Специальным видом цепного конвейера, предназначенного для транспортирования пассажиров с одного уровня на другой, являются эскалаторы (рис. 1), представляющие собой наклонные конвейеры, несущими элементами в которых являются специальные ступени 1, укрепленные с обеих сторон на тяговых цепях 2.
Эскалатор. Схема эскалатора.
Рис. 1: а — схема; б — общий вид
Каждая ступень имеет четыре катка, перемещающихся по направляющим путям. Эскалаторы широко используются в метрополитенах и в общественных, торговых и административных зданиях. Опыт эксплуатации эскалаторов показывает, что скорость движения полотна может составлять 0,5÷1 м/с в зависимости от места установки эскалатора и от характера пассажиропотока. Так, в метрополитене скорость несколько больше (0,7÷1 м/с), чем в зданиях с небольшой высотой подъема (0,5÷0,75 м/с). Большое внимание при проектировании эскалаторов уделяется вопросам ограничения замедлений при остановках и ускорениях при пуске, так как эти параметры влияют па самочувствие пассажиров и на безопасность эксплуатации. При пуске эскалатора ускорения не должны превышать 0,6 м/с2 в первый момент и 0,75 м/с2 в остальное время разгона. Замедление при торможении рабочими тормозами при движении вниз не должно быть более 0,6 м/c2, а при движении вверх — более 1 м/c2. При торможении аварийным тормозом замедление не должно превышать 2 м/с2. Устойчивость пассажиров на полотне эскалатора зависит главным образом от скорости изменения ускорения или замедления (так называемого рывка), оказывающей физиологическое воздействие на пассажира.
Расчет и устройство эскалатора
Производительность эскалатора, численно равная числу пассажиров, перемещаемых в течение 1 часа работы, определяется по зависимости:
где tст — шаг ступени, м; n — число пассажиров на одной ступени; V — скорость движения полотна эскалатора, м/с; φ — коэффициент заполнения полотна: φ = 0,75÷0,8 — для пассажиропотока обычной интенсивности и φ = 1÷1,1 — в часы пик.
Хотя формула показывает прямую пропорциональность производительности от скорости, на самом деле изменение скорости приводит к изменению коэффициента заполнения полотна пассажирами. На основании опытных данных φ = 0,6 (2 — V).
Для отечественных эскалаторов угол наклона к горизонту принят равным 30°. Ширина ленточного полотна может быть равна 1000, 660 и 625 мм.
Как правило, эскалаторы работают в непрерывном режиме с большим коэффициентом использования в течение суток. Поэтому к приводу эскалатора предъявляются повышенные требования в отношении прочности и износостойкости деталей. Привод эскалатора 5 (рис. 1, а) состоит из электродвигателя, передаточного механизма, рабочих и аварийных тормозов, соединительных муфт. Свободный конец вала электродвигателя или входного вала передаточного механизма соединяется дополнительной передачей с устройством вспомогательного привода, используемого при ревизиях и ремонтах. В основу расчета привода и ходовой части эскалатора положен метод обхода трассы по участкам для случая работы эскалатора на подъем и па спуск (с нагрузкой и без нее).
Неотъемлемой частью эскалатора является поручневое устройство 3 (рис. 1, а). Поручень предоставляет собой склеенную из полос высококачественных тканевых прокладок С-образную ленту, охватывающую направляющую поручня. Поверхность ленты с наружной стороны покрыта слоем резины. На верхней (рабочей) ветви поручень движется по направляющим фасонного профиля. Ведущим блоком 4 поручневого устройства является концевой блок приводной станции, обод которого для лучшего сцепления с поручнем футеруется резиной. Натяжное устройство 6 поручня располагается на холостой ветви и состоит из неподвижной направляющей, натяжного блока, установленного на подвижной каретке, направляющей каретки и грузового натяжного устройства.
Эскалатор оборудуют рядом предохранительных устройств, останавливающих его в случае повреждения или угрозы повреждения. Эти устройства срабатывают при подъеме ступеней перед гребенками входа и выхода, обрыве или внезапной вытяжке поручня, увеличении скорости эскалатора на 25% выше номинальной и внезапном изменении направления движения, отключении питания катушек электромагнитов рабочих тормозов (см. Тормозной электромагнит) или гидротолкателей и неразмыкании тормозов при пуске.
Привод эскалатора должен быть оборудован одним или двумя одновременно и автоматически действующими рабочими тормозами нормально замкнутого типа, расположенными на входном валу редуктора, и одним или двумя также одновременно и автоматически действующими аварийными тормозами, расположенными на главном приводном валу. Рабочие тормоза должны срабатывать при отключении электродвигателя главного или вспомогательного приводов, обеспечивая замедления, не превышающие регламентированных правилами, при этом тормозная сила рассчитывается из условия удержания двойной эксплуатационной нагрузки.
Аварийные тормоза должны действовать при увеличении скорости полотна на 30% по отношению к номинальной скорости движения или при самопроизвольном изменении направления движения полотна, работающего на подъем, обеспечивая указанные замедления. Эти тормоза должны действовать автоматически при любом нарушении кинематической связи в приводе между валом двигателя и главным валом эскалатора и должны затормозить лестничное полотно при движении его на спуск.
Действительная эксплуатационная погонная нагрузка, отнесенная к 1 м длины полотна эскалатора:
где q1 — масса, приходящаяся на 1 м2 площади ступени (q1 = 325 кг/м2); А — глубина ступени; В — ширина ступени; tст — шаг ступеней; φ — коэффициент заполнения полотна.
Пусковые и тормозные характеристики эскалаторов проверяются по максимальной нагрузке:
где 1,35 — коэффициент перегрузки.
Наиболее благоприятно сказывается на ощущениях пассажиров торможение, когда замедление с начала торможения плавно возрастает, а затем постоянно и плавно убывает к концу процесса. При проектировании можно рекомендовать трапециевидную диаграмму изменения тормозного момента.