基于曳引式結(jié)構(gòu)框架下的施工升降機(jī)設(shè)計思路探索

孫士良

摘 要：本文簡單介紹了曳引式施工升降機(jī)工作原理，闡述了曳引式施工升降機(jī)在建筑工程項目中的應(yīng)用優(yōu)勢，針對曳引式施工升降機(jī)的設(shè)計展開了深入的研究分析，結(jié)合本次研究，從電機(jī)選擇、安全裝置設(shè)計以及提速設(shè)計三個方面出發(fā)，發(fā)表了一些自己的建議看法，希望可以對曳引式施工升降機(jī)的設(shè)計起到一定的參考和幫助，提高設(shè)計有效性，更好的應(yīng)用在工程項目施工中，取得理想的施工效果。

關(guān)鍵詞：新型曳引式；施工升降機(jī)；設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.096

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，建筑工程項目建設(shè)數(shù)量和建設(shè)規(guī)模有了很大的提高。當(dāng)前建筑工程項目向著高層化和大型化方向發(fā)展。施工升降機(jī)屬于建筑工程項目必不可少的運(yùn)輸機(jī)械，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，施工升降機(jī)在結(jié)構(gòu)、功能、質(zhì)量、安全方面有了很大的改進(jìn)和提高。當(dāng)前國內(nèi)所使用的施工升降機(jī)以齒輪齒條式施工升降機(jī)為主，這種施工升降機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中存在有非常大的能耗和噪音，為了實(shí)現(xiàn)這方面問題的有效解決，提高施工升降機(jī)實(shí)際應(yīng)用有效性，必須要設(shè)計出一種安全可靠、能耗小的施工升降機(jī)。曳引式升降機(jī)的出現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)對這一問題的有效解決，本文就此展開了研究分析。

1 曳引式施工升降機(jī)工作原理

曳引機(jī)包含曳引輪和電機(jī)兩大部分，電機(jī)為曳引機(jī)提供動力，吊籠與配重裝置使用鋼絲連接，中間設(shè)有曳引輪，以此作為主曳引輪，主曳引輪兩邊還設(shè)置有小的從曳引輪，增大鋼絲繩在曳引輪方面包角，有更大摩擦力。為了保證吊籠與配重在運(yùn)行過程中不會有相蹭情況出現(xiàn)，可以在曳引機(jī)防治導(dǎo)向輪，以此實(shí)現(xiàn)吊籠與配重的有效分隔。鋼絲繩在吊籠與配重雙重壓力下，會與曳引輪在繩槽內(nèi)產(chǎn)生較大摩擦力。在這種情況下，電動機(jī)帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，在鋼絲繩作用下，吊籠與配重相向運(yùn)動。吊籠上升使配重下降，配重上升時吊籠下降，以此來實(shí)現(xiàn)垂直運(yùn)輸目的。

2 曳引式施工升降機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢

（1）有效避免沖頂事故。曳引機(jī)主要是利用鋼絲繩與曳引輪之間摩擦力牽拉吊籠，鋼絲繩與曳引輪之間摩擦力大小與吊籠、配種差值存在十分密切聯(lián)系。吊籠上升一定高度后，配重會一直降低，直至達(dá)到地面上緩沖彈簧位置，如果吊籠再上升，在地面緩沖彈簧作用下，配重不再給鋼絲繩施加牽引力，曳引輪與鋼絲繩之間摩擦力將瞬間減小，如果摩擦力至未能超過吊籠與配重差，那么鋼絲繩將會出現(xiàn)打滑情況，吊籠將不再上升，這種方式簡單可靠，能夠有效避免吊籠發(fā)生沖頂，安全性高。（2）避免出現(xiàn)斷繩事故。曳引輪為多繩結(jié)構(gòu)，設(shè)計四繩槽結(jié)構(gòu)，共有四根鋼絲繩，四根鋼絲繩在實(shí)際使用中不可能同時斷裂，通過這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)對斷繩事故的有效預(yù)防。

3 曳引式施工升降機(jī)設(shè)計

（1）驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計。首先，在電機(jī)功率選擇方面，電機(jī)功率過大會增大能耗，造成不必要浪費(fèi)，電機(jī)功率過小很難滿足實(shí)際施工需要。根據(jù)不同機(jī)型，在驅(qū)動電機(jī)功率確定方面綜合電動機(jī)空載、滿載以及標(biāo)準(zhǔn)工況分析考慮，整個結(jié)構(gòu)傳動方式為曳引傳動，可以按照電梯標(biāo)準(zhǔn)計算功率，相比于齒輪齒條施工升降機(jī)功率，整個曳引式電機(jī)功率僅為齒條式電機(jī)功率的1/4，比如說設(shè)計運(yùn)載能力1000kg升降機(jī)，曳引式升降機(jī)電機(jī)功率僅需要選擇7.5kW即可，而齒條式升降機(jī)電機(jī)功率必須要選擇30kW。其次，在配重選擇方面，按照電梯計算方式，所需要的配重重量為吊籠額定載重量與平衡系數(shù)的積加上吊籠本身自重。平衡系數(shù)主要是為了保證電機(jī)在空載以及滿載不同情況下有著相同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩絕對值，保證電梯始終處于最佳工作狀態(tài)，減低不必要的能耗，減輕電機(jī)負(fù)擔(dān)。最后，在鋼絲繩曳引方面，升降機(jī)在運(yùn)行過程中吊籠及載荷位置以及運(yùn)行方向都一直處于變化狀態(tài)，為了保證升降機(jī)在任何施工情況下都能夠有正常工作，提供足夠曳引力，在鋼絲繩選擇方面可以根據(jù)國標(biāo)GB7588-1995相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）安全系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)GB/T10054-2005，升降機(jī)的設(shè)計必須要保證吊籠有限速以及防墜安全裝置。升降機(jī)使用過程中存在有吊籠墜落風(fēng)險，不僅與斷繩因素有關(guān)，同時還受到制動器失效、傳動齒輪斷齒等因素影響，尤其是制動器失效，必須要對此有足夠的重視。吊籠下降速度過快或者懸掛裝置出現(xiàn)問題時，安全裝置能夠自動啟動，將吊籠固定并保持靜止。安全裝置的設(shè)計選擇杠桿聯(lián)動機(jī)構(gòu)。整個機(jī)構(gòu)為一組連桿，限速器在動作時會自動夾住限速器繩，以此控制安全鉗使吊籠停止。安全鉗一般安裝在吊籠架，安全鉗動作后鍥塊加緊導(dǎo)軌，吊籠停止移動。吊籠梁兩側(cè)安裝有轉(zhuǎn)軸，操縱機(jī)構(gòu)杠桿安裝在轉(zhuǎn)軸。如果吊籠下降速度或者上升速度超過限速器動作時，限速器繩被夾住。吊籠繼續(xù)向下運(yùn)動，在限速器繩帶動下主動杠桿擺動，從動杠桿擺動，使垂直拉缸將鍥塊提起，鍥塊接觸導(dǎo)軌，通過自鎖方式使安全鉗固定在導(dǎo)軌，控制吊籠停止。

（3）提升速度選定。在提升速度選定方面，確定提升速度時綜合運(yùn)行安全性以及升降機(jī)工作效率兩個方面因素分析考慮。建筑工程施工現(xiàn)場所使用的升降機(jī)架體與吊籠導(dǎo)軌精度相對較低，在運(yùn)行過程中啟停較為頻繁，吊籠內(nèi)載重的固定性不是很好，在運(yùn)行高度方面一般在50m以內(nèi)，因此一般選擇Y型電機(jī)，這類電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩小，在提升速度選擇方面一般選40m/min，控制在46m/min，避免因?yàn)殡姍C(jī)啟停過程長導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱，進(jìn)而出現(xiàn)安全事故。

4 結(jié)束語

本次設(shè)計的曳引式施工升降機(jī)在施工現(xiàn)場多次實(shí)驗(yàn)應(yīng)用均正常運(yùn)行，可行性以及安全性得到驗(yàn)證。當(dāng)前建筑工程項目施工必須要貫徹落實(shí)節(jié)能減排理念，工程項目的建設(shè)必須要向著環(huán)境友好型發(fā)面發(fā)展。曳引式升降機(jī)的應(yīng)用，有著非常好的節(jié)能效果，能夠有效減少噪音的影響，能夠滿足當(dāng)前我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中國家在節(jié)能減排方面要求。在未來，曳引式施工升降機(jī)將會憑借自身的應(yīng)用優(yōu)勢，在建筑工程項目中應(yīng)用越來越廣泛，全面代替當(dāng)前所使用的齒輪齒條式施工升降機(jī)。

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