自动扶梯重载实验技术研究

见龙江

（北京市地铁运营有限公司机电分公司，北京 100043）

0 引言

重载型自动扶梯最早在GB50157-2013《地铁设计规范》中有相关要求，其中北京地方标准DB11-75-2010、广东地方标准DB44/T2015-2017，都有关于重载型自动扶梯的明确技术要求和安装安全规范[1]。我国当前的重载型自动扶梯全国标准，为了建立统一公式，加强技术交流，应抵制轻质化，进一步规范重载型扶梯市场，结合使用实践，不断优化技术水平，促进重载型扶梯又好又快发展。

1 重载实验意义

重载实验是电梯最大载荷的前提条件，也是自动扶梯一天内运行的载荷规律。由于扶梯在使用过程中会存在客流高峰期，根据客流的变化规律，一般早中晚会出现三个客流高峰，随着高峰期的来临和回落会保持一定的客流强度。载荷条件是扶梯运行过程中的基本重载概念，在设计过程中，重点强调计算机件的运行寿命，与电机功率关联性不大。重载型的扶梯载荷条件是每天工作20小时，且全年不间断工作，以每3小时为一个区间，重载时间应连续且大于1小时，制动载荷应达到100%，其余2小时的制动荷载应达到至少60%[2]。根据下图所示功率——客户曲线，是对重载型自动扶梯的客流情况做测试分析，以广州地铁1号线和3号线做测试，证实了重载型扶梯荷载特性。

根据《自动扶梯》中的等效载荷计算公式为：

扶梯满载率100%时，每个梯级应站2人，通过图1、图2表明，该客用扶梯每日客流高峰期为早、中、晚三个上下班时段，满载率达到了85%以上，根据行业标准，满载率85%以上情况下，最高可承受6000N/m2均布载荷。为了增加安全系数，扶梯运行过程中，梯级宽度应保持1米，倾角保持30°，上下水平梯级保持4块，速度要求0.65米/秒，其中每个梯级的额定负载要求1200N，梯级深度为0.4米。

图1 功率——客户曲线

图2 功率——客户曲线

2 重载实验

2.1 制动载荷和制动距离

自动扶梯重在实验是对其安全评估的一种检验方式，下面是从《GB_16899-1997_自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》中选取有关制动载荷和制动距离的标准[3]。

（1）自动扶梯制动载荷

每块梯级的制动载荷由其名义宽度（z）来确定，如图3所示：

图3 自动扶梯制动载荷

z ≤0.6m时，制动载荷为60kg；

0.6m＜ z ≤0.8m时，制动载荷为90kg；

0.8m＜ z ≤1.1m时，制动载荷为120kg。

（2）自动扶梯的制动距离，见表1。

表1 空载和有载向下运行自动扶梯的制动距离

若速度在上述数值之间，制停距离用插入法计算，制停距离应从电气制动装置动作时开始测量。

备注：制动距离范围（0.65m/s）应满足空载距离不小于0.3m，满载距离不大于1.3m。

2.2 重载实验实施方法

（1）实验前根据自动扶梯属性（提升高度、梯级宽度、可见梯级踏板高度）计算出被评估自动扶梯的总制动载荷；

（2）实验前计算出被评估自动扶梯的受载梯级的数量（实际装砝码梯级数量为计算出受载梯级数量的2/3，留下1/3的可见梯级要使扶梯正常运转，否则可见梯级装满砝码扶梯无法运转）；

（3）被评估自动扶梯停梯时，将其总制动载荷平均分布在受载梯级上；

（4）自动扶梯运行平稳后，迅速按下急停按钮，观察制动距离；

（5）手动释放抱闸，观察附加制动器是否动作且自动扶梯不溜车；

2.3 应用实例

2016年7月14日，北京市特种设备检测中心在六道口对B出入口2#扶梯进行重载实验（每块实验用砝码重25千克）。

（1）自动扶梯基础数据：

六道口B出入口2#扶梯为蒂森克虏伯732型扶梯，提升高度15680mm，额定速度0.65m/s，梯级宽度1m，最大可见梯级踢板高度200mm。

（2）计算与实施步骤：

①计算受载梯级数量：受载梯级数量=（提升高度/最大可见踢板高度）*（2/3）

（15680mm/200mm）*（2/3）≈52（块）（2）

②计算总制动载荷：总制动载荷=每块梯级制动载荷*（提升高度/最大可见踢板高度）

120kg*（15680mm/200mm ）=9408（kg）（3）

③计算每块梯级所载砝码个数：砝码个数=（总制动载荷/受载梯级数量）/每块砝码重量

（9408kg/52块）/25kg≈7块（4）

④停梯后，每块梯级上装7个砝码，由上头部向下装52块梯级。

⑤钥匙下行开梯，待自动扶梯平稳运行时，按下急停按钮，扶梯停止运行。

⑥现场查看制停距离为600mm，符合国标要求。

⑦手动释放抱闸，附加制动器动作，附加制动器正常动作。

⑧将砝码取下，试运行扶梯，检查无异常。

2.4 配合重载实验注意事项

（1）机电人员应提前做好对每块梯级所承载重量的计算，对实验步骤熟悉，以便能够对现场严格监控；（2）做好安全教育，由于砝码重量较大，提醒搬运人员将砝码稳放在梯级上，上下梯级时注意人身安全；（3）待砝码全部取下后，测量自动扶梯空载时的制停距离，应符合国标；（4）重载实验完成后，试运行自动扶梯，确保扶梯无异常后，检查环境无遗留物品后再撤离。

3 额定载荷

额定载荷是设备设计的输送载荷，要求对自动扶梯的每个梯级设置相应的输送载荷。这种承载件的强度主要是在主电机的驱动下来计算额定载荷，一般重载型的扶梯额定载荷应不低于100%的制动荷载。我国目前没有对重载型自动扶梯做出统一规定，只有在标准GB16899-2011中对额定荷载做了相关解释。一般如果自动扶梯用户没有过多要求，当前运行的普通自动扶梯梯级额定载荷为制动荷载的40%，公交型自动扶梯要求较高，按照行业标准目前为制动载荷的60%[4]。

当前运行的自动扶梯，在没有特殊前提要求的情况下，运行过程会取制动载荷的80%，取最低值的目的是即便应对大体量的早晚客流高峰，自动扶梯所承受的人员也不会超出其运输能力，具体标准参考GB16899-2011，附录H中有明确要求，满足当前电梯最大载荷的运行需求。而在该附录中，梯级名义要求的宽度、速度、人数都有明确要求。其中宽度为1米，速度0.65米/秒，最大承受能力7300人/小时。按照GB16899-2011标准测算出梯级的输送载荷是83%的制动载荷，有些大城市客流高峰期，自动扶梯客流强度达到8000人/小时，严重超出了其制动载荷标准，导致扶梯运行过程中出现异常声响和振动，为了确保人员安全，车站会安排工作人员加以疏导，甚至在高峰时段难以控制的局面下关停处理[5]。

4 结语

本文介绍了自动扶梯重载实验，制动荷载及制动距离、重载实验分析、应用实例和注意事项等内容，对重载型自动扶梯实验前提条件及额定荷载、电机的额定功率等做了重点阐述。结合当前我国自动扶梯运行环境条件以及重载型自动扶梯规范，应完善行业标准，为人们出行提供便利的基础上，保障自动扶梯运行的安全性和稳定性。