智能自動送料貨運升降梯控制系統的創新設計

摘要：施工升降機是建筑施工中的重要設備，也是施工現場容易發生事故的危險源。本文從升降機的選型、布置、施工驗收以及使用中的安全防范進行闡述，來說明智能自動送料貨運升降梯控制系統的創新設計。

關鍵詞：升降機；安全措施；控制系統

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 16-0078-01

高層建筑工程的施工過程中，垂直運輸經常會用到施工升降機，由于機械使用或管理不當，重大安全事故時有發生，而且往往是群傷、群亡事故，對社會影響極為嚴重，對創建和諧社會造成重大負面影響。貨運升降平臺是一種必須以人手控制升降機門的貨運專用升降機械，貨運升降機一般比客運升降機大、載重多，由2000至5000公斤不等，多數都是采用曳引式。貨運升降機內一般沒有很好的裝飾，以避免運貨時被損壞，一般都有專門的電梯控制人員值守，控制的升降機門開關。

一、設計要求

（一）技術要求。智能自動送料貨運升降梯必須達到一定的技術指標，以便保證升降機的正常運行和操作者的舒適性，主要技術指標有：承重量要滿足每個升降機能夠提升2000kg 的重物；升降速度要求滿足加載條件下不超過0.15m/s，空載條件下超過0.25m/s；另外水平軌道每200mm 的最大偏差不應大于1mm；升降裝置可以360°回轉。（二）安全性要求。智能自動送料貨運升降梯的設計必須要保證被送物料的運輸安全，因此要求傳動機構能夠自鎖，并且要安裝保險裝置，防止被送物料在升降機發生故障時跌落，另外連接點的設計應能防止物料支撐部分發生意外時連接點脫離。

二、主要技術問題

（一）大載荷拖動技術。現有普遍使用的蝸輪蝸桿減速機的傳動比已經不能滿足升降機高速度的選型要求，需開發新型減速傳動技術，從而擴大速比的選擇范圍，特別是高速下的小速比技術產品；同時大載荷下電機功率的增大，也會增大電能的消耗。最常見的處理方法有：1）采用高精度斜齒、錐齒減速傳動技術增大速比，特別是小速比范圍，以適應高速度選擇。2）采用新型吊籠對重技術，降低電機功率，增大有效載重量，節省電能。3）采用變頻調速技術，改變電機轉速，提高吊籠運行速度，增加起制動平穩性。另外還可以通過一些新工藝的研究，提高齒輪齒條、導軌架標準節的加工質量與結合處精度，解決高速重載下運行的平穩性與降低噪聲要求。（二）升降機多功能技術。本著提高性能、增加功能的設計原則，使目標產品全部或部分替代塔機作業，將原來需用塔機完成起吊鋼筋及混凝土的任務用多功能升降機來完成，降低了設備投入。升降機附加多種運載功能后，使吊籠仍能夠滿足運行條件及載人要求。在吊籠下方增設混凝土上料系統，可以運載≥0.7m3的混凝土，并具有混凝土自卸功能，方便裝卸及運輸安全。自卸過程包括料斗的前后平移以及料斗門的啟閉與向外倒料過程。同時還設有可升降施工作業平臺，解決人員和物料的水平運輸問題。（三）升降機多適應性技術。升降機應適應一些復雜施工安裝條件，如大型電站的高大煙囪、冷卻塔、建材行業的水泥儲存倉、跨江河輸電塔等異型高聳建筑物。在吊籠出口增設1套長度可變的水平作業平臺，完成人員物料的空中水平運送任務。在吊籠標準節側面安裝1套平臺專用的爬升與鎖定軌道，防止平臺傳遞過來的載荷破壞升降機主體結構。平臺提升動力利用吊籠緩慢上行將其提到所需高度，保持與施工面平齊。為適應不同水平距離的運輸要求，平臺長度為可變化組合形式，使平臺與施工面縫隙最小，從而滿足了升降機的安全要求。另外為了適應不同附著安裝條件，通常還采用柔性附著技術，以增強升降機的適應性。（四）安全保護技術。文章除了對現有升降機的安全技術進行研究以外，還利用聲光機電一體化技術，提升了拉板式超載保護裝置的測量精確，有效地防止了升降機標準節在接高、拆除過程中，由于吊籠上限位碰塊移位或人為拆除而造成的吊籠意外冒頂事故的發生。一旦升降機由于故障而滯留在空中時，可以利用該裝置將吊籠安全勻速地降至某一安全位置，便于人員逃生及設備維護。這種全封閉式電纜和雙向止逆式電纜防護導向裝置，徹底解決困擾行業多年的電纜保護難題。

三、主要創新點

（一）整機技術創新。整機技術的創新主要包括輸送施工人員、細長材料、建筑構件、混凝土等施工材料的垂直與水平運輸功能，其區別于一般施工升降機產品，實現了一機多用的技術創新。多適應性技術指的是，通過超長、可調節長度的空中水平作業平臺以及遠距離附著技術，使得升降機除適應常規垂直運輸需要以外，還可在異型建筑施工時完成人員物料等的水平運送，擴大適用范圍。吊籠側背式運送鋼筋等細長建筑構件方面也有所突破，比如采用齒輪齒條傳動方式實現混凝土的水平移動，采用電動推桿實現混凝土的自卸功能，保證混凝土卸料過程中更加安全、高效，減輕勞動強度。值得一提的是平臺可適應范圍：1.3m～10m，寬2m，增大了升降機的使用范圍。（二）升降機節能技術創新。通過智能化的運行程序設計使吊籠的運行速度根據載荷大小進行自動調整（重載低速、輕載高速）。變頻調速技術使升降機在向下運行時將位能負載形成的勢能轉化為電能，再將電能回饋至局域網，改變傳統技術將電能變為熱能，通過電阻發熱消耗。高速重載自適應設定速度的先進技術有效降低了電動機功率無謂的浪費，節約電能。在大高度升降機運行時節能效果尤為明顯，比傳統升降機節能25%以上。（三）安全保護技術創新。拉板式超載保護技術遠高于現有剪力銷式超載裝置的測量精度，可以將載荷測量精度提高到±5%內；具有安裝方便、重復測量精度高等優點；在拉力傳感器出現意外斷裂時，防護板能有效防止吊籠墜落，實現二次保護。光機電一體化的吊籠防冒頂技術，有效防止在升降機標準節加高或拆除時人為將原有的上限位保護裝置拆除，從而出現吊籠冒頂事故；另外還利用紅外感應技術能精確測量到吊籠向上運行時距離最上端標準節的安全距離，及時報警并立即切斷運行電源。

四、結束語

多功能施工升降機的研發帶來了巨大的社會效益，主要體現在以下幾方面。本課題所形成的技術和產品，改變了電力建設中高大煙囪、冷卻塔等異型高聳建筑施工的設備落后狀況，減少了設備成本、提高了施工效率、減少了安全事故發生。新技術、新裝置的推廣應用，改變了送變電行業、氣象觀測和航天軍工領域、露天高聳構筑物及登高檢修所需的登高電梯設備長期依賴進口的局面。制定的新標準已被行業普遍采用，所形成的新技術、新裝置和新工藝成果已被國內10余家企業采用，推動了行業技術進步。

參考文獻：

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