智能自動送料貨運(yùn)升降梯控制系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

摘要：施工升降機(jī)是建筑施工中的重要設(shè)備，也是施工現(xiàn)場容易發(fā)生事故的危險源。本文從升降機(jī)的選型、布置、施工驗(yàn)收以及使用中的安全防范進(jìn)行闡述，來說明智能自動送料貨運(yùn)升降梯控制系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：升降機(jī)；安全措施；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)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(yùn)輸經(jīng)常會用到施工升降機(jī)，由于機(jī)械使用或管理不當(dāng)，重大安全事故時有發(fā)生，而且往往是群傷、群亡事故，對社會影響極為嚴(yán)重，對創(chuàng)建和諧社會造成重大負(fù)面影響。貨運(yùn)升降平臺是一種必須以人手控制升降機(jī)門的貨運(yùn)專用升降機(jī)械，貨運(yùn)升降機(jī)一般比客運(yùn)升降機(jī)大、載重多，由2000至5000公斤不等，多數(shù)都是采用曳引式。貨運(yùn)升降機(jī)內(nèi)一般沒有很好的裝飾，以避免運(yùn)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(jī)門開關(guān)。

一、設(shè)計(jì)要求

（一）技術(shù)要求。智能自動送料貨運(yùn)升降梯必須達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo)，以便保證升降機(jī)的正常運(yùn)行和操作者的舒適性，主要技術(shù)指標(biāo)有：承重量要滿足每個升降機(jī)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(yīng)大于1mm；升降裝置可以360°回轉(zhuǎn)。（二）安全性要求。智能自動送料貨運(yùn)升降梯的設(shè)計(jì)必須要保證被送物料的運(yùn)輸安全，因此要求傳動機(jī)構(gòu)能夠自鎖，并且要安裝保險裝置，防止被送物料在升降機(jī)發(fā)生故障時跌落，另外連接點(diǎn)的設(shè)計(jì)應(yīng)能防止物料支撐部分發(fā)生意外時連接點(diǎn)脫離。

二、主要技術(shù)問題

（一）大載荷拖動技術(shù)。現(xiàn)有普遍使用的蝸輪蝸桿減速機(jī)的傳動比已經(jīng)不能滿足升降機(jī)高速度的選型要求，需開發(fā)新型減速傳動技術(shù)，從而擴(kuò)大速比的選擇范圍，特別是高速下的小速比技術(shù)產(chǎn)品；同時大載荷下電機(jī)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(shù)增大速比，特別是小速比范圍，以適應(yīng)高速度選擇。2）采用新型吊籠對重技術(shù)，降低電機(jī)功率，增大有效載重量，節(jié)省電能。3）采用變頻調(diào)速技術(shù)，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，提高吊籠運(yùn)行速度，增加起制動平穩(wěn)性。另外還可以通過一些新工藝的研究，提高齒輪齒條、導(dǎo)軌架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的加工質(zhì)量與結(jié)合處精度，解決高速重載下運(yùn)行的平穩(wěn)性與降低噪聲要求。（二）升降機(jī)多功能技術(shù)。本著提高性能、增加功能的設(shè)計(jì)原則，使目標(biāo)產(chǎn)品全部或部分替代塔機(jī)作業(yè)，將原來需用塔機(jī)完成起吊鋼筋及混凝土的任務(wù)用多功能升降機(jī)來完成，降低了設(shè)備投入。升降機(jī)附加多種運(yùn)載功能后，使吊籠仍能夠滿足運(yùn)行條件及載人要求。在吊籠下方增設(shè)混凝土上料系統(tǒng)，可以運(yùn)載≥0.7m3的混凝土，并具有混凝土自卸功能，方便裝卸及運(yùn)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(shè)有可升降施工作業(yè)平臺，解決人員和物料的水平運(yùn)輸問題。（三）升降機(jī)多適應(yīng)性技術(shù)。升降機(jī)應(yīng)適應(yīng)一些復(fù)雜施工安裝條件，如大型電站的高大煙囪、冷卻塔、建材行業(yè)的水泥儲存?zhèn)}、跨江河輸電塔等異型高聳建筑物。在吊籠出口增設(shè)1套長度可變的水平作業(yè)平臺，完成人員物料的空中水平運(yùn)送任務(wù)。在吊籠標(biāo)準(zhǔn)節(jié)側(cè)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(jī)主體結(jié)構(gòu)。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(yīng)不同水平距離的運(yùn)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(jī)的安全要求。另外為了適應(yīng)不同附著安裝條件，通常還采用柔性附著技術(shù)，以增強(qiáng)升降機(jī)的適應(yīng)性。（四）安全保護(hù)技術(shù)。文章除了對現(xiàn)有升降機(jī)的安全技術(shù)進(jìn)行研究以外，還利用聲光機(jī)電一體化技術(shù)，提升了拉板式超載保護(hù)裝置的測量精確，有效地防止了升降機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)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(fā)生。一旦升降機(jī)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(shè)備維護(hù)。這種全封閉式電纜和雙向止逆式電纜防護(hù)導(dǎo)向裝置，徹底解決困擾行業(yè)多年的電纜保護(hù)難題。

三、主要創(chuàng)新點(diǎn)

（一）整機(jī)技術(shù)創(chuàng)新。整機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新主要包括輸送施工人員、細(xì)長材料、建筑構(gòu)件、混凝土等施工材料的垂直與水平運(yùn)輸功能，其區(qū)別于一般施工升降機(jī)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用的技術(shù)創(chuàng)新。多適應(yīng)性技術(shù)指的是，通過超長、可調(diào)節(jié)長度的空中水平作業(yè)平臺以及遠(yuǎn)距離附著技術(shù)，使得升降機(jī)除適應(yīng)常規(guī)垂直運(yùn)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(yùn)送，擴(kuò)大適用范圍。吊籠側(cè)背式運(yùn)送鋼筋等細(xì)長建筑構(gòu)件方面也有所突破，比如采用齒輪齒條傳動方式實(shí)現(xiàn)混凝土的水平移動，采用電動推桿實(shí)現(xiàn)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(qiáng)度。值得一提的是平臺可適應(yīng)范圍：1.3m～10m，寬2m，增大了升降機(jī)的使用范圍。（二）升降機(jī)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新。通過智能化的運(yùn)行程序設(shè)計(jì)使吊籠的運(yùn)行速度根據(jù)載荷大小進(jìn)行自動調(diào)整（重載低速、輕載高速）。變頻調(diào)速技術(shù)使升降機(jī)在向下運(yùn)行時將位能負(fù)載形成的勢能轉(zhuǎn)化為電能，再將電能回饋至局域網(wǎng)，改變傳統(tǒng)技術(shù)將電能變?yōu)闊崮埽ㄟ^電阻發(fā)熱消耗。高速重載自適應(yīng)設(shè)定速度的先進(jìn)技術(shù)有效降低了電動機(jī)功率無謂的浪費(fèi)，節(jié)約電能。在大高度升降機(jī)運(yùn)行時節(jié)能效果尤為明顯，比傳統(tǒng)升降機(jī)節(jié)能25%以上。（三）安全保護(hù)技術(shù)創(chuàng)新。拉板式超載保護(hù)技術(shù)遠(yuǎn)高于現(xiàn)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(nèi)；具有安裝方便、重復(fù)測量精度高等優(yōu)點(diǎn)；在拉力傳感器出現(xiàn)意外斷裂時，防護(hù)板能有效防止吊籠墜落，實(shí)現(xiàn)二次保護(hù)。光機(jī)電一體化的吊籠防冒頂技術(shù)，有效防止在升降機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)加高或拆除時人為將原有的上限位保護(hù)裝置拆除，從而出現(xiàn)吊籠冒頂事故；另外還利用紅外感應(yīng)技術(shù)能精確測量到吊籠向上運(yùn)行時距離最上端標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的安全距離，及時報(bào)警并立即切斷運(yùn)行電源。

四、結(jié)束語

多功能施工升降機(jī)的研發(fā)帶來了巨大的社會效益，主要體現(xiàn)在以下幾方面。本課題所形成的技術(shù)和產(chǎn)品，改變了電力建設(shè)中高大煙囪、冷卻塔等異型高聳建筑施工的設(shè)備落后狀況，減少了設(shè)備成本、提高了施工效率、減少了安全事故發(fā)生。新技術(shù)、新裝置的推廣應(yīng)用，改變了送變電行業(yè)、氣象觀測和航天軍工領(lǐng)域、露天高聳構(gòu)筑物及登高檢修所需的登高電梯設(shè)備長期依賴進(jìn)口的局面。制定的新標(biāo)準(zhǔn)已被行業(yè)普遍采用，所形成的新技術(shù)、新裝置和新工藝成果已被國內(nèi)10余家企業(yè)采用，推動了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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