一種安全傳動的施工升降梯

王晗毓

摘要：在各種工程場合中施工升降梯起著重要的作用，可以加快工程的進度，降低工人的勞動強度。但施工升降梯的事故仍有發生，其中大部分主要是因為升降梯的傳動失效導致的。為保證工人的人身生命安全，一種安全傳動的施工升降梯是非常重要的。提高傳動安全系數，主要是保證傳動機構的安全運行工作，避免零部件疲勞損壞過快。因此，采用分檔位傳動的升降梯可以保證零部件的使用壽命，并采用弧輪結構保證齒輪完全嚙合，使傳動準確、安全。

關鍵字：施工升降梯；弧輪結構；安全

中圖分類號：TU61 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2018）07-0090-02

Absrtact：The construction elevator plays an important role in various engineering situations， which can speed up the progress of the project and reduce the labor intensity of workers. However， accidents still occur in construction elevators， most of which are caused by transmission failure. In order to ensure the life safety of workers， a kind of safe driving construction elevator is very important. To improve the safety factor of transmission， the main purpose is to ensure the safe operation of the transmission mechanism and to avoid the fatigue damage of parts and components. Therefore， the lifting ladder with gear transmission can guarantee the service life of parts and components， and the arc wheel structure can ensure the complete meshing of gears to make the transmission accurate and safe.

Key words： construction lift ladder arc wheel structure safety

1 技術背景：

常目前的施工升降梯主要有纜繩傳動和渦輪蝸桿傳動，在運作的過程中隨著時間的推移，纜繩和齒輪會老化磨損，進而導致事故的發生。現在一些企業開始利用齒輪齒條的傳動結構[1]，但在實際作業過程中齒形磨損嚴重，施工升降梯齒輪齒條使用時間太久就會出現磨損現象，需要經常更換齒輪，造成維護成本的增加[2]；當安裝時未調試好，使用中吊籠變形、滾輪移位等造成齒輪齒條的嚙合過松、過緊或接觸面積的變化，增加了運作危險系數[3]。

2 技術特點：

本設計在于，采用固定齒距的齒輪齒條結構，保證在傳動的過程中始終能夠安全地有效嚙合，同時采用單向傳動的可換檔位齒輪傳動，將上升與下降的傳動分離開來，也可以增加傳動過程的安全系數。機構采用單向超越離合器作為單向傳動的保障結構，使上升齒輪只能進行向上的傳動，下降的齒輪只能進行下降的傳動。此外，為鮑振華齒輪與齒條之間完全嚙合，采用弧輪對齒輪齒條定距，保證了兩者之間能夠始終完全嚙合，防止齒輪齒條嚙合過緊、過送。對于升降梯的減速，單純的靠減速器并不能有效的實現安全減速，該機構中的制動系統主要采用鼓式制動與應急盤式制動，與監測系統組成，進行減速運動，在升降梯的運動過程中通過監測系統對速度以及系統中個模塊進行監控，實時反饋給系統，使制動系統對升降梯的運動實現伺服控制，進行保證橋箱的運動速度。

3 技術介紹：

圖1為整體效果圖，主要有制動電機組成的動力系統，單向超越離合器、剎車片組成的制動系統和監測與控制系統組成。圖2為工作流程圖，工作路線主要由動力系統提供動力，使橋箱上升或者下降，通過控制與監測系統對橋箱的速度進行實時監測，進而調節橋箱的速度，并通過反饋的信息進行對比，發現是否存在故障；下降的過程中，通過制動電機和制動系統進行控制下降速度，當橋箱的重量不足以自動下降時，動力系統工作，給予橋箱動力，當橋箱的重量在制動系統工作的條件下完全能夠保證安全的速度下降時，制動系統工作，控制下降速度。圖3為模塊組成圖，如圖3所示，每個橋箱主要有四組動力模塊和制動模塊，為保證齒輪與齒條之間完全嚙合，采用嚙合導軌限制齒輪齒條之間的距離，制動與動力在同一個模塊中，在其中某一個模塊出現問題時，其他的模塊仍然能夠正常工作，提高升降梯的安全系數。

4 結構介紹：

圖4是動力、制動系統的整體視圖，其中制動系統主要有兩部分組成，分別實現正常制動與緊急制動的作用，兩套制動結構，分別采用鼓式制動和盤式制動；動力系統主要實現提供動力和換擋的功能；弧輪的主要目的是與嚙合導軌配合，保證齒輪齒條之間的距離，使兩者能夠完全嚙合。

1、制動電機 2、主動齒輪Z 3、傳動齒輪Z 4、同步齒輪 5、液壓缸 6、換擋板 7、花鍵轂 8、結合套 9、傳動齒輪Y 10、惰輪 11、主動齒輪Y 12、錐形齒輪組

動力換擋模塊主要有制動電機1在驅動時提供動力，在停止時提供一定的制動，通過錐形齒輪組12將動力進行垂直傳動給主動齒輪Z2和主動齒輪Y9，主動齒輪Z2和主動齒輪Y9分別與同步齒輪4進行嚙合，帶動同步齒輪4轉動，在進行上升動作時，液壓缸5帶動換擋板6使左側的花鍵轂7推進左側結合套8中，此時動力經過傳動齒輪Z3軸傳給傳動齒輪Z3，實現上升的動作。當升降梯橋箱下降的重量不足時，液壓缸5代用換擋板6使花鍵轂7推進右側的結合套8中，此時動力經過傳動齒輪Y9軸傳給傳動齒輪Y3，實現上升的動作，其中惰輪11主要實現齒輪嚙合過程中傳動不改變轉向的目的，使傳動齒輪Y9與傳動齒輪Z3的轉向相反。

13、制動齒輪 14、制動磁環 15、鼓式制動片 16、制動電磁鐵 17、鼓式制動盤 18、制動材料

制動系統主要有正常制動下的鼓式制動和應急制動下的盤式制動結構組成。制動磁環14與制動材料18連接在鼓式制動片15上，組成一個整體，制動電磁鐵16固定在鼓式制動盤17上，裝配后制動電磁鐵16與制動磁環14之間相互吸引，需要制動時，制動電磁鐵16通電，磁極轉換，使制動電磁鐵16與制動磁環14互斥，排斥力使制動磁環14帶動鼓式制動片15與制動材料18向外運動，并與鼓式制動盤17相互摩擦實現制動效果。

當需要緊急制動時，采用盤式制動結構進行制動。盤式制動盤19與制動齒輪連接，盤式剎車片20與制動缸21相連接，需要緊急制動時，制動缸21工作，推動盤式剎車片20向左運動使盤式剎車片21與盤式制動盤20之間摩擦制動。盤式制動盤 20、盤式剎車片 21、制動缸

5 工作原理：

升降梯由手動開啟，按下開關后控制系統給各個系統模塊輸送電力，使每個模塊進行工作，然后監測系統對整個系統進行監測，觀察是否有故障，同時通過各傳感器檢查各個緊固螺栓是否安全預緊，當檢測無誤時，制動系統工作，同時根據控制系統所傳送的指令進行上升或下降的運動，由制動電機進行動力輸送，通過各級齒輪傳動實現升降梯正常運轉。上升時控制系統控制換擋液壓缸使上升的花鍵轂與結合套連接，進行傳動，將動力傳給上升傳動齒輪，下降時控制系統將控制換擋液壓缸使下將的花鍵轂與結合連接，將動力傳送給下降傳動齒輪，當監測系統檢測到下降的動力過大時，控制系統發送指令給制動系統，使鼓式制動結工作，進行速度調控，使速度在安全范圍之內，升降梯停止時，監測系統對控制系統發送停止指令，控制系統控制制動系統和動力系統，使制動系統工作，動力系統停止工作。當檢測系統在升降梯工作時，發現有異常，發送指令給控制系統進行制動系統的工作，是升降梯及時停止，保證安全。

6 使用注意事項：

6.1 各連接處，需要定期檢查，是否正常連接。

6.2 定期檢查制動材料，如有異常或達到工作極限及時更換，避免影響制動能力。

6.3 定期清理齒輪之間的雜質，保證齒輪之間能夠完全嚙合。

參考文獻：

[1]劉健領， 王智明. 基于ADAMS 的移動式救援升降梯變幅機構優化[J]. 現代制造技術與裝備， 2012， （206）： 6-8

[2]田茂貴. 液壓升降梯[J]. 液壓與氣動， 2001， （4）： 30-32

[3]常熟市康達電器有限公司.礦井用安全升降梯：CN201410816410.3[P]. 2015-04-01.