基于曳引式結構框架下的施工升降機設計思路探索

孫士良

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

關鍵詞：新型曳引式；施工升降機；設計

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

隨著我國社會經濟發展，建筑行業迅猛發展，建筑工程項目建設數量和建設規模有了很大的提高。當前建筑工程項目向著高層化和大型化方向發展。施工升降機屬于建筑工程項目必不可少的運輸機械，隨著建筑行業的發展，施工升降機在結構、功能、質量、安全方面有了很大的改進和提高。當前國內所使用的施工升降機以齒輪齒條式施工升降機為主，這種施工升降機在實際應用中存在有非常大的能耗和噪音，為了實現這方面問題的有效解決，提高施工升降機實際應用有效性，必須要設計出一種安全可靠、能耗小的施工升降機。曳引式升降機的出現能夠實現對這一問題的有效解決，本文就此展開了研究分析。

1 曳引式施工升降機工作原理

曳引機包含曳引輪和電機兩大部分，電機為曳引機提供動力，吊籠與配重裝置使用鋼絲連接，中間設有曳引輪，以此作為主曳引輪，主曳引輪兩邊還設置有小的從曳引輪，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行過程中不會有相蹭情況出現，可以在曳引機防治導向輪，以此實現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產生較大摩擦力。在這種情況下，電動機帶動曳引輪轉動，在鋼絲繩作用下，吊籠與配重相向運動。吊籠上升使配重下降，配重上升時吊籠下降，以此來實現垂直運輸目的。

2 曳引式施工升降機應用優勢

（1）有效避免沖頂事故。曳引機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系。吊籠上升一定高度后，配重會一直降低，直至達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生沖頂，安全性高。（2）避免出現斷繩事故。曳引輪為多繩結構，設計四繩槽結構，共有四根鋼絲繩，四根鋼絲繩在實際使用中不可能同時斷裂，通過這種方式能夠實現對斷繩事故的有效預防。

3 曳引式施工升降機設計

（1）驅動系統設計。首先，在電機功率選擇方面，電機功率過大會增大能耗，造成不必要浪費，電機功率過小很難滿足實際施工需要。根據不同機型，在驅動電機功率確定方面綜合電動機空載、滿載以及標準工況分析考慮，整個結構傳動方式為曳引傳動，可以按照電梯標準計算功率，相比于齒輪齒條施工升降機功率，整個曳引式電機功率僅為齒條式電機功率的1/4，比如說設計運載能力1000kg升降機，曳引式升降機電機功率僅需要選擇7.5kW即可，而齒條式升降機電機功率必須要選擇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的積加上吊籠本身自重。平衡系數主要是為了保證電機在空載以及滿載不同情況下有著相同的負載轉矩絕對值，保證電梯始終處于最佳工作狀態，減低不必要的能耗，減輕電機負擔。最后，在鋼絲繩曳引方面，升降機在運行過程中吊籠及載荷位置以及運行方向都一直處于變化狀態，為了保證升降機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國標GB7588-1995相關標準。

（2）安全系統設計。根據GB/T10054-2005，升降機的設計必須要保證吊籠有限速以及防墜安全裝置。升降機使用過程中存在有吊籠墜落風險，不僅與斷繩因素有關，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。安全裝置的設計選擇杠桿聯動機構。整個機構為一組連桿，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軌，吊籠停止移動。吊籠梁兩側安裝有轉軸，操縱機構杠桿安裝在轉軸。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。吊籠繼續向下運動，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，鍥塊接觸導軌，通過自鎖方式使安全鉗固定在導軌，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行安全性以及升降機工作效率兩個方面因素分析考慮。建筑工程施工現場所使用的升降機架體與吊籠導軌精度相對較低，在運行過程中啟停較為頻繁，吊籠內載重的固定性不是很好，在運行高度方面一般在50m以內，因此一般選擇Y型電機，這類電機啟動轉矩小，在提升速度選擇方面一般選40m/min，控制在46m/min，避免因為電機啟停過程長導致電機發熱，進而出現安全事故。

4 結束語

本次設計的曳引式施工升降機在施工現場多次實驗應用均正常運行，可行性以及安全性得到驗證。當前建筑工程項目施工必須要貫徹落實節能減排理念，工程項目的建設必須要向著環境友好型發面發展。曳引式升降機的應用，有著非常好的節能效果，能夠有效減少噪音的影響，能夠滿足當前我國社會經濟發展過程中國家在節能減排方面要求。在未來，曳引式施工升降機將會憑借自身的應用優勢，在建筑工程項目中應用越來越廣泛，全面代替當前所使用的齒輪齒條式施工升降機。

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