自动扶梯主驱动链条性能测试分析与润滑保养

科技与创新┃Science and Technology & Innovation

文章编号：2095－6835（2016）03－0010－02

2016年 第3期 自动扶梯主驱动链条性能测试分析与润滑保养

庞旭旻，仇润鹤

（1.上海市特种设备监督检验技术研究院，上海 200333；2.东华大学，上海 201620）

摘 要：近年来，随着自动扶梯数量的增多，各地自动扶梯事故率也逐年上升。虽然自动扶梯事故的死亡率比电梯低，但是，对伤者造成的伤害、产生的社会影响是相当严重的。2014年上海地铁内自动扶梯倒溜事故引起了全社会的关注。简要介绍了自动扶梯主驱动链的运行特点，测试和分析了在用自动扶梯主驱动链条的性能，并阐述了主驱动链条润滑保养的方法及其对扶梯性能的影响。

关键词：自动扶梯；主驱动链条；性能测试；润滑保养

中图分类号：TU857 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.010

所示。在测试过程中，未见链片失效结果，机械拉伸受力方向为沿链片长轴方向，以拉力为主。而在扶梯链条运行的过程中，链片的受力方向较为复杂，所以，测试时要重点考虑链片受扭转、剪切和弯折等情况的影响，重点考察链片的冲击韧性（Ak）。

由机械拉伸曲线可知，在4件测试件中，1件为无效测试件（夹持打滑），3件为有效测试件，平均拉伸受力为132.36 kN，低于扶梯的标准性能指标。

断裂位置均为销轴，断裂销轴断面宏观形貌呈典型的“台阶+剪切唇+放射花样”复合形貌，如图2、图3所示。由此可知，试件断口方向与销轴轴向呈一定的夹角，应为塑性断裂为主、后期脆断的复合型断裂。

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随着经济的发展，我国自动扶梯的年产量和在用数量在快速增长。由上海市质量技术监督局特种设备监察数据库提供的数据可知，上海作为特大型现代化城市，在用自动扶梯共有15 503台，其中，全网络地铁站自动扶梯数量在1 900台左右。自动扶梯与垂直电梯在结构和使用场合上有明显的差别，因为自动扶梯属于连续运输人员的特种设备，大部分被安装在人员较为密集的商场、交通运输枢纽中心等地区，一旦发生事故，不仅会威胁人员安全，还会使现场秩序和运输受到冲击。2014-04-02T08：20，在上海地铁静安寺站的换乘通道内，一部上行方向的自动扶梯突然倒行，导致十几名乘客摔倒受伤。引发该起事故的直接原因是自动扶梯主驱动链条断裂，导致梯级失去动力牵引，在重力的作用下沿梯路失速下滑，使得站立在梯级上的人员摔倒。鉴于此，

.com.cn. All Rights Reserved.此类事件应引起相关部门的高度重视。主驱动链条是属于低速重

载的传动链条，如果存在制造缺陷或者润滑不良（加剧链条的疲劳磨损）的问题，就都会导致其断裂。 1 扶梯主驱动链条性能测试与分析

上海地铁某扶梯主驱动链条过渡链节的链片在服役过程中发生断裂，导致扶梯在运行过程中倒溜。结合事故情况，选取未失效的正常链条做力学性能测试。

测试试件有Ⅰ型试件（截取链条长度约0.5 m，截取段为不包含过渡链节结构的正常链节）、Ⅱ型试件（截取链条长度约0.5 m，截取段包含一节过渡链节结构）。

测试项目是机械拉伸试验，以获得拉伸载荷-应变（kN-mm）曲线、极限拉伸载荷，并宏观检测分析试件断裂失效形貌。

测试所用仪器为万能力学试验机，测试单位为某电梯检测中心。夹具与链条试件的连接形式为销轴装配，装配销轴为链条试件自配销轴，并拆装在夹具与链条试件的连接处。

图2 失效件三销轴断口侧面形态

图3 断销轴变形形态

图1 拉伸曲线

选取未失效的正常链条做机械拉伸试验，拉伸曲线如图1

未断销轴发生严重塑性变形，变形位置为链片与销轴接触的位置。在此需要说明的是，严重的塑性变形会导致局部的应变强化（降低组织塑韧性，增加脆性风险）、应力集中（裂纹萌生的高发区）。 2 国家标准和安全技术规范的相关要求

国家标准GB 16899—2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》对主驱动链作了如下规定：

第5.4.3.1.1条规定：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、2根或2根以上的单排链条。如果采用摩擦元件——三角传动皮带时（不允许使用平皮带），应使用符合5.4.2.2规定的附加制动器。

第5.4.3.1.2条规定：所有驱动元件静力计算的安全系数至少应为5.如果采用三角传动皮带，则其不应少于3根。而安全系数是驱动元件的破断力与驱动元件所受静力之比。其中，静力是指自动扶梯或倾斜式自动人行道不仅要承受5.2.5规定的5 000 N/m2载荷，还要承受张紧装置所产生的张力。

安全技术规范TSG T5001—2009《电梯使用管理与维护保养规则》附件D中对主驱动链作了如下规定：表D-1半月维保要求主驱动链运转正常；表D-3半年维保要求清理主驱动链表面的油污，并润滑，保证主驱动链链条滑块的清洁度，使其厚度符合相关标准。

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2016年 第3期Science and Technology & Innovation┃科技与创新

文章编号：2095－6835（2016）03－0011－02

基于Zigbee技术的防溺水系统设计

邓呈轩

（兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃 兰州 730070）

摘 要：针对近年来溺水事故频繁发生的情况，设计了一种基于Zigbee技术的防溺水系统。该系统利用Zigbee技术、GPRS等物联网技术，采用CC2530模拟了防溺水系统各个节点之间的通信，在各个易发生事故的水域提供实时监控、定位跟踪、信息实时传送等服务。初步应用结果表明，采用该系统可以有效防止溺水事故的发生。 关键词：Zigbee；防溺水系统；局域网协议；数据传输服务

中图分类号：TN92 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.011

网络层、用户层。感知层即为危险区域的Zigbee网关，它将实时监控得到的数据打包通过GPRS发送到网络层，数据在服务器层经过分析后得到反馈指令，再通过网络层传输至用户层。

我国夏季各地市普遍高温，尤其是暑假期间，一些中、小学生常前往江、河、湖等天然水域游泳，常发生溺水事件。近年来，在全国各地的中、小学校园安全事故中，主要以溺水和交通事故为主，两类事故的数量占全年各类事故总数的50.89%. 1 系统方案设计

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术属于一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是通信近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率，主要适用于自动控制和远程控制领域，可嵌入各种设备。ZigBee协议从下到上分别为物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、传输层（TL）、网络层（NWK）、应用层（APL）等。

Zigbee协议采用分层结构，协议的每一层为其上一层提供一系列透明的特殊服务，比如数据传输服务、网络控制服务等。层

.com.cn. All Rights Reserved.与层之间通过服务接入点（SAP）连接，每个SAP都支持一定数

量的服务，从而实现所需的功能。在协议栈中，所有数据通信都用帧的格式组织，每一层都有特定的帧结构。比如，当应用程序需要发送数据时，通过APS的数据服务发送请求到APS子层，然后在以下的每一层都会为其附加由各层帧头组成的帧信息。

GPRS是通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service）的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS是GSM的延续，它与以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）的方式来传输的。因此，使用者所负担的费用是以其传输资料为单位计算的，并非使用其整个频道，从理论上看较为便宜。GPRS的传输速率可达56～114 kBps。 2 系统结构设计

服务器层、 该系统的结构设计如图1所示。系统分为感知层、

3 主驱动链条的润滑保养

国家标准和安全技术规范对自动扶梯主驱动链的安全系数和维护保养工作提出了严格的要求。其中，润滑不仅是自动扶梯保养的重要工作之一，也是保持自动扶梯良好运行的重要条件之一。

在自动扶梯运行的过程中，如果润滑度较高，能大大提高扶梯的性能，使其运行平稳、舒适，运行噪声低；反之，如果润滑度较低，链轮与链条之间就会产生干摩擦，加快链条的磨损速度，导致链条伸长、寿命缩短。长期这样，就会引发严重的断链事故。

一般情况下，自动扶梯中配备了2种润滑装置：①普通润滑。它依靠重力作用进行滴油润滑，而油量则由电磁阀来调节。②中央润滑系统。它通过电气控制系统调节油泵、电磁阀，以达到控制油量和加油时间的目的。因此，在维护保养过程中，一定要保证自动加油润滑系统功能的有效性，即油箱油量充足，油泵、电磁阀运行可靠。 4 建议

综上所述，虽然试验主驱动链条的断裂位置与静安扶梯事

图1 防溺水系统的整体结构

3 无线传感器网络的硬件设计 3.1 传感器网络

由于无线传感网络在通信上会消耗较大的能量，因此，选用了功耗较小的CC2530为通信器件设计无线网络节点。传感器节点一般由数据采集单元、数据处理单元，通信单元（射频模块）和电源单元组成。CC2530集成了RF、256 kB闪存、8 kB的RAM 和8 051八位MCU核。在网络节点硬件平台中，CC2530需要实现的功能及其外围模块主要分为3个部分：①通过A/D口控制传感器模块进行数据采集，控制无线RF模块完成数据收发；②通过I/O口相应的主机控制，传感器采集的数据也可通过I/O口与微处理器相连；③通过RS-232/485接口可实现网络节点与PC机的通信。

故中的不同，但是，3个有效测试件的性能指标均低于相关标准规定的性能指标。由于地铁客流量较大，所以，必须保证自动扶梯运行的安全性和可靠性。鉴于此，特提出以下3点建议：①建议每隔两三年更换一次自动扶梯主驱动链条；②不建议使用有过渡链节的链条；③加强对主驱动链条的润滑保养。 参考文献

［1］上海三菱电梯有限公司，江南嘉捷电梯股份有限公司，中

国建筑科学研究院建筑机械化研究分院，等.GB 16899—2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范［S］.北京：中国标准出版社，2012.

［2］北京市质量技术监督局特种设备处，国家质检总局特种设

备局，北京市特种设备检测中心，等.TSG T5001—2009 电梯使用管理与维护保养规则［S］.北京：中国计量出版社，2009.

〔编辑：白洁〕

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