淺析自動扶梯的節(jié)能環(huán)保設計

付春平

（蘇州市職業(yè)大學機電工程學院，江蘇 蘇州 215104）

自動扶梯的生產(chǎn)制造標準GB 16899—2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝規(guī)范》及自動扶梯相關推薦標準等對自動扶梯的節(jié)能環(huán)保要求并不多[1-4]。因此，各自動扶梯廠家的產(chǎn)品設計僅僅把各項節(jié)能環(huán)保設計做為可選功能，并未強制執(zhí)行。中國雖然為自動扶梯的最大生產(chǎn)國和最大使用國，但相對于歐美成熟市場而言，在節(jié)能環(huán)保方面的意識還比較淡薄。如何實現(xiàn)自動扶梯的節(jié)能環(huán)保設計，本文將從材料選用、部件選取、功能配置三個方面加以分析。

1 材料的合理選用

為了從源頭上解決自動扶梯的環(huán)保問題，歐美等成熟市場對自動扶梯所采用的材料有嚴格的要求，比如明確要求不準使用塑料及PVC 等材料制品，取而代之的是其他可以降解的材料，例如，自動扶梯常用的電線電纜，要求使用無煙無鹵的，對于電纜扎帶，常用的尼龍扎帶也禁止使用，需要用金屬扎帶替代。甚至一些項目的隨機文件要求提供電子版本的，不再需要傳統(tǒng)的紙質的文件。

金屬材料的表面處理上，傳統(tǒng)的鍍鋅、熱浸鋅等雖然有較好的防銹防腐效果，但在金屬表面處理的過程中對環(huán)境有極大的污染。在自動扶梯的設計過程中，適當?shù)牟捎脪佂?、電泳等對環(huán)境影響較小的表面處理方式，亦或選用不銹鋼材料直接替代需要表面處理的普通鋼板，部件間的連接選用標準件連接取代焊接等。

自動扶梯裝飾面的材料表面花紋處理進行改進，自動扶梯一些蓋板以蝕刻不銹鋼面板居多，不銹鋼在蝕刻過程中很容易污染環(huán)境，如果換成沖壓的這種純機械式方式可以壓制出來類似的花紋效果，又可以解決環(huán)保問題。自動扶梯產(chǎn)品的各種照明裝置，應盡量采用LED 形式的照明，可以采用聲控的方式或人體感應的啟動方式，既節(jié)能又美觀。

2 部件的合理選取

2.1 免潤滑設計

自動扶梯上的梯級鏈是帶動梯級循環(huán)運動的關鍵部件，常規(guī)設計情況下，對梯級鏈的潤滑設計必不可少，一旦梯級鏈缺少潤滑，會加速梯級鏈的磨損，導致鏈條延長，不但會產(chǎn)生異響縮短鏈條使用壽命，還會給自動扶梯帶來安全隱患。無論是采用手動加油還是自動加油，都有可能對環(huán)境產(chǎn)生污染。因此，如果將梯級鏈直接設計成免潤滑的形式，即鏈條本身自帶有潤滑脂，可以在更長的生命周期內免于維護，既節(jié)約了維保人力又起到了環(huán)境保護作用。同理，盡量采用免潤滑軸承，無論是主傳動軸、扶手傳動軸軸承還是下端張緊軸軸承均可以采用自身封閉性完好的免潤滑軸承。

2.2 高效部件的使用

在2012 年，國家已經(jīng)在標準GB 18613—2012《中小型三項異步電動機能效限定值及能效等級》中對電機的能效選用有明確的要求，即必須選用3 級以上能效的電機，部分自動扶梯廠商已經(jīng)按標準嚴格執(zhí)行，但仍有很多自動扶梯生產(chǎn)廠商以自動扶梯產(chǎn)品的驅動電機不在上述標準的約束范圍內為由沒有執(zhí)行。顯然，高效的電機更有節(jié)能的效果，自動扶梯生產(chǎn)廠家及自動扶梯的使用者僅以眼前利益出發(fā)，選用低成本產(chǎn)品，并沒有長遠考慮后期的節(jié)能運行。

同樣，減速機有各種形式的設計，傳統(tǒng)的渦輪蝸桿減速機成本較低，效率也低，其效率值一般在83%左右，較好一點的有渦輪蝸桿+斜齒輪減速機，這款減速機成本較高但效率值可達93%左右，還有純斜齒輪減速機，斜齒輪減速機的效率高達96%左右。目前國內的自動扶梯市場以低成本競爭為主，買賣雙方并未深刻的認識到高效節(jié)能的重要性。

對于地鐵、高鐵等政府項目，對電機、減速機的效率有嚴格要求，而一般的商業(yè)型項目在節(jié)能環(huán)保方面仍有很大的提升空間。

3 節(jié)能環(huán)保的功能配置

3.1 變頻功能的選用

變頻自動扶梯已較為普遍，但仍有一些客戶為了較低的一次性采購成本而不選擇變頻扶梯，無論是高鐵站、機場還是商場，乘客對自動扶梯的使用很少是一直連續(xù)的，如果在很長一段時間沒有乘客使用自動扶梯，但自動扶梯仍然在全速運行著，顯然會造成極大的浪費。如果進行變速設計，即沒有乘客時自動扶梯慢速運行或者停止下來，會大幅減少電費支出并有效延長自動扶梯的使用壽命。

3.2 遠程監(jiān)控的選用

充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術，將運行著的自動扶梯集中監(jiān)控起來，哪里的自動扶梯出現(xiàn)異常，可以第一時間在監(jiān)控室內發(fā)現(xiàn)并進行快速反應。 遠程監(jiān)控的選用，尤其對于自動扶梯較多的項目更為必要，當然可以將項目內的其他電梯等也一并監(jiān)控起來，減少維保人員的人力成本，同時還可以進行大數(shù)據(jù)分析，對自動扶梯的長期維修保養(yǎng)、故障處理提供有效的信息。

3.3 油水分離裝置的使用

戶外安裝的公共交通型自動扶梯淋到雨是很正常的事情，被雨水淋刷之后，自動扶梯各部件的潤滑油等會連同雨水一起流入下機房，一旦這種油水混合物流出自動扶梯，將對環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響，因此必須為此類自動扶梯設置油水分離裝置。

較為常見的油水分離裝置如圖1 所示。油槽、集油盒、方管及方蓋呈參次排列形成四個腔室，其充分利用油和水密度不同的原理，有效將油水分開，水可以流到扶梯以外，油則留在自動扶梯機房內，可由維保人員定期收集、處理、再利用等。

圖1 油水分離裝置的工作原理圖

首先油和水的混合液體將流入第一腔室Ⅰ并很快進入第二腔室Ⅱ內，當混合液體從第一腔室Ⅰ進入第二腔室Ⅱ的過程中首次實現(xiàn)對油的過濾，當然仍會有少許油進入第二腔室Ⅱ內，當水位高到一定程度時，會流向第三腔室Ⅲ內，由于第三腔室Ⅲ和第四腔室Ⅳ在底部相通，當水從第三腔室Ⅲ進入第四腔室Ⅳ的過程中再次實現(xiàn)對油的過濾，這樣通過二級過濾后由第四腔室Ⅳ流出的水中已沒有油了，從而實現(xiàn)了油水的分離，達到了節(jié)能、環(huán)保的目的。

實際上，由于該裝置是純機械設計，對自動扶梯產(chǎn)品的成本增加非常有限，但卻可以起到非常好的環(huán)保作用，即便如此，仍有很多自動扶梯廠家無此設計（或類似設計），導致很多安裝于戶外的自動扶梯均未配置該功能。

4 結論

通過對材料的正確選用、部件的合理選取、功能配置等方面的研究，分析了如何做到自動扶梯的節(jié)能環(huán)保設計，每個部分僅列舉了一些常見的問題，重點問題在于，國家的法律法規(guī)對自動扶梯類產(chǎn)品的節(jié)能環(huán)保設計要求較少，無論是自動扶梯的生產(chǎn)廠商還是自動扶梯的使用方僅從各自的眼前利益出發(fā)，很少重視后期的使用成本及對環(huán)境的影響。這需要政府加強相關法律法規(guī)及標準的制定，同時需要加大對節(jié)能環(huán)保型自動扶梯的獎勵制度。讓自動扶梯的生產(chǎn)商及使用者知道節(jié)能環(huán)保設計的必要性和可行性。