張榮庚/ZHANG Rong-geng

（江蘇博宇建筑工程設(shè)備科技有限公司，江蘇 無(wú)錫 214101）

現(xiàn)代化的城市建筑在滿(mǎn)足傳統(tǒng)的住人、辦公、休閑娛樂(lè)等要求的同時(shí)，還具有美化城市的功能。在琳瑯滿(mǎn)目的現(xiàn)代城市建筑中，各種彰顯個(gè)性的建筑物比比皆是，這也成了現(xiàn)代化城市的一道道靚麗風(fēng)景。擦窗機(jī)作為現(xiàn)代建筑的一種配套清洗保養(yǎng)設(shè)備，也在不斷的推陳出新。我公司根據(jù)用戶(hù)要求，開(kāi)發(fā)制作了一種新型滑梯式圓弧旋轉(zhuǎn)擦窗機(jī)。該項(xiàng)目建筑物為一半球形穹頂建筑，其下端座落在直徑為36m的混凝土圈梁上，上端為直徑4.5m的矩形管鋼結(jié)構(gòu)，半球表面為玻璃幕墻，具體如圖1所示。用戶(hù)提出需在其內(nèi)部安裝擦窗機(jī)，以便定期對(duì)玻璃幕墻內(nèi)飾面進(jìn)行清洗保養(yǎng)。

圖1 建筑物剖面圖及擦窗機(jī)總體方案

1 總體方案確定

通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，確定總體方案如下。

1）擦窗機(jī)采用拱形滑梯主結(jié)構(gòu)。一方面拱形結(jié)構(gòu)與建筑物造型協(xié)調(diào)融合，另一方面拱形結(jié)構(gòu)受力合理，用材少、自重輕，這樣建筑物所增加承受的載荷也小。

2）在建筑物下端混凝土圈梁內(nèi)懸挑安裝一條圓形工字鋼下軌道，在建筑物上端矩形管鋼結(jié)構(gòu)下安裝一條圓形工字鋼上軌道。

3）擦窗機(jī)通過(guò)下行走機(jī)構(gòu)騎坐在工字鋼下軌道上，通過(guò)上行走裝置懸掛支撐在上軌道上。

2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

1）上、下行走系統(tǒng)位于不同標(biāo)高平面，上下圓形軌道高低差達(dá)17.4m，下圓形軌道半徑為17.27m，上圓形軌道半徑為2.25m，且上行走裝置為懸掛結(jié)構(gòu)，如何使上下行走機(jī)構(gòu)在各自的圓形軌道上實(shí)現(xiàn)繞同一轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)行是一大難點(diǎn)。

2）如何確保操作人員在滑梯架內(nèi)安全通行，并順利完成對(duì)建筑物玻璃幕墻內(nèi)飾面的清洗保養(yǎng)工作也是一個(gè)關(guān)鍵要解決的問(wèn)題。

3）國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有哪個(gè)生產(chǎn)廠家制作過(guò)如此大尺寸的拱形結(jié)構(gòu)滑梯式擦窗機(jī)，無(wú)可供參考借鑒的先例。

3 結(jié)構(gòu)組成

我公司設(shè)計(jì)、制作的半球形內(nèi)飾面清洗用CHT150XN.172型滑梯式圓弧旋轉(zhuǎn)擦窗機(jī)主要由圓形工字鋼下軌道、下行走機(jī)構(gòu)、電控系統(tǒng)、拱形滑梯架、上行走裝置、圓形工字鋼上軌道等部分組成，如圖2所示。

圖2 CHT150XN.172滑梯式圓弧旋轉(zhuǎn)擦窗機(jī)總圖

4 結(jié)構(gòu)說(shuō)明

1）滑梯架為本擦窗機(jī)主結(jié)構(gòu)件，是作業(yè)人員進(jìn)行工作的活動(dòng)空間。如圖2所示，滑梯架內(nèi)安裝了多段直爬梯和多個(gè)工作平臺(tái)，這些直爬梯和工作平臺(tái)是根據(jù)滑梯架的拱形形狀而合理地布置的，它使工作人員在滑梯架內(nèi)既能舒適地通行，又能安全地進(jìn)行清洗作業(yè)。

2）滑梯架下端用螺栓固定在下行走機(jī)構(gòu)上。下行走機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)向輪、行走輪、轉(zhuǎn)軸、滑梯安裝座、驅(qū)動(dòng)裝置等組成。行走輪壓在下圓形軌道上，是擦窗機(jī)的下部支撐點(diǎn)，導(dǎo)向輪和轉(zhuǎn)軸的設(shè)置是為了確保擦窗機(jī)下部能始終沿下圓形軌道行走，下行走機(jī)構(gòu)上還安裝有驅(qū)動(dòng)裝置——SEW三合一減速器，提供擦窗機(jī)運(yùn)行所需動(dòng)力，是擦窗機(jī)主動(dòng)行走裝置。

3）滑梯架上端通過(guò)1根轉(zhuǎn)軸和上行走裝置相連。上行走裝置主要由導(dǎo)向輪、內(nèi)側(cè)懸掛輪、外側(cè)懸掛輪、懸掛架、轉(zhuǎn)軸等組成。上行走裝置通過(guò)內(nèi)、外側(cè)懸掛輪懸掛安裝于上圓形軌道下，是擦窗機(jī)的上部支撐點(diǎn)，轉(zhuǎn)軸和導(dǎo)向輪的設(shè)置同樣是為了確保擦窗機(jī)上部能始終沿上圓形軌道運(yùn)行。上行走裝置無(wú)動(dòng)力，是擦窗機(jī)被動(dòng)行走裝置。

4）由于主結(jié)構(gòu)采用拱形滑梯架型式，受力合理，所需主材料截面不大，設(shè)備自重較輕（整機(jī)重約2t），運(yùn)行阻力很小，因此僅下行走機(jī)構(gòu)帶了動(dòng)力裝置，是主動(dòng)行走系統(tǒng)。當(dāng)下行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置工作時(shí)，通過(guò)滑梯架的帶動(dòng)，上行走裝置也跟著一起旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。這樣的主、被動(dòng)行走設(shè)計(jì)，不但很好地解決了上下行走機(jī)構(gòu)在各自的軌道上實(shí)現(xiàn)繞同一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)行這一難題，而且還節(jié)約了成本。

5）在滑梯架的中部安裝有電控箱并配裝有遙控操作手柄，這樣作業(yè)人員在滑梯架的任何部位均可對(duì)擦窗機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行控制。本擦窗機(jī)的電氣控制和各級(jí)安全保護(hù)裝置均通過(guò)PLC系統(tǒng)控制。

5 操作實(shí)施

作業(yè)人員通過(guò)在滑梯架內(nèi)的移動(dòng)和作業(yè)可以方便、安全地完成對(duì)滑梯架范圍內(nèi)建筑物幕墻內(nèi)飾面的清洗工作，再通過(guò)下行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)并帶動(dòng)上行走裝置運(yùn)行，使擦窗機(jī)作業(yè)范圍覆蓋到半球建筑物的整個(gè)內(nèi)飾面。下行走機(jī)構(gòu)中還配置了卡軌器，在非工作狀態(tài)時(shí)，它可以牢固地將擦窗機(jī)固定、停放在任意位置。

6 結(jié) 語(yǔ)

我公司所承接、設(shè)計(jì)和制造的CHT150XN.172型滑梯式圓弧旋轉(zhuǎn)擦窗機(jī)，是國(guó)內(nèi)首臺(tái)大跨度半球形建筑物玻璃幕墻內(nèi)飾面清洗設(shè)備，它結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，造型美觀，同時(shí)還具有很好的作業(yè)穩(wěn)定性，其完成安裝后的效果如圖3所示。

圖3 設(shè)備完工圖片