¿Qué materiales se utilizarán en las escaleras mecánicas del futuro?

Millones de personas utilizan las escaleras mecánicas todos los días. Me pregunto cuántos de ellos han cuestionado el tipo de material utilizado para fabricar escaleras mecánicas y componentes. Al mirar un automóvil desde el exterior, se puede ver que el cuerpo está hecho de metal (s). Los neumáticos son de goma, las ventanillas de cristal, etc. Al montarlos, uno puede notar que está rodeado de componentes y subconjuntos hechos de materiales ligeros y pesados ​​como cuero, gomas y plásticos.

Si las personas examinan un tren o un avión desde dentro y por fuera, pueden concluir que también están hechos de diferentes tipos de materiales, como metales, compuestos, plásticos, cauchos y cerámicas. Como sistema de transporte, las escaleras mecánicas deben tener la misma diversidad de materiales utilizados para su fabricación. Para un especialista en escaleras mecánicas, la respuesta a un diseño de este tipo puede ser fácil, pero para un profano, puede ser difícil de entender. Este artículo intentará proporcionar una comprensión general de lo que hay dentro de uno de los medios de transporte más importantes desde la perspectiva de los materiales.

Hay dos tipos de escaleras mecánicas: ligeras y pesadas. Sus especificaciones de diseño difieren debido a las condiciones operativas y de carga. Las escaleras mecánicas de servicio pesado tienen una altura mayor (más de 10 m), transportan un mayor volumen de pasajeros y funcionan durante largos períodos cada día (más de 20 h). Independientemente del tipo de escalera mecánica, el funcionamiento y los principios mecánicos siguen siendo los mismos: similar a una bicicleta, que tiene piñones conectados por una cadena. El par se aplica en una rueda dentada; la cadena transfiere el par al segundo piñón para convertirlo en velocidad lineal.

Una escalera mecánica consta de dos ejes: un eje superior y otro intermedio. Cada eje tiene dos piñones, uno en cada extremo / lado del eje. Los piñones están conectados por una cadena a cada lado. El eje superior tiene otra rueda dentada, que toma el par de una cadena conectada a un motor. El eje superior también tiene una rueda dentada adicional más pequeña, que impulsa el sistema de pasamanos. Los escalones están montados en las cadenas de los dos ejes principales (ejes superior e intermedio) y los piñones forman la banda del escalón. La banda de paso es un circuito cerrado, que rodea los dos ejes, y a lo largo de los descansos y la pendiente. Los escalones corren sobre pistas, que se colocan a lo largo de los descansillos y se inclinan en los lados principal y de retorno. Los escalones y las cadenas tienen ruedas para ayudar a facilitar el movimiento de los escalones y las cadenas en las vías. El sistema de pasamanos se utiliza para impulsar los cinturones de los pasamanos a una velocidad igual a la de la banda de escalón. El cinturón de la barandilla es utilizado por los pasajeros para soportar su peso y / o aumentar su estabilidad cuando se paran en la banda del escalón.

La Tabla 1 enumera las piezas y subconjuntos antes mencionados, y los materiales de los que están hechos. Los ejes superior e intermedio, con sus ruedas dentadas, tienden a estar hechos de hierro fundido o acero al carbono, al manganeso o al cromo. Se pueden utilizar tratamientos térmicos en los materiales de las ruedas dentadas para obtener propiedades mecánicas específicas.

Los escalones están hechos de acero al carbono. Algunas partes de los escalones están hechas de acero fundido. Los escalones también se han hecho de aluminio y se utilizan a menudo en escaleras mecánicas ligeras. Las ruedas de los escalones y las cadenas están fabricadas en acero fundido o aluminio. Las ruedas tienen neumáticos, que están hechos de caucho o composiciones plásticas. Las cadenas de las bandas de los escalones están sometidas a tensión por el carro, que está fabricado principalmente a partir de piezas de acero al carbono liso.

Toda la escalera mecánica está envuelta y sostenida por armaduras. La parte superior de la escalera mecánica está cubierta con una balaustrada, una plataforma y un zócalo, todos los cuales a menudo se fabrican con acero al carbono simple, que se puede coser o galvanizar. El controlador de una escalera mecánica tiene componentes electrónicos, que están hechos de cerámica con soportes fabricados con metales o plásticos.

Es interesante descubrir que un vehículo de transporte como una escalera mecánica no tiene el mismo nivel de diversidad material que tienen otros medios de transporte modernos. Hasta el 95% de los componentes de las escaleras mecánicas de servicio pesado están hechos de algún tipo de acero. Las duras condiciones operativas podrían ser la razón por la que muchos fabricantes utilizan materiales tan duraderos. Sin embargo, desde una perspectiva mecánica o de propiedades, otros metales también pueden igualar la durabilidad que proporciona el acero. Los costos y la facilidad de disponibilidad son otras razones por las que a menudo se puede usar acero. Además, las regulaciones contra incendios plantean restricciones que podrían obstaculizar la capacidad de los diseñadores y fabricantes para explorar materiales como los plásticos. Una escalera mecánica de servicio pesado puede tener hasta 50 ensamblajes principales (10,000 componentes), ninguno de los cuales usa cerámica o plástico como material común.

Un enfoque ha sido cambiar los materiales de los escalones de las escaleras mecánicas de acero a aluminio. Aunque este cambio se ha establecido en el sector de las escaleras mecánicas ligeras, se necesitan mayores esfuerzos para cambiar la cultura en el sector de las escaleras mecánicas pesadas. Es necesario aplicar un cambio similar a otros subconjuntos para cambiar la dependencia de un solo tipo de material a una variedad de tipos de material. Esto podría contribuir a mantener las materias primas al crear un equilibrio entre los buenos diseños de escaleras mecánicas y los recursos disponibles para fabricarlas. Sin embargo, la industria deberá planificar y elaborar estrategias para participar en este cambio.