大跨度滑梯式圓弧旋轉擦窗機

張榮庚/ZHANG Rong-geng

（江蘇博宇建筑工程設備科技有限公司，江蘇 無錫 214101）

現(xiàn)代化的城市建筑在滿足傳統(tǒng)的住人、辦公、休閑娛樂等要求的同時，還具有美化城市的功能。在琳瑯滿目的現(xiàn)代城市建筑中，各種彰顯個性的建筑物比比皆是，這也成了現(xiàn)代化城市的一道道靚麗風景。擦窗機作為現(xiàn)代建筑的一種配套清洗保養(yǎng)設備，也在不斷的推陳出新。我公司根據(jù)用戶要求，開發(fā)制作了一種新型滑梯式圓弧旋轉擦窗機。該項目建筑物為一半球形穹頂建筑，其下端座落在直徑為36m的混凝土圈梁上，上端為直徑4.5m的矩形管鋼結構，半球表面為玻璃幕墻，具體如圖1所示。用戶提出需在其內部安裝擦窗機，以便定期對玻璃幕墻內飾面進行清洗保養(yǎng)。

圖1 建筑物剖面圖及擦窗機總體方案

1 總體方案確定

通過對建筑結構的研究和現(xiàn)場實地勘察，確定總體方案如下。

1）擦窗機采用拱形滑梯主結構。一方面拱形結構與建筑物造型協(xié)調融合，另一方面拱形結構受力合理，用材少、自重輕，這樣建筑物所增加承受的載荷也小。

2）在建筑物下端混凝土圈梁內懸挑安裝一條圓形工字鋼下軌道，在建筑物上端矩形管鋼結構下安裝一條圓形工字鋼上軌道。

3）擦窗機通過下行走機構騎坐在工字鋼下軌道上，通過上行走裝置懸掛支撐在上軌道上。

2 設計難點

1）上、下行走系統(tǒng)位于不同標高平面，上下圓形軌道高低差達17.4m，下圓形軌道半徑為17.27m，上圓形軌道半徑為2.25m，且上行走裝置為懸掛結構，如何使上下行走機構在各自的圓形軌道上實現(xiàn)繞同一轉軸的旋轉運行是一大難點。

2）如何確保操作人員在滑梯架內安全通行，并順利完成對建筑物玻璃幕墻內飾面的清洗保養(yǎng)工作也是一個關鍵要解決的問題。

3）國內尚沒有哪個生產(chǎn)廠家制作過如此大尺寸的拱形結構滑梯式擦窗機，無可供參考借鑒的先例。

3 結構組成

我公司設計、制作的半球形內飾面清洗用CHT150XN.172型滑梯式圓弧旋轉擦窗機主要由圓形工字鋼下軌道、下行走機構、電控系統(tǒng)、拱形滑梯架、上行走裝置、圓形工字鋼上軌道等部分組成，如圖2所示。

圖2 CHT150XN.172滑梯式圓弧旋轉擦窗機總圖

4 結構說明

1）滑梯架為本擦窗機主結構件，是作業(yè)人員進行工作的活動空間。如圖2所示，滑梯架內安裝了多段直爬梯和多個工作平臺，這些直爬梯和工作平臺是根據(jù)滑梯架的拱形形狀而合理地布置的，它使工作人員在滑梯架內既能舒適地通行，又能安全地進行清洗作業(yè)。

2）滑梯架下端用螺栓固定在下行走機構上。下行走機構主要由導向輪、行走輪、轉軸、滑梯安裝座、驅動裝置等組成。行走輪壓在下圓形軌道上，是擦窗機的下部支撐點，導向輪和轉軸的設置是為了確保擦窗機下部能始終沿下圓形軌道行走，下行走機構上還安裝有驅動裝置——SEW三合一減速器，提供擦窗機運行所需動力，是擦窗機主動行走裝置。

3）滑梯架上端通過1根轉軸和上行走裝置相連。上行走裝置主要由導向輪、內側懸掛輪、外側懸掛輪、懸掛架、轉軸等組成。上行走裝置通過內、外側懸掛輪懸掛安裝于上圓形軌道下，是擦窗機的上部支撐點，轉軸和導向輪的設置同樣是為了確保擦窗機上部能始終沿上圓形軌道運行。上行走裝置無動力，是擦窗機被動行走裝置。

4）由于主結構采用拱形滑梯架型式，受力合理，所需主材料截面不大，設備自重較輕（整機重約2t），運行阻力很小，因此僅下行走機構帶了動力裝置，是主動行走系統(tǒng)。當下行走機構的驅動裝置工作時，通過滑梯架的帶動，上行走裝置也跟著一起旋轉運行。這樣的主、被動行走設計，不但很好地解決了上下行走機構在各自的軌道上實現(xiàn)繞同一轉軸旋轉運行這一難題，而且還節(jié)約了成本。

5）在滑梯架的中部安裝有電控箱并配裝有遙控操作手柄，這樣作業(yè)人員在滑梯架的任何部位均可對擦窗機的運行進行控制。本擦窗機的電氣控制和各級安全保護裝置均通過PLC系統(tǒng)控制。

5 操作實施

作業(yè)人員通過在滑梯架內的移動和作業(yè)可以方便、安全地完成對滑梯架范圍內建筑物幕墻內飾面的清洗工作，再通過下行走機構驅動并帶動上行走裝置運行，使擦窗機作業(yè)范圍覆蓋到半球建筑物的整個內飾面。下行走機構中還配置了卡軌器，在非工作狀態(tài)時，它可以牢固地將擦窗機固定、停放在任意位置。

6 結 語

我公司所承接、設計和制造的CHT150XN.172型滑梯式圓弧旋轉擦窗機，是國內首臺大跨度半球形建筑物玻璃幕墻內飾面清洗設備，它結構緊湊、輕巧，造型美觀，同時還具有很好的作業(yè)穩(wěn)定性，其完成安裝后的效果如圖3所示。

圖3 設備完工圖片