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浅谈液压升降机安全技术的设计与研究

责任编辑:www.sdzgsjj.com人气:-发表时间:2016-11-14 10:17

液压升降机安全技术的设计与研究

如今,液压升降机已广泛的应用于建筑工地上,承担着垂直运输人员及货物的工作。液压升降机已成为建筑行业中一种必不可少的机械设备。但是,毋庸讳言,液压升降机的性能和可靠性还不够完善,安全事故时有发生,造成了人员的伤亡和不可挽回的经济损失,事故的原因主要是液压升降机安全保护装置存在问题,导致了升降机的安全性能下降,从而为液压升降机的正常工作带来了重大的安全隐患,这可能会导致事故的发生。因此,安全保护装置的可靠性、完善性直接影响着人身及货物安全。安全防坠器作为液压升降机最为重要的安全保护装置,它的性能的好坏直接影响到施工人员及货物的安全。因此为液压升降机配备一种安全可靠的安全防坠装置,可以保证液压升降机在工作过程中不会发生事故,从而保证施工人员及货物的安全。

本课题所研制的新型液压升降机可以在一定程度上提高施工效率,为建筑施工带来很大的方便,将会有广阔的市场前景。而安全防坠器的性能好坏又是液压升降机能否得以更广泛应用的一个关键问题,因此,本课题中新型安全防坠器的研制将在一定程度上提高液压升降机的安全性能。
1.2国内外研究现状

近年来,国产液压升降机得到了迅速发展,国际著名的ALIMAK企业的产品也远不比20多年前那样风光无限了,我国液压升降机的迅速发展极大程度地冲击了它的市场,这与国产升降机所具有先进的技术性能、过硬的产品质量、明显的价格优势等诸多因素分不开的。 

现代设计理论是液压升降机发展的基础。近年来,随着各种理论的迅速发展,给国产液压升降机的迅速崛起奠定了强大的理论基础,特别是结构动力分析、有限元模型计算、优化方法、机械振动与模态分析、计算机辅助设计等。人们把这些理论应用到液压升降机的研究与开发上,给液压升降机的发展带来巨大变化利用这些理论人们可以全面掌握任何高度位置上标准节的任何部位的应力状态,可以得到液压升降机悬臂部分的动态特性以及由吊笼提升速度的加大给液压升降机带来的影响。总而言之,利用这些理论,可以完全掌握施升降机各方面的结构特性和工作状态。 
液压升降机
液压升降机作为垂直运送人员及物料的提升机械,它主要是由塔身、吊笼、起升机构和附墙结构组成,当然液压升降机还包括控制系统和安全装置。这些年来,液压升降机的标准节一直没有大的变化,并且不论多大的架设高度,采用的基本都是从上到下规格相同的钢材。吊笼虽然有多种型式,但都是型钢焊接而成。近年来,国外液压升降机的提升速度已由40m/rain提高到了60m/rain、80re/rain甚至高达96m/rain,单笼额定载重量在3吨以上,而国产液压升降机的提升速度在24~36m/min之间,单笼额定载重量基本上不超过2吨。 

目前,虽然国产液压升降机已经取得了很大的发展,但是仍然存在着许多不足之处。首先,没有应用不同公称尺寸的材料作为标准节来分段架设。根据现代设计理论可以全面地掌握液压升降机在每个架设高度任何截面上的应力状态。从结构受力状态分析,无论架设高度是多高的液压升降机其底部的标准节都是承受应力最大的部分,而随着液压升降机架设高度的增加其应力状态更加恶劣。而当架设高度一定时,液压升降机上部标准节的应力状态要比下部的标准节理想的多,通过对液压升降机结构的有限元模型计算和模态分析也同样可以验证这一结论。因此,将液压升降机按架设高度分段,选取不同截面形式的材料作为标准节,可以大大减少液压升降机的钢材消耗量、减轻自重、降低生产成本。

其次,产品形式较为单一,没有根据建筑工程与架设高度的需要而采用不同结构的液压升降机。三角型截面的标准节,由于少了一根主弦杆,在成本、钢材消耗量、安装的便利等方面有着很大优势,对于架设高度为100米以下的建筑,使用该种液压升降机有着巨大的价格优势。可见,根据各种不同的建筑需要,采用不同截面形状的标准节,能够真正提高性价比。根据建筑工程与架设高度的需求,可采用大额定提升起重量的液压升降机,目前国内绝大多数的厂家生产的液压升降机的最大额定起重量是2吨每笼,从提高工作效率的角度考虑,可以选择单笼的最大额定起重量为3吨或以上的机型。大额定起重量产品的需求已经受到了旌工升降机厂家的重视,瑞典ALIMAK企业生产的SCAND0650液压升降机的额定起重量已经达到了3.2吨。再次,升降机没有广泛地采用变频器来改善液压升降机的速度特性。变频器在改善速度特性方面是起着极其重要的作用。过去,交频器由于技术还不成熟,而且价格较高,大多数液压升降机厂家是不会考虑安装变频器作为主要改变速度特性的装置。这些年来变频器已广泛使用在各种改变速度特性的场合,而且技术成熟了,体积减小了,价格降低了,这些都为液压升降机在改变提升速度的同时改善启、制动特性带来了可能。正因为使用变频器,对液压升降机可以实现理想的自动平层功能,而且大大提高了液压升降机的档次以及整机的安全性和舒适性,产品性能、可靠性和寿命也进一步提高。最后,吊笼自重过大,影响了额定起升载重量。液压升降机作为垂直运送人员和物料的提升机械,其吊笼是完成提升任务的具体实行装置。目前吊笼多是两根主立柱焊接的钢结构,周围有钢丝保护网,吊笼前后分别安装着单、双开吊笼门,顶部有活动板门,配备的专用梯可作为紧急出口,也可以在顶部进行架设、维修和保养等工作。目前吊笼的最主要缺陷是自重过大带来的不良影响,特别是应用在高层或超高层建筑物上时影响尤其显著。
液压升降机是以各类钢材为主结构的组件,因此它的利润空间是很小的。对于液压升降机,其利润是随其架设高度的增加而增加的。如果在整个架设高度上都使用同样规格的标准节和主弦杆,经济投入势必较大,同时从整个结构受力状态来说,它也是不理想的。而如果能够根据载荷、危险截面位置、架设高度将结构分成几段为其分别选取不同公称尺寸的标准节和主弦杆,则可大大地降低液压升降机的生产成本。将整个架设高度简单的分成二段或三段,按受力状态为各段的标准节和主弦杆选择合理的公称尺寸,则可达到这个目标。改进液压升降机的速度特性是改善其产品综合性能的一个主要方面,它可以提高施工效率。随着高层和超高层的建筑量的不断增加,改进液压升降机的速度特性显得尤为重要。而速度特性的改进,绝不能以影响其产品性能为代价,提升速度增加的同时,还要具备良好的运行性能、安全性和可靠性。因此,变频器在现代液压升降机上应用得越来越广泛。提高额定起重量对国产液压升降机来说,是在今后发展中需要解决的主要问题之一。

液压升降机经过了多年的发展,仍然基本上沿用原来的机型模式,真正意义上的突破还不多见,目前对大额定起重量液压升降机的需求己初现端倪,提高额定载重量将是今后液压升降机的发展方向。根据GB/T10054--1996《液压升降机技术条件》要求液压升降机必须具备安全防坠器,同时对安全防坠器的各种性能指标也做出了规定。升降机古代就有,一个绞盘、一根绳子加上滑轮,就能够组成升降机了。但是,如果要用升降机载人就必须解决安全防坠落问题,这是相当复杂的事情,业内人士称安全防坠落问题是升降机发展道路上的世界难题。150年前,美国人奥的斯发明了安全钳,从此开刨了升降机载客时代,他的名字也就是当今全球最大的电梯厂商的厂名。高楼里的电梯,运行自如,由电脑控制,运行的平稳程度远远超过液压升降机,主要是使用钢丝绳传动的原因。但是100多年来,用钢丝绳传动的升降机在室外露天作业的安全防坠落问题未能解决。室内电梯上的安全钳不能在环境恶劣的室外露天可靠工作,原因是这种安全钳在露天作业时容易失灵,不能可靠地防止吊笼坠落。曾有许多业内人士制造过钢丝绳传动式的液压升降机,但都没有成功,失败的主要原因在于不能十分有效地解决安全防坠落问题。 

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