施工升降梯新型逃生天窗門鎖設(shè)計(jì)

周永杰

（廣州逸安工程機(jī)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(shí)的生命窗口。目前市面上的施工升降梯逃生天窗多采用機(jī)電聯(lián)鎖控制，或者是只能夠在內(nèi)部開啟天窗的機(jī)械控制，這些方法都存在著明顯弊端。裝有機(jī)電聯(lián)鎖裝置的施工升降梯天窗，日常維護(hù)需要投入的成本較大，并且在施工升降機(jī)工作時(shí)，會(huì)上下晃動(dòng)，在安全機(jī)電聯(lián)鎖斷電時(shí)，會(huì)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(jī)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(shí)無法從內(nèi)部打開天窗，會(huì)使救援行動(dòng)被拖緩，后者因不設(shè)有安全鎖，其在施工升降梯運(yùn)行的時(shí)候，會(huì)因震動(dòng)使天窗小幅度開啟，導(dǎo)致電梯斷電，影響施工的正常進(jìn)行。

1 施工升降梯逃生天窗門鎖整體方案設(shè)計(jì)

針對(duì)上述各種方案的弊端，本文設(shè)計(jì)了一種施工升降機(jī)逃生天窗門鎖，采用全機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)上相對(duì)于機(jī)電聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)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(shí)，外部的人員可以通過外部的機(jī)構(gòu)開啟天窗，不必花時(shí)間對(duì)施工升降梯進(jìn)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(dòng)，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(shí)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(dòng)作細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

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(shí)分為內(nèi)部開啟和外部開啟；從外部開啟時(shí)，推動(dòng)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(shí)，拉動(dòng)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(shí)，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(shí)，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(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，制造成本低，日常檢查中，步驟簡(jiǎn)潔，在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，維護(hù)時(shí)間短，維護(hù)操作方便，維護(hù)成本低。

3 施工升降梯逃生天窗門鎖自鎖裝置的設(shè)計(jì)

如前文所提到的，部分施工升降梯在上、下運(yùn)行的過程中，逃生天窗會(huì)因?yàn)樯舷禄蝿?dòng)所帶來的震幅而小幅度開啟。為了解決這一問題，整個(gè)逃生天窗結(jié)構(gòu)里設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)均帶著鎖進(jìn)行。在開啟天窗門時(shí)，推動(dòng)上推塊，上推塊會(huì)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(shí)，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(dāng)鎖舌下滑至彈簧擋塊下方，其弧面不與彈簧擋塊接觸時(shí)，彈簧復(fù)位將鎖舌一并復(fù)位，這時(shí)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(gè)自鎖裝置的整體尺寸，選取型號(hào)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(jì)算公式：

代入數(shù)據(jù)計(jì)算得K=0.816 N/mm。

根據(jù)裝置的設(shè)計(jì)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(jì)算可知將彈簧壓縮50 mm時(shí)，需要用到的力F=KH=40.8 N，符合人機(jī)工學(xué)，可以使用。

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)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(shí)還設(shè)有自鎖裝置，使天窗更加穩(wěn)定。對(duì)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(qiáng)，比機(jī)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(shí)因機(jī)電聯(lián)鎖而產(chǎn)生的噪音和震動(dòng)。對(duì)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(dòng)而導(dǎo)致打開天窗時(shí)工程作業(yè)暫停的事故，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、制造成本低的特點(diǎn)。