自動扶梯金屬骨架是由角鋼、槽鋼、鋼板等焊接而成的桁架結(jié)構(gòu)。骨架上要安裝梯路系統(tǒng)、帶路系統(tǒng)、驅(qū)動裝置和控制裝置等。當自動扶梯運行時，包括乘客在內(nèi)的所有動靜載荷均由骨架承擔(dān)。因此骨架在滿足強度、剛度要求的前提下，必須具有較好的尺寸穩(wěn)定性。這是保證扶梯長期平穩(wěn)運行的重要條件。

而焊接結(jié)構(gòu)是存在殘余應(yīng)力的，如果殘余應(yīng)力不消除的話，即使零件在出廠前的裝配精度保持得很好，在使用過程中，殘余應(yīng)力也會逐漸釋放，重新分布而因引起骨架變形，其上所裝的導(dǎo)軌和各相關(guān)運動部件肯定會隨之變化，引起比較難以克服的故障。因此，必須在骨架焊接之后進行消除應(yīng)力處理。傳統(tǒng)的消除應(yīng)力做法是自然時效，但這一工藝會浪費大量的人力、物力和時間，因此，需要尋找新的時效方法。經(jīng)過廠家考察研究后，決定采用振動時效工藝消除應(yīng)力。

自動扶梯骨架尺寸和使用設(shè)備

扶梯骨架傾角有30°、35°兩種，雖然樓層高度不一樣，中間段的長度不同，但結(jié)構(gòu)大體相同，弦梁采用125mm*80mm*10mm角鋼，中間每隔800mm一根豎直槽鋼和斜拉槽鋼，拐角處加有補強板、橫向有底橫和中橫槽鋼，底部焊有5mm厚鋼板。

設(shè)備采用聚航科技生產(chǎn)的JH-600A振動時效設(shè)備，按照標準對扶梯骨架做振動時效試驗，根據(jù)結(jié)果判斷其有效性。

骨架振動時效工藝

振動時效時，將骨架側(cè)放，用4個橡膠墊支撐。支撐后，骨架應(yīng)比較平穩(wěn)。按要求支撐點選擇在波節(jié)處。經(jīng)短時間試振后，用細砂撒在工件上，細砂積集的地方即為波節(jié)，必要時作些微調(diào)。

振器安裝和激振力選擇

激振點選在圖1所示位置或另一端相應(yīng)位置，用弓形夾將激振器牢牢夾緊在工件的激振點上。骨架采用的激振力為最大激振力的13%-17%范圍之內(nèi)。根據(jù)工件特點，本工件采用的是扭振振型。雖然激振力不大，但整個工件振動比較均衡。

拾振器安裝在骨架的中部，使其處于波峰處。安裝拾振器前，要將角鋼上的安裝面用細砂布打平，去除銹斑。拾振器電纜要從適當?shù)牟课缓涂刂破鬟B接，以免振動過程中受到損傷。

振動參數(shù)的選擇

在扶梯骨架振動時效時，我們選擇全自動方式。工藝流程如下：

第一步，對工件進行一次掃描，然后打印出第1次掃描曲線。

第二步，打印完之后，自動選一階共振峰的2/3處的頻率進行時效處理。本次頻率為3492r/min。經(jīng)過8min處理后，認為達到時效目的，自動停振，并打印出加速度-時間曲線圖，a_max=26.0m/s²，a_min=14.0m/s²。根據(jù)國標，這條曲線上升后變平或上升后下降再變平，這里變平后保持5min不變，即認為達到時效目的。

第三步，選二階共振峰的2/3處，即N=4888r/min處進行二次振動。振動進行了6min，自動停機，打印出加速度-時間曲線圖。從圖中可明顯看出曲線先上升后下降，然后保持水平達5min。a_max=55.2m/s²。a_min=10.0m/s²。

第四步，二次掃描，局部打印出時效后的加速度-頻率曲線圖。

時效曲線分析

從圖可以看出，振動前后2次掃描曲線變化較大。二階共振峰明顯向左移，帶寬明顯變窄。符合國標判斷振動時效效果的標準。時效過程由電腦自動控制，不需人工干預(yù)。通過對數(shù)十臺扶梯骨架振動曲線分析，均符合國標要求。

振動時效效果定量判定

我們采用磁測法對骨架進行殘余應(yīng)力測量，振前振后均進行測量，然后對數(shù)值進行比較。

骨架殘余應(yīng)力測量

我們選取5個部位進行殘余應(yīng)力測量（測點見圖1）。A處選在下水平段承載角鋼下部連接鋼板上，B處選在下水平段與直段145°交角的補強板上，C處選在主梁中間對接頭，D處選在上水平段與A相似之處，只是不在中間而距承載角鋼接近。E處在上水平段與直段交角的補強板上，與B處相似。

根據(jù)測定數(shù)據(jù)計算出各點的應(yīng)力值。σ_x為平行于焊縫的應(yīng)力值，σ_y為垂直于焊縫的應(yīng)力值，C、E處第5點在焊縫上，其余各處第5點距焊縫邊緣10mm。

數(shù)據(jù)分析

由于磁測法有一個基本假設(shè)條件，假設(shè)第0點的σy值為零。這些選定的測定部位的焊縫是處于結(jié)構(gòu)之中，實際上第0點的σy不一定為零，因此存在一個固定的差值。同時，磁測法采用的是逐點推算法，計算每個測點的應(yīng)力值要測定8個數(shù)據(jù)，若有一個數(shù)據(jù)存在較大誤差的話，會造成一組計算值的誤差。實際上，焊接接頭組織不均勻性、化學(xué)不均勻性和剩磁也會產(chǎn)生一定影響。這些計算出的應(yīng)力值不一定就是準確的實際應(yīng)力值，但振前振后在同一點測定的值。用于比較的話，還是很有價值的。

如果把振前σ_x和振后σ_x的平均值放在一起比較，振前σ_y和振后σ_y的平均值放在一起比較，可以看出振后殘余應(yīng)力水平降低較多，而且分布更均衡了。

總結(jié)

根據(jù)振動時效后的曲線和殘余應(yīng)力測量值可看出，骨架采用振動時效消除應(yīng)力是可行的。且經(jīng)過長期投入使用后，未發(fā)現(xiàn)骨架變形引起的故障。振動時效工藝既降低大量材料的積壓，又提高了骨架的內(nèi)在質(zhì)量。