通过对自动扶梯的基本结构的认识，考虑了各方面的因素，对自动扶梯的传动机构做了选择。辨识生产中存在的危险有害因素，查找安全隐患，运用安全系统科学的方法和安全管理的手段进行分析，评价危险有害因素的危害性或事故后果的严重性，找出事故发生的规律，提出整改方案或防范措施。
关键词：自动扶梯；电动机；驱动机装置；安全评价；分析
ABSTRACT With the development of socialism，Gradually improve the people's standard of living，Escalator applications increasingly widespread，Shopping malls, hotels are inseparable from it，The railway station, airport, residential building,And so on.A complete escalator system including the ladder road system.A complete escalator system including the ladder road system.Main transmission system.Tensioner ladder road, rail system, comb plate, truss, electrical system, security protection system.Usually put the motor, main drive gear, chain institutions and braking, speed limit institutions design into a whole, called drive.Drive is the most important institutions of escalators, its quality directly determines the escalator work performance, work status, working life、、、、、、
This design through the understanding of the basic structure of escalator, considering various factors, driving mechanism of escalators made a choice. Identification of dangerous and harmful factors existing in production, find safe hidden trouble, using safety system science method and means of safety management were analyzed, and the evaluation of the dangers of dangerous and harmful factors or the severity of the consequences of the accident, find out the law of the accident, put forward the improvement scheme and preventive measures.
Keywords:Escalator. Motor; Drive device; Safety evaluation; Analysis
目 录
1 前言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2 衡阳市香江百货（东风店）简介及自动扶梯的类型 „„„„„„„„„„3
2.1 香江百货（东风店）简介 „„„„„„„„„„„„„„„„„„3
2.2 自动扶梯的类型 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3 自动扶梯的基本结构分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
3.1 驱动系统„„„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„4
3.1.1 驱动系统简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
3.1.2 驱动系统的组成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
3.2 支承部分 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
3.3 运载系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
3.4 扶手系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
3.4.1 扶手驱动系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7
3.4.2 扶手导向系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
3.4.3 扶手栏杆„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
3.4.4 扶手带„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 4 安全保护系统设计评价 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
4.1 自动扶梯安全概况 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
4.2 安全保护装置 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
4.2.1 梯级断链保护装置 „„„„„„„„„„„„„„„„„„11
4.2.2 梳齿板安全保护装置 „„„„„„„„„„„„„„„„„12
4.2.3 扶手带出入口保护开关 „„„„„„„„„„„„„„„„12
4.2.4 梯级下陷保护开关 „„„„„„„„„„„„„„„„„„13
4.2.5 防逆转、超速保护装置 „„„„„„„„„„„„„„„„14
4.2.6 驱动链断链保护开关 „„„„„„„„„„„„„„„„„14
4.2.7 手动操作紧急停止开关 „„„„„„„„„„„„„„„„15
4.3 其他装置 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 5 自动扶梯驱动功率计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
5.1 自动扶梯的主要参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
5.2 自动扶梯阻力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17
5.3 自动扶梯的功率计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
致 谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 附 录 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20
1 前言
自动扶梯是机电一体化的典型产品。近年来自动扶梯的高速度发展，不仅满足了各部门的需要，而且促进了各行业的兴隆发达，效益倍增。“自动扶梯热”的 形成和持续，将进一步促使新产品的开发和产品质量的提高。在这种形式下，普及电梯技术，研究电梯技术已成为当务之急。
自动扶梯是带有循环运动梯路向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备。它是由一台特种结构形式的输送机和两台特殊结构形式的胶带输送机组合而成的，用以建筑物的不同高度间运载人员上下的一种连续循环输送的机械设备。一系列的梯级与两根牵引链条连接在一起，在按一定线路布置的导轨上运行即形成自动扶梯梯路。牵引链条绕过上牵引链轮、下张紧装置并通过上、下分支的若干直线、曲线区段构成闭合环路。这一环路的上分支中的各个梯级（也就是梯路）应严格保持水平，以供乘客站立。上牵引链轮（也就是主轴）通过减速器与电动机相连以获得动力。扶梯两旁装有与梯路同步运行的扶手装置，以供乘客扶手之用。扶手装置同样由上述电动机驱动。为了保证自动扶梯乘客绝对安全，要求装设多种安全装置。
为了使乘客舒适，对公共场所不产生噪声污染，对扶梯的主要要求使运行平稳，噪声小。故降低噪声和振动是扶梯技术的主要攻关项目。
自动扶梯有动力源、传动机构、执行机构三部分组成。其工作原理是：电动机驱动主传动机构、链传动机构及多个滚轮，带动梯级循环运动，执行输送任务，往往把电动机、主传动机构及附加的制动与限速装置设计成一个整体，这个整体就称为驱动机。
驱动机是自动扶梯的驱动和减速机构，是其主要组成部分。主要功能是驱动扶梯减速运行，完成停车制动，限制超速和逆转运行。驱动机的产品质量直接影响整个扶梯的工作性能、工作状态、运载能力、工作寿命，扶梯对驱动机提出了极高的技术要求，研究驱动机，采用高技术设计驱动机，高质量地生产驱动机已成为开发和发展自动扶梯的重要课题。
2 衡阳市香江百货（东风店）简介及自动扶梯的类型
2.1 香江百货（东风店）简介
衡阳香江百货（东风店）坐落于东风支路17号，总面积3000多平方米，员工110多人。商品种类齐全，食品区经营糖果、饮料、酒、粮油、调味品、南北干货等；生鲜区经营水产肉食蔬果速冻净菜面包等众多生鲜商品；非食品区经营洗化用品家用百货等。
2.2 自动扶梯的类型
自动扶梯产品分类：按外形可分为平面式和空间式两种；按场合可分为室内和室外（有棚和无棚）两种；按载荷和规格可分为轻型、中型、重型三种；按传动方式可分为链条式和齿条式两种；按功能可分为商用型和公共交型。
平面式：结构较简单，造价较低，占地面积较大，应用比较广泛。空间式：它与平面式恰恰相反，造型优美，应用比较少。
链条式传动：用一定节距的链条将梯级连成一个循环，即驱动装置带动链轮，再由链轮带动链条，从而驱动梯级，使梯级做循环运动。驱动装置设置在上端（上机房），在下端设置一组链轮张紧装置。随着提升高度的提高，驱动装置和链条的负荷随之增加，扶梯结构随之庞大、重量增加。
齿条式传动：用若干根齿条将梯级连成一个循环。即驱动装置的链轮、链条与齿条啮合，从而直接驱动齿条使梯级运行。驱动装置设置在上下分支间（扶梯中间部分），根据这一特点，可以设置多个驱动装置进行驱动，可以克服链条式驱动装置的缺陷。
3 自动扶梯的基本结构分析
3.1 驱动系统
驱动系统的作用是将动力传递给予梯路系统及扶手系统。一般由电动机、减速器、制动器、传动链条、传动链轮、梯级链张紧装置等组成。其功能是驱动梯级和扶手带的运动。
3.1.1 驱动系统简介
按驱动系统所在自动扶梯的位置可分为端部驱动系统和中间驱动系统两种。端部驱动结构形式生产时间已久，工艺成熟，维修方便，我国绝大多企业均生产这种形式结构。
端部驱动是常用的一种驱动装置。驱动机组通过传动链条带动主驱动轴，主驱动轴上装有两个牵引链轮、两个扶手驱动轮、传动链轮以及紧急制动器等。牵引链轮上装有一系列梯级，由主轴上的牵引链轮带动。主轴上的扶手驱动轮通过扶手传动链条使扶手驱动轮驱动扶手胶带。另有扶手胶带压紧装置，以增加扶手胶带与扶手驱动轮间的摩擦力，防止打滑。
3.1.2 驱动系统的组成
（1）主机 ：扶梯的动力，通过主驱动链使主轴转动。
1-扶手带 2牵引链轮 3-控制柜 4驱动机组 5-传动链条 6-传动链轮
7-主驱动轴 8-扶手驱动轮 9-扶手带压紧装置 10-梯级链条 11-梯级
图1 主机图
（2）主驱动轴：轴使的梯级链轮带动梯级链，使安装在梯级链条上的梯级运功；轴上的扶手带驱动链以相同的方式驱动扶手带驱动轮，使扶手带运功。
（3）梯级链轮张紧装置：使自动扶梯的牵引链条获得必要的初张紧力，以保证自动扶梯正常运转。
（4）自动润滑装置：其功能是定时、定量对梯级、主驱动链等运动部件进行润滑。
1-链轮 2拉簧
图2 自动润滑图
3.2 支承部分
自动扶梯的支承部分即扶梯的桁架，桁架架设在建筑物结构上，能支承全部部件和乘客的重量，用型钢焊接而成。 桁架上所有的弦、柱及对角支承均可采用角钢、方形钢管焊接而成。要求刚度好、重量轻。根据设计需要和便于运输，桁架一般分成三段，即上水平段框架、倾斜段框架、下水平段框架。提升高度较大时，再对倾斜段分段。
1-上弦 2-对角支撑 3-柱 4-下弦
图3 支承结构图
3.3 运载系统
运载系统由梯级、牵引链条、梯路导轨系统、地板和梳齿板等组成，其功能是运送乘客。梯级链将主机的动力传送给梯级，使梯级沿着导轨运动。
（1）梯级
1-梯级竖版 2-梯级踏板 3-主动轴 4-梯级主轮 5-梯级构架 6-梯级副轮
图4 自动扶梯梯级图
梯级的功能是用来运送乘客，是扶梯的工作部件。梯级上有四个轮子，二个直接装在梯级上，称为梯级滚轮；另二个装在梯级链上，使梯级与梯级相连，称为梯级链滚轮。由于梯级链滚轮受的力要大一些，又称为梯级主轮；梯级滚轮则被称为副轮。
（2）牵引链条
牵引链条是自动扶梯主要的传递动力构件，其质量直接影响自动扶梯的运行平稳和噪声高低。
1-销 2-链板 3-滚子 4-梯级主轮 5梯级轴
图5 牵引链条图
（3）梯路导轨系统
自动扶梯梯路导轨系统包括主轮和辅轮的全部导轨、反轨、导轨支架及转向壁等。导轨系统的作用在于支承由梯级主轮和辅轮传递来的梯路载荷，保证梯级按一定的规律运动以及防止梯级跑偏等。
（4）地板与梳齿板
地板为乘客在扶梯两端提供站立平台，同时又是机房的盖板，梳齿板位于梯级的出入口。梳齿板上的梳齿与梯级的齿槽相啮合，保证梯级在回转时的安全性。
3.4 扶手系统
扶手装置主要有扶手驱动系统、扶手导向系统、扶手带 和栏杆组成。
3.4.1 扶手驱动系统
常见的扶手驱动系统有两种结构型式，一种是传统的使用 摩擦轮驱动扶手系统，另一种是压滚驱动型式。
（1）摩擦轮驱动
1） 小提升高度自动扶梯的摩擦轮驱动扶手系统。扶手胶带围绕若干组导向滚轮柱群、进出口的改向滚 柱群及导轨构成闭合环路的扶手系统。扶手与梯级由同一个驱动装置驱动，并且应该保证两者的运行速度基本相同。这种扶手系统采用手动的张紧装置，其特点是结构紧凑，但张紧行程小，要求扶手胶带延伸率小
2） 大、中提升高度自动扶梯的摩擦轮驱动扶手系统。扶手胶带围绕主动滑轮、偏斜滑轮、支承滚柱群以及导轨等形成闭合环路，同样由梯级驱动装置获得动力。扶手胶带的张紧则由在下分支增加的中间迂回环路来实现。由于在上下出入口处的扶手胶带及扶手滑轮要求位于同一垂直平面内，所以扶手胶带绕过迂回环路后，必须再回到原来的平面内。为使扶手胶带绕过迂回环路时不与主环路碰，中间迂回环路的动滑轮应偏斜安置，动滑轮与张紧重锤相连。这种结构的动滑轮与定滑轮的扶手胶带扭角大，因此扶手胶带磨损较快。
3) 摩擦轮驱动的特点
摩擦轮扶手驱动系统需要设置压带装置。因为驱动扶手胶带运动是靠驱动滑轮与扶手胶带间的摩擦力，而要形成足够的摩擦力，必须借助张紧装置使扶手胶带保持一定的张力。当摩擦力不足以驱动而导致扶手胶带打滑时，由于构造上的原因，驱动轮的包角不能再增加，因而需要增加压带装置来增加摩擦力。
(2)压滚轮驱动型式的扶手系统
这种系统由扶手胶带的上下两组压滚组成。上压滚组由自动扶梯的驱动主轴获得动力驱动扶手胶带，下压滚组从动，压紧扶手胶带。其扶手胶带基本上是顺向弯曲，较少反向弯曲，弯曲次数大大减少，降低了扶手胶带的僵性阻力。 从
扶手胶带使用寿命考虑，压滚轮驱动扶手系统大大增加了扶手胶带的使用寿命。摩擦轮驱动扶手系统由于扶手胶带要进行多次弯曲和反复弯曲，多次经过导向滑轮、导向滚柱组、改向滚柱组，增加了扶手胶带的僵性阻力等，这些阻力又随扶手胶带的张力增大而增大。 3.4.2 扶手导向系统
导向滚轮柱群、进出口的改向滑轮、支承滚轮组和改向滚柱组构成闭合环路的扶手导向系统。 3.4.3 扶手栏杆
由围裙版、内盖板、护壁板、外盖板以及外装饰板组成。其特点主要表现在护壁板的形式上，主要有全透明无支撑式（E型）、半透明有支撑式（F型）和不透明有支撑式（I型）。透明材料均采用钢化玻璃，而不透明材料一般都使用不锈钢板来制造。不同型式的护壁板其制造时安装方式不同。 3.4.4 扶手带
按照内部衬垫不同分为多层织物衬垫胶带、织物夹钢带 胶带和织物夹钢丝绳胶带。多层织物衬垫胶带其结构延伸率大，而织物夹钢带胶带在工厂里已做成闭合环形带，不需要在施工现场拼接，延伸率小。缺点是钢带与橡胶织物间脱胶 时，钢带会在扶手带内隆起，甚至戳穿帆布造成扶手胶带损 坏。夹钢丝绳胶带，这种结构在织物衬垫层中夹一排细钢丝 绳，即增加扶手胶带的强度，又可以控制扶手胶带的伸长，它也是在工厂内做成了闭合环形，不需要在施工现场拼接。这种胶带是最常用的形式。
扶手系统由扶手带，扶手带驱动装置、扶手装置等组成。 (1)扶手带：与梯级以相同速度运动，供人扶手的部件。 (2)扶手带驱动装置：其功能是驱动扶手带。
(3)扶手装置：扶手装置是乘客乘扶梯时扶手用的，同时起到护栏的作用。它由扶手带、扶手带导轨、扶手支架、扶手栏板、内外盖板及裙部组成。
4 安全保护系统设计评价
4.1 自动扶梯安全概况
伴随中国经济的飞速发展，社会城市化水平和百姓生活水平的提高，电梯作为住宅楼、写字楼等楼宇内的垂直运输工具，已经像其他交通工具一样，成为我们日常生活中一个不可或缺的组成部分。在令人振奋的市场发展氛围下，时有发生造成人身伤害的电梯事故，偶有见诸媒体的电梯质量纠纷有关报导，显示中国电梯行业仍然存在不尽和谐之音。
表1 历年扶梯事故数据表
表2 历年各类扶梯事故数据表
当然，这种分析及其数学结果，绝不能让我们的思想和工作产生丝毫的麻痹与懈怠，因为确保电梯的安全运行，关系到广大人民群众的根本利益。媒体和百姓的关注，既说明人们伴随生活水平提高自我保护意识的普遍增强，也充分说明我们工作职责之重要。这恰恰是在敦促和激励我们，要通过制度化的有效工作和长期不懈的努力，不断提高中国电梯的安全水平，保证电梯运行的长治久安。
4.2 安全保护装置
安全保护系统的功能是当自动扶梯处于不安全状态，安全装置使之停止。最常见的保护装置有：
（1）梯级链的安全保护：当梯级链过分伸长或断裂时，使扶梯停止。 （2）梳齿板安全保护：当梯级在通过梳齿板受到阻碍时使扶梯停止。
（3）扶手带出入口保护：防止手伸入扶手带入口的保护。
（4）梯级运行安全保护：当梯级滚轮破损导致梯级塌陷时迫使梯级停止。 （5）防逆转、超速运行保护：当驱动链松弛或破断时或当运行中的扶梯在速度超过名义速度的1.2倍之前自动停止运行。
（6）驱动链断链保护:当发生断链情况时，能立即停止自动扶梯的运行。 （7）手动操作紧急停止:保证当发生紧急情况时使自动扶梯停止运行，避免造成事故的发生。 4.2.1梯级断链保护装置 (1)设置的目的
链条应能在张紧装置的移动超过±20 mm 时自动扶梯和自动人行道应自动停止运行。且不允许采用拉伸弹簧作为张紧装置。如果采用重块张紧时，一旦悬挂装置断裂，重块应能安全地被截住。
梯级断链保护开关就是为了满足上述要求而设置的。而开关的结构必须是安全触点型的或者是安全电路。 （2）作用与原理
梯级链断链保护装置是指安装在自动扶梯下回转端站机仓内的梯级链张紧装置中的电气开关，每侧梯级链张紧装置中均安装有一个开关。当梯级链断掉或过于松驰时，在张紧弹簧的作用下，涨紧装置会往前、后移动而断开梯级链安全开关，从而切断自动扶梯的控制电源，使自动扶梯停止运行。该开关需要在排除故障后手动复位。
图7 梯级保护装置图
4.2.2梳齿板安全保护装置
（1）设置的目的
GB 16899-2011第5.7.3.2.5规定：梳齿板应设计成当有异物卡入时，梳齿在变形情况下仍能保持与梯级或踏板正常啮合，或者梳齿断裂。
第5.7.3.2.6规定：如果卡入异物后并不是上述所述的状态，梳齿板与梯级或踏板发生碰撞时，自动扶梯或自动人行道应自动停止运行。
由上述要求可知，设置梳齿板开关的目的是保证卡入的异物不会对梯级、踏板、胶带或梳齿板支撑结构造成破坏。而设置的开关结构必须是安全触点型的或者是电气安全装置。 （2）作用与原理
在上下梳齿板两侧端各装有一个梳齿板安全开关，如下图所示。一旦梯级与梳齿相啮合处有硬物卡住时，将使梳齿板向后或向上移动，从而断开梳齿板安全开关，使自动扶梯停止运行。该开关同样需要手动复位。
图8 梳齿板保护装置图
4.2.3 扶手带出入口保护开关 (1)设置的目的
GB16899-2011第5.6.4.3规定：在扶手转向端的扶手带入口处应设置手指和手的保护装置，并应设置一个符合表6的i)规定的安全装置。
由国家标准的规定可知，设置出入口保护开关的目的就是：防止人的手或手指被扶手带带入裙板内而造成伤害。该条款并不只是保护乘客，同时也保护在自动扶梯四周玩耍的儿童。为此该保护开关应该是符合安全触点形式的或者是采用安全电路。
(2)作用与原理
开关安装在自动扶梯的四个扶手端部的扶手带出入口处，
该装置中含有一
只滚轮压杆式开关。该开关有两类：一类是 其开关为非自动复位型，另一类是自动复位型。如下图所示为一种形式的出入口保护装置。正常时扶手带从左右两块滑块中穿过，当人的手随扶手带运动至出入口时，手指将会触发滑块，滑块在滑槽 内左右运行，同时触发电气开关，切断 控制系统，使自动扶梯停止运行。 4.2.4 梯级下陷保护开关
如果因梯级或踏板的任何部分下陷而不能再保证与梳齿板的啮合，规定的安全装置应使自动扶梯或自动人行道停止运行。该安全装置应设置在每个过渡圆弧段之前，以保证下陷的梯级或踏板在到达梳齿与踏面相交线前有足够的距离,该监测装置可监测梯级或踏板的任一位置。 (1)设置的目的
上述可知，设置梯级下陷保护开关的目的就是保证梯级或踏板与梳齿板之间的正常啮合尺寸，由此确保乘客的脚、裤子等不会被梯级与梳齿板之间发生变化的间隙所夹持。对于开关，标准规定了设置的位置以及检测的范围。安装的位置应该是下陷的梯级在自动扶梯停止下来后仍处在梳齿板相交处的外面，即不能到达相交线处。并且还规定了梯级的任何部位的下陷，都应该能被检测到。而且，开关应该满足安全触点或者安全电路的要求。
(2)作用与原理
梯级下陷安全保护开关安装在扶梯倾斜段靠近上、下圆弧曲线段处。当梯级副轮的轮缘损坏而使梯级下沉时，通过与该装置上的两根 检测杆相碰而转动六角杆件，使得六角杆件上的凸轮断 开触点开关，从而使自动扶梯停止运行。如下图所示。
图9 梯级下陷保护开关图
4.2.5 防逆转、超速保护装置
自动扶梯和自动人行道应在速度超过名义速度的1.2倍之前自动停止运行。
如果采用速度限制装置，该装置应能在速度超过名义速度的1.2倍之前切断自动扶梯或自动人行道的电源。
超速常常发生在满载下行时，速度的加大可能会造成乘客在达到下出口后不能及时地离开，而造成人员堆积的情况，由此可能引发挤压和踩踏事故的发生。逆转一般是发生在正常满载上行时，梯级突发改变方向而向下溜车，其造成的后果也是乘客在达到下出口后不能及时地离开而堆积，由此引发挤压和踩踏事故的发生。
(1)设置的目的
设置超速保护装置的目的就是保证当梯级超速运行时或者发生逆转时立即停止运行，从而保证乘客的安全。因为标准对超速保护装置进行了规定，因此采用的超速保护装置应该满足安全触点或者安全电路的要求。而对于起动检查、欠速检查由于标准没有强制规定要求，因此，可以不需要满足安全触点或者安全电路的要求。
(2)作用与原理
超速、逆转保护装置的形式有多种，其中一种超速保护装置，它安装于自动扶梯主轨(30°自动扶梯)或返轨(35°自动扶梯)上，每台自动扶梯装有两对，对梯级的肋条进行扫描检查，产生两个与自动扶梯运行速度成正比的互相独立的脉冲信号。
该装置组成的安全电路是一种附有多种监控功能的电路，可实施下列检查：
1) 起动检查：如果自动扶梯通电后短时间内梯级没有起动，则自动扶梯就会被制动。
2) 梯级丢失检查：如果有梯级发生丢失，则在丢失所造成的空挡到达梯级前置轨道前，自动扶梯就会被制动。
3) 超速检查：如果自动扶梯的运行速度超过额定速度20%,则自动扶梯将会被制动。
4) 欠速检查：如果自动扶梯的运行速度低于额定速度20%,则自动扶梯将会被制动。
5) 运行方向逆转检查：如果自动扶梯的运行速度降到一定的程度，自动扶梯运行方向会发生逆转，以致造成危险，则上行自动扶梯将会被制动。 4.2.6 驱动链断链保护开关 (1)设置的目的
工作制动器与梯级、踏板或胶带驱动装置之间的连接应优先采用非摩擦传动
元件，例如：轴、齿轮、多排链条、两根或两根以上的单根链条。所有驱动元件静力计算的安全系数不应小于5。如果采用三角传动皮带，不应少于3根。 (2)作用与原理
驱动链断链保护开关安装于主驱动链旁，该开关与主轴上的附加制动器一起配用，其作用是当主驱动链断裂时，此安全开关将立即动作，切断自动扶梯的电源，并引发附加制动器动作，防止梯级下滑。 4.2.7 手动操作紧急停止开关
自动扶梯或自动人行道应有在紧急情况下使其停止的紧急停止开关。紧急停止开关应设置在自动扶梯或自动人行道出入口附近、明显而易于接近的位置。 紧急停止开关之间的距离应符合以下规定： ——自动扶梯，不应大于30 m； ——自动人行道，不应大于40 m。
为保证上述距离要求，必要时应设置附加紧急停止开关。 (1)设置的目的
紧急停止开关应为符合规定的电气安全装置。其目的就是保证当发生紧急情况时，任何一个人都能够方便、快捷的操作紧急制动按钮，使自动扶梯停止运行，避免造成事故的发生。 (2)作用与原理
紧急停止开关分为设置于围裙板上的紧急停止开关和控制箱上紧急停止开关两种。当按下该按钮时，应能使自动扶梯立即减速并制动，这与动作安全开关的情况是一样的。
4.3 其他装置
除上述提到的安全保护装置外，还增加了以下的一些安全保护装置： (1)检修盖板和楼层板的电气保护装置； (2)梯级或踏板缺失监测装置； (3)防爬装置； (4)阻挡装置； (5)围裙板防夹装置； (6)扶手带速度监测装置； (7)静电防护等。
5 自动扶梯驱动功率计算
自动扶梯的驱动装置是扶梯的主要部件，其作用是将动力传递给梯路系统及扶手系统。在驱动机功率时，要用到自动扶梯的各个参数，需要了解自动扶梯的运动。
5.1自动扶梯的主要参数
自动扶梯的主要参数有：提升高度H，理论输送能力Ct，额定速度v，梯级
宽度Z1，及梯级的倾斜角度等。
（1) 提升高度H：建筑物上，下楼层间的高度。取H＝5m，为小提升高度。 我国目前生产的自动扶梯系列为：小提升高度H=3~10m，中提升高度H>10~45m，大提升高度H>45~65m。
(2）理论输送能力Ct：设备每小时内理论上能输送的人数。当自动扶梯的各梯级均站满人时，就达到了其理论输送能力，由下式计算：
Ct3600
式中：Ct——理论输送能力（人/h）
kv
Y1
k——承载系数，与踏板名义宽度Z1有关。取k=2.
当Z1＝0.6m时，k=1；当Z1＝0.8m时，k=1.5； 当Z1＝1.0m时，k=2。
v——额定速度（m/s），取v=0.50m/s
Y1——梯级深度（m），梯级深度一般为0.4m，取Y1=0.4m 所以 Ct=3600×2 ×0.5/0.4 = 9000(人/h)
(3) 额定速度v 自动扶梯运行速度的快慢，直接影响到乘客在扶梯上的停留时间。如果太快，影响乘客顺利登梯，满载系数反而下降。反之，速度太慢时，则不必要地增加了乘客在梯上的停留时间。因此，正确选用额定速度十分重要。
扶梯额定速度v一般为0.50m/s、0.65m/s、0.75m/s三种。取v=0.50m/s扶梯运行速度与满载系数密切相关，根据现场实测数据并经线性回归，得
＝1.1－0.6v=1.1-0.6×0.50＝0.80
所以，实际输送能力C实=Ct=90000.80=7200（人/h）
(4) 梯级名义宽度Z1 ：目前我国自动扶梯梯级名义宽度有三种规格：
0.6m、0.8m、1.0m， 取Z1=1.0m
5) 倾角为 30o
5.2 自动扶梯阻力计算
为方便起见，扶梯自重的线载荷qt表示，
Q级
2ql t级
qt——扶梯自重线载荷（N/m） Q级——单个梯级自重（N）
qt
t级——梯级节距（m） ql——牵引链条的线载荷（N/m）
经过估算每个梯级的重量为70kg 梯级的节距大约是400mm；每个滚子的重量约为2.5kg,牵引链条的节距是100mm。那么可以算出梯级的线载荷为，取g=10, 11个滚轮才间隔1.0m。
qt=
7010
2.510112=2300N/m = 2300N/m 0.4
乘客的线载荷用qr表示，
其计算公式如下
qr=
kQ t级
Q——估计平均每个乘客的重量大约600N,
t级——表示梯级的节距大约是400mm；
k——每一梯级上可站立的人数； （取0.80） ——满载系数。
代值计算结果是 qr=2400N/m
5.3 自动扶梯的功率计算
自动扶梯的总功率计算可以用总阻力法求出，其具体公式如下：
N=
Wv
1000
N——自动扶梯的总功率（KW） W——用总阻力法求出的自动扶梯总阻力
；0.50m/s ——传动系统的效率 v——自动扶梯额定速度（m/s）
（传动效率0.98）；两个链传动副（传动效率0.92）； 的计算由四对滚动轴承副，
一对蜗轮副传动（传动效率0.9）。 则 =0.9840.9220.90=0.703 代值计算总功率N=10.73KW
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心.2004.44~60
致 谢
本设计从开始收集资料，到顺利完成整个设计任务，指导老师给予了耐心的指导和帮助。在选题、开题及设计的其它各个阶段，老师都定期跟踪，严格把关，给出了很多宝贵的意见和建议，对设计的顺利完成起到了关键性的作用。大到设计说明书结构，小到一个字词的运用，导师都细心的矫正，足见其耐心细致。特地向导师致以最诚挚的敬意和衷心的感谢！同时我要感谢我的同学，感谢他们在生活中的陪伴，在学习上的帮助，使我受益颇多。
附 录
附图一 自动扶梯结构图