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1、新型井架斷繩和??堪踩Wo(hù)裝置
1.概述
井架物料提升機(jī)是國內(nèi)中低層建筑施工中常用的垂直運輸機(jī)械。根據(jù)建設(shè)部關(guān)于井架物料提升機(jī)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,井架物料提升機(jī)必須配備當(dāng)井架吊籃懸掛或運行中發(fā)生斷繩時,防止吊籃墜落的“斷繩保護(hù)裝置”;以及當(dāng)井架吊籃??吭跇菍訒r,能可靠地承擔(dān)吊籃自重及工作荷載的“吊籃安全??垦b置”。目前井架物料提升機(jī)一般都將“斷繩保護(hù)裝置”和“吊籃安全??垦b置”分別設(shè)置?!暗趸@安全停靠裝置”有多種形式,各有千秋,但各有不足之處。我們綜合考慮了多種安全裝置的技術(shù)要求和使用性能,設(shè)計研制了一種多用途的新型井架安全保護(hù)裝置——“斷繩和停靠裝置”。經(jīng)江蘇省質(zhì)
2、量技術(shù)監(jiān)督局專業(yè)檢測站的檢測和現(xiàn)場使用,防斷繩技術(shù)性能和吊籃安全停靠性能良好,使用方便,安全可靠。
2.工作原則及性能
2.1 結(jié)構(gòu)組成
我們設(shè)計的“斷繩和??垦b置”,采用的是一套工作裝置,兩種安全保護(hù)功能——斷繩保護(hù)和吊籃安全???。該裝置設(shè)置在吊籃頂部,由兩臺防墜器和一套安全停層傳動裝置以及一套斷繩保護(hù)傳動裝置組成(圖1)。
圖1 斷繩和??垦b置簡圖
2.2 工作原理
“斷繩和??垦b置”的主要工作機(jī)構(gòu)是防墜器。防墜器安裝在吊籃頂部的兩端,和吊籃一起沿著導(dǎo)軌上下運動。導(dǎo)軌通過連接板
3、和螺栓,安裝在井架架體的橫桿上。防墜器主要由活動楔鉗、固定楔塊、拉簧及傳動連桿等零部件組成,其工作原理為楔鉗式安全鎖(圖2)。防墜器在正常工作時,活動楔鉗在固定楔塊斜面的作用下,從兩面同時向?qū)к壙繑n,活動楔鉗水平移動△X1,并貼合導(dǎo)軌,此時,該安全鎖轉(zhuǎn)換為“閉鎖”狀態(tài)(圖2(b))。如果安全鎖(即吊籃)在重力P的作用下繼續(xù)下降(與導(dǎo)軌產(chǎn)生相對運動),則活動楔鉗在固定楔塊斜向分力N的作用下,夾緊并“咬合”導(dǎo)軌,其水平移動的距離(即咬痕深度)為△X2(圖2(c))。此時,活動楔鉗停止運動,吊籃的重力通過固定楔塊、活動楔鉗、導(dǎo)軌、連接板和橫桿,傳遞到井架架體上。由于活動楔鉗表面加工成圓弧型斜面齒,再
4、加上斜面產(chǎn)生的夾緊力N,可確保活動楔鉗與導(dǎo)軌之間的“咬合”力遠(yuǎn)大于吊籃的重力。
圖2 楔鉗式安全工作原理示意圖
另外,從上述防墜器的工作原理中可以看,楔鉗式安全鎖的運動過程分為兩個階段:①從“張口”狀態(tài)到“閉鎖”狀態(tài),活動楔鉗水平移動△X1,同時垂直移動△Y1,運動時間為△t1;②從“閉鎖”狀態(tài)到“咬合”狀態(tài),活動楔鉗水平移動△X2,同時垂直移動△Y2,運動時間為△t2。在防墜器的設(shè)計過程中,若活動楔鉗的楔角α=75,吊籃加起重量P=1890(kg),“張口”間隙△X1=5.2(mm),咬痕深度△X2=0.5(mm),通過各階段活動楔鉗運動方程
5、和速度議程的分析,可以求出各階段墜落距離和墜落時間分別為△Y1=19.4(mm),△t1=0.34(s),△Y2=1.8(mm),△t2=0.012(s),總的墜落距離△Y=21.2(mm),總的墜落時間△t=0.352(s)。通過計算結(jié)果也可以看出,在整個墜落過程中,第二階段的墜落距離△Y2和墜落時間△t2,要遠(yuǎn)小于第一階段的墜落距離△Y1和墜落時間△ t1。
當(dāng)安全鎖處于“閉鎖”狀態(tài)時,只要放松連桿,活動楔鉗在重力和拉簧的作用下向下運動。而活動楔鉗兩邊的導(dǎo)向槽,使活動楔鉗在向下運動的同時向外離開導(dǎo)軌,回到初始位置,安全鎖又恢復(fù)到“張口”狀態(tài)。
當(dāng)安全鎖處于“
6、咬合”狀態(tài)時,由于活動楔鉗表面的斜齒已“咬合”在導(dǎo)軌表面,放松連桿后,活動楔鉗不會自動復(fù)位,此時只要將吊籃向上提升,活動楔鉗隨之與導(dǎo)軌產(chǎn)生反向相對運動,因活動楔鉗表面的齒形呈倒三角形,在斜面分力的作用下,活動楔鉗很容易與導(dǎo)軌分開,并恢復(fù)到“張口”狀態(tài)。
2.3 使用性能
2.3.1 斷繩保護(hù)工況
吊籃在懸掛或升降時,固定是吊籃頂端滑輪架上的細(xì)鋼絲繩拉動斷繩傳動裝置中的銷軸,并壓縮彈簧(圖1 A-A)。固定在銷軸端部的另一根細(xì)鋼絲繩則通過滑輪連接在防墜器活動楔塊上端的連桿上,此時連桿處于放松狀態(tài),即防墜器處于“張口”狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生斷繩的瞬間,防墜器與
7、吊籃同時作自由落體運動,由于壓簧的外力消除,迅速恢復(fù)到平衡狀態(tài)(伸長),同時帶動肖軸快速移動,而銷軸端部的細(xì)鋼絲繩通過滑輪轉(zhuǎn)向,拉動防墜器處活動楔鉗上部的連桿向上運動,使防墜器迅速進(jìn)入“咬合”狀態(tài),將吊籃在瞬間停住,固定在架體上。
2.3.2 吊籃安全停靠工況
吊籃安全??康闹饕ぷ鳈C(jī)構(gòu)仍然是防墜器。當(dāng)?shù)趸@運行到樓層面時,施工人員打開吊籃出料門,吊籃門上方的停層傳動裝置通過細(xì)鋼絲繩,重復(fù)斷繩墜落過程中防墜器的動作,使防墜器處于“閉鎖”狀態(tài)。當(dāng)施工人員關(guān)閉吊籃出料門后,停層傳動裝置恢復(fù)原始位置,活動楔鉗在重力和拉簧的作用下,恢復(fù)到“張口”的平衡狀態(tài)。在吊籃出料門開
8、啟時,如果松動起升鋼絲繩,吊籃產(chǎn)生向下運動的趨勢,防墜器就從“閉鎖”狀態(tài)轉(zhuǎn)為“咬合”狀態(tài),吊籃通過防墜器固定在架體的導(dǎo)軌上,起升鋼絲繩不承受荷載。如需要吊籃繼續(xù)工作,應(yīng)收緊起升鋼絲繩,活動楔鉗自動復(fù)位,防墜器又回到“張口”狀態(tài),吊籃可以繼續(xù)升降。
3.結(jié)構(gòu)特點
3.1 動作靈敏,制動可靠。經(jīng)檢測和使用,作斷繩墜落試驗時,吊籃的墜落行程小于30mm。吊籃在樓層??繒r,防墜器處于“閉鎖”狀態(tài),松動起升鋼絲繩,吊籃無下滑現(xiàn)象。從前面的工作原理中就可以看出,在墜落沖擊工況下,“咬痕”墜落距離△Y2只有1.8mm,而在“閉鎖”的靜止?fàn)顟B(tài)下,吊籃的下墜距離就更小,所以用肉眼
9、根本看不出來。
3.2 對導(dǎo)軌不會產(chǎn)生過多的磨損。在“斷繩和??垦b置”的使用中,吊籃安全??康墓δ苁褂妙l繁,會不會因為經(jīng)常使用停靠裝置而加劇軌道的磨損呢?從該裝置的工作原理中可以知道,吊籃在停層時,吊籃門打開后,防墜器處于“閉鎖”狀態(tài),活動楔鉗貼合導(dǎo)軌,但并未“咬合”導(dǎo)軌,不會對導(dǎo)軌產(chǎn)生磨損。只有在起升鋼絲繩松動的情況下,防墜器才轉(zhuǎn)為“咬合”狀態(tài)。因此,在正常工作情況下,吊籃安全??垦b置的使用,不會加劇導(dǎo)軌的磨損。
3.3 吊籃可在任意位置準(zhǔn)確停靠。由于導(dǎo)軌的連續(xù)性,吊籃停靠的位置,不受架體結(jié)構(gòu)的限制,大大提高了該裝置使用的連續(xù)性和安全性。
3.
10、4 一套裝置多種用途。由于吊籃斷繩保護(hù)和安全停靠使用同一個裝置——防墜器,并與吊籃上下導(dǎo)向運行使用同一個導(dǎo)軌。因此,整個裝置結(jié)構(gòu)簡單,造價低,用途廣。如果將活動楔鉗的圓孤齒形相應(yīng)改動,還可將其用于施工升降機(jī)吊籠的斷繩保護(hù)和安全依靠。
4.小結(jié)
通過以上的分析,“斷繩和??垦b置”結(jié)構(gòu)新穎,性能可靠,一機(jī)多用,而且還具有擴(kuò)大其使用范圍的可能性。該套安全裝置已通過省級技術(shù)鑒定,受到了與會專家的好評,并已申報國家專利(申請?zhí)?2293118X)。我們正在努力探索,不斷完善該裝置的使用功能,使井架物料提升機(jī)的使用更加安全可靠。 (陳曉蘇 韓榮彬)