小型建筑升降机的设计论述

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摘 要：施工升降机是高层建筑施工不可缺少的重要运输设备之一。施工升降机若要有效地发挥工作效率，就必须为其提供安全可靠的基础作为载体。文章主要阐述了一种小型施工升降机优化设计，主要从其主体结构、驱动系统、安全保护装置和电气控制系统的设计，对升降机各主要部件的设计功能进行了分析与研究，以供建筑机械设计人员参考借鉴。

关键词：施工升降机；轿厢；驱动；保护装置

中图分类号：TH211+.6文献标识码：A 文章编号：

前言：

小型施工升降机是一种建筑施工机械，可垂直运输施工人员、塔机司机、维修人员及小型物料，主要用于工业与民用建筑、塔式起重机、港口机械、岸桥、龙门起重机、输电线路铁塔、桥梁、电视塔架、烟囱、锅炉、井道等高耸建筑物施工和检修。

1 小型施工升降机的设计

小型施工升降机采用齿轮齿条啮合传动，主要的几种型号见表1。因为各种施工或检修应用现场的具体需求各异，也可设计为适应其他特殊工况的型式。主机由金属结构、驱动系统、安全保护装置和电气系统等组成，主要部件如图1所示。

表1小型施工升降机型号

图1小型施工升降机

1－导轨架；2－驱动系统；3－防坠安全器；4－轿厢；5－电缆导向系统；6－层站；7－缓冲装置；8－底架

1.1 金属结构

金属结构主要包括导轨架、轿厢、电缆导向系统、底架、层站、附着等。

（1）导轨架。导轨架是轿厢上下运行的轨道，由标准节通过高强螺栓联接而成。每节标准节的高度为1 508mm，其截面型式有650mm×450mm、650mm×200mm和650mm片节等3种。齿条通过3个内六角螺栓紧固在标准节侧面，互换性好。标准节两根主弦管下端焊有止口，齿条下端设有弹性圆柱销，安装时确保定位准确。标准节表面可采用热镀锌处理，提高抗腐蚀能力。

（2）轿厢。小型施工升降机轿厢尺寸可根据用户的具体要求定制，主要是为了满足各种工况的具体需求。轿厢和轿厢门的材料可采用钢丝编织网、镀锌板、冲孔板、花纹板、不锈钢板等制作为半封闭式或全封闭式，也可根据用户的要求定制。全封闭式轿厢上装有玻璃便于观察。轿厢门可采用推拉方式或轨道侧滑式，并设有机电联锁装置（图2），轿厢门处于开启状态时轿厢不能运行，以保证司乘人员的安全。轿厢内部设有操作面板、照明灯、应急照明、通风装置、报警装置等。顶部设有用于安装维修人员上下的顶门及护栏，该顶门也作紧急逃生用，也设有电气联锁装置，开启状态时轿厢不能运行。

图2轿厢门机电联锁装置

（3）电缆导向系统。为了在风力较大或环境温度较低的情况下使用，同时为了减小动力电缆本身的压降以及解决电缆自身强度带来的问题，小型施工升降机可选用带滑车的电缆导向系统。电缆导向系统包括电缆滑车、电缆挑杆、电缆臂、电缆护架、滑车轨道及轨道支架等。电缆导向系统采用中间供电方式，利用滑车系统存储电缆。除供电电缆导向外，还可利用双滑车方式可增设通信电缆导向，解决设备使用中的通信传输难题。

（4）底架。底架由方管和钢板拼焊而成，与导轨架用螺栓联接成一体，并通过化学螺栓锚固在基础上。底架上装有防止轿厢撞底的缓冲架和缓冲弹簧。底架表面采用热镀锌处理，具有较高的抗腐蚀能力。

（5）层站。层站由围栏、层门和机电联锁装置组成。层门及围栏由角钢和冲孔铝板或钢丝编织网组成。在电梯未到达该层站时层门无法打开，只有当电梯轿厢到达指定层站时，层门才能开启。当任何一个层门打开时，电梯将自动停止运行。层门采用单页外侧转门型式，方便人员进出。层站框架可采用热镀锌处理，具有较高的防腐能力。

（6）附着架。导轨架每隔一定距离（6～9m）固定一道附着，以保证导轨架的垂直和稳定。

1.2 驱动系统

驱动系统位于轿厢顶部，由驱动单元、驱动板、驱动架组成。

（1）驱动单元。驱动单元驱动轿厢上下运行。驱动单元由驱动齿轮、电机、制动器减速机等组成。驱动单元可采用国产传动或者SEW传动，均带有制动手动释放功能，在供电异常或有故障的情况下，可通过手动功能实现电梯的向下运动。

（2）驱动板。驱动板用于联接驱动单元及驱动架。其背面装有两个背轮，调整背轮偏心套可调节背轮和齿条之间的间隙，以确保齿轮与齿条正确啮合，使轿厢运行更加平稳。驱动板与驱动架浮动联接，垫有橡胶垫以减小机械振动。

（3）驱动架。驱动架承受轿厢传递的全部载荷，由槽钢和钢板焊接而成，其上装有滚轮。滚轮内装有偏心轴和滚动轴承，可独立调整。通过调整偏心轴可控制驱动架与导轨架的相对位置。驱动架上装有安全钩，防止因滚轮脱落或安装时操作不当造成驱动架倾翻。

1.3 安全保护装置

小型施工升降机配有完善可靠的安全装置，包括SAJ30-1.2型渐进式防坠安全器、机电联锁保护装置、轿厢慢速下放装置、超载保护装置、供电系统断相错相保护、撞底缓冲装置、上下限位及极限装置、各门限位开关、防脱安全钩等。

（1）防坠安全器。SAJ30-1.2型渐进式防坠安全器运用了甩块啮入无冲击、无需拆机检验磨损量等先进技术，当电梯意外超速下降时可平稳制停并断开电源，确保人员及设备安全。安全器固定在驱动板上，在升降机接高和拆卸过程中都起安全保护作用。

（2）机电联锁保护装置。轿厢门和层门上设有机电联锁保护装置，当轿厢门或层门打开时，该装置将切断控制电路，使轿厢停止运行；同时当轿厢未停止到停层位置时，轿厢门和层门都无法打开，从而保护司乘人员的安全。

（3）超载保护装置。施工升降机设有超载保护装置。轿厢静止时，当载荷超出额定载荷10%时，将发出报警信号，并自动切断控制电源，使电梯不能启动。

（4）供电系统断相错相保护。设置相序保护装置，当供电系统出现断相、错相时，该装置将起作用，使设备无法启动，直到相序调整正确为止。

（5）上下限位、极限装置。上、下极限及上、下限位均为保证电梯上不冒顶、下不撞底的电气保护装置。包括上、下行程限位碰块及上、下行程极限碰块，上、下行程限位碰块保证轿厢运行至上、下指定位置时自动切断电源使电梯停止运行。极限碰块保证轿厢在运行至上、下限位后如因限位开关故障而继续运行时立即切断主电源，使轿厢制停。极限开关为非自复位式，只有通过手工操作才能复位。导轨架顶部还设有机械式防冒顶装置，当轿厢冲过上极限位置，到达该装置时，齿轮将空转，轿厢不再上升，可有效防止冒顶事故的发生。

（6）底部缓冲装置。底部缓冲装置由底部缓冲弹簧和缓冲架组成，其作用是当电梯下限位、下极限限位都失灵时的最后一道保护，电梯撞到缓冲弹簧上减速停止，能有效避免轿厢直接墩底损坏，保护人员和设备的安全。

（7）轿厢慢速下放装置。该装置设在驱动单元上，当电梯出现故障时，人员可上到轿厢顶部，将电机尾端制动器电磁铁拉手缓慢向外拉出，使吊笼缓慢向下滑行至最底层平台处，使人员安全离开。

（8）各门限位开关。轿厢门、轿厢顶门以及层门均设有安全开关，如任一门开启，轿厢均不能运行。

（9）防脱安全钩。防脱安全钩安装在驱动架主槽钢上，可确保意外情况下驱动架不倾翻，驱动齿轮和安全器齿轮与齿条不脱离啮合。

1.4电气系统

电气系统包括上电气箱、下电气箱、笼内操作盒、笼顶操作盒、电缆及各种限位、极限开关等。电气系统保障升降机的安全运行、停层呼叫以及通信设备的正常工作。

2 小型施工升降机的应用

伴随建筑高度的增加，在大型塔机施工中，借助于小型施工升降机，司机就不用再徒手爬至司机室，同时司机的安全系数也得以大幅提高，上下周期得以大幅度减小，提高工作效率。在锅炉、铁塔等施工和检修时，借助小型施工升降机可大大缩短维修周期，提高安全系数。在深圳盐田港（图3）、舟山输电铁塔等工程建设中，小型施工升降机的应用有效提高了生产效率，得到施工方一致好评。小型施工升降机出口国外，也得到国外建设单位认可，成为高层建筑施工中必不可少的升降设备。

图3施工升降机在深圳盐田港施工中应用

参考文献

[1]陈建国.升降机互通式电控箱的设计与应用[J].浙江建筑，2007（12）

[2]于泽群.施工升降机基础设计与有限元分析[J].门窗，2012（07）