施工升降梯新型逃生天窗門鎖設計

周永杰

（廣州逸安工程機械有限公司，廣東 廣州 510890）

引言

在目前建筑工地施工中，施工升降梯是多層建筑施工的主要設備之一，而建筑工地的施工安全問題是重中之重，但是意外往往不可能完全避免，而安全逃生天窗則是意外發生時的生命窗口。目前市面上的施工升降梯逃生天窗多采用機電聯鎖控制，或者是只能夠在內部開啟天窗的機械控制，這些方法都存在著明顯弊端。裝有機電聯鎖裝置的施工升降梯天窗，日常維護需要投入的成本較大，并且在施工升降機工作時，會上下晃動，在安全機電聯鎖斷電時，會導致電梯斷電，甚至造成天窗無法打開，降低施工電梯工作的穩定性[1]。僅供內部開啟的單向機械鎖和不具備安全鎖的天窗，前者存在的弊端為僅能內部打開天窗，在發生意外時無法從內部打開天窗，會使救援行動被拖緩，后者因不設有安全鎖，其在施工升降梯運行的時候，會因震動使天窗小幅度開啟，導致電梯斷電，影響施工的正常進行。

1 施工升降梯逃生天窗門鎖整體方案設計

針對上述各種方案的弊端，本文設計了一種施工升降機逃生天窗門鎖，采用全機械結構設計，在設計上相對于機電聯鎖結構要簡單，在功能上可兼顧內外兩側的人員開啟天窗。在內部人員無法開啟天窗時，外部的人員可以通過外部的機構開啟天窗，不必花時間對施工升降梯進行破拆，其整體如圖1所示，逃生天窗安裝于電梯施工框架頂部中間位置，由天窗門框安裝定位；該逃生天窗門鎖通過安裝在天窗門下的門鎖裝置與天窗門框的聯動，開啟或解除限位。在解除限位后，可通過天窗門上、下的把手使天窗門翻轉來實現天窗門的開啟或關閉[2]。

圖1 施工升降梯吊逃生天窗門鎖示意圖

2 施工升降梯逃生天窗門動作細節設計

逃生天窗結構除了天窗和天窗門框以外，還有上把手、下把手、上推塊、下推塊、鎖舌、彈簧擋塊，如圖2所示。

圖2 逃生天窗結構示意圖

如下頁圖3所示，天窗門狀態分為開啟與關閉狀態。開啟時分為內部開啟和外部開啟；從外部開啟時，推動扣于天窗門框外的上推塊，使鎖舌回縮，離開彈簧擋塊，天窗門限位解除，上拉上把手，天窗開啟；從內部開啟時，拉動下推塊，使鎖舌回縮，離開彈簧擋塊，天窗門限位解除，上推下把手，天窗開啟。

圖3 施工升降梯吊逃生天窗門工作流程

從外部關閉時，下推上把手，鎖舌與彈簧擋塊接觸后，在彈簧擋塊推力的作用下回縮，在越過彈簧擋塊之后復位，鎖舌處于彈簧擋塊下方，彈簧回彈鎖止裝置開啟，天窗關閉并完成自鎖；從內部關閉時，下拉下把手，鎖舌與彈簧擋塊接觸后，在彈簧擋塊推力的作用下回縮，在越過彈簧擋塊之后復位，鎖舌處于彈簧擋塊下方，彈簧回彈鎖止裝置開啟，天窗關閉完成自鎖[3]。

本裝置采用了純機械的結構設計，結構簡單，工作穩定，制造成本低，日常檢查中，步驟簡潔，在設備出現故障時，維護時間短，維護操作方便，維護成本低。

3 施工升降梯逃生天窗門鎖自鎖裝置的設計

如前文所提到的，部分施工升降梯在上、下運行的過程中，逃生天窗會因為上下晃動所帶來的震幅而小幅度開啟。為了解決這一問題，整個逃生天窗結構里設計了自鎖裝置。逃生天窗自鎖裝置結構如圖4所示，上推塊和下推塊的運動均帶著鎖進行。在開啟天窗門時，推動上推塊，上推塊會帶著鎖舌回縮，使鎖舌離開彈簧擋塊的限制范圍，天窗門的限位關閉，可以開啟。在關閉天窗門時，鎖舌的弧面與彈簧擋塊接觸，在彈簧擋塊的推力下，鎖舌壓縮彈簧回縮，當鎖舌下滑至彈簧擋塊下方，其弧面不與彈簧擋塊接觸時，彈簧復位將鎖舌一并復位，這時鎖舌完全處于彈簧擋塊的下方，形成自鎖[4]。

圖4 逃生天窗自鎖裝置結構圖

關于彈簧的選型，根據整個自鎖裝置的整體尺寸，選取型號為2.0×24×70的彈簧，材料為彈簧鋼（60Mn/65Mn/70Mn）。查表可知，彈簧鋼的切變模量G=79 GPa；根據彈簧的規格可知，彈簧d=2 mm，D=24 mm，H0=70 mm，總線圈為N0=16，有效線圈為N=14。

彈簧剛度K計算公式：

代入數據計算得K=0.816 N/mm。

根據裝置的設計參數，需要將彈簧壓縮50 mm才能使鎖舌脫離彈簧擋塊的限位，所以H=50 mm。

通過計算可知將彈簧壓縮50 mm時，需要用到的力F=KH=40.8 N，符合人機工學，可以使用。

4 結語

本文設計的一種施工升降梯逃生天窗門鎖，可以從內部和外部開啟逃生天窗，同時還設有自鎖裝置，使天窗更加穩定。對比市面上的施工升降梯天窗，比單向開啟天窗的適用性更強，比機電聯鎖控制的更加穩定，可以有效地減少施工升降梯在作業時因機電聯鎖而產生的噪音和震動。對比無鎖的天窗則是避免了在施工升降梯工作的過程中因震動而導致打開天窗時工程作業暫停的事故，具有結構簡單、工作穩定、制造成本低的特點。