Escalera mecánica

Antecedentes

Una escalera mecánica es una escalera mecánica de movimiento continuo diseñada para transportar pasajeros hacia arriba y hacia abajo en distancias verticales cortas. Las escaleras mecánicas se utilizan en todo el mundo para mover el tráfico de peatones en lugares donde los ascensores no serían prácticos. Las principales áreas de uso incluyen centros comerciales, aeropuertos, sistemas de tránsito, centros comerciales, hoteles y edificios públicos. Los beneficios de las escaleras mecánicas son muchos. Tienen la capacidad de mover un gran número de personas y se pueden colocar en el mismo espacio físico que las escaleras. No tienen intervalo de espera, excepto durante el tráfico muy denso; se pueden utilizar para guiar a las personas hacia las salidas principales o exhibiciones especiales; y pueden ser resistentes a la intemperie para uso en exteriores. Se estima que hay más de 30.000 escaleras mecánicas en los Estados Unidos y que hay 90 mil millones de pasajeros que viajan en escaleras mecánicas cada año. Las escaleras mecánicas y sus primos, pasillos móviles, funcionan con motores de corriente alterna de velocidad constante y se mueven a aproximadamente 1-2 pies (0,3-0,6 m) por segundo. El ángulo máximo de inclinación de una escalera mecánica con respecto a la horizontal es de 30 grados con una elevación estándar de hasta aproximadamente 60 pies (18 m).

La invención de la escalera mecánica generalmente se le atribuye a Charles D. Seeberger quien, como empleado de Otis Elevator Company, produjo la primera escalera mecánica tipo escalón fabricada para uso del público en general. Su creación se instaló en la Exposición de París de 1900, donde obtuvo el primer premio. Seeberger también acuñó el término escalera mecánica al unirse a scala que en latín significa pasos, con una forma diminuta de "ascensor". En 1910, Seeberger vendió los derechos de patente originales de su invención a Otis Elevator Company. Aunque se han realizado numerosas mejoras, el diseño básico de Seeberger sigue en uso en la actualidad. Consiste en plataformas de aterrizaje superior e inferior conectadas por una armadura de metal. El truss contiene dos rieles, que tiran de una escalera plegable a través de un bucle sin fin. El truss también soporta dos pasamanos, que están coordinados para moverse a la misma velocidad que los escalones.

Componentes

Plataformas de aterrizaje superior e inferior

Estas dos plataformas albergan las secciones curvas de las vías, así como los engranajes y motores que impulsan las escaleras. La plataforma superior contiene el conjunto del motor y el engranaje impulsor principal, mientras que la parte inferior contiene las ruedas dentadas intermedias de retroceso escalonado. Estas secciones también anclan los extremos de la armadura de la escalera mecánica. Además, las plataformas contienen una placa de suelo y una placa de peine. La placa del piso proporciona un lugar para que los pasajeros se paren antes de subir a las escaleras móviles. Esta placa está al ras con el piso terminado y tiene bisagras o es removible para permitir un fácil acceso a la maquinaria debajo. La placa de peine es la pieza entre la placa de piso fija y el escalón móvil. Se llama así porque su borde tiene una serie de tacos que se asemejan a los dientes de un peine. Estos dientes engranan con tacos a juego en los bordes de los escalones. Este diseño es necesario para minimizar el espacio entre la escalera y el rellano, lo que ayuda a evitar que los objetos queden atrapados en el espacio.

La armadura

La cercha es una estructura metálica hueca que une los descansos inferior y superior. Se compone de dos secciones laterales unidas con tirantes transversales en la parte inferior y justo debajo de la parte superior. Los extremos de la armadura se unen a las plataformas de aterrizaje superior e inferior mediante soportes de acero u hormigón. El truss lleva todas las secciones de vía recta que conectan las secciones superior e inferior.

Las pistas

El sistema de rieles está integrado en el truss para guiar la cadena de escalones, que tira continuamente de los escalones desde la plataforma inferior y de regreso a la parte superior en un bucle sin fin. En realidad, hay dos pistas:una para las ruedas delanteras de los escalones (llamada pista de rueda de paso) y otra para las ruedas traseras de los escalones (llamada pista de rueda de remolque). Las posiciones relativas de estas pistas hacen que los escalones formen una escalera a medida que se mueven desde debajo de la placa de peine. A lo largo de la sección recta de la cercha, las vías se encuentran a su distancia máxima entre sí. Esta configuración obliga a la parte posterior de un escalón a formar un ángulo de 90 grados con respecto al escalón que está detrás. Este ángulo recto dobla los escalones en forma de escalera. En la parte superior e inferior de la escalera mecánica, las dos pistas convergen de modo que las ruedas delanteras y traseras de los escalones están casi en línea recta. Esto hace que las escaleras se coloquen en una disposición plana similar a una hoja, una tras otra, para que puedan viajar fácilmente alrededor de la curva en la sección curva de la vía. Las vías bajan los escalones a lo largo de la parte inferior de la armadura hasta que llegan al rellano inferior, donde pasan por otra sección curva de la vía antes de salir por el rellano inferior. En este punto, las vías se separan y los escalones vuelven a asumir una configuración de escalera. Este ciclo se repite continuamente a medida que los pasos se mueven de abajo hacia arriba y de nuevo hacia abajo.

Los pasos

Los peldaños en sí son de aluminio fundido a presión sólido de una sola pieza. Se pueden colocar alfombras de goma en su superficie para reducir el deslizamiento, y se pueden agregar líneas de demarcación amarillas para indicar claramente sus bordes. Los bordes de entrada y salida de cada escalón están cubiertos con protuberancias en forma de peine que se engranan con las placas de peine en las plataformas superior e inferior. Los escalones están unidos por una cadena de metal continua, por lo que forman un bucle cerrado en el que cada escalón puede doblarse en relación con sus vecinos. Los bordes delantero y trasero de los escalones están conectados a dos ruedas. Las ruedas traseras están más separadas para encajar en la vía trasera y las ruedas delanteras tienen ejes más cortos para encajar en la vía delantera más estrecha. Como se describió anteriormente, la posición de las pistas controla la orientación de los pasos.

La barandilla

La barandilla proporciona un cómodo asidero para los pasajeros mientras viajan por las escaleras mecánicas. Está construido con cuatro secciones distintas. En el centro de la barandilla hay un "deslizador", también conocido como "tela deslizante", que es una capa de algodón o textil sintético. El propósito de la capa deslizante es permitir que la barandilla se mueva suavemente a lo largo de su carril. La siguiente capa, conocida como miembro de tensión, consiste en un cable de acero o una cinta de acero plana. Proporciona al pasamanos la resistencia a la tracción y la flexibilidad necesarias. Encima del miembro de tensión están los componentes de construcción internos, que están hechos de caucho tratado químicamente diseñado para evitar que las capas se separen. Finalmente, la capa exterior, la única parte que los pasajeros ven realmente, es la cubierta de goma, que es una mezcla de polímeros sintéticos y goma. Esta cubierta está diseñada para resistir la degradación de las condiciones ambientales, el desgaste mecánico y el vandalismo humano. La barandilla se construye alimentando caucho a través de una máquina de extrusión controlada por computadora para producir capas del tamaño y tipo requeridos para cumplir con los pedidos específicos. Las capas componentes de tela, caucho y acero son moldeadas por trabajadores calificados antes de introducirlas en las prensas, donde se fusionan. Cuando se instala, la barandilla terminada se tira a lo largo de su carril mediante una cadena que está conectada al engranaje de transmisión principal mediante una serie de poleas.

Diseño

Varios factores afectan el diseño de las escaleras mecánicas, incluidos los requisitos físicos, la ubicación, los patrones de tráfico, las consideraciones de seguridad y las preferencias estéticas. Ante todo, deben tenerse en cuenta factores físicos como la distancia vertical y horizontal que se va a abarcar. Estos factores determinarán el paso de la escalera mecánica y su longitud real. La capacidad de la infraestructura del edificio para soportar los componentes pesados ​​también es una preocupación física crítica. La ubicación es importante porque las escaleras mecánicas deben estar situadas donde el público en general pueda verlas fácilmente. En los grandes almacenes, los clientes deben poder ver la mercancía fácilmente. Además, el tráfico que sube y baja por las escaleras mecánicas debe estar físicamente separado y no debe conducir a espacios confinados.

Los patrones de tráfico también deben preverse en el diseño de escaleras mecánicas. En algunos edificios, el objetivo es simplemente mover a las personas de un piso a otro, pero en otros puede haber un requisito más específico, como canalizar a los visitantes hacia una salida o exhibición principal. El número de pasajeros es importante porque las escaleras mecánicas están diseñadas para transportar un cierto número máximo de personas. Por ejemplo, una escalera mecánica de un solo ancho que viaja a aproximadamente 1,5 pies (0,45 m) por segundo puede mover a unas 170 personas por período de cinco minutos. Los modelos más anchos que viajan a una velocidad de hasta 2 pies (0,6 m) por segundo pueden soportar hasta 450 personas en el mismo período de tiempo. La capacidad de carga de una escalera mecánica debe coincidir con la demanda de tráfico pico esperada. Esto es crucial para aplicaciones en las que hay aumentos repentinos en el número de pasajeros. Por ejemplo, las escaleras mecánicas utilizadas en las estaciones de tren deben diseñarse para atender el flujo de tráfico pico descargado de un tren, sin causar una acumulación excesiva en la entrada de la escalera mecánica.

Por supuesto, la seguridad también es una preocupación importante en el diseño de escaleras mecánicas. La protección contra incendios de la apertura del piso de una escalera mecánica se puede proporcionar agregando rociadores automáticos o contraventanas a prueba de fuego a la apertura, o instalando la escalera mecánica en un pasillo cerrado protegido contra incendios. Para limitar el peligro de sobrecalentamiento, se debe proporcionar una ventilación adecuada para los espacios que contienen los motores y engranajes. Se prefiere que una escalera tradicional esté ubicada adyacente a la escalera mecánica si la escalera mecánica es el medio principal de transporte entre pisos. También puede ser necesario proporcionar un elevador junto a una escalera mecánica para sillas de ruedas y personas discapacitadas. Finalmente, debe tenerse en cuenta la estética de la escalera mecánica. Los arquitectos y diseñadores pueden elegir entre una amplia gama de estilos y colores para los pasamanos y los paneles laterales tintados.

El
proceso de fabricación

1. La primera etapa de la construcción de una escalera mecánica es establecer el diseño, como se describe anteriormente. El fabricante de la escalera mecánica utiliza esta información para construir el equipo personalizado adecuadamente. Hay dos tipos de empresas que suministran escaleras mecánicas, los fabricantes primarios que realmente construyen el equipo y los proveedores secundarios que diseñan e instalan el equipo. En la mayoría de los casos, los proveedores secundarios obtienen el equipo necesario de los fabricantes primarios y realizan las modificaciones necesarias para la instalación. Por lo tanto, la mayoría de las escaleras mecánicas se ensamblan en el fabricante principal. Los rieles, las cadenas de peldaños, el ensamblaje de la escalera y los engranajes y poleas motorizados se atornillan en su lugar en la armadura antes del envío.
2. Antes de la instalación, las áreas de descanso deben estar preparadas para conectarse a la escalera mecánica. Por ejemplo, se deben verter accesorios de concreto y se debe colocar la estructura de acero que mantendrá la armadura en su lugar. Una vez que se entrega la escalera mecánica, todo el conjunto se desembala y se coloca entre los orificios de descanso superior e inferior. Hay una variedad de métodos para levantar el conjunto de truss en su lugar, uno de los cuales es un aparato elevador de tijeras montado en una plataforma de soporte con ruedas. El elevador de tijeras está equipado con un conjunto de localizador para ayudar en la alineación vertical y angular de la escalera mecánica. Con tal dispositivo, el extremo superior de la armadura se puede alinear fácilmente con una pared de soporte asociada con el rellano superior y luego sostenerla. El extremo inferior de la armadura se puede bajar posteriormente a un pozo asociado con el piso del rellano inferior. En algunos casos, las barandillas pueden enviarse por separado del resto del equipo. En tal situación, se enrollan y embalan cuidadosamente para su envío. Luego se conectan a las cadenas apropiadas después de que se instala la escalera mecánica.
3. Realice las conexiones finales para la fuente de alimentación y verifique que todas las pistas y cadenas estén alineadas correctamente.
4. Verifique que todos los elementos motorizados funcionen correctamente, que las correas y cadenas Una escalera mecánica es una escalera que se mueve continuamente. Cada escalera tiene un par de ruedas a cada lado, una en la parte delantera del escalón y otra en la parte trasera. Las ruedas corren sobre dos rieles. En la parte superior e inferior de la escalera mecánica, el riel interior se sumerge debajo del riel exterior, de modo que la parte inferior de la escalera se aplana, lo que facilita a los pasajeros subir y bajar. moverse suavemente y a la velocidad correcta, y que el sistema de frenado de emergencia esté activado. Los escalones deben estar lo suficientemente separados para que no se pellizquen ni se froten entre sí. Sin embargo, deben colocarse de manera que no queden grandes espacios, lo que podría aumentar la posibilidad de lesiones.

Control de calidad

El Código de Regulación Federal (CFR) contiene pautas para el control de calidad de las escaleras mecánicas y establece estándares mínimos de inspección. Como se establece en el código, "los ascensores y escaleras mecánicas se deben inspeccionar minuciosamente a intervalos que no excedan un año. Las personas designadas deben realizar inspecciones mensuales adicionales para una operación satisfactoria". Los registros de las inspecciones anuales deben publicarse cerca de la escalera mecánica o estar disponibles en la terminal. Además, el código especifica que los límites máximos de carga de la escalera mecánica se publicarán y no se excederán. También se pueden encontrar estándares de seguridad adicionales en el Manual de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos.

El futuro

En los últimos años se han realizado varias innovaciones en la fabricación de escaleras mecánicas. Por ejemplo, una empresa desarrolló recientemente una escalera mecánica de caracol. Otro ha desarrollado una escalera mecánica adecuada para transportar sillas de ruedas. Es probable que estos avances continúen a medida que la industria se expande para satisfacer las necesidades cambiantes del mercado. Además, la industria espera un crecimiento acelerado a medida que los mercados sin explotar, como China y Hungría, comiencen a reconocer los beneficios de la tecnología de escaleras mecánicas.