Come realizzare una scala mobile

Non è il primo secolo che le scale miracolose di Jess Reno ci hanno reso più facile camminare. E sebbene il compito iniziale delle scale mobili fosse trasportare potenti flussi di passeggeri nelle metropolitane, nelle stazioni ferroviarie e nei mercati principali, se sono disponibili i mezzi appropriati, non vi sono restrizioni fondamentali per il loro uso in un’ampia varietà di locali e al di fuori di essi. Sullo sfondo di lampadari di cristallo e percorsi riscaldati per giardini, questo non è un grande lusso. E in alcuni casi – in istituti medici o appartamenti con persone con disabilità, in uffici il cui personale è costretto a spostarsi costantemente da un piano all’altro, in locali in cui viene eseguita un’ispezione ciclica continua (ad esempio, installazioni elettriche situate su piani diversi) da parte del personale in servizio – e completamente un dispositivo assolutamente necessario. Gli ascensori, sebbene richiedano meno spazio e denaro, non possono essere paragonati alle scale mobili in termini di convenienza, efficienza e produttività.

Allo stato attuale, le scale mobili sono prodotte commercialmente in lunghezze da 3 a 75 metri e costano, rispettivamente, da diverse migliaia a un milione di dollari USA. La capacità di carico, la velocità e la scorrevolezza dei movimenti, la lunghezza, la larghezza e l’altezza dei gradini, le prestazioni climatiche, le caratteristiche del rumore, la decorazione, l’illuminazione, i dettagli di progettazione variano anche entro ampi limiti. L’angolo di inclinazione può raggiungere i 35 gradi per altezze di sollevamento relativamente basse (fino a 7 metri) e 30 gradi per le scale mobili lunghe.

Quindi, puoi sempre scegliere (o ordinare un meccanismo esclusivo) per qualsiasi applicazione immaginabile: collegare piani o terrazze in un parco, sollevare le persone alla testa di una statua in esame o dall’acqua di una piscina … È difficile raccomandare una struttura ingegneristica così complessa per la produzione fatta in casa (anche se la storia lo sa casi in cui gli aerei venivano assemblati da soli nel garage). Ma una breve panoramica dei problemi tecnici incontrati nella progettazione e nella manutenzione delle scale mobili aiuterà anche quando si acquista un prodotto pronto: è sempre utile sapere a quali parametri prestare attenzione e cosa determina il costo del prodotto.

Classico progettazione scala mobileè una serie di gradini di carrello montati su una catena di trazione in modo tale che ogni gradino porta un carico solo dal peso delle persone direttamente su di essa, e lo sforzo totale cade sulla catena e raggiunge il massimo nel suo punto più alto. Una forza speciale che agisce sia sulla catena che sul carrello dei carrelli si verifica quando è piegata attorno al pignone di trasmissione e supera significativamente la tensione media dal carico utile. È inversamente proporzionale alla lunghezza del collegamento e al raggio di curvatura. Allo stesso modo, il “jitter” longitudinale dipende da questi parametri, il che riduce il comfort dei passeggeri e la durata della scala mobile. Ma la lunghezza del collegamento non può essere ridotta per motivi di forza. Di conseguenza, su scale mobili di grandi dimensioni, il diametro della ruota dentata motrice supera i 2 metri. Di conseguenza, è necessaria una coppia enorme sull’albero, il che significa un enorme cambio.

Si gradino del carrellodeve resistere a una forza superiore a 600 kg (alla curva della catena). Inoltre, il gioco totale delle sue parti mobili non può superare 0,4 mm. Di conseguenza, il costo di un gradino di una normale scala mobile della metropolitana (ET-2, ET-3) è di circa 10.000 rubli..

Naturalmente, quasi tutti i problemi delineati sono notevolmente semplificati quando si passa a dimensioni e capacità più piccole. Quando la lunghezza della scala mobile non viene misurata in decine, ma in unità di metri, il carico di progetto non è di 2 persone per ogni gradino, ma di 5 persone in totale … Questo cambia le cose. Fino alla transizione da cambiamenti quantitativi a qualitativi: invece di catene rimbombanti e carrelli metallici, ci sono parti polimeriche (leggere, economiche, in molti casi non richiedono lubrificazione), invece di ingranaggi a strappo, frizioni lisce e così via. Anche con una diminuzione puramente quantitativa (senza modificare il diagramma schematico) della capacità di carico e della lunghezza di 2 volte, la potenza consumata dalla scala mobile diminuisce di 4-5 volte, il costo – di circa 4 volte. Se arriviamo a un balzo qualitativo, i cambiamenti vengono misurati in ordini.

Cambiamenti ancora più fondamentali nel design (e nel prezzo) si verificano quando ci si sposta ad angoli di salita inferiori a 12-15 gradi. Allo stesso tempo, è possibile abbandonare completamente i passaggi. Tali meccanismi sono chiamati travelator o (ad angoli molto piccoli) trasportatori di passeggeri. La loro lama di lavoro è un polimero piatto (ovviamente, con una grande rugosità e un rivestimento non scivoloso) o incernierato. Spesso (con una distanza adeguata dalle pareti e dagli oggetti circostanti), i corrimani non possono essere utilizzati sui travolatori. In molti casi, sono più convenienti delle scale mobili (durante il trasporto di merci, carrelli, passeggini e sedie a rotelle), più economici e più silenziosi. L’unico inconveniente è che occupano una vasta area per garantire il sollevamento alla stessa altezza e vengono utilizzati, rispettivamente, solo in stanze enormi o in spazi aperti, ad eccezione di quei casi in cui la differenza di altezza dei livelli collegati è piuttosto insignificante..

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