一種機(jī)械式升降安全裝置的設(shè)計(jì)的研究

容科專(zhuān) 丘翔 李振輝 黃慧玲 吳水秀 胡義華

摘 ? 要：以機(jī)械式升降安全裝置為研究對(duì)象，針對(duì)高空作業(yè)領(lǐng)域中高空作業(yè)機(jī)械的需求越來(lái)越多，高空作業(yè)機(jī)械設(shè)備對(duì)較重的升降部件及重要場(chǎng)合對(duì)升降零件（部件）運(yùn)行的使用性能和安全性能還不能得到充分保證。根據(jù)安全要求及可靠性要求，設(shè)計(jì)研究一種機(jī)械聯(lián)動(dòng)式升降安全裝置具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及戰(zhàn)略意義。本文詳細(xì)介紹了升降安全裝置的技術(shù)方案及具體實(shí)施方案、裝置工作原理。機(jī)械聯(lián)動(dòng)式升降安全裝置通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)安全互鎖機(jī)構(gòu)的脫開(kāi)與結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)升降安全防護(hù)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械式 ?升降 ?安全 ?設(shè)計(jì) ?研究

中圖分類(lèi)號(hào)：U491.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（a）-0098-02

隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，高空作業(yè)越來(lái)越多，比如立體車(chē)庫(kù)、電力、園林、市政、路燈、通信、機(jī)場(chǎng)、交通等高空作業(yè)領(lǐng)域，高空作業(yè)機(jī)械的需求越來(lái)越多，在這些高空作業(yè)機(jī)械設(shè)備中都設(shè)置有升降功能和相應(yīng)機(jī)構(gòu)，對(duì)于較重的升降部件或重要場(chǎng)合，對(duì)升降零件（部件）的運(yùn)行必須具有安全措施。目前，在我國(guó)的實(shí)際工作過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備升降安全措施大多采用設(shè)置安全警示、隔離防護(hù)罩板、緩沖裝置、電磁閥抱閘等方法，適應(yīng)場(chǎng)合不同，但對(duì)于很多場(chǎng)合顯得可靠性不夠;同時(shí)，像電磁閥抱閘類(lèi)似的防護(hù)裝置，依賴(lài)于電氣控制和機(jī)械結(jié)構(gòu)的綜合性能[1]，其自身可靠性也是一個(gè)問(wèn)題，使得高空作業(yè)機(jī)械設(shè)備的使用性能、安全性能得不到充分的質(zhì)量保證。隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，在實(shí)際高空作業(yè)工作中，人們對(duì)安全性及勞動(dòng)條件提出了更高的要求，為保障工人在高處作業(yè)的安全性，安全系數(shù)低的工作方式將會(huì)越來(lái)越少，傳統(tǒng)的高空作業(yè)設(shè)備已經(jīng)無(wú)法滿足需求，因此設(shè)計(jì)研究一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、自身可靠性高的升降安全裝置具有極其重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。

1 ?技術(shù)方案

根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、自身可靠性高的要求，設(shè)計(jì)研究一種機(jī)械聯(lián)動(dòng)式升降安全裝置，利用正常升降運(yùn)動(dòng)與升降機(jī)構(gòu)失控兩種狀態(tài)的受力特征不同，通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)安全互鎖機(jī)構(gòu)的脫開(kāi)與結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)升降安全防護(hù)，可靠性高。

本安全裝置主要由拉栓組件、壓縮彈簧、聯(lián)動(dòng)板機(jī)構(gòu)、撥銷(xiāo)組件、止動(dòng)塊組件等部分組成。拉栓組件和壓縮彈簧可上下移動(dòng)地聯(lián)接在需要升降運(yùn)動(dòng)的部件上[2];聯(lián)動(dòng)板機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)安裝在拉栓組件的兩側(cè)[3]，并通過(guò)其上的鉸接銷(xiāo)與升降部件聯(lián)接，通過(guò)撥銷(xiāo)與拉栓組件活動(dòng)聯(lián)接;止動(dòng)塊組件步距式的固定在止動(dòng)基座上。

利用升降運(yùn)動(dòng)正常與失控狀態(tài)的受力特征不同，通過(guò)壓縮彈簧和撥銷(xiāo)的作用，使聯(lián)動(dòng)板機(jī)構(gòu)退出或插進(jìn)止動(dòng)塊組件，相應(yīng)實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行和失控止動(dòng)，實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)功能。

其中，聯(lián)動(dòng)板機(jī)構(gòu)也可以不按對(duì)稱(chēng)方式而按單邊方式安裝[3]。

2 ?具體實(shí)施方案

從示意圖1可以看出，包括多個(gè)止動(dòng)塊的止動(dòng)塊組1呈步距式固定在止動(dòng)基座12上;拉栓3套在升降座5的孔上，拉栓3上安裝有上限位件4、隔套6、壓縮彈簧2、撥動(dòng)板7、下限位件8，在撥動(dòng)板7上兩側(cè)固定安裝有撥銷(xiāo)9，以上件號(hào)3、4、6、7、8、9組成拉栓組件;升降座5的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)安裝有銷(xiāo)子11，在鉸接銷(xiāo)11上安裝有聯(lián)動(dòng)板10;聯(lián)動(dòng)板10上開(kāi)有斜腰孔，斜腰孔正好套在撥銷(xiāo)9上。

3 ?工作運(yùn)行原理

當(dāng)處于正常升降狀態(tài)時(shí)，在升降驅(qū)動(dòng)部件的拉動(dòng)下，拉栓3通過(guò)下限位件8、撥動(dòng)板7、隔套6緊靠作用在升降座上，從而帶動(dòng)升降座的升降運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，通過(guò)撥動(dòng)板7帶動(dòng)撥銷(xiāo)9，撥動(dòng)聯(lián)動(dòng)板10，使之脫離止動(dòng)塊組1，保證升降運(yùn)動(dòng)正常。當(dāng)升降驅(qū)動(dòng)部件突然失效時(shí)，拉栓3失去了向上的拉力，整個(gè)升降座會(huì)下滑，此時(shí)，在壓縮彈簧2的彈性恢復(fù)作用下，整個(gè)拉栓組件相對(duì)于升降座5向下移動(dòng)，撥動(dòng)板7帶動(dòng)撥銷(xiāo)9撥動(dòng)聯(lián)動(dòng)板10繞著鉸接銷(xiāo)11的中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使聯(lián)動(dòng)板10卡進(jìn)止動(dòng)塊組之間并止動(dòng)在其中的一件止動(dòng)塊上;同時(shí)，由于上限位件4的位置設(shè)置，使拉栓3的下移有足夠的行程，從而使聯(lián)動(dòng)板10在卡進(jìn)止動(dòng)塊組1后并大致處于水平位置時(shí)，其上沿B正好接觸作用到升降座5中孔的上沿C上，從而使整個(gè)升降座5相對(duì)于止動(dòng)基座12被止動(dòng)。

4 ?結(jié)語(yǔ)

在立體車(chē)庫(kù)、電力、園林、市政、路燈、通信、機(jī)場(chǎng)、交通等高空作業(yè)領(lǐng)域，高空作業(yè)機(jī)械的需求越來(lái)越多，目前傳統(tǒng)的高空作業(yè)設(shè)備已經(jīng)無(wú)法滿足需求，尤其是高空作業(yè)機(jī)械設(shè)備在較重的升降部件或重要場(chǎng)合，高空作業(yè)機(jī)械設(shè)備的使用性能、安全性能得不到充分的質(zhì)量保證。設(shè)計(jì)的機(jī)械式升降安全裝置主要由拉栓組件、壓縮彈簧、聯(lián)動(dòng)板機(jī)構(gòu)、撥銷(xiāo)組件、止動(dòng)塊組件等部分組成，在升降驅(qū)動(dòng)部件的拉動(dòng)下利用正常升降運(yùn)動(dòng)與升降機(jī)構(gòu)失控兩種狀態(tài)的受力特征不同，通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)安全互鎖機(jī)構(gòu)的脫開(kāi)與結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)升降安全防護(hù)，可靠性高，從而能夠保障工人在高處作業(yè)的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2019.

[2] 王益民.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)出版社，2016.

[3] 柯建宏.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2018.