CN1086176C - 闭绳式升降机 - Google Patents

Abstract

一种闭绳式升降机，它是改变已有曳引机下置式施工升降机钢丝绳的连接方法，减少了钢丝绳的用量和电动机功率。悬挂钢丝绳12经顶滑轮13、16把吊篮顶22与平衡铁箱顶26相连，牵引钢丝绳4在下面把吊篮拉杆5和平衡铁拉杆25相连，中间在曳引轮2上绕一圈，靠弹簧6和24产生曳引力。钢丝绳12断掉时，安全闩20插进机架；钢丝绳4断掉时，弹簧6推动拉杆5，顶动撞板9，使安全钩10转动；在失控时，滑块30向外移，与刹车带31产生摩擦阻力矩。

Description

闭绳式升降机

本发明涉及一种曳引机下置的施工升降机，尤其是曳引绳的轻重边是弹簧力，钢丝绳形成闭合回路的升降机。

近几年来，出现了一种曳引机下置的施工升降机，它的构造是在底座上向上顺次安装导轨架和顶架，顶架上有几只三槽顶滑轮，由一只主动轮和二只压紧轮组成的三轮曳引机安装在底座正中处，用3根曳引钢丝绳波浪形绕过压紧轮，主动轮，压紧轮，一端向上经三槽顶滑轮转向后，末端通过紧绳器即螺旋扣与平衡铁架上梁相连；另一端向上经顶滑轮转向后，末端通过紧绳器与吊篮顶梁相连；在吊监顶上装有迭落式安全钩作为断绳保护器，安全钩用铁丝拉挂在始终被张紧的曳引钢丝绳上。

这种曳引机下置的施工升降机，靠摩擦力曳引传动，超载打滑，不怕冲顶；靠平衡铁下降抵消了一部分上升的重量，节省电能，经国家鉴定，定名为SSD施工升降机。

这种SSD施工升降机的传动原理和楼梯间电梯是相同的。设空吊篮的自重为P₁，平衡铁的自重为P₂，额定载重量为Q，并令P₃＝P₁+Q，按柔性体摩擦传动的欧拉公式有

P₂≤e^μαP₁＝K₁P₁           (1)

P₃≤e^μαP₂＝K₂P₁           (2) $P_1>\frac{Q}{K_1^2-1}----\left(3\right)$

式中：e自然对数的底，μ摩擦系数，α钢丝绳在曳引轮上的包角，单位为弧度，在机构一定时，e^μα为定值，令K₁＝e^μα，它就是电梯中的曳引能力系数，即曳引绳轻重边的拉力比，通常取K₁＝1.4～1.5，当取K₁＝1.5时，可解得：

P₁≥0.8Q

P₂≥1.2Q

P₃≤1.8Q

对单架双篮型，由于曳引机下置，P₁，P₂和Q对顶架产生的总压力为：R₁＝4(P₁+P₂+Q)＝12Q

这种SSD施工升降机存在下述缺点：1、钢丝绳用量大，每根钢丝绳的长度等于3倍机架高度。2、用平衡铁提升货物时，是提升载重量的60％。3、没有重量自动补偿装置，当安装高度100米时，吊篮和平衡铁的重量增减为300米长钢丝绳的重量，会出现空吊篮在顶上不能下降的现象。4、结构笨重，需在空吊篮内配重使之达到0.8Q；如同不被采用的曳引机下置式电梯一样，吊篮和平衡铁对机架产生的压力增加一倍，等于12Q；曳引轮轴上承受的压力大，是力值为1.2Q的P₂和力值为1.8Q的P₃的矢量和。5、没有失控保护装置；钢丝绳没有断，安全钩不会动作，这时，如果超载或制动失效，会发生吊篮失控即加速坠落而没有应付措施。

本发明的目的是提供一种曳引机下置的升降机，它不仅能保留SSD施工升降机的安全性能，而且它的钢丝绳短，用量少；每次提升重量是额定载重量的一半，更节省电能；有重量自动补偿装置和失控保护装置；结构轻巧。

本发明的目的是这样实现的：它仍然由底座、导轨架、顶架、曳引机、吊篮、平衡铁箱或平衡铁架和钢丝绳组成。在底座上向上顺次安装导轨架和顶架，顶架上有顶滑轮。由电动机，输出轴上安装曳引轮的减速机经联轴器直联组成曳引机。对单架双篮型，二只平衡铁箱座落在底座上横梁上，在导轨架内沿付轨运行，二只吊篮安装在导轨架二侧沿主轨升降，二台曳引机对称安装在底座正中处的底梁上。2根或3根并列悬挂钢丝绳经二只顶滑轮转向后，一端向下系紧在平衡铁箱顶盖的螺旋扣上，另一端向下经吊篮顶上的定滑轮转向后，与水平摆放的安全闩相连，安全闩在吊篮顶上安全闩座中滑动，用压缩弹簧把安全闩推向导轨架内，装上悬挂绳后，把安全闩拉出导轨架。安装时，由于内装填充物的平衡铁箱比空吊篮重，平衡铁箱停落在最低处即底座上横梁上，吊篮则悬吊在空中。另用数根并列的牵引钢丝绳，每根首端系紧在平衡铁箱侧壁的拉杆下端，绕到平衡铁箱箱底的正中处，垂直向下进入曳引轮并在曳引轮上绕一圈形成大于450°的包角，经底座上导向轮转向后，末端系紧在吊篮内侧壁的拉杆下端而形成钢丝绳的闭合回路。与牵引钢丝绳首末端相连的拉杆可以在拉杆座的孔中上下滑动，阶梯状的拉杆上部有主压缩弹簧，安装时，把主压缩弹簧压缩，使曳引钢丝绳张紧，产生曳引传动所需的张紧力。

设空吊篮的自重为P₄，内装填充物的平衡铁箱的自重为P₅，额定载重量仍为Q，为了最大限度利用电动机功率，取P₅-P₄＝0.5Q，即平衡铁比空吊篮重50％额定载重量，要提升平衡铁，只需在吊篮拉杆上向下施加P₅-P₄＝0.5Q的拉力。

另设平衡铁箱一侧主压缩弹簧上的张力为P_x，即曳引绳轻边的拉力为P_x，按欧拉公式，在吊篮一侧牵引绳重边上将产生e^μαP_x＝K₂P_x的拉力；另一方面，由于平衡铁箱一侧的钢丝绳上增加了P_x，即相当于平衡铁箱的自重为P₅+P_x，要提升平衡铁箱，需要在吊篮一侧的牵引绳上施加P₅-P₄+P_x＝0.5Q+P_x的拉力，于是得方程：

0.5Q+P_x＝K₂P_x即 $P_x=\frac{0.5Q}{K_2-1}----\left(4\right)$

由于包角大，设计K₂＝3，从而P_x＝0.25Q，这样，牵引钢丝绳轻边上的拉力只有0.25Q，重边上的拉力只有0.75Q，悬挂绳上的拉力为S＝P₄+Q+P_x＝P₄+1.25Q，对单架双篮型，顶架上的总压力为

            R₂＝4S＝4P₄+5Q

新钢丝绳在使用初期会有所伸长，为此，在二只顶滑轮的正中处，每根悬挂绳上安装一套绳自动张紧装置：张紧轮安装在张紧轮座的轴上，可以转动，在张紧轮座底板下面用弹簧钩住，弹簧另一端钩挂在顶架上，悬挂绳从张紧轮和轮座底板之间的空隙中穿过。使用一段时间后，再调整平衡铁箱顶盖上的螺旋扣，收紧钢丝绳。

本发明采用推移式安全闩作为悬挂钢丝绳的断绳保护器：安全闩座固结在吊篮顶上，阶梯状的安全闩小端穿过压缩弹簧和安全闩座的滑套孔后与悬挂钢丝绳末端连接，正常工作时，悬挂钢丝绳把安全闩拉出导轨架，当断掉1根悬挂绳时，在压缩弹簧的推动下，安全闩插进导轨架挂住吊篮。每根悬挂绳的末端都有一只安全闩。

本发明采用推转式安全钩作为牵引钢丝绳的断绳保护器：在吊篮内侧壁，平衡铁箱外侧壁，与牵引钢丝绳末端相连的拉杆上面都装有推转式安全钩。安全钩座固结在侧壁二端的立柱上，安全钩转轴穿过安全钩座的园孔，二端固结着安全钩，安全钩被拉伸弹簧拉住处于等待挂上的状态，在安全钩转轴中间固结着撞板，撞板上装着手柄，撞板遮盖着几只拉杆。当一根牵引钢丝绳断掉时，主压缩弹簧推动拉杆向上运动，顶动撞板，使安全钩转动，把吊篮和平衡铁都挂住在导轨架上；在吊篮失控时，如吊篮上有人，可以扳动手柄，使安全钩转动，减小吊篮下滑高度。

本发明采用离心式胀刹器作为吊篮失控坠落时的限速器。胀刹器安装在联轴器内，联轴器端面有径向滑槽，被小拉簧拉向中心的滑块可以在滑槽中移动，包围着联轴器的限速器座固结在曳引机机座上，限速器座的内圆周上固结着刹车带，当吊篮失控时，钢丝绳带动曳引轮和联轴器快速旋转，由于离心力与转速的平方成正比，滑块克服小拉簧的拉力向外移动，与刹车带接触产生摩擦阻力矩，使吊篮匀速下滑。

闭绳式升降机除了保留SSD施工升降机的安全节能优点外，还具有如下优点：1、更安全可靠，因为它有离心式胀刹器作为吊篮失控时的限速器，它的安全钩更可靠，牵引钢丝绳上的拉力减小了一半以上，磨损更慢，悬挂钢丝绳不经过曳引轮，不存在磨损。2、钢丝绳的用量减少了三分之二，每根钢丝绳的长度减小三分之二，由于所受拉力小，绳径可以减小，磨损慢，寿命长。3、由于钢丝绳形成闭合回路，能自动补偿吊篮和平衡铁的自重。4、更节省电能，每次提升重量都是50％的额定载重量。如载重量800公斤，SSD升降机用平衡铁提升货物时，要提升480公斤，采用5.5KW电动机，而闭绳式升降机则只需提升400公斤采用4KW电动机，载重量1000公斤的闭绳式也只采用5.5KW电动机。5、结构轻巧，顶架上，导轨架上承受的压力比SSD升降机减小一半，吊篮与载重量不存在比例关系，自重可以减轻。载重量600公斤和800公斤的SSD升降机的零部件分别可用于载重量800公斤和1000公斤的闭绳式升降机。

楼梯间电梯也是一种升降机，它的钢丝绳也是形成闭合回路，但吊笼和平衡铁底下相连的钢丝绳仅仅起重量补偿作用，没有此钢丝绳，只要减小载重量或提升高度，电梯照样可以运行。

此种闭绳式升降机，同样可以应用在楼梯间电梯上而形成曳引机下置式电梯，比现在普遍采用的曳引机上置式电梯，建筑物的顶梁可以减小，因为没有曳引机对顶梁产生的压力，另外，曳引机装在地下室里，安装维护保养也比较方便。

楼梯间电梯和SSD施工升降机的吊篮与平衡铁的重量应符合欧拉公式(1)，它们是靠重力产生曳引力，可以称之为重力式电梯。对闭绳式升降机，虽然也是采用曳引传动，但吊篮和平衡铁的自重不存在欧拉公式(1)的比例关系，它是靠弹簧力产生曳引力，弹簧力与载重量的关系应符合公式(4)，可以称之为弹力式电梯。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是闭绳式升降机单架双篮型的结构示意图；

图2是图1的横截面示意图；

图3是SSD升降机的结构示意图；

图4是图3的横截面示意图。

图中  1.底座  2.曳引轮  3.导向轮  4.牵引钢丝绳  5.拉杆  6.主压缩弹簧  7.手柄  8.安全钩转轴  9.撞板  10.安全钩  11.导轨架  12.悬挂钢丝绳  13.顶滑轮  14.张紧轮15.张紧弹簧  16.顶滑轮  17.顶架  18.压缩弹簧  19.定滑轮  20.安全闩  21.拉伸弹簧  22.吊篮  23.螺旋扣  24.主压缩弹簧  25.拉杆  26.平衡铁箱  27.主轨  28.付轨29.小拉簧  30.滑块  31.刹车带  32.限速器座  33.联轴器  34.电动机  35.制动器  36.减速器  37.曳引机  38.压紧轮  39.主动轮  40.压紧轮  41.吊篮  42.弹簧  43.迭落安全钩  44.铁丝  45.曳引钢丝绳  46、47、48.顶滑轮  49.平衡铁  50.余绳筒。

在图3、图4所示SSD升降机结构示意图中，在一台导轨架11内对称地安装二台曳引机37，每台曳引机用3根曳引钢丝绳45驱动一只吊篮41和平衡铁49作一升一降运动，吊篮滚轮沿槽钢主轨27运动，平衡铁在吊篮与导轨架之间的通道中升降，由其滚轮夹着付轨28即角钢肢边导向。并列的3根曳引钢丝绳45首端通过紧绳器系紧在平衡铁49上，绕过顶滑轮48后向下，波浪形地绕过压紧轮38，主动轮39，压紧轮40再向上，绕过顶滑轮47、46，末端系紧在吊篮顶上的紧绳器上，多余接高用的钢丝绳绕在余绳筒50上。迭落式安全钩43装在吊篮顶上，用铁丝44挂在始终张紧的钢丝绳45上，另用弹簧42把安全钩拉向吊篮顶。

在图1、图2所示的单架双篮型闭绳式升降机结构示意图中，由电动机34，联轴器33，减速机36直联组成电引机，二台曳引机对称地安装在底座1正中处的底梁上，曳引轮2安装在减速机的输出轴上，在底座1上向上顺次安装导轨架11，顶架17，顶滑轮13，16座落在顶架的滑轮座中，二只平衡铁箱26座落在导轨架内、底座1的上横梁上，它沿付轨28升降，安装时把空吊篮22沿导轨架四角处的主轨27提升到最高处并稳固，用2根或3根并列的悬挂钢丝绳4在上面把一只吊篮和一只平衡铁箱连接：首端系紧在平衡铁箱26顶盖上面的螺旋扣即紧绳器23上，向上绕过顶滑轮16，从张紧轮14下面穿过，再绕过顶滑轮13向下，经吊篮顶上的定滑轮转向后，末端与水平摆放的安全闩20相连，安全闩是阶梯状杆件，它穿过压缩弹簧18，与吊篮顶上固结的安全闩座的园孔，末端与悬挂绳连接后，弹簧18被压缩，安全闩从导轨架内拉出，卸去使空吊篮临时稳固的装置，则空吊篮悬吊于空中，张紧轮14下面的张紧弹簧15被拉伸。张紧轮14安装在张紧轮座的轴上，可以被悬挂绳带动旋转，张紧弹簧15一端与张紧轮座底板下面相连，另一端钩挂在二只顶滑轮正中处的顶架横梁上。在吊篮的内侧壁，平衡铁箱的外侧壁上固结着几只拉杆座，阶梯状的拉杆5，25穿过拉杆座上面的主压缩弹簧6，24，下端从拉杆座孔中伸出与牵引钢丝绳连接，数根并列的牵引钢丝绳4，每根首端系紧在平衡铁箱侧壁的拉杆25上，绕到铁箱箱底的正中处向下，绕过曳引轮2并在曳引轮2上绕一圈，经导向轮转向后，向上与吊篮上的拉杆5相连。在拉杆的上面设置安全钩撞板9，撞板与安全钩转轴8固结，撞板上装有手柄7，安全钩转轴8二端穿过安全钩座，二末端固结着安全钩10，安全钩座分别与吊篮内侧壁立柱或铁箱外侧壁固结，拉伸弹簧21一端钩住安全钩，另一端挂在侧壁上，使安全钩处于等待挂上的状态，只要断掉一根曳引绳4，主压缩弹簧推动拉杆上升，顶动撞板9，带动安全钩转动；在联轴器端面的径向滑槽中有滑块30，小拉簧29把滑块30拉向中心，与曳引机底座固结的限速器座32套装在联轴器上，限速器座的内园周壁上固结着刹车带31，当超载或制动器35失效时，吊篮快速下滑，联轴器转速加快，滑块30克服小拉簧29的拉力向外移动，与刹车带31接触产生摩擦阻力矩。

Claims (5)

1、一种闭绳式升降机，由底座、导轨架、顶架、曳引机、吊篮、平衡铁箱和钢丝绳组成，顶架上有顶滑轮，曳引机安装在底座上，在底座上向上顺次安装导轨架和顶架，由曳引机驱动吊篮和平衡铁箱在导轨架上作一升一降运动，其特征是数根悬挂钢丝绳一端与平衡铁箱顶盖上的螺旋扣相连，绕过顶滑轮，经吊篮顶上的定滑轮转向后，末端与吊篮顶上的安全闩相连；数根牵引钢丝绳首端系紧在平衡铁箱侧壁上的拉杆下端，绕到平衡铁箱箱底的正中处进入曳引轮并在曳引轮上绕一圈，经底座上的导向轮转向后，末端系紧在吊篮侧壁上的拉杆下端而形成闭合回路，拉杆座固结在吊篮侧壁上，平衡铁箱的拉杆座固结在铁箱侧壁上，拉杆座上面有主压缩弹簧，阶梯状的拉杆穿过主压缩弹簧，拉杆座孔，末端从拉杆座下面伸出与牵引绳相连，拉杆的上端上面有推转式安全钩撞板，在悬挂绳的末端有推移式安全闩，在顶架上面有绳自动张紧装置，在联轴器内有离心式胀刹器。

2、根据权利要求1所述的闭绳式升降机，其特征是在顶架上有绳自动张紧装置，张紧轮装在张紧轮座的轴上，张紧弹簧一端挂在张紧轮座的底板下面，另一端挂在二只顶滑轮的正中处顶架横梁上，悬挂绳从张紧轮下面与张紧轮座底板之间的间隙中穿过并带动张紧轮旋转，每一根悬挂绳设置一套独立的张紧装置。

3、根据权利要求1所述的闭绳式升降机，其特征是采用推移式安全闩作为悬挂绳的断绳保护器，安全闩座固结在吊篮顶上，阶梯状的安全闩杆穿过压缩弹簧，小端从安全闩座孔中伸出，末端与悬挂钢丝绳相连，只要断掉一根悬挂钢丝绳，压缩弹簧推动安全闩插进导轨架。

4、根据权利要求1所述的闭绳式升降机，其特征是采用推转式安全钩作为牵引钢丝绳的断绳保护器，吊篮内侧壁，平衡铁箱外侧壁上的二端固结着安全钩座，安全钩转轴穿过安全钩座的园孔，两端固结着安全钩，中间固结着撞板，撞板上装着手柄，撞板遮盖着几只拉杆，安全钩用拉伸弹簧拉向侧壁处于待挂状态，只要断掉1根牵引钢丝绳，主压缩弹簧推动拉杆上升，顶动撞板使安全钩转动。

5、根据权利要求1所述的闭绳式升降机，其特征是采用离心式胀刹器作为吊篮失控坠落时的限速器，滑块安装在联轴器端面的滑槽中，用小拉簧拉向中心，固结在曳引机机座上的限速器座套装在联轴器上，限速器座的内园周上固结着刹车带包围着联轴器，当联轴器超速旋转时，滑块外移与刹车带接触产生摩擦阻力矩。

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