王晗毓

摘要：在各种工程场合中施工升降梯起着重要的作用，可以加快工程的进度，降低工人的劳动强度。但施工升降梯的事故仍有发生，其中大部分主要是因为升降梯的传动失效导致的。为保证工人的人身生命安全，一种安全传动的施工升降梯是非常重要的。提高传动安全系数，主要是保证传动机构的安全运行工作，避免零部件疲劳损坏过快。因此，采用分档位传动的升降梯可以保证零部件的使用寿命，并采用弧轮结构保证齿轮完全啮合，使传动准确、安全。

关键字：施工升降梯；弧轮结构；安全

中图分类号：TU61 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2018）07-0090-02

Absrtact：The construction elevator plays an important role in various engineering situations， which can speed up the progress of the project and reduce the labor intensity of workers. However， accidents still occur in construction elevators， most of which are caused by transmission failure. In order to ensure the life safety of workers， a kind of safe driving construction elevator is very important. To improve the safety factor of transmission， the main purpose is to ensure the safe operation of the transmission mechanism and to avoid the fatigue damage of parts and components. Therefore， the lifting ladder with gear transmission can guarantee the service life of parts and components， and the arc wheel structure can ensure the complete meshing of gears to make the transmission accurate and safe.

Key words： construction lift ladder arc wheel structure safety

1 技术背景：

常目前的施工升降梯主要有缆绳传动和涡轮蜗杆传动，在运作的过程中随着时间的推移，缆绳和齿轮会老化磨损，进而导致事故的发生。现在一些企业开始利用齿轮齿条的传动结构[1]，但在实际作业过程中齿形磨损严重，施工升降梯齿轮齿条使用时间太久就会出现磨损现象，需要经常更换齿轮，造成维护成本的增加[2]；当安装时未调试好，使用中吊笼变形、滚轮移位等造成齿轮齿条的啮合过松、过紧或接触面积的变化，增加了运作危险系数[3]。

2 技术特点：

本设计在于，采用固定齿距的齿轮齿条结构，保证在传动的过程中始终能够安全地有效啮合，同时采用单向传动的可换档位齿轮传动，将上升与下降的传动分离开来，也可以增加传动过程的安全系数。机构采用单向超越离合器作为单向传动的保障结构，使上升齿轮只能进行向上的传动，下降的齿轮只能进行下降的传动。此外，为鲍振华齿轮与齿条之间完全啮合，采用弧轮对齿轮齿条定距，保证了两者之间能够始终完全啮合，防止齿轮齿条啮合过紧、过送。对于升降梯的减速，单纯的靠减速器并不能有效的实现安全减速，该机构中的制动系统主要采用鼓式制动与应急盘式制动，与监测系统组成，进行减速运动，在升降梯的运动过程中通过监测系统对速度以及系统中个模块进行监控，实时反馈给系统，使制动系统对升降梯的运动实现伺服控制，进行保证桥箱的运动速度。

3 技术介绍：

图1为整体效果图，主要有制动电机组成的动力系统，单向超越离合器、刹车片组成的制动系统和监测与控制系统组成。图2为工作流程图，工作路线主要由动力系统提供动力，使桥箱上升或者下降，通过控制与监测系统对桥箱的速度进行实时监测，进而调节桥箱的速度，并通过反馈的信息进行对比，发现是否存在故障；下降的过程中，通过制动电机和制动系统进行控制下降速度，当桥箱的重量不足以自动下降时，动力系统工作，给予桥箱动力，当桥箱的重量在制动系统工作的条件下完全能够保证安全的速度下降时，制动系统工作，控制下降速度。图3为模块组成图，如图3所示，每个桥箱主要有四组动力模块和制动模块，为保证齿轮与齿条之间完全啮合，采用啮合导轨限制齿轮齿条之间的距离，制动与动力在同一个模块中，在其中某一个模块出现问题时，其他的模块仍然能够正常工作，提高升降梯的安全系数。

4 结构介绍：

图4是动力、制动系统的整体视图，其中制动系统主要有两部分组成，分别实现正常制动与紧急制动的作用，两套制动结构，分别采用鼓式制动和盘式制动；动力系统主要实现提供动力和换挡的功能；弧轮的主要目的是与啮合导轨配合，保证齿轮齿条之间的距离，使两者能够完全啮合。

1、制动电机 2、主动齿轮Z 3、传动齿轮Z 4、同步齿轮 5、液压缸 6、换挡板 7、花键毂 8、结合套 9、传动齿轮Y 10、惰轮 11、主动齿轮Y 12、锥形齿轮组

動力换挡模块主要有制动电机1在驱动时提供动力，在停止时提供一定的制动，通过锥形齿轮组12将动力进行垂直传动给主动齿轮Z2和主动齿轮Y9，主动齿轮Z2和主动齿轮Y9分别与同步齿轮4进行啮合，带动同步齿轮4转动，在进行上升动作时，液压缸5带动换挡板6使左侧的花键毂7推进左侧结合套8中，此时动力经过传动齿轮Z3轴传给传动齿轮Z3，实现上升的动作。当升降梯桥箱下降的重量不足时，液压缸5代用换挡板6使花键毂7推进右侧的结合套8中，此时动力经过传动齿轮Y9轴传给传动齿轮Y3，实现上升的动作，其中惰轮11主要实现齿轮啮合过程中传动不改变转向的目的，使传动齿轮Y9与传动齿轮Z3的转向相反。

13、制动齿轮 14、制动磁环 15、鼓式制动片 16、制动电磁铁 17、鼓式制动盘 18、制动材料

制动系统主要有正常制动下的鼓式制动和应急制动下的盘式制动结构组成。制动磁环14与制动材料18连接在鼓式制动片15上，组成一个整体，制动电磁铁16固定在鼓式制动盘17上，装配后制动电磁铁16与制动磁环14之间相互吸引，需要制动时，制动电磁铁16通电，磁极转换，使制动电磁铁16与制动磁环14互斥，排斥力使制动磁环14带动鼓式制动片15与制动材料18向外运动，并与鼓式制动盘17相互摩擦实现制动效果。

当需要紧急制动时，采用盘式制动结构进行制动。盘式制动盘19与制动齿轮连接，盘式刹车片20与制动缸21相连接，需要紧急制动时，制动缸21工作，推动盘式刹车片20向左运动使盘式刹车片21与盘式制动盘20之间摩擦制动。盘式制动盘 20、盘式刹车片 21、制动缸

5 工作原理：

升降梯由手动开启，按下开关后控制系统给各个系统模块输送电力，使每个模块进行工作，然后监测系统对整个系统进行监测，观察是否有故障，同時通过各传感器检查各个紧固螺栓是否安全预紧，当检测无误时，制动系统工作，同时根据控制系统所传送的指令进行上升或下降的运动，由制动电机进行动力输送，通过各级齿轮传动实现升降梯正常运转。上升时控制系统控制换挡液压缸使上升的花键毂与结合套连接，进行传动，将动力传给上升传动齿轮，下降时控制系统将控制换挡液压缸使下将的花键毂与结合连接，将动力传送给下降传动齿轮，当监测系统检测到下降的动力过大时，控制系统发送指令给制动系统，使鼓式制动结工作，进行速度调控，使速度在安全范围之内，升降梯停止时，监测系统对控制系统发送停止指令，控制系统控制制动系统和动力系统，使制动系统工作，动力系统停止工作。当检测系统在升降梯工作时，发现有异常，发送指令给控制系统进行制动系统的工作，是升降梯及时停止，保证安全。

6 使用注意事项：

6.1 各连接处，需要定期检查，是否正常连接。

6.2 定期检查制动材料，如有异常或达到工作极限及时更换，避免影响制动能力。

6.3 定期清理齿轮之间的杂质，保证齿轮之间能够完全啮合。

参考文献：

[1]刘健领， 王智明. 基于ADAMS 的移动式救援升降梯变幅机构优化[J]. 现代制造技术与装备， 2012， （206）： 6-8

[2]田茂贵. 液压升降梯[J]. 液压与气动， 2001， （4）： 30-32

[3]常熟市康达电器有限公司.矿井用安全升降梯：CN201410816410.3[P]. 2015-04-01.