一種施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

賴(lài)萃旺

（廣州逸安工程機(jī)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(jī)是高層建筑施工不可或缺的施工設(shè)備。由于施工升降機(jī)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(gè)施工升降機(jī)廠商所重要考慮的問(wèn)題。除去施工升降機(jī)本身的設(shè)計(jì)問(wèn)題，施工升降機(jī)廠商在施工升降機(jī)生產(chǎn)完成后，都需要對(duì)施工升降機(jī)本身進(jìn)行調(diào)試和檢測(cè)，防止施工升降機(jī)在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，以確保施工升降機(jī)的安全性和穩(wěn)定性。目前市面上用以檢測(cè)施工升降機(jī)的方式多為用吊機(jī)把施工升降機(jī)吊入導(dǎo)軌上，工人在施工升降機(jī)里的吊籠內(nèi)部操作施工升降機(jī)，這樣存在很大的安全隱患，例如施工升降機(jī)出現(xiàn)突發(fā)狀況，工人來(lái)不及撤出，不能安全地回到地面，且由于施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度較高，成本也較高[1，2]。

1 施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)整體方案設(shè)計(jì)

針對(duì)上述施工升降機(jī)生產(chǎn)完成后進(jìn)行出廠檢測(cè)方式的弊端，設(shè)計(jì)了一種施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)可以為施工升降機(jī)提供了安全性好、可靠性高的檢測(cè)環(huán)境。該施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)示意如圖1所示，其主要由主立架、導(dǎo)軌架、縱向行車(chē)架、橫向行車(chē)架、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)、底座和走道平臺(tái)組成。其中主立架為整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的主體支撐，用于承重縱向行車(chē)架和橫向行車(chē)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(chē)架安裝在主立架頂部，橫向行車(chē)架安裝于縱向行車(chē)架頂部，橫向行車(chē)架可于縱向行車(chē)架上進(jìn)行縱向移動(dòng)；卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)安裝于橫向行車(chē)架上，可于橫向行車(chē)架上進(jìn)行橫向移動(dòng)，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)用于吊裝吊籠，使吊籠在導(dǎo)軌架上進(jìn)行上下移動(dòng)，在卷?yè)P(yáng)機(jī)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(cè)偏差距離[3]。

圖1 施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)示意

2 施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)主立架與導(dǎo)軌架的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的主立架與導(dǎo)軌架為施工升降機(jī)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(jī)試驗(yàn)臺(tái)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(gè)承載立柱組又包括了兩個(gè)承載立柱，這兩個(gè)承載立柱之間則通過(guò)桁架來(lái)實(shí)現(xiàn)連接。

圖2 施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)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(gè)承載立柱之間，通過(guò)桁架來(lái)實(shí)現(xiàn)承載立柱與升降輔助立柱的連接；同時(shí)，升降輔助立柱還通過(guò)附墻架來(lái)與導(dǎo)軌架連接。相鄰的升降輔助立柱之間通過(guò)支撐組件來(lái)進(jìn)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(guò)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(yùn)行時(shí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在施工升降機(jī)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(gè)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(guò)支撐管進(jìn)行連接，行成一個(gè)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(gè)錐體套，其作用是吊籠在放下的過(guò)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(guò)基礎(chǔ)架體安裝而成，相鄰架體通過(guò)螺栓和螺母來(lái)進(jìn)行固定，可以提高施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)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(guò)雙管卡來(lái)進(jìn)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(dòng)，卡條安裝在雙管卡槽的兩側(cè)，兩個(gè)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(dá)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(jī)試驗(yàn)臺(tái)雙管卡結(jié)構(gòu)示意圖

3 施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如前文所提到的，在施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)主立架頂部安裝有縱向行車(chē)架、橫向行車(chē)架和卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，縱向行車(chē)架安裝在主立架頂部，橫向行車(chē)架安裝在縱向行車(chē)架的頂部，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)安裝在橫向行車(chē)架的頂部，如圖4所示。在縱向行車(chē)架和橫向行車(chē)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(guò)程的安全性。在縱向行車(chē)架上，安裝有縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，縱向電機(jī)的輸出端與橫向行車(chē)架傳動(dòng)連接，使得縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠帶動(dòng)橫向行車(chē)架進(jìn)行縱向移動(dòng)。

圖4 施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)縱向車(chē)架、橫向車(chē)架和卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)安裝結(jié)構(gòu)示意

圖4中B處為卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，支架滑動(dòng)安裝于橫向行車(chē)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(dòng)電機(jī)，橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用是使得支架可在橫向行車(chē)架上進(jìn)行橫向移動(dòng)，在支架底部安裝有防沖頂板，其作用是防止吊籠沖頂；卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝于安于支架上，卷?yè)P(yáng)機(jī)下部安裝有鋼絲繩和掛鉤；旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝于支架上部，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端于卷?yè)P(yáng)機(jī)連接并且?guī)?dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)在360°范圍內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

施工升降機(jī)的底座不僅用于承載施工升降機(jī)的主立架和導(dǎo)軌架，還在導(dǎo)軌架附近劃分了多個(gè)吊裝機(jī)位和存放機(jī)位，具體如圖5所示，其中C處為走道平臺(tái)，其安裝于施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)底座上靠外一側(cè)，由平臺(tái)架、扶梯和工具箱組成，且扶梯的頂端與平臺(tái)架相連接，工具箱安裝在扶梯的一側(cè)，平臺(tái)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(jī)試驗(yàn)臺(tái)走道平臺(tái)結(jié)構(gòu)及底座劃分區(qū)域示意圖

4 施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)工作原理及實(shí)物驗(yàn)證

本施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)使用帶有PLC控制模塊的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，控制單元包括：第一傳感器、第二傳感器、縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和卷?yè)P(yáng)機(jī)，其中第一、第二傳感器為距離傳感器。

本施工升降機(jī)的工作原理為：將需要測(cè)試的施工升降機(jī)由存機(jī)位吊籠運(yùn)送至吊裝機(jī)位，控制器控制縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得縱向行車(chē)架和橫向行車(chē)架移動(dòng)，將卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)運(yùn)送至位于吊裝機(jī)位上的吊籠上方；卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)放下連有鋼絲繩的掛鉤，將吊籠掛上掛鉤后開(kāi)始吊裝。橫向行車(chē)架會(huì)在縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下在縱向行車(chē)架上移動(dòng)，并運(yùn)行到指定的位置，由于卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)下的鋼絲繩和掛鉤在離地較高的位置時(shí)，會(huì)因?yàn)槭茱L(fēng)吹擺動(dòng)，使得吊籠與導(dǎo)軌架不能配對(duì)，這時(shí)第一傳感器和第二傳感器會(huì)發(fā)出相對(duì)應(yīng)的偏差距離的指令，使得縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)會(huì)根據(jù)相對(duì)應(yīng)的指令來(lái)調(diào)節(jié)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)在縱向行車(chē)架和橫向行車(chē)架上的三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)位置，當(dāng)?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(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)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(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，制造施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)實(shí)物如圖6所示，圖中試驗(yàn)臺(tái)正在進(jìn)行施工升降機(jī)出廠前的調(diào)試和檢測(cè)；經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)完全可以滿(mǎn)足各個(gè)功能要求，不但增加了施工升降機(jī)出廠前調(diào)試和檢測(cè)的安全性和穩(wěn)定性，模塊化的結(jié)構(gòu)拼裝和高自動(dòng)化操作性也減少了資源的浪費(fèi)，至少提高了施工升降機(jī)出廠前的調(diào)試和檢測(cè)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(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。

圖6 施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)工作圖

5 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)了一種施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，其通過(guò)主立架、導(dǎo)軌架、縱向行車(chē)架、橫向行車(chē)架、卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)等主要機(jī)構(gòu)的配合組合成試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)傳感器、電機(jī)和控制器來(lái)控制本設(shè)備的運(yùn)行。該試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)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(fèi)。當(dāng)需要增加吊籠數(shù)量時(shí)，增長(zhǎng)縱向行車(chē)架及主立架、導(dǎo)軌架即可，方便進(jìn)行擴(kuò)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(jì)的施工升降機(jī)試驗(yàn)臺(tái)具有模塊化、安全性好、可靠性高等特點(diǎn)。