淺談蝶形彈簧在SC施工升降機(jī)的技術(shù)應(yīng)用

張申生，孔令紅，王海榮

（1.安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院，安徽 合肥 230051；2.南京市漆橋建筑安裝工程有限公司，江蘇 南京 211303；3.安徽豐海起重設(shè)備制造有限公司，安徽 合肥 230011）

淺談蝶形彈簧在SC施工升降機(jī)的技術(shù)應(yīng)用

張申生1，孔令紅2，王海榮3

（1.安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院，安徽 合肥 230051；2.南京市漆橋建筑安裝工程有限公司，江蘇 南京 211303；3.安徽豐海起重設(shè)備制造有限公司，安徽 合肥 230011）

介紹了SC型施工升降機(jī)的吊籠與傳動(dòng)裝置傳統(tǒng)的連接方式，說明其缺陷，分析其原因，并針對(duì)該問題設(shè)計(jì)了新型的連接方式并將蝶形彈簧應(yīng)用到此技術(shù)上。該技術(shù)不僅改善了由于以往連接方式的缺陷導(dǎo)致整機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)大、啟動(dòng)和停止瞬間有較強(qiáng)的抖動(dòng)等問題。也為蝶形彈簧在起重行業(yè)的應(yīng)用做出了創(chuàng)舉先例，供同行業(yè)人士參考。

SC型施工升降機(jī)；吊籠；傳動(dòng)裝置；連接方式；蝶形彈簧

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，SC型施工升降機(jī)作為最為常用的輸送人員和物料的垂直運(yùn)輸設(shè)備，被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工地上。然而由于之前設(shè)計(jì)、安裝等缺陷導(dǎo)致了整機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)大、噪音高，啟動(dòng)和停止瞬間抖動(dòng)大等問題，本文針對(duì)以往吊籠和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接方式進(jìn)行了研究分析、提出改進(jìn)，并首次將蝶形彈簧應(yīng)用在施工升降機(jī)上。

1 傳統(tǒng)連接方式的缺陷

SC型施工升降機(jī)上傳動(dòng)裝置與吊籠的連接方式通常是銷釘連接，如圖1中，上傳動(dòng)裝置通過電機(jī)和減速器帶動(dòng)，經(jīng)以上的連接方式帶動(dòng)吊籠一起上下運(yùn)動(dòng)，由于銷子與耳板的軸向摩擦較大，很難自由移動(dòng)，而運(yùn)行的軌道直線度和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間連接錯(cuò)位也不可能完全保證無誤差，所以整機(jī)在運(yùn)行中和停機(jī)瞬間難免產(chǎn)生大的振動(dòng)和噪聲。現(xiàn)有連接方式無法解決和避免由以上原因造成振動(dòng)，要求改變連接方式減少振動(dòng)使吊籠運(yùn)行更平穩(wěn)。

圖1 傳統(tǒng)連接方式

2 新型連接技術(shù)

本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種升降機(jī)傳動(dòng)裝置與吊籠的柔性連接結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)改變巧妙，吊籠與傳動(dòng)框架通過兩種方式連接，吊籠在上下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)可被連接桿上的碟簧所緩沖；由于安全銷在軸向可自由調(diào)節(jié)，可緩沖停機(jī)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)，使吊籠運(yùn)行更平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 新型連接方式

該新型連接技術(shù)包括有上傳動(dòng)框架1和吊籠主梁14，吊籠主梁14上固定有吊籠耳板15，上傳動(dòng)框架1上固定有上傳動(dòng)框架耳板2，上傳動(dòng)框架耳板2上安裝有第一墊板6，吊籠耳板15上安裝有第二墊板8，有縱向的連接桿3穿過第二墊板8和第一墊板6將吊籠耳板15與上傳動(dòng)框架耳板2連接，所述連接桿3的上端套有蝶形彈簧組4，蝶形彈簧組4的兩端分別抵在連接桿3的頂端和第一墊板6上，第一墊板6上安裝有傳感器5，蝶簧組4的一端抵在第一墊板上的傳感器5上；連接桿3的底端通過安全卡12和厚、薄螺母10、11固定鎖緊；吊籠耳板15還通過安全銷軸16與上傳動(dòng)框架耳板2連接，安全銷軸16有軸向間隙。

吊籠耳板15上固定有吊籠耳板加強(qiáng)筋板7，吊籠耳板15上安裝的第二墊板8與吊籠耳板加強(qiáng)筋板7固定連接。

連接桿3底端通過安全卡和厚細(xì)牙螺母固定鎖緊，厚細(xì)牙螺母10與第二墊板8之間設(shè)有平墊圈9。

2.1 新連接技術(shù)具體實(shí)施方案

本技術(shù)中傳動(dòng)裝置與吊籠的主連接方式是用連接桿穿過吊籠耳板和傳動(dòng)框架的耳板，另外一種連接方式則是吊籠耳板和傳動(dòng)框架耳板通過安全銷軸連接，且安全銷軸可在軸向方向自由調(diào)節(jié)。

該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)改變巧妙，吊籠與傳動(dòng)框架通過兩種方式連接，吊籠在上下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)可被連接桿上的碟簧所緩沖；由于安全銷在軸向可自由調(diào)節(jié)，可緩沖停機(jī)時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)，使吊籠運(yùn)行更平穩(wěn)。

2.2 強(qiáng)度校核計(jì)算

該部位的主要受力部件為連接桿7和蝶形彈簧8，對(duì)此進(jìn)行強(qiáng)度、疲勞校核計(jì)算。

1）連接桿強(qiáng)度校核

吊籠自重為1000kg，額定載重為2000kg，g＝10N/kg。則連接桿所受的靜載荷F＝(1000+2000)×10/2＝15000N。

升降機(jī)運(yùn)行時(shí)有沖擊載荷，K＝1.1+0.264× V/60，V＝33m/min，計(jì)算得到K＝1.25，所以連接桿受到的動(dòng)載荷為F1＝15000×1.25＝18750N。

連接桿是10.9級(jí)螺桿直徑為25mm的高強(qiáng)度螺栓，其屈服強(qiáng)度為900MPa。

橫截面積A=πr2=3.14×12.52=490.625mm2。

連接桿橫截面上的應(yīng)力為σ＝F1/A＝38.2MPa＜900MPa，符合要求。

2）碟簧疲勞強(qiáng)度校核

每根連接桿上有16個(gè)碟簧通過復(fù)合組合疊加形式，疊合片數(shù)為n＝2，碟簧的外徑D為50mm，內(nèi)徑d為25.4mm，厚度t為3mm。

單片碟簧承受靜載荷為F2＝15000/2＝7500N，動(dòng)載荷F3＝18750/2＝9375N。

碟簧壓平載荷FC=4E/(1-μ2)×t3h0/K1D2，將E＝2.06×105MPa、μ＝0.3、t＝3mm、h0＝1.1、K1＝0.686、D＝50mm代入公式計(jì)算可得FC=15672N。

因此F2/FC=7500/15672＝0.48，F(xiàn)3/FC＝9375/15672＝0.60，按照h0/t＝0.4，查的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，f2/h0＝0.45、f3/h0＝0.56，則f2＝0.45×h0＝0.45×1.1＝0.50mm、f3＝0.56×1.1＝0.62。

疲勞破壞的關(guān)鍵部位：由h0/t=0.4和C=D/ d=1.96，查得疲勞破壞的關(guān)鍵部位在Ⅱ點(diǎn)。

計(jì)算應(yīng)力σⅡ并且檢驗(yàn)碟簧的壽命：按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)公式，當(dāng)f2=0.5mm時(shí)，σⅡ=768MPa；當(dāng)f3=0.62mm時(shí)，σⅡ=1038MPa。

碟簧的計(jì)算應(yīng)力幅為σa＝σmax-σmin＝1038-768＝270MPa。

查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：當(dāng)σmin＝768MPa，壽命2×106時(shí)的σmax＝1080MPa，即疲勞強(qiáng)度應(yīng)力幅σra＝1080-768＝312MPa，σra＞σa，符合設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié) 語

施工升降機(jī)吊籠與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過蝶形彈簧來連接，與傳統(tǒng)連接方式相比，具有吸振減震的功效，大大提高了設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性。

（編輯 賈澤輝）

Discussion on technology application of disc spring in SC-type construction hoist

ZHANG Shen-sheng, KONG Ling-hong, WANG Hai-rong

TH211+.6

B

1001-1366(2015)09-0039-03

2015-07-02