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摘要：本文从露天室外梯扶手带在运营中使用寿命缩短的问题出发，论述了环境因素对扶手带的影响，从设计、安装、维保等方面提出解决方法
关键词：自动扶梯 ，露天室外梯 ， 扶手带 ， 工作寿命
Abstract: this article from the open-air outdoor ladder in operation with the armrest shorten service life of the problem, we discussed the environmental factors on the influence of the armrest belt, from design, installation, maintenance and put forward the solution
Keywords: escalators, open-air outdoor ladder, armrest belt, the service life
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1、前言
随着我国经济的高速发展，城市轨道交通也蓬勃发展，越来越成为市民出行的首选方式。
广州地铁自1997年开通一号线至今，已经开通200多公里的线路，目前，建设高潮仍在继续。
据统计，仅一号线至五号线已开通线路就有800多台自动扶梯，其中室外型自动扶梯226台，而226台自动扶梯当中，又有118台是在全露天条件下工作。在十多年来的运营中，发现露天室外梯主要部件的寿命远远达不到原设计预期，露天室外梯维保费用大幅增加，本文以广州地铁为依托，针对目前露天室外梯遇到的扶手带使用寿命问题进行深入分析，寻找扶手带寿命缩短的原因，提出解决问题的建议方案，达到提高设备寿命、降低运营维护成本、消除安全隐患的目的。
2、广州地铁露天扶梯扶手带使用情况
我们对广州地铁一至五号线露天扶梯扶手带的使用情况进行了认真地摸查，情况如下表：
表1、广州地铁露天室外梯扶手带使用情况
扶手带更换的原因是表面发生龟裂。一般来说，扶手带发生龟裂的原因是基体材料老化和反复的反向弯曲。广州地铁的自动扶梯采用的是直线驱动或上端部驱动，扶手带在工作中不需要作反向的弯曲，一号线的自动扶梯在非露天条件下已运行10年以上，扶手带才部分更换。但二号线露天扶梯的扶手带，至2008年因表面发生龟裂需要开始做更换。从报废
的扶手带可以观察到，扶手带表面的裂纹先是发生在圆弧处，然后逐渐向中间放射，扶手带表面变得粗糙，具有明显的老化现象。
图1扶手带损坏情况
露天室外梯扶手带寿命缩短的原因分析
3.1从广州地铁室内梯室外型自动扶梯的运行工况分析
表2室内型与室外型自动扶梯工况对比分析
室内型扶梯 室外型扶梯
自然环境 1） 环境湿度：全年平均相对湿度约为65%；
2）环境温度：气温27℃～29℃ 1）环境特点：亚热带地区，海洋性气候，降雨多，酸雨pH值小于4.5，酸雨频率大于80%。
2）环境湿度：全年平均相对湿度约为80%。最小相对湿度约5%，最大相对湿度约98%（特殊天气可超98%，有可能出现滴露现象）。
3）环境温度：气温0℃～40℃。地下车站的出入口，夏天裸地温度可达50℃以上。
工作环境 1）在车站内工作，扶梯周边和下部机坑有局部地下渗水。 1）室外型扶梯（有顶棚的出入口）：地下车站出入口工作，扶梯周边和下部机坑有局部地下渗水，
2）室外型扶梯（无顶棚的出入口）：地下车站出入口工作，扶梯周边和下部机坑有局部地下渗水。需承受日晒雨淋和风沙侵袭。
工作制度 与室外梯要求一致 1）每天工作20小时，每周七天，每年365天连续工作。
载荷条件 与室外梯要求一致 1） a) 在任何3小时间隔内，持续重载时间至少为1小时，其载荷达到100%的的制动载荷（120kg/梯级），其余2小时的载荷至少为制动载荷（120kg/梯级）的60％。
2）允许手拉行李箱和小型手拉行李车随人上扶梯。
在火灾情况下能作为紧急疏散的通道。
根据上述对自然环境条件、工作环境、工作制度以及载荷条件的对比分析可知，室内型扶梯与室外型扶梯主要体现在所处的自然环境和工作环境差异很大。由于扶手带是橡胶制品，强烈的阳光照射和酸雨的冲淋会加速其老化，因此这种自然环境和工作环境的差异对露天室外梯的影响非常大：广州的酸雨频率高、沙尘浓度大、日晒强度高且时间长等恶劣的外部环境条件导致露天室外梯扶手带寿命远远低于原预期的设计寿命。
3.2从自动扶梯扶手带设计寿命理论分析
目前对扶手带的寿命分折，各厂家主要是以样品试验的方法。一般认为扶手带在正确安装，充分维护的使用条件下，使用寿命可达到8年。
扶手带寿命的评估主要是通过扶手带在疲劳试验机上实施加速扶手带正反弯曲疲劳试验来实现。即模拟扶手带实际的使用情况，在扶手带疲劳试验机上进行加速运行的循环挠曲次数的试验。在规定的运行时间内，若扶手带表面装饰橡胶及里面滑动层未发生龟裂，且开口尺寸的变化未引起扶手带脱落，则可表明扶手带的寿命可满足要求。
疲劳试验机上对扶手带的寿命检测是在室内正常的环境条件下做的测试，因此测试实验扶手带是可以满足8年的寿命要求的，但对于在露天条件使用时，受温度、灰尘、紫外线、臭氧、清洁剂等影响，实际工作寿命将缩短。
从室内型与室外型自动扶梯的扶手带技术指标分析
在国家的规范中，并没有对自动扶梯的每个部件分开室内型和室外型来要求，经过广州地铁的调研及运营的实际经验，針对室内型扶梯和室外型扶梯所处环境不同，对扶手带提出以下技术指标：
表3 室内型与室外型自动扶梯扶手带技术指标对比表
扶梯部件 室内型扶梯技术指标 室外型扶梯技术指标
扶手带 内三角带式扶手带， 扶手带破断力至少为25000N 内三角带式扶手带。扶手带破断力至少为25000N，在雨天直接淋雨应能正常工作，并能抗阳光暴晒。
露天室外梯扶手带寿命缩短的原因总结
从以上分析可知，在正常的使用载荷条件下，设计寿命均能达到理想值，但该理想值并未考虑外界环境的影响等因素。广州地铁一号线全部采用室内型扶梯，至今运营时间为14年，室外型扶梯从广州地铁二号线开始使用，至今最长运营时间为8年，室内梯与室外梯各部件实际使用寿命情况统计如下：
表4 室内与室外自动扶梯的寿命对比分析
由上述表格可知，在完全室内的环境下，由于地铁车站内具备空调，粉尘少、环境好，各部件的使用寿命均能达到设计寿命的目标值。广州地铁二号线开始，有盖出入口是采用钢结构透明的顶棚形式，能挡雨和部分粉尘，但无法遮挡太阳和紫外线，因此自动扶梯各部件的使用寿命相对要缩短；无盖出入口的自动扶梯的使用环境更恶劣，各部件的使用寿命就更短了，扶手带无法达到设计寿命要求。
建议方案
结合故障原因分析、规范要求以及实际使用情况可得知，延长扶梯扶手带寿命最为行之有效的办法是在设置自动扶梯的出入口均设置顶棚，设置在有顶棚的出入口自动扶梯，自动扶梯各主要部件的寿命将延长一倍以上。对于广州市轨道交通车站地面出入口设置顶棚问题，市规划部门对此有所认可，支持设置顶棚。综合各因素，不推荐室外型自动扶梯在露天的环境下使用，但对于地铁车站因外部原因确实无法避免设置露天的室外型自动扶梯的情况下，我们提出以下建议方案：
选用知名品牌的扶手带
扶手带的选型主要考虑其抗磨损能力、表面材料的拉伸强度、直线度、唇口尺寸和唇口强度、抗老化能力等方面的技术要求。
一般地铁自动扶梯选用的扶手带主要是橡胶扶手带，面胶材料包括有天然橡胶（SBR）和合成橡胶两种。两者均具有良好的抵抗环境侵蚀、抵抗紫外线和抗老化性能等，但SBR扶手带需由面胶添加剂缓释提供保护，即扶手带表面会有保护剂渗出，因而扶手带表面需更多的清洁维护。而合成橡胶扶手带则无需添加剂保护，因而无渗出物污染问题，扶手带表面会较长时间保持光亮美观，对于环境恶劣的使用条件，扶手带厂家推荐采用的是合成扶手带。另外合成橡胶也是最佳的阻燃材料之一，但是扶手带成本相对较高。经寿命测试的结果，天然橡胶或合成橡胶的扶手带均能满足要求。考虑广州地铁运营反馈的使用情况，采用国际著名品牌的扶手带质量、性能稳定；从材质方面上，室外梯尤其是露天扶梯采用合成橡胶最好，其次是天然橡胶。
2)加强扶手带的维护和保养
只能用中性洗涤剂清洗，禁止用酸、碱、油、脂等化学品；否则会是扶手带橡胶表面过
早老化、使寿命大为缩短；如用规定清洁剂清洗，每月也只能清洗1－2次；用清水可多次
清洗；只能用柔软的布料作为擦布；为扶手带表面光亮而用的上光剂须采用专业上光剂。
3）扶手带运行注意事项
扶手带需被正确的安装及保养。导轨及驱动系统应定时检查，避免对扶手带过大的张紧力问题的出现。运行时最大张紧力为：2000N；开机时峰值张紧力最大：2500N；滚轮与扶手带间的压力不超过700KN；因此，应定时对扶手带张紧装置进行调整（建议每半年一次）。
4) 现场接头注意事项
如果由于现场条件限制等因数，必须通过现场接头的方式更换扶手带的，在接头前必须检查扶手带张紧装置的位置，并将张紧装置的位置调到中间状态。
5）对于室内型扶梯与室外型扶梯提出更为合理的寿命要求，具体如下：
表5 扶手带工作寿命
不出现表面龟裂或内外层材料剥开或表面磨损严重；
不出現其他必须更换的问题。
结语
综上所述，露天室外扶梯扶手带的实际使用寿命为4-6年，寿命受环境的影响因素非常大，应采取设置顶棚等方案避免设计露天室外扶梯，在无法避免的情况下，从选用知名品牌扶手带、加强扶手带的维护和保养以及合理的设定参数方面考虑，室外型扶手带（含露天室外型扶梯手带）的寿命可以延长。
参考文献
1、王淑丽、洪锦国内外电梯扶手带的现状 1996
2、广州市地下铁道总公司 广州市轨道交通三号线自动扶梯工程招标文件2003
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：自动扶梯 ，露天室外梯 ， 扶手带 ， 工作寿命
Abstract: this article from the open-air outdoor ladder in operation with the armrest shorten service life of the problem, we discussed the environmental factors on the influence of the armrest belt, from design, installation, maintenance and put forward the solution
Keywords: escalators, open-air outdoor ladder, armrest belt, the service life
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1、前言
随着我国经济的高速发展，城市轨道交通也蓬勃发展，越来越成为市民出行的首选方式。
广州地铁自1997年开通一号线至今，已经开通200多公里的线路，目前，建设高潮仍在继续。
据统计，仅一号线至五号线已开通线路就有800多台自动扶梯，其中室外型自动扶梯226台，而226台自动扶梯当中，又有118台是在全露天条件下工作。在十多年来的运营中，发现露天室外梯主要部件的寿命远远达不到原设计预期，露天室外梯维保费用大幅增加，本文以广州地铁为依托，针对目前露天室外梯遇到的扶手带使用寿命问题进行深入分析，寻找扶手带寿命缩短的原因，提出解决问题的建议方案，达到提高设备寿命、降低运营维护成本、消除安全隐患的目的。
2、广州地铁露天扶梯扶手带使用情况
我们对广州地铁一至五号线露天扶梯扶手带的使用情况进行了认真地摸查，情况如下表：
表1、广州地铁露天室外梯扶手带使用情况
扶手带更换的原因是表面发生龟裂。一般来说，扶手带发生龟裂的原因是基体材料老化和反复的反向弯曲。广州地铁的自动扶梯采用的是直线驱动或上端部驱动，扶手带在工作中不需要作反向的弯曲，一号线的自动扶梯在非露天条件下已运行10年以上，扶手带才部分更换。但二号线露天扶梯的扶手带，至2008年因表面发生龟裂需要开始做更换。从报废
的扶手带可以观察到，扶手带表面的裂纹先是发生在圆弧处，然后逐渐向中间放射，扶手带表面变得粗糙，具有明显的老化现象。
图1扶手带损坏情况
露天室外梯扶手带寿命缩短的原因分析
3.1从广州地铁室内梯室外型自动扶梯的运行工况分析
表2室内型与室外型自动扶梯工况对比分析
室内型扶梯 室外型扶梯
自然环境 1） 环境湿度：全年平均相对湿度约为65%；
2）环境温度：气温27℃～29℃ 1）环境特点：亚热带地区，海洋性气候，降雨多，酸雨pH值小于4.5，酸雨频率大于80%。
2）环境湿度：全年平均相对湿度约为80%。最小相对湿度约5%，最大相对湿度约98%（特殊天气可超98%，有可能出现滴露现象）。
3）环境温度：气温0℃～40℃。地下车站的出入口，夏天裸地温度可达50℃以上。
工作环境 1）在车站内工作，扶梯周边和下部机坑有局部地下渗水。 1）室外型扶梯（有顶棚的出入口）：地下车站出入口工作，扶梯周边和下部机坑有局部地下渗水，
2）室外型扶梯（无顶棚的出入口）：地下车站出入口工作，扶梯周边和下部机坑有局部地下渗水。需承受日晒雨淋和风沙侵袭。
工作制度 与室外梯要求一致 1）每天工作20小时，每周七天，每年365天连续工作。
载荷条件 与室外梯要求一致 1） a) 在任何3小时间隔内，持续重载时间至少为1小时，其载荷达到100%的的制动载荷（120kg/梯级），其余2小时的载荷至少为制动载荷（120kg/梯级）的60％。
2）允许手拉行李箱和小型手拉行李车随人上扶梯。
在火灾情况下能作为紧急疏散的通道。
根据上述对自然环境条件、工作环境、工作制度以及载荷条件的对比分析可知，室内型扶梯与室外型扶梯主要体现在所处的自然环境和工作环境差异很大。由于扶手带是橡胶制品，强烈的阳光照射和酸雨的冲淋会加速其老化，因此这种自然环境和工作环境的差异对露天室外梯的影响非常大：广州的酸雨频率高、沙尘浓度大、日晒强度高且时间长等恶劣的外部环境条件导致露天室外梯扶手带寿命远远低于原预期的设计寿命。
3.2从自动扶梯扶手带设计寿命理论分析
目前对扶手带的寿命分折，各厂家主要是以样品试验的方法。一般认为扶手带在正确安装，充分维护的使用条件下，使用寿命可达到8年。
扶手带寿命的评估主要是通过扶手带在疲劳试验机上实施加速扶手带正反弯曲疲劳试验来实现。即模拟扶手带实际的使用情况，在扶手带疲劳试验机上进行加速运行的循环挠曲次数的试验。在规定的运行时间内，若扶手带表面装饰橡胶及里面滑动层未发生龟裂，且开口尺寸的变化未引起扶手带脱落，则可表明扶手带的寿命可满足要求。
疲劳试验机上对扶手带的寿命检测是在室内正常的环境条件下做的测试，因此测试实验扶手带是可以满足8年的寿命要求的，但对于在露天条件使用时，受温度、灰尘、紫外线、臭氧、清洁剂等影响，实际工作寿命将缩短。
从室内型与室外型自动扶梯的扶手带技术指标分析
在国家的规范中，并没有对自动扶梯的每个部件分开室内型和室外型来要求，经过广州地铁的调研及运营的实际经验，針对室内型扶梯和室外型扶梯所处环境不同，对扶手带提出以下技术指标：
表3 室内型与室外型自动扶梯扶手带技术指标对比表
扶梯部件 室内型扶梯技术指标 室外型扶梯技术指标
扶手带 内三角带式扶手带， 扶手带破断力至少为25000N 内三角带式扶手带。扶手带破断力至少为25000N，在雨天直接淋雨应能正常工作，并能抗阳光暴晒。
露天室外梯扶手带寿命缩短的原因总结
从以上分析可知，在正常的使用载荷条件下，设计寿命均能达到理想值，但该理想值并未考虑外界环境的影响等因素。广州地铁一号线全部采用室内型扶梯，至今运营时间为14年，室外型扶梯从广州地铁二号线开始使用，至今最长运营时间为8年，室内梯与室外梯各部件实际使用寿命情况统计如下：
表4 室内与室外自动扶梯的寿命对比分析
由上述表格可知，在完全室内的环境下，由于地铁车站内具备空调，粉尘少、环境好，各部件的使用寿命均能达到设计寿命的目标值。广州地铁二号线开始，有盖出入口是采用钢结构透明的顶棚形式，能挡雨和部分粉尘，但无法遮挡太阳和紫外线，因此自动扶梯各部件的使用寿命相对要缩短；无盖出入口的自动扶梯的使用环境更恶劣，各部件的使用寿命就更短了，扶手带无法达到设计寿命要求。
建议方案
结合故障原因分析、规范要求以及实际使用情况可得知，延长扶梯扶手带寿命最为行之有效的办法是在设置自动扶梯的出入口均设置顶棚，设置在有顶棚的出入口自动扶梯，自动扶梯各主要部件的寿命将延长一倍以上。对于广州市轨道交通车站地面出入口设置顶棚问题，市规划部门对此有所认可，支持设置顶棚。综合各因素，不推荐室外型自动扶梯在露天的环境下使用，但对于地铁车站因外部原因确实无法避免设置露天的室外型自动扶梯的情况下，我们提出以下建议方案：
选用知名品牌的扶手带
扶手带的选型主要考虑其抗磨损能力、表面材料的拉伸强度、直线度、唇口尺寸和唇口强度、抗老化能力等方面的技术要求。
一般地铁自动扶梯选用的扶手带主要是橡胶扶手带，面胶材料包括有天然橡胶（SBR）和合成橡胶两种。两者均具有良好的抵抗环境侵蚀、抵抗紫外线和抗老化性能等，但SBR扶手带需由面胶添加剂缓释提供保护，即扶手带表面会有保护剂渗出，因而扶手带表面需更多的清洁维护。而合成橡胶扶手带则无需添加剂保护，因而无渗出物污染问题，扶手带表面会较长时间保持光亮美观，对于环境恶劣的使用条件，扶手带厂家推荐采用的是合成扶手带。另外合成橡胶也是最佳的阻燃材料之一，但是扶手带成本相对较高。经寿命测试的结果，天然橡胶或合成橡胶的扶手带均能满足要求。考虑广州地铁运营反馈的使用情况，采用国际著名品牌的扶手带质量、性能稳定；从材质方面上，室外梯尤其是露天扶梯采用合成橡胶最好，其次是天然橡胶。
2)加强扶手带的维护和保养
只能用中性洗涤剂清洗，禁止用酸、碱、油、脂等化学品；否则会是扶手带橡胶表面过
早老化、使寿命大为缩短；如用规定清洁剂清洗，每月也只能清洗1－2次；用清水可多次
清洗；只能用柔软的布料作为擦布；为扶手带表面光亮而用的上光剂须采用专业上光剂。
3）扶手带运行注意事项
扶手带需被正确的安装及保养。导轨及驱动系统应定时检查，避免对扶手带过大的张紧力问题的出现。运行时最大张紧力为：2000N；开机时峰值张紧力最大：2500N；滚轮与扶手带间的压力不超过700KN；因此，应定时对扶手带张紧装置进行调整（建议每半年一次）。
4) 现场接头注意事项
如果由于现场条件限制等因数，必须通过现场接头的方式更换扶手带的，在接头前必须检查扶手带张紧装置的位置，并将张紧装置的位置调到中间状态。
5）对于室内型扶梯与室外型扶梯提出更为合理的寿命要求，具体如下：
表5 扶手带工作寿命
不出现表面龟裂或内外层材料剥开或表面磨损严重；
不出現其他必须更换的问题。
结语
综上所述，露天室外扶梯扶手带的实际使用寿命为4-6年，寿命受环境的影响因素非常大，应采取设置顶棚等方案避免设计露天室外扶梯，在无法避免的情况下，从选用知名品牌扶手带、加强扶手带的维护和保养以及合理的设定参数方面考虑，室外型扶手带（含露天室外型扶梯手带）的寿命可以延长。
参考文献
1、王淑丽、洪锦国内外电梯扶手带的现状 1996
2、广州市地下铁道总公司 广州市轨道交通三号线自动扶梯工程招标文件2003
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。