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        一種施工升降機試驗臺設(shè)計

        2022-11-10 10:02:28賴萃旺
        裝備制造技術(shù) 2022年8期
        關(guān)鍵詞:施工

        賴萃旺

        (廣州逸安工程機械有限公司,廣東 廣州 510890)

        0 引言

        在現(xiàn)在建筑工地施工中,施工升降機是高層建筑施工不可或缺的施工設(shè)備。由于施工升降機作業(yè)環(huán)境多位于高空,因此其穩(wěn)定性和安全性是各個施工升降機廠商所重要考慮的問題。除去施工升降機本身的設(shè)計問題,施工升降機廠商在施工升降機生產(chǎn)完成后,都需要對施工升降機本身進行調(diào)試和檢測,防止施工升降機在設(shè)計和生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,以確保施工升降機的安全性和穩(wěn)定性。目前市面上用以檢測施工升降機的方式多為用吊機把施工升降機吊入導(dǎo)軌上,工人在施工升降機里的吊籠內(nèi)部操作施工升降機,這樣存在很大的安全隱患,例如施工升降機出現(xiàn)突發(fā)狀況,工人來不及撤出,不能安全地回到地面,且由于施工升降機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工困難,工人的勞動強度較高,成本也較高[1,2]。

        1 施工升降機試驗臺整體方案設(shè)計

        針對上述施工升降機生產(chǎn)完成后進行出廠檢測方式的弊端,設(shè)計了一種施工升降機試驗臺,通過模塊化的設(shè)計可以為施工升降機提供了安全性好、可靠性高的檢測環(huán)境。該施工升降機試驗臺示意如圖1所示,其主要由主立架、導(dǎo)軌架、縱向行車架、橫向行車架、卷揚機構(gòu)、底座和走道平臺組成。其中主立架為整個試驗臺的主體支撐,用于承重縱向行車架和橫向行車架;導(dǎo)軌架豎直地安裝在主立架內(nèi)用于升降吊籠;縱向行車架安裝在主立架頂部,橫向行車架安裝于縱向行車架頂部,橫向行車架可于縱向行車架上進行縱向移動;卷揚機構(gòu)安裝于橫向行車架上,可于橫向行車架上進行橫向移動,卷揚機構(gòu)用于吊裝吊籠,使吊籠在導(dǎo)軌架上進行上下移動,在卷揚機構(gòu)底部裝有第二傳感器,與安裝在吊籠頂部的第一傳感器相互感應(yīng)以檢測偏差距離[3]。

        圖1 施工升降機試驗臺示意

        2 施工升降機試驗臺主立架與導(dǎo)軌架的細節(jié)設(shè)計

        施工升降機試驗臺的主立架與導(dǎo)軌架為施工升降機的整體框架;主立架包含有承載立柱、升降輔助立柱、附墻架、支撐管、剪力撐桿、雙管卡、桁架,具體結(jié)構(gòu)如圖2所示,施工升降機試驗臺的主立架主要由承載立柱組、升降輔助立柱、輔助立柱構(gòu)成。每一個承載立柱組又包括了兩個承載立柱,這兩個承載立柱之間則通過桁架來實現(xiàn)連接。

        圖2 施工升降機試驗臺主立架與導(dǎo)軌架結(jié)構(gòu)示意圖

        此外,主立架內(nèi)的升降輔助立柱安裝于兩個承載立柱之間,通過桁架來實現(xiàn)承載立柱與升降輔助立柱的連接;同時,升降輔助立柱還通過附墻架來與導(dǎo)軌架連接。相鄰的升降輔助立柱之間通過支撐組件來進行連接,支撐組件為支撐管和交叉設(shè)置的剪力撐桿,即升降輔助立柱之間通過支撐管與交叉設(shè)置的剪力撐桿連接;剪力撐桿可以使結(jié)構(gòu)更加牢固,增加運行時結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在施工升降機升降輔助立柱的離地9 m與18 m處,安裝有支撐管用于安裝附墻架與導(dǎo)軌架連接。主立架內(nèi)的輔助立柱,安裝于兩個相鄰的承載立柱組中間,輔助立柱與承載立柱組的承載立柱通過支撐管進行連接,行成一個三角形,增加了主立架的穩(wěn)定性。

        在導(dǎo)軌架頂部,安裝有四個錐體套,其作用是吊籠在放下的過程中若出現(xiàn)偏差在30 mm內(nèi),錐體套也能使吊籠順利吊入導(dǎo)軌架中,以順利完成吊裝作業(yè)。承載立柱、升降輔助立柱、輔助立柱、導(dǎo)軌架均可通過基礎(chǔ)架體安裝而成,相鄰架體通過螺栓和螺母來進行固定,可以提高施工升降機試驗臺的整體模塊性,便于拼裝使用和重復(fù)利用[4]。

        另外,上文所述的承載立柱、剪力撐桿以及桁架之間的連接是通過雙管卡來進行連接。雙管卡包括有:雙管卡槽、旋轉(zhuǎn)軸、卡條、卡緊軸、壓緊螺栓。旋轉(zhuǎn)軸安裝在雙管卡槽的中部,雙管卡槽能夠繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,卡條安裝在雙管卡槽的兩側(cè),兩個卡條之間穿設(shè)有卡緊軸,壓緊螺栓安裝在卡緊軸的兩端,將壓緊螺栓擰緊后,從而達到固定鎖緊卡緊軸的目的,雙管卡結(jié)構(gòu)如圖3所示。

        圖3 施工升降機試驗臺雙管卡結(jié)構(gòu)示意圖

        3 施工升降機試驗臺其他結(jié)構(gòu)設(shè)計

        如前文所提到的,在施工升降機試驗臺主立架頂部安裝有縱向行車架、橫向行車架和卷揚機構(gòu),縱向行車架安裝在主立架頂部,橫向行車架安裝在縱向行車架的頂部,卷揚機構(gòu)安裝在橫向行車架的頂部,如圖4所示。在縱向行車架和橫向行車架上均安裝有維修走道板,其作用是方便維修人員抓牢,提高維修過程的安全性。在縱向行車架上,安裝有縱向驅(qū)動電機,縱向電機的輸出端與橫向行車架傳動連接,使得縱向驅(qū)動電機能夠帶動橫向行車架進行縱向移動。

        圖4 施工升降機試驗臺縱向車架、橫向車架和卷揚機構(gòu)安裝結(jié)構(gòu)示意

        圖4中B處為卷揚機構(gòu),支架滑動安裝于橫向行車架上,在支架下部安裝有第二感應(yīng)器,在支架上安裝有橫向驅(qū)動電機,橫向驅(qū)動電機的作用是使得支架可在橫向行車架上進行橫向移動,在支架底部安裝有防沖頂板,其作用是防止吊籠沖頂;卷揚機安裝于安于支架上,卷揚機下部安裝有鋼絲繩和掛鉤;旋轉(zhuǎn)電機安裝于支架上部,旋轉(zhuǎn)電機的輸出端于卷揚機連接并且?guī)泳頁P機在360°范圍內(nèi)進行旋轉(zhuǎn)。

        施工升降機的底座不僅用于承載施工升降機的主立架和導(dǎo)軌架,還在導(dǎo)軌架附近劃分了多個吊裝機位和存放機位,具體如圖5所示,其中C處為走道平臺,其安裝于施工升降機試驗臺底座上靠外一側(cè),由平臺架、扶梯和工具箱組成,且扶梯的頂端與平臺架相連接,工具箱安裝在扶梯的一側(cè),平臺架的安裝高度為離地3 m,方便調(diào)試員上下調(diào)試。

        圖5 施工升降機試驗臺走道平臺結(jié)構(gòu)及底座劃分區(qū)域示意圖

        4 施工升降機試驗臺工作原理及實物驗證

        本施工升降機試驗臺使用帶有PLC控制模塊的控制器來實現(xiàn)自動控制,控制單元包括:第一傳感器、第二傳感器、縱向驅(qū)動電機、橫向驅(qū)動電機、旋轉(zhuǎn)電機和卷揚機,其中第一、第二傳感器為距離傳感器。

        本施工升降機的工作原理為:將需要測試的施工升降機由存機位吊籠運送至吊裝機位,控制器控制縱向驅(qū)動電機和橫向驅(qū)動電機,使得縱向行車架和橫向行車架移動,將卷揚機構(gòu)運送至位于吊裝機位上的吊籠上方;卷揚機構(gòu)放下連有鋼絲繩的掛鉤,將吊籠掛上掛鉤后開始吊裝。橫向行車架會在縱向驅(qū)動電機的帶動下在縱向行車架上移動,并運行到指定的位置,由于卷揚機構(gòu)下的鋼絲繩和掛鉤在離地較高的位置時,會因為受風吹擺動,使得吊籠與導(dǎo)軌架不能配對,這時第一傳感器和第二傳感器會發(fā)出相對應(yīng)的偏差距離的指令,使得縱向驅(qū)動電機、橫向驅(qū)動電機和旋轉(zhuǎn)電機會根據(jù)相對應(yīng)的指令來調(diào)節(jié)卷揚機構(gòu)在縱向行車架和橫向行車架上的三個方向的運動位置,當?shù)谝粋鞲衅骱偷诙鞲衅髋c預(yù)設(shè)在控制器上的程序一致時,卷揚機構(gòu)的掛鉤落下便可完成吊裝作業(yè)。

        根據(jù)前面的方案及相關(guān)細節(jié)設(shè)計,制造施工升降機試驗臺實物如圖6所示,圖中試驗臺正在進行施工升降機出廠前的調(diào)試和檢測;經(jīng)過多次實驗驗證,該施工升降機試驗臺完全可以滿足各個功能要求,不但增加了施工升降機出廠前調(diào)試和檢測的安全性和穩(wěn)定性,模塊化的結(jié)構(gòu)拼裝和高自動化操作性也減少了資源的浪費,至少提高了施工升降機出廠前的調(diào)試和檢測幾倍的工作效率,具有模塊化、安全性好、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低的特點。

        圖6 施工升降機試驗臺現(xiàn)場工作圖

        5 結(jié)語

        設(shè)計了一種施工升降機試驗臺,其通過主立架、導(dǎo)軌架、縱向行車架、橫向行車架、卷揚機構(gòu)等主要機構(gòu)的配合組合成試驗臺,通過傳感器、電機和控制器來控制本設(shè)備的運行。該試驗臺設(shè)計了模塊化的結(jié)構(gòu)拼裝,便于拆卸和轉(zhuǎn)移。主立架和導(dǎo)軌架均可重復(fù)利用,減少資源的浪費。當需要增加吊籠數(shù)量時,增長縱向行車架及主立架、導(dǎo)軌架即可,方便進行擴展拼裝。另外,設(shè)置的第一感應(yīng)器和第二感應(yīng)器有助于吊籠升降的誤差,提高安全性和可靠性。設(shè)計的施工升降機試驗臺具有模塊化、安全性好、可靠性高等特點。

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