Mathematical model and analysis of the chains of underground escalators

Abstract

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[EN] El principal objetivo de este proyecto es llevar a cabo un analisis en profundidad de una cadena de transmision de energia de unas escaleras mecanicas. Para realizar este estudio, la compañía London Underground ha colaborado activamente con la realizacion de este proyecto proveyendo todo informacion necesaria, ya que las cadenas de transmision analizadas corresponden con las instaladas en la escalera mecanica numero uno de la estacion de Holborn. Durante la realizacion de proyecto fueron frecuentes visitas a las oficinas de la compania LU y visitas a las partes interiores de las escaleras mecanicas, donde se pudieron observar los ejes, los escalones, los pinones, cadenas de transmision, motores y paneles de control. El modo de operacion de las escaleras mecanicas fue perfectamente entendido desde un punto de vista practico y teorico. El calculo de las tensiones en las cadenas fue obtenido de tres maneras diferentes, cada uno de ellos basados en un modelo matematico especifico con diferentes condiciones de carga debido a la no uniformidad de cargas de la escalera. Los factores de seguridad y las presiones en los pasadores de las cadenas fueron tambien obtenidos con la finalidad de comprobar si las escaleras trabajan dentro de los limites de seguridad permitidos. Como punto final, se realiza una comparacion de los tres metodos de calculo. Ademas de las fuerzas de traccion en las cadenas tambien se realiza un completo analisis de las tensiones en los diferentes componentes de ellas, identificando las secciones mas debiles y los diferentes modos de fallo que pueden ocurrir. Un estudio sobre la elongacion sufrida por las cadenas fue realizado, identificando las diferentes causas que lo provocan y a continuacion una validacion entre valores teoricos y practicos (obtenidos por condition monitoring) fue llevada a cabo. Finalmente se estudian tambien el consumo de energia y la lubricacion de las cadenas. Para realiza el proyecto una gran cantidad de codigos de regulacion fueron consultados debido a la estricta regulacion a la que estan sometidas las escaleras mecanicas, ya que pueden implicar una amenaza para sus usuarios.