一种测试自动扶梯和/或自动人行道制动能力的方法与流程

本发明涉及一种测试自动扶梯和/或自动人行道制动能力的方法。

背景技术：
自动扶梯及自动人行道制动装置的制动能力应当在一个适当的范围内，制动能力过强，则制动减速度大，急促制停容易造成乘客前倾跌倒；制动能力过弱，则制动减速度过小，自动扶梯或自动人行道不能及时安全停下来甚至加速下行，会加大乘客的人身伤害风险。因此，自动扶梯及自动人行道的实际制动能力检测是确保安全性的一个非常重要的检验项目。一般的驱动主机制动系统是靠摩擦力矩制停驱动主机运行系统，以对额定速度运行的自动扶梯或自动人行道进行制动，其力学实质是通过制动轮与制动闸瓦之间的摩擦阻力，将自动扶梯或自动人行道的所有运动部件以及载重的惯性能量消耗掉，并在规定的距离之内使其停止运动，显然，在其它条件不变的情况下，载重量越大，制停距离也越长。目前，电梯检验检测机构针对自动扶梯的实际制动能力所采用的试验方法是在梯级上直接加载标准法码(替代人体重量)，然后待自动扶梯向下运行至额定速度后进行制停，测量其制停距离是否满足标准要求，并以此判断该检验项目是否合格。而自动人行道按照国家标准法规只要求制造商通过计算验证其有载制停距离，检验时进行空载制停试验即可。实际操作中，要对自动人行道测试有载制停距离试验，会由于载荷在自动人行道踏板上滑动而造成危险，也难以直接验证其有载制停距离。因此，国家标准法规对监督检验的自动人行道制停距离试验只要求进行空载制动试验即可，以上都将给自动人行道制动器的制停能力留下不安全的因素。采用直接加载标准砝码进行测试自动扶梯制动能力的试验方法思路比较简单，但该试验方法亦存在很多问题难以解决。以一台提升高度5米，倾斜角度30度，梯级宽度1米的自动扶梯为例，按相关标准规定，每个梯级需加载120公斤，试验时需要在其梯级上加载近3000公斤的标准法码，而且为了加上标准法码后自动扶梯仍有足够的向下运行试验距离，所有的标准法码只能均匀地分布在可见的三分之二的上部梯级上，自动扶梯的使用现场均大多在各城市的闹市区商场内部和车站码头等，需要大货车运输标准法码到现场，很多情况下只能依靠人工搬运法码进入建筑物内的自动扶梯梯级上，完成后再搬运出来并运回存储仓库，完成该项试验的成本很高，且该项工作不是一劳永逸的，是需要定期进行检测的一项工作(在某些突发事件或制动器的制动力调整后也必须进行的专项检测)。因此，该项试验成本很高，花费的时间也很多。如果每年对自动扶梯进行一次该项试验，仅试验所花费的人力和物力折合的费用相当可观，未包括因试验失败的风险，如试验时制动失效，砝码会撞击梳齿板造成梯级和其它部件的损坏。此外由于在试验时自动扶梯梯级空余的运行距离有限，部分自动扶梯(如变频调速驱动式自动扶梯)启动后梯级速度未能达到自动扶梯的额定速度时即必须制停(以防带有标准法码的梯级撞击梳齿板)，造成测试结果存在着一定的偏差(同时对试验测试人的判断依赖性较大)。因此，迫切需要研究新的试验方法来代替标准砝码进行自动扶梯的载荷试验，从根本上改变落后的传统的自动扶梯载荷试验方法。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，提供一种测试自动扶梯和/或自动人行道制动能力的方法，以解决现有技术中测试成本高、工作量大、测试效率低等缺陷。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种测试自动扶梯和/或自动人行道制动能力的方法，包括以下步骤：步骤A：提供一个测试飞轮；步骤B：将测试飞轮固定安装到自动扶梯和/或自动人行道驱动电机的轴端，以替代在制停距离上限时，放置在自动扶梯和/或自动人行道的梯级和/或踏板上的测试载荷在制停过程中的能量变化及自动扶梯和/或自动人行道承载测试载荷而增加的传动摩擦力在制停过程中消耗的能量；步骤C：启动所述自动扶梯和/或自动人行道；步骤D：当所述自动扶梯和/或自动人行道的梯级和/或踏板达到运行的额定速度时，启动制动装置，至所述自动扶梯和/或自动人行道制停；步骤E：测量所述梯级和/或踏板从启动制停到停止的测试飞轮制停距离；步骤F：将测试飞轮制停距离与制停距离上限对比，判断所述自动扶梯和/或自动人行道在加载测试载荷时的制停距离是否超过制停距离上限。优选地，步骤A还包括以下步骤：步骤A04：根据能量守恒定律，在额定速度、制停距离上限条件下，分别列出所述自动扶梯和/或自动人行道通过加载测试载荷和装载测试飞轮的方式制停的方程式，由制动装置在两种方式下，其在制动过程中需要消耗的机械能相等的关系，推算出所述测试飞轮的理论尺寸。优选地，步骤A还包括以下步骤：步骤A01：在自动扶梯和/或自动人行道的梯级和/或踏板上加载测试载荷，绘制所述自动扶梯和/或自动人行道在不同制动力条件下的制动力和制停距离之间的关系线测试载荷曲线M；步骤A02：绘制标准制停距离范围的制停距离上限线S和制停距离下限线X；步骤A03：找到测试载荷曲线M与制停距离上限线S的交点O，O点对应的制动力为Fo。优选地，步骤A还包括以下步骤：步骤A05：根据测试飞轮的理论尺寸，提供一个试验飞轮；步骤A06：将所述试验飞轮固定安装到所述自动扶梯和/或自动人行道的驱动电机的轴端上，用于替代在制停距离上限时，放置在所述自动扶梯和/或自动人行道的梯级和/或踏板上的测试载荷在制停过程中的能量变化及所述自动扶梯和/或自动人行道承载所述测试载荷而增加的传动摩擦力在制停过程中消耗的能量；步骤A07：启动所述自动扶梯和/或自动人行道，使所述梯级和/或踏板向下运行；步骤A08：当所述梯级和/或踏板达到运行的额定速度时，启动所述制动装置，用制动力Fo制停所述自动扶梯和/或自动人行道，至所述梯级和/或踏板制停；步骤A09：测量所述梯级和/或踏板从启动制停到停止的试验飞轮制停距离；步骤A10：拆除所述试验飞轮，测量所述自动扶梯和/或自动人行道在空载、额定速度、制动力为Fo条件下的空载制停距离；步骤A11：比较制停距离上限、试验飞轮制停距离、空载制停距离的数值，计算试验飞轮在满足制停距离上限、额定速度、制动力Fo条件下，所述试验飞轮需要增减的动能，进而计算所述试验飞轮需要增减的尺寸；步骤A12：对所述试验飞轮的尺寸进行相应的增减，以替代当所述自动扶梯和/或自动人行道在所述制动装置在制动力Fo、额定速度、制停上限距离情况下时，放置在所述梯级和/或踏板上的测试载荷在制停过程中的能量变化及所述自动扶梯和/或自动人行道因承载所述测试载荷增加的传动摩擦力在制停过程中消耗的能量，修正后的所述试验飞轮即为测试飞轮；步骤A13：安装所述测试飞轮到所述驱动电机的轴端，绘制所述自动扶梯和/或自动人行道在不同制动力条件下的制动力和制停距离之间的关系线测试飞轮曲线N，测试飞轮曲线N通过交点O。优选地，该方法还包括步骤G：在测试飞轮曲线N上找到与测试飞轮制停距离Ln相应的制动力，在相同制动力条件下对应到测试载荷曲线M上找到相应的测试载荷制停距离Lm，Lm即自动扶梯和/或自动人行道在测试载荷、额定速度条件下制动装置制停的测试载荷制停距离；步骤H：判断测试载荷制停距离是否在标准制停距离范围内。优选地，所述测试载荷为所述梯级和/或踏板承载满载时的载荷，所述测试载荷曲线M为所述梯级和/或踏板在承载满载条件下绘制的制动力和制停距离之间的关系线。优选地，步骤A中的所述测试飞轮为空心套筒状结构。优选地，步骤B中的所述测试飞轮安装在驱动电机的盘车轮上。实施本发明测试自动扶梯和/或自动人行道制动能力的方法，拆装测试飞轮和测试过程简单，能大幅地降低测试成本，提高检验效率，大幅降低劳动强度并提高测量准确度，可以轻松判断自动扶梯和/或自动人行道的制动能力是否满足标准要求；另外，通过查制动力和制停距离的关系线坐标图，可以通过测试飞轮制停距离的数值确定测试载荷制停距离的数值，从而判断测试载荷制停距离是否在标准制停距离范围内。附图说明下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：图1是本发明实施例测试自动扶梯制动能力的方法的步骤A～H的流程示意图；图2是图1中步骤A的步骤A01～A13的流程示意图；图3是图1中自动扶梯的梯级传动系统示意图；图4是图3中测试飞轮的组装示意图；图5是图1中测试载荷和测试飞轮分别对应的制动力和制停距离关系线坐标图；图6是本发明实施例测试自动人行道制动能力的方法的步骤A～H的流程示意图；图7是图6中步骤A的步骤A01～A13的流程示意图。具体实施方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。在图1示出的本发明实施例中的测试自动扶梯制动能力的方法，包括以下步骤：步骤A：提供一个测试飞轮1，为了尽量减少测试飞轮1的重量，如图4所示，测试飞轮1形状采用空心圆形套筒状结构，其内径为r，外径为R，高度为H，则测试飞轮1的转动惯量J可由公式:得出，其中：ρ为测试飞轮1的密度。其他实施例中，测试飞轮1也可为圆盘形结构；进一步的，如图2所示，步骤A包括步骤A01-A13，步骤A01-A13为在自动扶梯的生产工厂进行，以对不同的自动扶梯做出不同的记录表，简化后续实际应用中的测试方法：步骤A01：如图3及图5所示，在自动扶梯的梯级2上加载测试载荷，绘制自动扶梯在制动装置5的不同制动力条件下的制动力和制停距离之间的关系线测试载荷曲线M，测试载荷曲线M为递减的凹形；通常条件下，测试载荷为自动扶梯制动能力测试标准中要求的承载满载时的载荷，按照常规的测试方法进行测试，得出的测试载荷曲线M即为承载满载条件下的制动力和制停距离之间的关系线。如图3所示，本实施例中，制动装置5包括制动轮51及闸瓦52，制动轮51设于驱动轴6上，驱动轴6与驱动电机3的轴连接并同步转动。驱动轴6通过蜗杆蜗轮传动机构7及链条传动机构8带动自动扶梯的梯级2运行。当启动制动时，闸瓦52对制动轮51施加制动力直至将驱动轴6制停，同时，梯级2停止运转。步骤A02：如图5所示，绘制标准制停距离范围的制停距离上限线S和制停距离下限线X；步骤A03：找到测试载荷曲线M与制停距离上限线S的交点O，O点对应的制动力为Fo。为了使测试飞轮1能测试梯级2在承载测试载荷时的制停距离，步骤A03还包括以下步骤：步骤A04：根据能量守恒定律，计算在额定速度、制停距离上限条件下，分别列出自动扶梯通过加载测试载荷和装载测试飞轮1的方式制停的方程式，由制动装置5在两种方式下，由其在制动过程中需要消耗的机械能相等的关系，推算出测试飞轮1的理论尺寸。计算和推理过程如下：调整制动装置5的制动力，使测试载荷条件下的自动扶梯的梯级2以额定速度运行到国标要求的制停距离上限值时制停，则其载荷的机械能EM及自动扶梯自身系统的机械能EX的消耗由制动装置5的制动摩擦损耗TZM及承载测试载荷时的自动扶梯系统摩擦损耗TM完成，即：EM+EX＝TZM+TM①；在与上述制动装置5的制动力相同的条件下，使自动扶梯空载，并在自动扶梯的驱动电机3的轴端安装一定规格的测试飞轮1，梯级2以额定速度运行，若其也在国标要求的制停距离上限值时制停，则测试飞轮1转动动能EW及自动扶梯自身系统的机械能EX的消耗由制动装置5的制动摩擦损耗TZW及空载自动扶梯系统摩擦损耗TK完成，即：EW+EX＝TZW+TK②；由于制动装置5制动力及制停距离相同，因此，TZW＝TZM因此，将式①代入式②得：EW＝EM-(TM-TK)③；(TM-TK)为自动扶梯承载测试载荷时的系统摩擦损耗与空载时系统摩擦损耗之差，用kEM表示，K为自动扶梯传动系统的当量摩擦系数，与梯级传动系统摩擦力有关，由实验获得，根据经验，k值约0.1～0.2，则式③：EW＝EM-(TM-TK)＝(1-k)EM即：式中：J-飞轮的转动惯量；ω-飞轮转动角速度，与驱动电机的转速一致；m-标准测试载荷的重量；g-重力加速度；h-标准测试载荷制动前后的高度差；v-梯级2的额定速度；如图4所示，由式④可以得出测试飞轮1的理论尺寸，还包括以下步骤：步骤A05：根据测试飞轮1的理论尺寸，提供一个试验飞轮11；对于不同型号的规格的扶梯，系数K存在一定的差异，为了判断自动扶梯承载测试载荷条件下的制停距离上限值是否在自动扶梯制停上限距离的范围内，可制造加工一个理论计算与自动扶梯的梯级2在承载测试载荷时的制停距离为制停距离上限、制动力为Fo相对应的试验飞轮11，其内径为r，外径为R，与测试飞轮1的一致，设其高度为H1，以便计算调整。试验飞轮11的转动惯量J1可由公式得出:其中：ρ为试验飞轮11的密度，将式⑤代入式④，可以计算出试验飞轮11的高度H1。步骤A06：将试验飞轮11固定安装到自动扶梯的驱动电机3的轴端上，用于替代在制停距离上限时，放置在梯级2上的测试载荷在制停过程中的能量变化及自动扶梯承载测试载荷而增加的传动摩擦力在制停过程中消耗的能量；步骤A07：启动自动扶梯，使梯级2向下运行；步骤A08：当梯级2达到运行的额定速度时，启动制动装置5，用O点对应的制动力Fo制停自动扶梯，至梯级2制停；步骤A09：测量梯级2从启动制停到停止的试验飞轮制停距离；步骤A10：拆除试验飞轮11，测量自动扶梯在空载、额定速度、O点对应的制动力Fo条件下的空载制停距离；步骤A11：比较制停距离上限、试验飞轮制停距离、空载制停距离的数值，由插入法计算试验飞轮在满足制停距离上限、额定速度、O点对应的制动力Fo条件下，试验飞轮11需要增减的动能，进而计算试验飞轮11需要增减的尺寸；步骤A12：对试验飞轮11的尺寸进行相应的增减修正，以替代当自动扶梯在制动装置在O点对应的制动力Fo、额定速度、制停上限距离情况下时，放置在梯级2上的测试载荷在制停过程中的能量变化及自动扶梯因承载测试载荷增加的传动摩擦力在制停过程中消耗的能量，修正后的试验飞轮11即为测试飞轮1。一般情况下，当试验飞轮11的尺寸大于需要修正后的测试飞轮1的尺寸时，可在试验飞轮11的高度方向进行加工，降低试验飞轮11的高度以满足修正后的要求。当试验飞轮11的尺寸小于需要修正后的测试飞轮1的尺寸时，通常需要制作新的附加飞轮，用附加飞轮叠加到试验飞轮11上，组装成测试飞轮1。如图4所示，在一些实施例中，为了便于搬运，可将测试飞轮1拆分加工成至少两个截面相同、总高度之和与测试飞轮1的高度相同的飞轮，在使用时，将拆分的飞轮进行叠加组装成测试飞轮1。步骤A13：安装测试飞轮1到驱动电机3的轴端，绘制自动扶梯在不同制动力条件下的制动力和制停距离之间的关系线测试飞轮曲线N，测试飞轮曲线N趋于递减直线。由于在制动力为Fo时的制停距离为制停距离上限，即测试飞轮曲线N通过交点O。每一型号规格的自动扶梯通常需要单独绘制一张制动力和制停距离的F-L关系坐标图，包括在测试载荷制停条件下的测试载荷曲线M，和在测试飞轮1制停条件下的测试飞轮曲线N，测试载荷曲线M和测试飞轮曲线N的交点在制停距离上限线S上。将此坐标曲线图保存下来，在自动扶梯的后续实际应用中使用。进一步的，在自动扶梯实际应用中，如要对自动扶梯的制动能力进行测试，则包括以下步骤：步骤B：如图2所示，将测试飞轮1固定安装到自动扶梯的驱动电机3的轴端，以替代在制停距离上限时，放置在自动扶梯的梯级2上的测试载荷在制停过程中的能量变化及自动扶梯承载测试载荷而增加的传动摩擦力在制停过程中消耗的能量；在其他实施例中，测试飞轮1也可安装在盘车轮4上；步骤C：启动自动扶梯向下运行；驱动电机3的轴与测试飞轮1同步转动；步骤D：当自动扶梯的梯级2达到运行的额定速度时，启动制动装置5，至梯级2制停；步骤E：测量梯级2从启动制停到停止的测试飞轮制停距离，步骤F：将测试飞轮制停距离与制停距离上限对比，确定自动扶梯在加载测试载荷时的制停距离是否超过制停距离上限。自动扶梯国家标准(GB16899-20115.4.2.1.3.2)规定的空载和有载向下运行自动扶梯的制停距离如下表：如果测试飞轮制停距离小于制停距离上限值，则可以判定自动扶梯承载测试载荷时的测试载荷制停距离在标准要求的制停距离上限内，反之超过制停距离上限的标准要求。要想得到在同样制动力条件下的测试载荷制停距离，再如图5所示，还包括步骤G：通过测量测试飞轮1在梯级2以额定速度向下运行条件下制停的测试飞轮制停距离Ln，在图5的测试飞轮曲线N上找到对应的点为N’，点N’相应的制动力对应到测试载荷曲线M上找到对应的点M’,再找到点M’相应的制停距离Lm，即为自动扶梯在测试载荷、额定速度条件下制动装置制停的测试载荷制停距离；步骤H：判断测试载荷制停距离是否在标准制停距离范围内。由此，由测试飞轮1测试的制停距离可以直接转换成在测试载荷条件下的制停距离，进而和标准制停距离范围的上下限进行对比，判断该自动扶梯的制停距离是否在标准规定的制停距离范围内。如图6及图7所示，可以理解的，测试自动扶梯制动能力的方法也可以应用到自动人行道。针对自动人行道的运行环境，将自动人行道的踏板与上述实施例中的梯级替换即可，用和测试自动扶梯制动能力基本相同的方法计算和调整得出针对自动人行道的测试飞轮1。计算和调整得出的测试飞轮1用以替代在自动人行道的制停距离上限时，放置在自动人行道的踏板2上的的测试载荷在制停过程中的能量变化及自动人行道承载测试载荷而增加的传动摩擦力在制停过程中消耗的能量。在自动人行道的驱动电机3轴端安装此测试飞轮1来测试自动人行道的制动能力，以保证自动人行道制动装置5的制动能力符合安全标准。可以理解的，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。