[发明专利]基于SIMPACK的电扶梯梯级链建模与故障仿真方法

说明书

本发明提供了一种基于SIMPACK的电扶梯梯级链建模与故障仿真方法。该方法利用动力学仿真软件SIMPACK建立电扶梯梯级链仿真模型，并在模型从动轴上设置振动加速度传感器，分别加入链节距伸长、销轴和套筒磨损、滚子和齿轮磨损三种故障形式。在SIMPACK中分别进行正常状态、链节距伸长状态、销轴和套筒磨损状态、滚子和齿轮磨损状态下的离线积分，将离线积分结果在动力学仿真软件SIMPACK后处理器中打开，并输出所需的从动轴横向振动加速度数据，对四种状态下的从动轴横向振动加速度数据进行分析，研究不同状态下的故障规律。这种仿真方法能够快速准确地仿真电扶梯梯级链的各故障情况下的运行状态，节省了大量的人力物力和财力，并对避免电扶梯故障的发生具有重大的意义。

技术领域

本发明涉及电扶梯技术领域，尤其涉及一种基于SIMPACK的电扶梯梯级链建模与故障仿真方法。

背景技术

电扶梯梯级链是电扶梯传动系统中非常重要的一个部件。在电扶梯运行过程中，驱动电机通过驱动链的传动作用，带动主动轴承的转动，从而带动梯级链轮的运转，梯级链轮通过与梯级链的啮合作用使得梯级链沿着既定的路径运行，从而源源不断地将人或货物从一个位置传送到另外一个位置。由于梯级链传动过程中，所受不同程度的负载，使得链条内部结构的零部件之间在外力和摩擦介质的作用下相互摩擦，造成链节距伸长、销轴和套筒磨损等问题。在滚子与齿轮啮合过程中，会产生周期性的冲击，再加上多边形效应的影响，滚子和齿轮产生劣化，表现为滚子外径减小，齿轮的齿廓变形等。这不仅影响梯级链的性能、乘客的舒适度，最重要的是极大地影响着梯级链的安全状态，极大地降低了梯级链的使用寿命，增加了维修维护成本。一旦梯级链发生状况，后果将不堪设想。根据国家标准，当链的总长度伸长量达到3％时，需要强制更换链条。

现有技术中的一种对电扶梯梯级链的检查方法为：在电扶梯上安装梯级链断裂安全保护装置，当梯级链条伸长到一定程度时，张紧装置发生位移至某一特定的位置，将达到保护标准，那么电扶梯将停止运行，维修人员进行维修和维护。

上述现有技术中的对电扶梯梯级链的检查方法的缺点为：该方法无法预测梯级链的状态，对于梯级链的突发性断裂等故障，只能进行事后的保护，无法避免事故的发生带来的损失。除此之外，对于电扶梯梯级链的检查方法是人工检查，维修人员定期的对梯级链进行检查与检修，这种检查方法基于人眼看、耳听和借助工具进行梯级链状态的检查。受人为因素、梯级链所在位置以及现场作业环境等的影响，人工检查的方法往往可能出现漏检的情况，并且检修员劳动强度大，消耗资金多，技术校对时间长。最后，有关链条状态的预测与寿命估计的研究大都是基于大量的试验进行的，该种方法首先需要很长的时间，还需要消耗大量的材料费，并且需要足够的人力和时间，但是实验结果的可靠性有待确定，其实验结果只能作为实际过程中的参考。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于SIMPACK的电扶梯梯级链建模与故障仿真方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于SIMPACK的电扶梯梯级链建模与故障仿真方法，包括：

S1、根据电扶梯梯级链的结构及其之间的力学关系，绘制电扶梯梯级链的拓扑结构图；

S2、利用动力学仿真软件SIMPACK的链传动模块建立电扶梯梯级链的实体模型，并设置电扶梯梯级链各个部件的物理属性；

S3、根据电扶梯梯级链的拓扑结构和电扶梯梯级链各个部件的物理属性，设置电扶梯梯级链模型中各部件之间的连接关系，得到电扶梯梯级链模型；

S4、在所述电扶梯梯级链模型中设置传感器模型；

S5、对所述电扶梯梯级链模型进行在线时间积分计算，根据在线时间积分计算结果验证所述电扶梯梯级链模型的正确性；