SC200施工电梯爬升架设计1

SC200施工电梯爬升架设计摘要现代高层建筑施工的速度快，对人、物料的运送速度要求很高，一般除配塔机外同时配备施工电梯。施工电梯的工作效率及安全运行对施工而言至关重要。施工电梯的爬升架的机械性能要求减低自重，保证安全，为施工提供设备保障。本次设计的建筑施工电梯具备了使用方便,拆装运输灵活,适应各种建筑高度,占地面积小,无特殊用电要求,操纵机构简单,其附墙装置安全耐用,适合施工工地的使用条件,为高层建筑施工提供很大的方便。针对室外施工电梯的特点以及建筑工地的环境条件，建筑施工用室外电梯的设计制造多采用井字架做主承重结构（相当于室外电梯的梯井和导轨），电梯轿厢（梯笼）和对重（平衡砣）用钢丝绳连接后绕过井字架上端的天轮（主绳轮）跨于井字架两侧，轿厢和对重的骨架上都装有滚轮，并卡于井字架的立管上（相当于导靴），井字架上设有固定的齿条，轿厢上设有交流电动机和减速器，并以一定的速比用齿轮伸出轿厢外与井字架上的齿条啮合传动。这种电梯也设有限速器，极限开关和限位装置等。关键词：施工电梯；齿轮齿条传动；防坠；操纵机构；附墙装置SC200 Design of construction elevator climbing frame Abstract Faster construction of modern high­rise buildings, people, materials delivery speed is very high, General construction of addition to the distribution of tower crane at the same time equipped with elevators. Construction efficiency and safe operation of the elevator are crucial for construction. Mechanical property requirements of construction elevator climbing frame to reduce weight, security, device protection for construction. The design of a construction elevator has the easy to use, disassembly transport flexible, adapt to all building height, cover an area of an area small, no special electricity requirement, operation simple, its enclosed wall device security for the construction site, durable, and using conditions for high­rise building construction, providing great convenience. For outdoor construction elevator of features and construction site of environment conditions, building construction with outdoor elevator of design manufacturing more used well Word frame shots bearing structure (equivalent to outdoor elevator of ladder well and Guide), elevator car van (ladder cage) and on heavy (balance mound) with wire rope connection Hou bypass well Word frame top of days wheel (main rope wheel) across Yu well Word frame on both sides of, car van and on heavy of skeleton Shang are with wheel, and card Yu well Word frame of State tube Shang (equivalent to guide boots), well Word frame Shang has fixed of tooth section, car van Shang has Exchange motor and reducer, and to must of ratio with gear out car van outside and well Word frame Shang of tooth section meshing transmission. This elevator is also equipped with speed­limiting device, such as limit switches and limited device. KeyWords:Tower crane;Rotating mechanism;Planetary gear reducer;control mechanisms; Wall device attached Control mechanisms; Wall device attacnoss 主要符号表z 齿轮齿数 m 模数 i 传动比 b 齿宽 η 传动效率l电动机的超载倍数 Z 驱动电机数u工作速度 M 力矩 T 回转阻力矩 V 垂直力 H 水平力 d 分度圆直径noss 1 绪论 noss1.1 前言现代高层建筑施工的速度快，对人、物料的运送速度要求很高，一般除配塔机外同时配备施工电梯。施工电梯的工作效率及安全运行对施工而言至关重要。施工电梯的爬升架的机械性能要求减低自重，保证安全，为施工提供设备保障。1.2 施工电梯在国内外相关研究情况升降机自古代就有，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，就必须解决防坠落问题，这是相当复杂的事，业内人士称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，从此开创了升降机载客时代，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施工电梯，主要是使用钢丝绳传动的优点。但是 100 多年来，用钢丝绳传动的升降机在室外露天作业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，原因是这种限速器安全钳式防坠落装置用在露天作业容易失灵，不能可靠地防止坠落。曾有许多人制造过钢丝绳传动式的施工电梯，但都没有成功，失败的主要原因，在于不能十分可靠地解决防坠落问题。半个世纪前，美国人又发明了齿轮齿条传动式施工电梯，解决了高楼施工的急需，是成功的创举。不过是属于在防坠落面前，绕道而行的发明，在当时受到推崇，是因为在钢丝绳传动式施工电梯坠落问题不能解决，而不敢使用，只是形成的“真空状态”需要填补。 SC200 施工升降机是中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院最新设计推出的新一代施工升降机产品。它具有技术性能先进、使用安全可靠、维护保养方便等显著特点。是现代建筑施工最理想的垂直运输设备。我国建筑施工用室外电梯是从20 实世纪70 年代开始生产的。这种电梯与室内电梯有较大的区别，室内电梯必须有梯井，机房，并且以拽引方式驱动。室外施工电梯则不可能设梯井，机房等设施，驱动方式也不用拽引机。由于室外电梯的设计，制造和使用形式要满足建筑施工的要求，所以室外电梯具备以下几个基本特点：一是能适应建筑物的施工高度，运送一定数量的工人和建筑材料；二是电梯拆装方便，转移工地时运输灵活；三是操作方便，安全，耐用。 1.3 课题的研究意义现代高层建筑施工的速度快，对人、物料的运送速度要求很高，一般除配塔机外同时配备施工电梯。施工电梯的工作效率及安全运行对施工而言至关重要。施工电梯的爬升架的机械性能要求减低自重，保证安全，为施工提供设备保障1.4 课题的研究内容 SC200施工电梯的额定载荷： 20000N,吊笼和爬升架自重估计22000N,升降速度36m/min，要求拟订传动方案，设计其传动，选用防坠设施。 1.5 方案设计和比较 1.5.1 升降机驱动部分装置的要求,按其重要程度顺序归纳为下列几条: a. 每个吊笼至少应有一套驱动装置。 b. 驱动电机应通过不会脱离啮合的直接传动系统与驱动齿轮相连接。 c. 吊笼在工作中应始终由动力驱动上升或下降。 d. 传动系统和制动系统中所有易疲劳的承载零件、连接件应作疲劳应力分析，如轴和齿轮。分析时需考虑应力幅和应力循环次数。应力循环次数为： (1) 50%额定载重量时，吊笼运行80000次； (2) 空载时，吊笼运行80000次； (3) 人货两用施工升降机的工作循环次数易取1.6×105； (4) 考虑所有裂痕的影响，每根轴相对于疲劳极限的最小安全系数应为2。 1.5.2 传动方案： a. 第一种型式——是用绞盘钢丝牵引。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施工电梯，主要是使用钢丝绳传动的优点。但是 100 多年来，用钢丝绳传动的升降机在室外露天作业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，原因是这种限速器安全钳式防坠落装置用在露天作业容易失灵，不能可靠地防止坠落。曾有许多人制造过钢丝绳传动式的施工电梯，但都没有成功，失败的主要原因，在于不能十分可靠地解决防坠落问题。 b. 第二种型式——是采用齿轮齿条传动，连接蜗杆减速器或齿轮减速器，减速器连接齿轮，齿轮与齿条啮合传动。 SC200 施工升降机也就是上面提到的是驱动部分采用齿轮齿条传动的新一代施工升降机产品。它具有技术性能先进、使用安全可靠、维护保养方便等显著特点，是现代建筑施工最理想的垂直运输设备。所以我们选用第二种型式即采用齿轮齿条传动的爬升架。noss 2 SC200 有限元分析 noss2.1 SC200 主体组成图2.1标准节施工升降机的塔身是由若干标准节用螺栓连接而成的多支点的空间析架，其功能是用来传递和承受载荷。标准节的截面型式有正方形、矩形和三角形。标准节的长度一般为 1.5m 左右，塔身的主弦杆、腹杆多选用等边角钢制造而成。按照塔身的结构施工升降机可分为单柱和双柱两种，本课题所研制的施工升降机采用单柱单吊笼，吊笼有自己的驱动装置，并可以上、下移动，可以提高运送客货的能力，效率远远超过双柱式施工升降机。标准节的截面型式为正方形，使其具有更高的承载能力。图2.2升降机施工升降机附墙架的作用有2种，一是保证导轨架的稳定性，二是调整导轨架的垂直度。一般生产厂家均有3种型号的附墙架供用户选择(附墙架种类如图2.3 所示，附墙架与墙的连接如图2.4所示)，但使用中常常满足不了现场的要求。下面推荐几种经适当改制组成的附墙架，较为实用。图2.3附墙架的各类图2.4附墙架与墙的连接 2.1.1 阳台板上的附墙阳台边有的有上反梁或下反梁。施工升降机附墙时，为不破坏梁的结构且保持附墙架的水平，如图2.6所示需增加附墙支撑架，支撑架如图2.6所示。图2.5阳台板上的附墙图2.6支撑架 2.1.2 在梁上的附墙根据现场需要，有时需将附墙架固定在上反梁或下反梁，或固定在墙板上，如图2.5所示。其优点是附墙架的固定点距导轨架的水平距离小、稳定性好、实用性好、安装方便。其中主架5可自行设计，也可由Ⅱ型附墙架的主架改造而成，在主架上焊4个卡箍即可。需要指出梁板的厚度必须在150ml以上。 2.1.3 后浇带上的附墙主体结构施工到一定程度就可进行装修，形成联合作业。根据