專利名稱：閉繩式升降機的制作方法
技術領域：
本發明是一種主要用于建筑工地上垂直運輸施工人員和物料的SB系列閉繩式升降機。
施工升降機門類繁多，按驅動吊籃運動的方式大體上可以分為三類卷揚式，齒爬式和曳引式。
用卷揚機提升吊籃的SS系列升降機還在廣泛使用，它構造簡單，造價便宜，式樣繁多。吊籃可以在機架內升降，也可以在機架外升降，后者又有單架單籃、單架雙籃和雙架單籃。這種升降機極不安全，因為只有一根鋼絲繩，綱絲繩上的拉力隨阻力的增大而增大直至拉斷，容易發生吊籃沖頂、斷繩摔籃等事故，它絕不允許載人。
把傳動裝置安裝在吊籃內，輸出的運動是齒輪旋轉，它與導軌架的齒條嚙合，從而使吊籃在導軌架上爬升，這種SC系列的齒輪爬升式升降機安全可靠，但價格很貴，耗電量大。
本人專利號91225310.X電梯式提升機是曳引式，它是把樓梯間電梯倒裝而成。經本人修改完善，已在湖南、四川、廣東、云南、吉林等省通過鑒定，形成SD系列產品。現有SD 60/60和SD 80/80二種規格，其中SD 80/80的額定載重量為800kg，獨立高度30米，附墻提升高度100米，提升速度為41米/分，裝機容量為2×5.5KW。四川省成都市新繁機械廠生產的SD 80/80提升機在成都市工地上安裝高度105米，能正常使用。在95年10月，湖南省衡陽市一建公司機修廠生產的SD施工升降機獲第九屆全國發明銀牌獎。
完善定型后的電梯式提升機示意圖如圖3，橫截面如圖4。圖中11----導軌架，27----主軌，28----付軌，37為曳引機，38、40----壓緊輪，39----曳引輪，41----吊籃，42----彈簧，43----安全鉤，44----鐵絲，45----鋼絲繩，46、47、48----頂滑輪，49----平衡鐵，50----余繩筒。在一合導軌架11內對稱地安裝二合曳引機37，每臺曳引機用3根鋼絲繩45驅動一只吊籃41和平衡鐵49作一升一降運動，吊籃滾輪沿槽鋼主軌27運動，平衡鐵滾輪夾著付軌28即角鋼肢邊導向。并列的3根鋼絲繩45首端通過緊繩器系緊在平衡鐵49上，繞過頂滑輪48后向下，波浪形地繞過壓緊輪38，曳引輪39，壓緊輪40再向上，繞過定滑輪47、46，末端系緊在吊籃頂上的緊繩器上，多余接高用的鋼絲繩繞在余繩筒50上。
電梯式提升機采用迭落式安全鉤作斷繩保護器。安全鉤43用鐵絲44掛在始終張緊的鋼絲繩45上，只要斷掉1根鋼絲繩，在彈簧42的拉力下，安全鉤43就會向下迭落，把吊籃掛住在導軌架11上。
電梯式提升機的傳動原理和樓梯間電梯是相同的。設空吊籃的自重為P1，平衡鐵的自重為P2，額定載重量為Q，并令P3＝P1＋Q，按柔性體摩擦傳動的歐拉公式有P2≤eμαP1<1>
P3≤eμαP2<2>
式中e自然對數的底，μ摩擦系數。α鋼絲繩在曳引輪上的包角，單位為弧度。在機構一定時，eμα為定值，令K＝eμα，它就是電梯中的曳引能力系數，在電梯式提升機的產品說明書中，通俗名稱為對重比，即輕重邊的重量之比。
這種把樓梯間電梯例裝的電梯式提升機，實質上是曳引機下置式電梯，它的安全節能性能與樓梯間電梯相同。它不存在沖頂，它有數根彼此獨立的鋼絲繩，總安全系數可以在12以上，達到載人的要求；只要斷1根，吊籃就會被安全鉤掛住；鋼絲繩上的拉力永遠小于最大摩擦力，只取決于下降物的重量而與阻力無關，不存在拉斷，超載必定打滑；另外，鋼絲繩外露，時時可見其磨損斷絲情況并規定加油潤滑，有的電梯式提升機使用巳滿二年，鋼絲繩的磨損量極小，還沒有達到報廢標準。還有，該機節能，吊籃和平衡鐵的升降是能量的吞吐，不消耗電機功率，它是把載重量Q分二次提升，用空吊籃提升平衡鐵，約占載重量的40％，再用平衡鐵提升貨物，約占載重量的60％，因此，它的裝機容量比卷揚式小一半，比齒爬式小三分之二，提升千噸米貨物的能耗小于7kwh。
然而，這種電梯式提升機也存在一些缺點鋼絲繩用量大，每1根鋼絲繩的長度為3倍機架高度加10米，安裝鋼絲繩占總安裝工作量的一半以上；沒有重量自動補償裝置，當安裝高度100米以上；吊籃和平衡鐵的重量增減為300余米鋼絲繩的重量，會出現空吊籃在頂上不能下降的現象，限制了此種提升機的使用高度；還有，如同不被采用的曳引機下置式電梯一樣，吊籃和平衡鐵對機架產生的壓力增加一倍。盡管它比等高的齒爬式升降機便宜一半以上，然而它比雙卷揚式升降機貴，因為它多出了平衡鐵和18倍機架高的鋼絲繩，影響了該機的銷售。
能否設計制造出一種新型升降機，它的安全節能性能與電梯式提升機相同，鋼絲繩用量減少，使用高度更高，造價更便宜，安裝使用更方便？這便是本發明的目的。
本發明是這樣構思的如圖5。圖中51----卷筒或曳引輪，52----重物P2，53、54、58----定滑輪，56----重物P1，55----懸掛鋼絲繩，57----牽引鋼絲繩。用懸掛鋼絲繩55經滑輪53、54把重物52和56相連，如P2＞P1，則P2座落在低處橫梁上，鋼絲繩55上拉力為P1。現再用牽引繩57的左端系緊在重物56上，經過定滑輪58后，如右端系緊在卷筒51上，這時51是卷揚機，開動卷揚機，能夠提升重物P2，這時牽引鋼絲繩57上的拉力為P2-P1。當重物56著地后，鋼絲繩57上的拉力會隨阻力的增大直至拉斷。如果把牽引繩57在輪51上繞一圈，使輪51變成曳引輪，繩的右端系緊在重物52上，開動曳引機，并不能提升重物P2，因為曳引輪51右邊的鋼絲繩上沒有歐拉公式<1>中的拉力P1。如果改為圖6的形式，牽引鋼絲繩57的二端都系緊在拉桿60上，它迫使彈簧59壓縮把鋼絲繩57，55拉緊，產生張緊力，再開動曳引機，應該能提升重物P2。自升式塔吊起重臂上水平運行的牽引小車，它的鋼絲繩也是閉合的繩的二端系緊在小車的前后橫桿上，繞過二端定滑輪，在曳引輪上繞上3圈，它沒有彈簧拉緊裝置，靠鋼絲繩自重下垂產生予緊力，因予緊力小，故繞3圈，以獲得約為8倍的曳引能力系數。
設曳引輪51右上方的彈簧張緊力為Px，按歐拉公式，在曳引輪51左邊的鋼絲繩上將產生eμαPx的拉力，另一方面，要提升重物P2，曳引輪左邊的拉力應為P2－P1＋Px，于是得方程P2－P1＋Px＝eμαPx＝K1Rx<3>
如果把重為P1的56視為空吊籃，重為P2的52視為平衡鐵便產生閉繩式升降機。
仍設額定載重量為Q，為了充分利用電動機的功率可以取P2－P1＝0.5Q，于是有0.5Q＝(K1-1)PxPx=0.5QK1-1-----<4>]]>在圖6中，由于牽引鋼絲繩57的右端增加了Px的拉力，因而懸掛鋼絲繩55上的拉力也應增加Px，其值應為P2＋Px。重物56上的彈簧壓力和曳引輪51左邊的拉力相同，為P2－P1＋Px＝0.5Q十Px。曳引輪51上的徑向壓力為0.5Q＋Px與Px二力的矢量和，它比圖3中曳引輪39上的徑向壓力為P1＋Q與P2二力的矢量和要小得多。
圖6為單吊籃形成，如設計為對稱的雙吊籃形式，則對頂梁的總壓力為R1＝4(P1＋Q＋Px)<5>
對圖3電梯式，貨物，吊籃，平衡鐵對頂梁的總壓力為R＝4(P1＋Q＋P2) <6>
<6>式中的P1要服從<1>式的關系，它比<5>式中的P1大，P2也大于Px，因此R＞R1，即載重量相同時，閉繩式升降機機架上所承受的壓力比電梯式小得多。
附

圖1是閉繩式升降機的結構示意圖，附圖2是橫截面示意圖。圖中1----底座，2----曳引輪，3----導向輪，4----牽引鋼絲繩，5、25----拉桿，6、24----壓縮彈簧，7----手柄，8----安全鉤轉軸，9----撞板，10----安全鉤，11----導軌架，12----懸掛鋼絲繩，13、16----頂滑輪，14----張緊輪，15----拉伸彈簧，17----頂架，18----壓縮彈簧，19----轉向滑輪，20----安全閂，21----彈簧，22----吊籃，23----螺旋扣，26----平衡鐵箱，27----主軌，28----付軌，29----小拉簧，30----滑塊，31----剎車帶，32----限速器座，33----聯軸器，34----電動機，35----制動器，36----減速機。
本發明就是按著圖6的原理實現的。2根或3根并列的懸掛鋼絲繩12的首端系緊在平衡鐵箱26的螺旋扣23上，繞過頂滑輪16，13轉向滑輪19后，末端系緊在安全閂20上，它迫使彈簧18壓縮。另用數根并的牽引鋼絲繩4，每根首端各系緊在平衡鐵箱26的拉桿25上，繞到平衡鐵箱下面正中處進入曳引輪2并在輪2上繞一圈形成大于450°的包角，經導向輪3，末端系緊在吊籃22上的拉桿5上，，調整螺旋扣23，使懸掛鋼絲繩12，牽引鋼絲繩4都被拉緊形成一閉合回路，彈簧6、24均被壓縮產生曳引傳動所需的張緊力。在頂滑輪13、16中間的懸掛鋼絲繩12上還有一張緊輪14，用拉伸彈簧15拉緊到頂架17上，以適應工作中鋼絲繩的伸長而自動張緊。
在一臺機架11的底座1上，對稱地安裝二臺曳引機，每臺曳引機驅動一只吊籃和一只平衡鐵箱作一升一降運動，其中吊籃上的滾輪在槽鋼主軌27中運動，平衡鐵箱的滾輪夾著付軌28即角鋼肢邊導向。
電動機34和減速機36經聯軸器33相連組成曳引機，在減速機的輸出軸上安裝曳引輪2，拔下曳引輪2，換上安裝卷筒即可以自行裝拆機架。
本發明采用推移式安全閂作為懸掛鋼絲繩12的斷繩保護器；采用推轉式安全鉤作為牽引鋼絲繩4的斷繩保護器。只要斷掉一根懸掛鋼絲繩12，壓縮彈簧18就會把安全閂20推向導軌架掛住吊籃。只要斷掉1根牽引鋼絲繩4，壓縮彈簧6推動拉桿5向上移動，推動撞板9，使安全鉤轉軸8轉動，帶動安全鉤10克服彈簧21的拉力向下轉動，把吊籃和平衡鐵都掛住在導軌架11的橫桿上，當數根懸掛鋼絲繩12同時斷掉時，彈簧6、24上的外加壓力消失，安全閂、安全鉤則會同時動作。
本發明采用離心式脹剎器作為吊籃失控墜落時的限速器。滑塊30被小拉簧29拉住，在聯軸器33側面的徑向滑槽中可以滑動，在電動機額定轉速下，滑塊30不會與固結于限速器座32上的圓形剎車帶31接觸。當超載或制動器35失效時，鋼絲繩沒有斷，安全閂、安全鉤都不會動作，吊籃將失控作自由落體的快速墜落，這時，鋼絲繩帶動曳引輪2和聯軸器33快速旋轉，由于離心力與轉速的平方成正比，滑塊30會克服小拉簧29的拉力向外移動，與剎車帶31接觸產生摩擦阻力矩，使吊籃勻速下滑，且下滑速度小于70米/分，如吊籃上有人，可以板動手柄7，使安全鉤10轉動把吊籃掛住，減小吊籃的下滑高度。
本發明采用之字形停層器作為自動平層停靠器，其結構示意圖如圖7。圖中61----螺栓，62----上翻板，63----擱桿板，64----行程開關，65----下轉板，66----伸縮桿，67----彈簧，68----吊籃立柱。停靠架依靠4只螺栓61撐緊于導軌架的二條主軌之間，伸縮桿66隨吊籃立柱68上升到停靠架處，在彈簧67的壓力下推動下轉板65，觸動行程開關64的觸頭，控制線路斷電，吊籃依靠慣性還要上升一定距離，伸縮桿66沿斜面上升推開上翻板62，座落在擱桿板63上。下轉板65在重力作用下復位，行程開關64的觸頭伸出，線路又接通。要使吊籃下降，先要使吊籃上升超過上翻板的翻轉高度后，上翻板62在自重作用下翻下蓋住擱桿板形成斜面，伸縮桿66再沿著之字形斜面運動。
由于單架雙籃升降機的自動平層停靠問題較雙架單籃升降機如門式吊和單架單籃升降機難于妥善解決，因為這時座落在停靠架上的重量是吊籃自重和額定載荷，因而一些地區禁止使用單架雙籃升降機。閉繩式升降機座落在停靠架上的重量只是50％的額定載荷，另外50％載荷和吊籃自重被平衡鐵箱所平衡，而且鋼絲繩是張緊的，因此平層停靠問題較易解決。
按照國家標準GB10054-88《施工升降機技術條件》和GB10055-88《施工升降機安全規則》的要求，吊籃和平衡鐵箱下面均裝有緩沖裝置，吊籃頂和二側面封閉，前后有不防礙裝置斗車和予制板的半截折子門等安全裝置，現設計出載重量1000公斤和800公斤二種規格閉繩式升降機SB 100/100和SB 80/80，它們所采用的減速機、電動機和機架分別與SD 80/80和SD 60/60相同，提升速度也相同，對導軌架，只是把付軌(角鋼)從四角處移到機架內部而已，重量并不增加，而且提升高度可以增加20米。茲把SD 80/80與SB 100/100對比如下對SD 80/80每臺曳引機重575公斤，底座278kg，頂架267kg，吊籃自重492公斤，平衡鐵架重98公斤，每只平衡鐵架內擺進920公斤鑄鐵塊，使之重量為1020公斤，每只吊籃在底盒中放進砂卵使之自重為660kg。
對SB 100/100每臺曳引機重445公斤，底座195kg，頂架228kg，吊籃自重416kg，加上用戶自備木板作底板重約480kg，平衡鐵箱重130kg，放進850公斤砂卵使之重量為980kg。
在不計機架和配重鐵重量時，一臺SB 100/100比一臺SD80/80重量減輕470kg，耗用材料少500kg以上，另外節省1840kg配重鐵和鋼絲繩用量減少一半，故成本減少8千元。售價可以便宜一萬元，同樣SB 80/80的售價可以比SD 60/60便宜5千元，只相當于SD 80/80售介的60％，SB 100/100與SD 80/80的導軌架重量相同，在計入連接螺栓重量后，每米導軌架的重量為M標＝79kg，對SD 80/80，當安裝高度為105米，二只吊籃同時按額定載荷運行，計入動載系數1.1，則機架最低處的總壓力按<6>式為R＝4(660＋800＋1020)×1.1＋105×79＝10912＋8295＝19207kg對SB 100/100，當安裝高度為125米時，按<5>式(Px＝380)R1＝4(480＋1000＋380)×1.1＋125×79＝8184＋9875＝18059kg因此，以同樣截面的導軌架用于SB 100/100，提升高度可以增加20米以上。
閉繩式升降機除了保留了電梯式提升機的安全可靠、節省電能、經濟高效等所有優點外，還具有如下優點1、更安全可靠，因為它有離心式脹剎器作為吊籃失控下滑時的限速器；它的安全鉤更可靠，控制安全鉤的壓縮彈簧的壓力在Px與0.5Q＋Px的作用下伸縮，如此壓縮彈簧失效，升降機便不能運行，敦促用戶更換。而電梯式提升機安全鉤上的拉簧一直處于拉伸狀態，它的失效不影響提升機的工作，用戶不會及時去更換它而等于虛設，另外，牽引鋼絲繩上的拉力很小，磨損更慢，懸掛鋼絲繩不經過曳引輪，不存在磨損。2、鋼絲繩的用量減少一半，每根鋼絲繩的長度只是電梯式提升機的三分之一，換裝方便。3、由于鋼絲繩形成閉合回路，能自動補償吊籃和平衡鐵的自重，使二者的重量差變化很小，因而提升高度可以增加。4、利用了機架內部空間，可以把平衡鐵箱做得較大，里面裝砂卵配重，節省了鑄鐵塊，同時，吊籃更靠近導軌架，結構更緊湊。5、吊籃和平衡鐵不存在歐拉公式的重量關系，吊籃自重可以減輕；對曳引機主軸的壓力減少了一半，減速機的規格可以減少每次提升重量只是額定載重量的50％，比電梯式減少了10％，電動機的功率可以減少；貨物、吊籃、平衡鐵對機架的壓力也減少很多，機架截面也可以減少；因而成本更低。它只是比單架雙籃卷揚式升降機多2只平衡鐵箱和數倍高度的鋼絲繩而已，因而售價與卷揚式升降機相當，而用電量減少一半，在價格上可以與卷揚式升降機競爭。
樓梯間電梯也是升降機的一種，它的鋼絲繩也是形成閉合回路，但吊籠和平衡鐵底下相連的鋼絲繩僅僅起重量補償作用，沒有此鋼絲繩，只要減小載重量或提升高度，電梯照樣可以運行。
此種閉繩式升降機，同樣可以應用在樓梯間電梯上而形成曳引機下置式電梯，比現在普遍采用的曳引機上置式電梯，建筑物的頂梁可以減小，因為沒有曳引機對頂梁產生的壓力，另外，曳引機裝在地下室里，安裝維護保養也比較方便，這時，吊籃上的牽引鋼絲繩可以繞到吊籠底部的正中處。
樓梯間電梯和電梯式提升機的吊籃與平衡鐵的重量應符合歐拉公式<1>，它們是靠重力產生曳引力，可以稱之為重力式電梯。對閉繩式升降機，雖然也是采用曳引傳動，但吊籃和平衡鐵的自重不存在歐拉公式<1>的對應關系，它是靠彈簧力產生曳引力，可以稱之為彈力式電梯。
權利要求
1.一種主要用于建筑工地上垂直運輸施工人員和物料的SB系列閉繩式升降機，其主要特征在于鋼絲繩形成閉合回路數根并列的懸掛鋼絲繩12在上面經頂滑輪13、16把吊籃22與平衡鐵26相連，另用數根牽引鋼絲繩4在下面把吊籃和平衡鐵上的拉桿5和25相連，繩4的中間在曳引輪2上繞一圈，拉桿5和25迫使彈簧6和24壓縮，靠彈簧6和24產生曳引力。
2.如權利要求1所述的閉繩式升降機，其特征在于懸掛鋼絲繩12在二只頂滑輪13、16中間，有繩自動張緊裝置張緊輪14在彈簧15的拉力下自動張緊鋼絲繩12。
3.如權利要求1所述的閉繩式升降機，其特征在于采用推移式安全閂作為懸掛鋼絲繩12的斷繩保護器懸掛鋼絲繩的末端經轉向滑輪19系緊在安全閂20，它迫使彈簧18壓縮，只要斷掉1根懸掛繩12，彈簧18就會把安全閂20推向導軌架11掛住吊籃。
4.如權利要求1所述的閉繩式升降機，其特征在于采用推轉式安全鉤作為牽引鋼絲繩4的斷繩保護器牽引鋼絲繩4的末端系緊在拉桿5和25上，它迫使彈簧6和24壓縮，只要斷掉1根鋼絲繩4，彈簧6和24就會向上推動拉桿5和25，頂動撞板9，使轉軸8帶動安全鉤10克服彈簧21的拉力向下轉動，把吊籃和平衡鐵都掛住在導軌架上，在吊籃失控下滑時，可以用手柄7板動轉軸8使安全鉤10向下轉動。
5.一種主要用于建筑工地上垂直運輸施工人員和物料的SB系列閉繩式升降機，其特征在于采用離心式脹剎器作為吊籃的限速器滑塊30被小拉簧29拉住，裝在聯軸器33側面的徑向滑槽中，當吊籃失控快速下滑時，由鋼絲繩帶動電動機快速旋轉，在離心力作用下，滑塊30克服拉簧29的拉力向外移動，與固結于限速器座32內的圓形剎車帶31接觸，產生摩擦阻力矩，使吊籃勻速下滑。
全文摘要
本發明是一種主要用于建筑工地上垂直運輸施工人員和物料的SB系列閉繩式升降機。閉繩式升降機的特征是鋼絲繩形成閉合回路數根并列的懸掛鋼絲繩12在上面經滑輪13、16把吊籃22與平衡鐵26相連，數根牽引鋼絲繩4在下面把吊籃和平衡鐵的拉桿5和25相連，中間在曳引輪2上繞一圈，靠彈簧6和24產生曳引力。只要斷掉1根鋼絲繩12，彈簧18就會把安全閂20推向機架掛住吊籃；只要斷掉1根鋼絲繩4，彈簧6推動拉桿5，頂動撞板9，使安全鉤10轉動掛住吊籃和平衡鐵。在吊籃失控時，滑塊30向外移，與剎車帶31產生摩擦力矩，使吊籃勻速下降。
文檔編號B66D3/00GK1135452SQ96101050
公開日1996年11月13日 申請日期1996年1月24日 優先權日1996年1月24日
發明者顏家倦 申請人:顏家倦