?目前國內市場上常見的名義寬度1m的鋁合金鑄造梯級單件質量一般為15kg；梯級輪軸單件質量2.5～5kg；不銹鋼板組合拼裝梯級單件質量為17～21kg。常用梯級鏈（含滾輪）單位質量為6～12kg/m；扶手帶單位質量一般為1.5kg/m左右。

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以名義梯級寬度1m，傾角為30°，水平段3個梯級，提升高度為5m的自動扶梯為例。設梯級深度為0.4m；傾斜段梯級數為25個，梯級總數為75個；扶手帶長度與梯級鏈相等；則整個梯級鏈上運行總質量（包含梯級鏈質量）為：

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式中：m1 — 梯級鏈上運行總質量，kg；

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n?— 梯級總數，設定為75；

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mt — 單個梯級質量，設定為16kg；

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ml — 對應單個梯級的梯級鏈質量，設定為6.8kg；

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mz — 單個梯級輪軸質量，設定為4kg；

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md — 對應單個梯級的扶手帶質量，設定為1.2kg。

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考慮到制動器動作上閘的滯后；以及制動時制動器實際制動力的增加過程；以及制動器的調節裕度；由安全標準規定制動距離確定的最大、最小平均減速度尚不能完全代表制動器的實際最大制動能力。制動器的實際最大制動能力應該大于由制動距離確定的平均制動力；即實際最大設計制動減速度大于最大平均減速度。因此假設空載滿足梯級鏈上運行總質量制動減速度 為1m/s2，此時對應的制動力為：

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??????????????????????? （6）

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式中：Fmax1 — 滿足梯級鏈上運行總質量設計制動減速度的制動力，N；

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按照GB16899 中12.4.4.1條規定，名義梯級寬度1m的自動扶梯在額定載荷條件下，其設計制動載荷為每個梯級120kg；此時按上例25個傾斜段梯級上的制動總載荷為3000kg。忽略驅動鏈質量，梯級鏈輪、減速裝置、電動機的轉動慣量的情況下，額定載荷與自動扶梯運動件計算總質量之比為1.43，遠大于按式（5）確定，滿足12.4.4.2條安全制停距離范圍要求的值。此時制動總載荷的重力下滑分量為：

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???????????? （7）

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式中：Fq — 制動總載荷的重力下滑分量，N；

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滿足滿載制動安全距離的制動力為：

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????????????????????????? （8）

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式中：Fmax2 — 滿足滿載制動安全距離的制動力，N；

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比較式（6）與式（7）的值，可見滿足梯級鏈上運行總質量最大設計制動減速度的制動力，還遠遠不足以保持制動總載荷不下滑。即使考慮到靜摩擦系數與動摩擦系數的差異，以及制動器的最大制動力大于平均制動力1～2倍；加上驅動鏈質量，梯級鏈輪、減速裝置、電動機的轉動慣量足夠大，再考慮足夠的系統摩擦阻力，上例中自動扶梯的工作制動器也無法同時滿足空、滿載制停距離的安全要求。

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反之可見即使是式（7）的所需制動力單獨作用于空載運行狀態的自動扶梯，按上例空載梯級鏈上運行總質量的數據，加上驅動鏈質量，梯級鏈輪、減速裝置、電動機的當量質量300kg，也將產生大于6m/s2的減速度。鑒于上述計算實例中單個部件質量的選取并非國內市場上運行自動扶梯的最小部件質量，因此該示例還不是極端設計的實例。

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資料顯示，對于制動性能的控制，有些設計采用在電機軸增加飛輪質量的辦法，增加高速軸制動慣性矩；由此獲得較大的基礎當量制動質量。但是在國內自動扶梯的設計中，要達到安全規范規定的空、滿載制停距離要求，所需飛輪質量太大。

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通過上述分析，足以使我們認識到，按照GB16899 中的制動減速度安全距離標準，自動扶梯的工作制動器要同時滿足空、滿載制停距離的安全要求，需要多么大的運動機構自身質量！現在市場上運行的自動扶梯，如具有滿足滿載制停距離安全要求的制動力，將在空載制動時產生遠大于安全要求的減速度。由于自動扶梯現場驗收時考核的都是空載制動距離，滿足滿載制停距離的要求難以體現；且許多自動扶梯的傾角是35°，額定載荷重力下滑分量更大。滿足式（5）的額定載荷與自動扶梯運動件計算總質量之比更小。由此可確定現場調整的制動力僅能滿足空載及小載荷運行的制動需要，近年來國內多起自動扶梯因工作制動器未能有效制動而發生的滑移、傷害事故有著內在的必然性。在謀求自動扶梯整體結構輕量化的商業浪潮中，尋求提高自動扶梯制動安全性能迫在眉睫。

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三、自動扶梯制動安全性能要求的改進

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鑒于GB16899-1997標準來源于EN115-1的事實，我們還可了解一下最新的EN115-1標準；EN115-1:2007標準討論稿中對自動扶梯制動性能提出了新的安全標準。標準明確要求工作制動器動作時下行制停的減速度應不大于1m/s2。同時要求如果每次停止時制停距離大于規定值的20％，不能重新啟動；這在防止工作制動器能力過量下降問題上具有重要意義。最新的EN115-1:2007標準在額定輸送量上也做出了修改，意味著設計制動額定總載荷已減小。具體數據見下表3：

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表3????????? EN115-1:2007附錄G?扶梯與人行道的規劃與配置指南

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由于筆者未能全面了解EN115-1:2007新標準有關制動性能的要求，只了解到工作制動器動作時下行制停的減速度應不大于1m/s2；額定輸送量與原標準相比至少減小了三分之一。此時設最小平均減速度為0.1 m/s2；從式（5）可知滿足EN115-1:2007標準制動力要求的傾角為30°的自動扶梯，所需額定載荷與自動扶梯運動件計算總質量之比為0.18。同樣以上例數據為基礎，總制動載荷將減小為2000kg；但是依據式（5）可知滿足EN115-1:2007制動安全標準的自動扶梯運動件計算總質量還將達到11111kg。這相當于在現行常規設計的基礎上，將自動扶梯運動件總質量增加3～4倍多。下行制停的減速度應不大于1m/s2的要求，即使是針對制動平均值而不是峰值，制動系統的設計也是很困難的。依據國內的市場情況，標準額定輸送量的減小，還將使實際運行中超載控制變得更加困難。

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計算分析已明確顯示，單純從機械設計角度改進自動扶梯制動性能是耗費極大，難以實現安全規范要求。因此筆者建議完善自動扶梯制動性能，應從修改安全規范標準入手，合理確定自動扶梯制動能力安全標準。可規定“保證工作制動器動作時，空載下行制停的平均減速度應不大于1m/s2”。對工作制動器動作時，滿載下行制停只作制停定性要求。對超速和非操縱逆轉均要求以附加制動器動作控制。為防止滿載下行停止時非超速向下滑行距離過大造成事故，可在電控系統中加入工作制動器動作后監控梯級動態的功能；在梯級向下運動未在一定的距離或時間內停止時，要求由附加（輔助）制動器投入制動停止梯級運動。如能開發設計出能定量控制減速度的智能制動裝置，對自動扶梯制動安全必將是一大福音。

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綜合以上計算分析均表明，現行的自動扶梯制動系統設計要滿足自動扶梯制動安全標準是非常困難的；在自動人行道的制動系統安全性上存在同類問題。筆者認為附加（輔助）制動器的配置設計，將成為保障自動扶梯和自動人行道制動安全的首選途徑。在2008廊坊中國國際電梯展會上，可見到引進生產的重型梯級鏈，其每米重量超過35kg，重型梯級的單個重量也超過25kg。但是國內梯級生產廠家在展會上展出了質量為12kg輕型鋁合金鑄造梯級，廣告詞為節能環保；可見國內生產廠商還未關注到自動扶梯制動能力，存在嚴重安全問題的事實。按照現行安全規范和自動扶梯產品的實際情況，可以想見的是，自動扶梯制動能力的滿載型式試驗合格，必定是在對制動器進行特別調配后獲得的；而如此的特別調配對于實際運行的自動扶梯制動器，結果必然是空載制動減速度過大。在現場的制動力調整中只能按空載的工況實施。至此筆者提請業內同行，高度關注自動扶梯和自動人行道制動安全標準。尋求有效的技術改進措施，盡快使自動扶梯和自動人行道制動安全性能達到合理的標準要求。同時探討合理修改自動扶梯和自動人行道制動安全性能標準的途徑。本文觀點是筆者的一些工作體會，僅供各界同行參考；文中有錯誤和不妥之處，歡迎批評指正。

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