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高处作业吊篮提升机承载能力影响因素的研究

文章出处:[db:出处] 人气:发表时间:2017-11-11 22:01

随着我国建筑业的日益发展,用于高层建筑外装修、外墙维 修和外墙清洗的高处作业吊篮己得到了越来越广泛的使用.作为 驱动装置,提升机的承载能力对设计、制造、使用、维护等都有 着重要的影响.在实际应用中发现,用于承载的钢丝绳和对 它进行压紧的摩擦轮之间有时会出现过度挤压,造成钢丝绳过早 失效,即出现所谓的“融绳”现象,这对制造厂家及使用者都是 不利的.为了提高设计、制造的水平,最大限度地开发其应用潜 力,避免和减少出现“融绳”现象,必须深入了解影响吊篮提升 机承载能力诸因素的作用机理,并提出合理的控制措施.

1工作原理及决定承载能力的主要技术参数。

如图1所示,构件1、2为由齿轮驱动的一对钢质摩擦盘(外缘一侧带齿),与压盘上的摩擦面形成一个环形的轮槽,用以缠绕钢丝绳.在压盘上均匀分布着若干个 圆柱形压簧,使摩擦盘以一定的预紧力压紧钢丝绳,产生摩擦力以承担载荷.当吊篮提升机提升载荷 时,电机通过传动机构驱动摩擦轮正转,摩擦轮接触面与钢丝绳形成摩擦传动,迫使提升机带动负载沿 钢丝绳向上爬升.当吊篮提升机需要在高空驻留作业时,电机停止运转,传动系统具有防止反转功能, 则吊篮提升机利用静摩擦力保持静止.当吊篮提升机需要下降时,电机驱动摩擦轮反转,摩擦轮接触面 与钢丝绳形成摩擦传动,迫使提升机带动负载沿钢丝绳向下运动.总之,利用摩擦轮接触面与钢丝绳形 成摩擦传动,吊篮提升机可以方便地实现各种运动方式.

摩擦轮接触面与钢丝绳形成摩擦传动,其承载能力为主要的技术指标.在额定载荷及过载时,摩擦 轮接触面与钢丝绳的接触情况可以简化为如图2所示的三面接触.与吊篮提升机承载能力有关的主要技 术参数包括:压紧弹簧刚度系数/t,压紧弹簧的预紧量x,摩擦轮接触面与钢丝绳之间的摩擦系数/,钢 丝绳在摩擦轮上的包角.本机构中,钢丝绳和摩擦轮之间的摩擦系数和接触形式可以看作是基本不变 的,包角作为一个相对固定的参数,其影响也可以看作不变.因此,在设计和制造中,上述参数中可以 变化的量主要归结为弹簧簧丝的直径和弹簧的预紧量.改变簧丝直径和弹簧的预紧量,即改变摩擦轮对 钢丝绳的接触压力,就可以改变最大起吊载荷.就一定的起吊载荷而言,当弹簧的个数和参数完全确定 以后,若弹簧压紧力太小,钢丝绳和摩擦轮之间的摩擦力就不足以将吊篮提升,钢丝绳和摩擦轮之间出 现打滑现象.若弹簧压紧力太大,钢丝绳和摩擦轮之间的正压力可能导致钢丝绳产生过大的塑性变形, 使钢丝绳在轮槽中的通过性变差,严重的会对钢丝绳造成过大的挤压变形,引起钢丝绳过早失效,此即 所谓“融绳”现象的原因.


2钢丝绳张力分析

为了明确吊篮提升机承载能力与上述技术参数 之间的关系,下面对钢丝绳进行受力分析气为此 取如图2所示的中心角为dot的一微段钢丝绳,其右 端面受到拉力左端面受到拉力F+cLF.钢丝绳在 侧向受到弹簧的正压力,在径向受到槽底的正压力, 所以这一微段钢丝绳受到3个沿接触面切线方向的 摩擦力•设cW为槽底的正压力,dr为微段上总的 摩擦力,若压盘的总压力为P,钢丝绳的包角为0(, 则

  作为一种特殊的挠性体,钢丝绳在使用过程中的性能会发生较大的变化.例如,在使用一段时间后,由于磨损,钢丝绳与摩擦轮之间的摩擦系数会变小.此外,由于弹簧松紧程度的差异以及压盘受力的不对称性,导致以上的分析计算结果与实际情况会存在一定的误差.所以必须通过实验来进一步研究钢丝绳的提升力与弹簧压力的关系.
3 吊篮提升机承载能力的实验结果
实验装置如图 3 所示.实验时提升机外壳与机架固定,钢丝绳上端与机架固定悬挂,并将拉力传感器串接于钢丝绳.实验时,提升机摩擦轮与钢丝绳之间的摩擦力使钢丝绳张紧力越来越大,当两者之间出现打滑时,记录拉力传感器的示数.实验时采用了 3 种不同直径的压紧弹簧作对比,实验结果如表 2所示


以上理论分析和实验的结果均表明

:1)其它条件相同时,压簧簧丝直径越大,提升负荷越大;

2)其它条件相同时,钢丝绳直径直径越大,提升负荷越大.调整以上参数,可以提高提升机的工作负荷,也可以解决由于压盘的压力过大而引起的融绳现象.


4 结论
   根据理论分析与实验结果可知,影响提升机提升力的主要设计参数有压簧簧丝直径、压簧预紧量和钢丝绳直径.虽然钢丝绳与轮槽之间的摩擦系数对提升负荷也有重要的影响,但由于此参数的可控性差,所以不宜作为设计要素.压盘所受弹簧的压力是按钢丝绳的最大工作载荷(过载)来设计的,而在多数情况下,实际工作负荷都比最大工作载荷小,所以造成钢丝绳的通过性不好,即出现“融绳”现象.在实际使用过程中,当发现有“融绳”现象时.只要能够对工作负荷作出比较准确的估计,就可以适当调整弹簧的预紧量.此外,为保证钢丝绳的通过性,钢丝绳的松边必须施加配重。

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