施工升降梯新型逃生天窗門鎖設(shè)計

周永杰

（廣州逸安工程機械有限公司，廣東 廣州 510890）

引言

在目前建筑工地施工中，施工升降梯是多層建筑施工的主要設(shè)備之一，而建筑工地的施工安全問題是重中之重，但是意外往往不可能完全避免，而安全逃生天窗則是意外發(fā)生時的生命窗口。目前市面上的施工升降梯逃生天窗多采用機電聯(lián)鎖控制，或者是只能夠在內(nèi)部開啟天窗的機械控制，這些方法都存在著明顯弊端。裝有機電聯(lián)鎖裝置的施工升降梯天窗，日常維護需要投入的成本較大，并且在施工升降機工作時，會上下晃動，在安全機電聯(lián)鎖斷電時，會導(dǎo)致電梯斷電，甚至造成天窗無法打開，降低施工電梯工作的穩(wěn)定性[1]。僅供內(nèi)部開啟的單向機械鎖和不具備安全鎖的天窗，前者存在的弊端為僅能內(nèi)部打開天窗，在發(fā)生意外時無法從內(nèi)部打開天窗，會使救援行動被拖緩，后者因不設(shè)有安全鎖，其在施工升降梯運行的時候，會因震動使天窗小幅度開啟，導(dǎo)致電梯斷電，影響施工的正常進行。

1 施工升降梯逃生天窗門鎖整體方案設(shè)計

針對上述各種方案的弊端，本文設(shè)計了一種施工升降機逃生天窗門鎖，采用全機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，在設(shè)計上相對于機電聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)要簡單，在功能上可兼顧內(nèi)外兩側(cè)的人員開啟天窗。在內(nèi)部人員無法開啟天窗時，外部的人員可以通過外部的機構(gòu)開啟天窗，不必花時間對施工升降梯進行破拆，其整體如圖1所示，逃生天窗安裝于電梯施工框架頂部中間位置，由天窗門框安裝定位；該逃生天窗門鎖通過安裝在天窗門下的門鎖裝置與天窗門框的聯(lián)動，開啟或解除限位。在解除限位后，可通過天窗門上、下的把手使天窗門翻轉(zhuǎn)來實現(xiàn)天窗門的開啟或關(guān)閉[2]。

圖1 施工升降梯吊逃生天窗門鎖示意圖

2 施工升降梯逃生天窗門動作細節(jié)設(shè)計

逃生天窗結(jié)構(gòu)除了天窗和天窗門框以外，還有上把手、下把手、上推塊、下推塊、鎖舌、彈簧擋塊，如圖2所示。

圖2 逃生天窗結(jié)構(gòu)示意圖

如下頁圖3所示，天窗門狀態(tài)分為開啟與關(guān)閉狀態(tài)。開啟時分為內(nèi)部開啟和外部開啟；從外部開啟時，推動扣于天窗門框外的上推塊，使鎖舌回縮，離開彈簧擋塊，天窗門限位解除，上拉上把手，天窗開啟；從內(nèi)部開啟時，拉動下推塊，使鎖舌回縮，離開彈簧擋塊，天窗門限位解除，上推下把手，天窗開啟。

圖3 施工升降梯吊逃生天窗門工作流程

從外部關(guān)閉時，下推上把手，鎖舌與彈簧擋塊接觸后，在彈簧擋塊推力的作用下回縮，在越過彈簧擋塊之后復(fù)位，鎖舌處于彈簧擋塊下方，彈簧回彈鎖止裝置開啟，天窗關(guān)閉并完成自鎖；從內(nèi)部關(guān)閉時，下拉下把手，鎖舌與彈簧擋塊接觸后，在彈簧擋塊推力的作用下回縮，在越過彈簧擋塊之后復(fù)位，鎖舌處于彈簧擋塊下方，彈簧回彈鎖止裝置開啟，天窗關(guān)閉完成自鎖[3]。

本裝置采用了純機械的結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，制造成本低，日常檢查中，步驟簡潔，在設(shè)備出現(xiàn)故障時，維護時間短，維護操作方便，維護成本低。

3 施工升降梯逃生天窗門鎖自鎖裝置的設(shè)計

如前文所提到的，部分施工升降梯在上、下運行的過程中，逃生天窗會因為上下晃動所帶來的震幅而小幅度開啟。為了解決這一問題，整個逃生天窗結(jié)構(gòu)里設(shè)計了自鎖裝置。逃生天窗自鎖裝置結(jié)構(gòu)如圖4所示，上推塊和下推塊的運動均帶著鎖進行。在開啟天窗門時，推動上推塊，上推塊會帶著鎖舌回縮，使鎖舌離開彈簧擋塊的限制范圍，天窗門的限位關(guān)閉，可以開啟。在關(guān)閉天窗門時，鎖舌的弧面與彈簧擋塊接觸，在彈簧擋塊的推力下，鎖舌壓縮彈簧回縮，當鎖舌下滑至彈簧擋塊下方，其弧面不與彈簧擋塊接觸時，彈簧復(fù)位將鎖舌一并復(fù)位，這時鎖舌完全處于彈簧擋塊的下方，形成自鎖[4]。

圖4 逃生天窗自鎖裝置結(jié)構(gòu)圖

關(guān)于彈簧的選型，根據(jù)整個自鎖裝置的整體尺寸，選取型號為2.0×24×70的彈簧，材料為彈簧鋼（60Mn/65Mn/70Mn）。查表可知，彈簧鋼的切變模量G=79 GPa；根據(jù)彈簧的規(guī)格可知，彈簧d=2 mm，D=24 mm，H0=70 mm，總線圈為N0=16，有效線圈為N=14。

彈簧剛度K計算公式：

代入數(shù)據(jù)計算得K=0.816 N/mm。

根據(jù)裝置的設(shè)計參數(shù)，需要將彈簧壓縮50 mm才能使鎖舌脫離彈簧擋塊的限位，所以H=50 mm。

通過計算可知將彈簧壓縮50 mm時，需要用到的力F=KH=40.8 N，符合人機工學(xué)，可以使用。

4 結(jié)語

本文設(shè)計的一種施工升降梯逃生天窗門鎖，可以從內(nèi)部和外部開啟逃生天窗，同時還設(shè)有自鎖裝置，使天窗更加穩(wěn)定。對比市面上的施工升降梯天窗，比單向開啟天窗的適用性更強，比機電聯(lián)鎖控制的更加穩(wěn)定，可以有效地減少施工升降梯在作業(yè)時因機電聯(lián)鎖而產(chǎn)生的噪音和震動。對比無鎖的天窗則是避免了在施工升降梯工作的過程中因震動而導(dǎo)致打開天窗時工程作業(yè)暫停的事故，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、制造成本低的特點。