1.前言

目前建筑施工現(xiàn)場廣泛使用的單根鋼絲繩物料提升機，其結(jié)構(gòu)是采用電動卷筒式卷揚

機并能過繞于卷筒上的單根鋼絲繩來帶動吊籠及載荷做升降運動的。這種結(jié)構(gòu)型式本身就存在著嚴重的安全隱患，如斷繩墜籠、吊籠沖頂、鋼絲繩跳出卷筒、卷筒內(nèi)纏繞的鋼絲繩卡死等均能夠造成重大惡性事故。針對多次發(fā)生的建筑安全事故，廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督檢測總站及中山市建委先后正式發(fā)文關(guān)于加強物料提升機的安全檢查，規(guī)定不得使用單根鋼絲繩作提升的物料提升機，并限時淘汰不安全的單繩物料提升機，建筑工地均須使用符合國家標準《施工升降機技術(shù)條件》（GB/T10054—1996）及國家法定檢測部門檢驗合格的多繩安全物料提升機。

2.改機原理

本公司在原來使用的建筑井架式提升機的基礎(chǔ)上進行了改造，主要將原電動卷揚機的卷筒部分去掉，改用曳引輪代替，采用摩擦式曳引傳動工作原理，由配重裝置對吊籠及載荷起一定的平衡作用。提升機的繞繩方式如圖1所示，從吊籠的上端吊具處分別順其繩槽繞出四根鋼絲繩，通過一對導向滑輪后，各自分別繞于曳引摩擦輪的輪槽中，然后再通過另一對導向滑輪與另一側(cè)的配重裝置聯(lián)接起來。

在提升機上安裝有兩根用鋼管做成的導軌，配重裝置的升降就嚴格地限制在其上運動，在滿足對機體的垂直安裝精度及其他安裝要求后就能夠保證提升機的工作穩(wěn)定。

在改機過程中，對于關(guān)鍵部位材質(zhì)的選擇，立足于安全為本，同時兼顧其經(jīng)濟性，對主要零件如摩擦式曳引輪的結(jié)構(gòu)形狀，合理地設(shè)計成五塊摩擦環(huán)組合式安裝，其中每一塊摩擦環(huán)又分成三片均勻布置，如此設(shè)計方便了現(xiàn)場的更換及使用，其材料選用優(yōu)質(zhì)耐磨合金鑄鐵制成。其他關(guān)鍵零部件也都采用滿足設(shè)計要求的優(yōu)質(zhì)材料制作。

設(shè)計了可將四根鋼絲繩單獨進行調(diào)整，使張緊度符合要求的調(diào)節(jié)裝置。



1— 天梁；2—吊具；3—導軌；4—吊籠；5—配重裝置；6—電動曳引機；7—曳引輪；

8—鋼絲繩；9—提升井架；10—導向輪

圖1 物料提升機簡圖

當摩擦式曳引輪轉(zhuǎn)動時，通過鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力（即曳引力）來驅(qū)動吊籠和配重裝置上下運行，為了提高提升機的曳引力，曳引輪的繩槽形狀較為關(guān)鍵，采用倒梯形，夾角取8°。

本公司提升機的標準節(jié)立柱采用φ89鋼管制成，在其兩端焊有標準聯(lián)接法蘭，按照建筑物的高度可作自由搭設(shè)，并設(shè)有附墻支撐及纜風繩，為達安全目的，該提升機還設(shè)有安全門、平層裝置等，并加強對制動器的制動元件的高標準選用要求。

3.多繩物料提升機的主要技術(shù)參數(shù)

配置電機功率 kW 7.5

鋼絲繩直徑 mm φ10

提升機截面尺寸 mm 2700×2000

標準節(jié)高度 mm 1700

鋼絲繩根數(shù) 根 4

運行速度 m/min 48

額定載荷 kg 800

4.主參數(shù)的計算

4.1摩擦式曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力

F的計算：

根據(jù)“埃依列爾”公式

式中F—摩擦力（kN）；

P1—摩擦輪的切向作用（kN）

f—摩擦系數(shù)

根據(jù)經(jīng)驗值取f=0.15~0.20；

α—包角（弧度），圖中α=190°~195°=3.3161~3.4034（弧度）；

e—自然對數(shù)的底。

先計算摩擦輪傳動時的力矩

其中N—傳遞功率7.5kW；

n—摩擦輪的轉(zhuǎn)速45r/min；

D—摩擦輪的直徑φ340。

則

切向圓周力

摩擦力

四根鋼絲繩產(chǎn)生的總摩擦力

因此要提高摩擦力，可將摩擦系數(shù)f稍許增大，但不至于干磨，否則會降低曳引輪的壽命。

4.2提升機運行速度V計算

V=

式中V—運行速度（m/s）；

D—摩擦輪直徑，取D=φ340（mm）；

i曳—曳引比，為半繞1：1吊索法，

i曳=1；

i減—減速比，

N—電動機轉(zhuǎn)速，N=1450r/min。

則

4.3提升電動機功率P的計算

經(jīng)驗公式

式中P—電動機功率（kW）；

KP—提升裝置的平衡系數(shù)（一般取0.45~0.5）；

Q—吊籠額定總質(zhì)量，Q=1500kg

η—機械效率，采用圓柱齒輪傳動，

8級精度的機械效率η=0.95~0.96

因此提升機的電機功率選擇適當；

4.4曳引鋼絲繩的選用

選用“電梯用鋼絲繩”

6×19S+NF—10.0—1770—右交

（GB8903—88），鋼絲繩直徑為φ10

4.5曳引鋼絲繩根數(shù)及其安全系數(shù)

曳引鋼絲繩連接著吊籠和配重裝置等機件，承載著吊籠、配重裝置、額定載重量等重量的總和，為了確保人身和設(shè)備的安全，曳引鋼絲繩的根數(shù)以及安全系數(shù)須滿足以下的規(guī)定。

曳引鋼絲繩的根數(shù)≥4，實際選用根數(shù)為4根。安全系數(shù)≥12，單根鋼絲繩最小破斷載荷為58.40kN，4根鋼絲繩的最小破斷載荷為58.40×4kN，取總載荷15（吊籠自重+載重）—9.8（配重+配重支架）=5.20kN

計算安全系數(shù) 安全！

4.6配重裝置總質(zhì)量P配的計算

為了使配重裝置能對吊籠起最佳的平衡作用，必須正確計算配重裝置的總質(zhì)量。

P配=G+Q×kp

式中P配—配重裝置（包括配重支架及配重塊）的總重量。

G—吊籠凈重，G=700kg

Q—吊籠額定載重量，Q=800kg

KP—平衡系數(shù)，一般取0.45~0.50

P配=700+800×（0.45~0.5）=1060~1100kg

提升機中配重塊的總數(shù)為26塊，其單重為35kg，配重塊總質(zhì)量為26×35=910（kg），配重支架質(zhì)量為70（kg），實際配重裝置總質(zhì)量為910+70=980（kg），與P配較接近，平衡效果較好。

5.結(jié)語

由于經(jīng)改造后的多繩物料提升機是采用曳引傳動原理工作的，當?shù)觚埳巾敃r，配重裝置已著地，此時的鋼絲繩打滑，因此從結(jié)構(gòu)上能保證吊籠不會發(fā)生沖頂事故。

因曳引輪與鋼絲繩之間產(chǎn)生的摩擦力足以能將吊籠及載荷提升，同時配重裝置對吊籠及載重也起到一定的平衡作用，所以電動機的匹配功率相應(yīng)需求就小些，具有節(jié)省動力的作用。四根鋼絲繩足以保證整個物料提升機的安全使用。 （朱春勁）