建筑升降机概述.doc

第六章 建筑施工升降机概述第一节 升降机的类型当前，我们国家的建筑业面临着加快发展的大好机遇期；正在推进的城镇化进程，为迅速扩大的建筑业市场创造了良好的条件。特别是由于城市的扩建与改造，中、高层建筑的建设任务越来越多，相应地，建筑材料、构件、设备与施工人员的垂直运输任务也就必然地更加繁重。因此，在中、高层建筑施工中，较多地采用了建筑施工升降机（又称施工电梯）。一、施工升降机施工升降机俗称：施工电梯，它是一种吊笼内载人、载物，沿导轨架上下运输的施工机械。它是高层建筑施工中主要的垂直运输设备，它附着在外墙或其他结构部位上，随建筑物升高，架设高度一般可达200米以上（国外施工升降机的最高提升高度已达645米）。施工升降机主要用于建筑施工及维修，也可以作为建造仓库、码头、船坞、高塔、高烟囱等建筑物的垂直运输机械。施工升降机按其传动形式，可分为：齿轮齿条式、钢丝绳式与混合式三种。目前，我国生产的施工升降机多为齿轮齿条式，提升高度一般在100米以内。为满足超高层建筑施工的需要，国内外生产厂家已研制出200350米的升降机。提升高度达220米的升降机已问世。瑞典AlimakScando生产的27/32C型施工升降机的提升高度可达350米。施工升降机的型号由类、组、型、特性、主参数与变型代号组成，其标记规定如下图所示： 变型更新代号：用A、B、C表示主参数代号：额定重量×101千克特性代号：D有对重（无对重省略）型式代号：C齿轮齿条式；S钢丝绳式；H混合式类组代号：S施工升降机图61 施工升降机的型号标记例如：升降机SC60表示单吊笼额定载重为600kg的齿轮齿条式升降机；升降机SCD100/100表示双吊笼，有对重，额定载重量为1000kg的齿轮齿条式升降机。二、建筑升降机目前，一些小型建筑工地还经常使用比较简易的建筑升降机。这些简易的建筑升降机按其构造不同，又可分为三类：（一）井筒式升降机井筒式升降机亦称井字架，其架设材料有钢管与型钢二种，其中以型钢标准节的居多。型钢井架的特点是结构简单，制作方便，稳定性好，运输便捷，可附着在较高的建筑物垂直运输建筑材料。但由于运物提升盘（吊斗）是在井架内升降，故所运物料的体积受到限制，一般只能用来运送混凝土、灰浆等粒状材料或小型块状材料。（二）门式升降机门式升降机亦称龙门架，其特点是构造简单、制作容易，拆装方便。由于运物吊盘是在两组构架之间升降，吊盘的平面尺寸较大，因此可运送较大尺寸的物体（包括手推车、门窗框、门窗扇等），使用时较井字架更为方便，目前广泛应用于小型建筑工地。（三）导杆式升降机导杆式升降机是一种轻型的升降机，其装料平台在导杆的一侧。目前采用的大多为双导杆式，因其装有两根导杆，且能自升平衡，不需另加配重，故一般制作成移动式，广泛适用于低层工业及民用建筑工地。第二节 施工升降机的构造及安全装置一、一般施工升降机的构造施工升降机主要由底笼（外笼）、导轨架、梯笼（里笼）、驱动机构、安全装置、附墙架、对重装置与起重拔杆等构成。底笼主要包括底盘与安全栅。底盘下及升降机基础连接，底盘上及底层导轨架连接。安全栅是在地面上围成一个空间，防止梯笼上下运行时闲人进出而发生安全事故。底笼入口门装有带电气的联锁装置。当梯笼在上方运行时锁住，安全栅上的门无法打开。直至梯笼降至地面后，联锁装置才能解脱。导轨架是梯笼上下运行轨道的支撑架，由带有齿条的标准节连接而成。带对重的升降机的标准节则装有对重滑道。图62 施工升降机总图1-附墙支撑；2-自装起重机；3-限速器；4-梯笼；5-立柱导轨架；6-楼梯门；7-底笼及平面主框架；8-驱动机构；9-电气箱；10-电缆及电缆箱；11-地面电气控制箱梯笼通过若干对滚轮附着在导轨架上。梯笼的两侧都装有门，一侧为入口门，另一侧为通向楼层的门。笼门都带有机械与电气联锁装置。驱动装置是驱动梯笼上下运行的部件。齿轮齿条式施工升降机的驱动装置主要包括电动机，行星变速器，蜗轮减速器与齿条等。安全装置是保证梯笼安全运行的装置，防止发生梯笼冒顶与坠落事故。包括限制速度装置、最高限位与停车限位装置，电机制动器、紧急制动器、断绳保护开关与塔形缓冲弹簧等。附墙架是保证导轨架结构稳定与垂直度的装置，由连墙架与立管架构成。立管架及底笼立管连接。连墙架分成两片，一端均及主管架相连接，另一端则分别及梯架与墙体连接，当立管架及墙面距离大于1米时，可再增加一排立管，经过计算后，及主管架与墙体连接。对重装置用以平衡与提高电梯的载重量，沿固定在立柱上的导轨运行。自装起重机（小拔杆）是装拆导轨架标准节的部件，装在梯笼顶上。二、SC型建筑施工升降机的基本构造、工作原理及安全装置下图为SC系列单导轨架、双工作笼、齿条驱动的建筑施工升降机的构造简图。这种建筑施工升降机是由钢结构（天轮架、吊笼、导轨架、前附着架、后附着架、底笼）、驱动装置（电动机、蜗轮减速箱、齿轮、齿条、钢丝绳及配重）、安全装置（限速器、制动器、限位器、行程开关及缓冲弹簧）与电器设备（操纵装置、电缆及缆筒）四大部分组成。SC型建筑施工升降机的工作原理：该建筑施工升降机为齿轮齿条式驱动型式。它的工作笼内装有驱动装置，驱动装置的输出齿轮及导轨架上的齿条相啮合，当控制驱动电动机正、反转时，吊笼将沿着导轨架上、下移动。导轨架的结构可分为单柱与双柱两种。一般情况下，SC型建筑施工升降机多采用单柱式导轨架，而且采用上接节方式。SC型建筑施工升降机按其吊笼数又可分为单笼与双笼两种。单导轨架双吊笼的SC型建筑施工升降机，在导轨架的两侧各装一个吊笼，每个吊笼各有自己的驱动装置，并可独立地上、下移动，从而提高了运输的效率。（一）施工升降机的基本构造1、导轨架导轨架是吊笼上下运动的导轨，升降机的主体，能承受规定的各种荷载。它由具有互换性的标准节，经螺栓连接成需要的高度。如图64所示。标准节长1.508m，用无缝钢管及角钢等组焊而成。每节都装有传动齿条。带对重的双笼升降机的标准节，另装有对重滑道，并相应增加一根齿条。2、吊 笼用来输送货物与施工人员的吊笼（如图65所示）是由角钢焊接成的长方形空间框架。前、后装有可升降的门，供装卸货物与人员的出入。一般进口为单行门，而出口为双行门。吊笼及导轨架相邻一侧装有支承滚轮，并支承在导轨架上。吊笼借助于钢丝绳经天轮架及配重相连接。吊笼的自重对升降机的起重性能影响较大，设计时应力求使其自重最轻。3、配 重在齿条驱动的升降机中，有的装有配重，以便改善导轨架状态与最大限度地保证机器运行的平稳性。一般情况下配重为一铸铁块，其上装有滚轮，并借助于滚轮支承在导轨架的主弦杆或专用的导轨上。配重用钢丝绳及吊笼顶部相连接。4、底 笼底笼的底架是建筑施工升降机及基础的连接部分，多用槽钢焊接成平面框架，并用地脚螺栓及基础相固结。在底笼的底架上装有导轨架的基础节，吊笼不工作时停在其上。底笼四周四角钢焊成围栏，并装有钢丝网，以保证建筑施工升降机正常工作与限制施工人员进入下方。5、天轮架及小起重机天轮架由导向滑轮与天轮架钢结构组成（如图66所示），用来支承与导向配重的钢丝绳。小起重机由桅杆与起升机构围成（如图67所示），用来安装导轨架标准节。桅杆由钢管弯制而成，起升机构可采用手动或者电动。6、附墙架附墙架用来使导轨架能可靠地支承在所施工的建筑物上。如图68所示，附墙架多由型钢或者钢管焊接成平面桁架。为了便于装卸与调整导轨架及建筑物之间的距离，附墙架制造成前附墙架与后附墙架的型式。前附墙架及导轨架之间用螺栓相连接。后附墙架及建筑物间用螺栓及联接板相固结。7、电缆导向装置在吊笼作上下运行时，电缆导向装置确保使接入吊笼内的电缆线不致偏离电缆笼或发生不正常的卡死现象，以保证升降机正常供电。施工升降机采用的电缆导向装置的一般型式（如图69所示）。即将电缆保护架安装在外侧立管上。电缆通过吊笼上的电缆托架，保持在电缆保护架的“U”形中心。电缆保护架一般沿导轨架高度方面每隔6米安装一个。（二）施工升降机的安全装置对于既能运送人员，又能运送物料的客货两用的建筑施工升降机，其安全可靠性的要求是非常高的。因此，SC系列施工升降机装有许多不同类型的安全装置，有机械的、电气的，以及机械电气联锁的。现将其主要的安全装置介绍如下：1、限速器采用齿轮齿条驱动的建筑施工升降机，为了有效地防止吊笼坠落，均装有锥鼓式限速器。这种限速器按其工作特性可分为单向式与双向式两种。如图610所示为锥鼓式限速器结构简图。（a）为单向限速器，其特点是只能沿吊笼下降方向起限速作用。（b）为双向限速器，它可以沿着吊笼的上升与下降两个方向起限速作用。限速器的结构主要由两部分组成：锥形制动部分与离心限速部分。制动部分由制动毂1，锥形制动轮2，碟形弹簧3，轴承4，螺母5，端盖6与导板7组成。离心限速部分由离心块支架8，传动轴9，从动齿轮10，离心块11与拉簧12组成。单向与双向限速器在结构上的差异是双向的离心块11成对称配置，在制动轮2的螺杆上装有螺母4，它的内外螺纹为正反扣，以便保证制动轮2沿正反两个方向制动时，使螺母5作轴向运动。限速器的工作原理：当吊笼沿导轨架上下移动时，齿轮10沿齿条随动。当吊笼以额定速度工作时，齿轮10带动传动轴9及其上的离心块11空转。一旦驱动装置的传动件损坏，吊笼将失去控制并沿导轨架快速下滑（当有配重，而且配重大于吊笼一侧载荷时，吊笼在配重作用下，快速上升）。随着吊笼的速度提高，限速器齿轮10的转速n也随之增加。当转速n增加到限速器的动作转速n0时，离心块11在离心力F与重力G的作用下及制动轮2的内表面上的凸齿相啮合，并推动制动轮2转动。制动轮2尾部的螺杆使螺母5沿着螺杆作轴向移动，进一步压缩碟形弹簧组3，逐渐增加制动轮2及制动毂1之间的制动力矩，直到将工作笼制动在导轨架上为止。在限速器左端的下表面上，装有行程开关。当导板7向右移动一定距离后，及行程开关触头接触，并切断驱动电动机的电源。当限速器起作用后，若使吊笼再次启动，需将端盖6取下，退回螺母5对吊笼作轻微的反向点动，使离心块11及制动轮2的凸齿脱开，吊笼就可重新工作。2、缓冲弹簧在建筑施工升降机的底架上有缓冲弹簧，以便当吊笼发生坠落事故时，减轻吊笼的冲击。缓冲弹簧有圆锥卷弹簧与圆柱螺旋弹簧。圆锥卷弹簧的制造工艺难度较大，成本较高，但体积小，承载能力强。一般情况下，每个吊笼对应的底架上装有两个圆锥卷弹簧。亦可在底架上装设四个圆柱螺旋弹簧。如图611所示。在底笼底盘上装设缓冲弹簧的目的，是保证吊笼与配重下降着地时呈柔性接触，以缓冲吊笼与配重着地时的冲击。3、上、下限位器为了有效地防止吊笼上下时超过需要停止的位置，因司机误操作与电气故障等原因继续上升或下降引发的事故而设置。4、上、下极限限位器因为施工升降机属载人与载物的两用机械，所以对安全的要求比对纯载物提升设备要高得多。上、下极限限位器是在上、下限位器一旦不起作用，吊笼继续上行或下降到设计规定的最高极限或最低极限位置时能及时切断电源，以可靠地保证吊笼安全的安全装置。5、安全钩安全钩是为防止吊笼到达预先设定位置，上限位器与上极限限位器因各种原因不能及时动作，吊笼继续向上运行，将导致吊笼冲击导轨架顶部，发生倾翻坠落事故而设置的安全装置。安全钩是安装在吊笼上部的最重要的也是最后一道安全装置。它能使吊笼上行到导轨架顶部的时候，安全钩钩住导轨架，以保证吊笼不发生倾翻坠落事故。6、吊笼门、底笼门联锁装置施工升降机的吊笼门、底笼门均装有电气联锁开关，它们能有效地防止因吊笼或底笼门未关闭就启动运行而造成人员坠落与物料滚落，只有当吊笼门与底笼门完全关闭时，建筑施工升降机方能启动运行。7、急停开关当吊笼在运行过程中发生各种原因所引起的意外与紧急情况时，司机应能及时按下急停开关，使吊笼立即停止，有效地杜绝与防止各类安全事故的发生。急停开关必须是非自行复位的电气安全装置。8、楼层通道门施工升降机及各楼层均搭设了运送物料与施工人员进出的通道，在通道口及升降机的结合部，必须设置楼层通道门。第 12 页升降机型号额 定 值最大提升高度（m）传动型式吊 笼导轨架标准节电动机功 率（kw）对重（kg/台）整机重量（kg）生产厂家载重量（kg）乘员人数（人/笼）提升速度（m/min）数量尺寸长×宽×高（m）单重（kg）断面尺寸（m×m）长度（m）重量（kg）SCD100100012100齿轮齿条13××173011751700北京市设备安装工程机械厂SCD100/100100012100齿轮齿条23××173016151700SC120型1200122680齿轮齿条1××270080SC120型1200123280齿轮齿条1××295080SCD200型20002440100齿轮齿条13××18001171700SCD200/200型20002440100齿轮齿条23××18001611700SCD200/200型20002440150齿轮齿条23××19502201700SC8080082460齿轮齿条12×××834980（50m高）上海宝山建筑机械厂SCD100/100A10001237100齿轮齿条23×××16311180027500（100m高）SCD200/200200015150齿轮齿条23×××163130027880（102m高）SCD200/200A200015220齿轮齿条23××2162100×190112000SC120型1200123280齿轮齿条1×××835830（50m高）SCD120/120A12001535120齿轮齿条23×××1785220030250（100m高）江苏连云港机械厂SCD200/200A20002535100齿轮齿条23×××178220029500SC200/200-D200019150齿轮齿条23×××1921386红岩机械厂SC200-D200019150齿轮齿条13×××1591380常用国产施工升降机（SC系列）的型号、规格与性能