雙鉤單鏈低速環(huán)鏈電動葫蘆在附著式升降腳手架上的應(yīng)用

王松雷，寇建惠

（1. 江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院無錫分院，江蘇 無錫 214171；2. 國家橋門式起重機械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，江蘇 無錫 214174；3. 河北宇雕起重裝備科技有限公司，河北 保定 071103）

低速環(huán)鏈電動葫蘆是指升降速度為90～200mm/min的環(huán)鏈電動葫蘆，也叫低速環(huán)鏈電動提升機，一般由電機（三相盤式制動異步電動機、鼠籠式電磁制動電機、普通三相異步電機等）、減速裝置（行星齒輪減速機、蝸輪蝸桿減速機等）、環(huán)鏈機構(gòu)組成。它是在手拉葫蘆（JB/7334《手拉葫蘆》）的基礎(chǔ)上將手動驅(qū)動裝置改變?yōu)殡姍C—減速機動力驅(qū)動裝置而來。電機常用的為三相盤式制動異步電動機，目前逐漸應(yīng)用了鼠籠式電磁制動電機、普通三相異步電機。減速機常用的為行星齒輪減速機，目前逐漸應(yīng)用了蝸輪蝸桿減速機。低速環(huán)鏈電動葫蘆在附著式升降腳手架的同步升降系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛，近年來發(fā)展迅速，創(chuàng)新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)。

1 傳統(tǒng)電動葫蘆結(jié)構(gòu)特點

傳統(tǒng)電動提升機通常只有一個下吊鉤，只能單向提升。在使用時，由于只有一個下吊鉤進行作業(yè)，所以在完成一次提升后，下吊鉤達到提升機的上極限位置；此時，須將提升機反轉(zhuǎn)，使下吊鉤空載運行到起始位置才能繼續(xù)下一次提升。這種操作不僅費力，而且工人的勞動強度大，給設(shè)備也帶來了損耗。另外，傳統(tǒng)的電動提升機鏈條行數(shù)多，一般為2～12行，容易造成鏈條纏繞、卡阻，影響使用，甚至使葫蘆殼體受損、鏈條拖鏈，造成事故。

2 雙鉤單鏈電動提升機的結(jié)構(gòu)特點

雙鉤單鏈電動提升機的機構(gòu)如圖1所示，主要由機頭、上吊鉤、電機、起重輪、鏈條、第一下吊鉤、第二下吊鉤、導(dǎo)輪、保險卡、支桿等組成。

如圖1所示，機頭為近似左右對稱的結(jié)構(gòu)，機頭四個角均通過支桿固定連接。機頭形狀為圓形或四邊形，具有對稱結(jié)構(gòu)的機頭可以保證機頭左右兩側(cè)的吊鉤分別吊取重物。機頭上端支桿上連接有上吊鉤，上吊鉤可圍繞上端支桿左右擺動。機頭內(nèi)設(shè)有連接電機的起重輪，在電機的作用下，起重輪可以轉(zhuǎn)動。起重輪上連接有鏈條，起重輪的轉(zhuǎn)動可以帶動鏈條的轉(zhuǎn)動。隨著電機的正轉(zhuǎn)和倒轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)鏈條向左和向右轉(zhuǎn)動。環(huán)鏈機構(gòu)如圖2所示。

圖1 單鏈電動提升機

圖2 環(huán)鏈機構(gòu)

機頭下端的支桿與導(dǎo)輪連接，導(dǎo)輪用于導(dǎo)正鏈條滑動，導(dǎo)輪位于起重輪的下方。鏈條一端連接第一下吊鉤，另一端連接第二下吊鉤。第一下吊鉤和第二下吊鉤上均設(shè)有保險卡，通過第一下吊鉤和第二下吊鉤均可以鉤取物件。起重輪的中心與上吊鉤的中心位于提升機本體的垂直軸線上，第一下吊鉤和第二下吊鉤的中心軸線對稱分布在起重輪中心軸線兩側(cè)。機頭的結(jié)構(gòu)設(shè)置可以實現(xiàn)第一下吊鉤和第二下吊鉤通過重心的改變來吊取物件。

未吊取物件時，上吊鉤和起重輪位于機頭的豎直中心軸線上。當(dāng)?shù)谝幌碌蹉^吊取物件時，重心偏向第一下吊鉤的一側(cè)，機頭向右擺動一定角度，上吊鉤和第一下吊鉤成豎直狀態(tài)。右側(cè)鏈條靠在導(dǎo)輪上，導(dǎo)輪對右側(cè)鏈條起導(dǎo)向支撐作用。當(dāng)?shù)谝幌碌蹉^放下物件后，第二下吊鉤吊取物件，機頭的重心發(fā)生變化，重心偏向第二下吊鉤的一側(cè)，左側(cè)鏈條與滾輪接觸。對稱結(jié)構(gòu)的機頭實現(xiàn)了第一下吊鉤和第二下吊鉤分別吊取重物。

鏈條兩端均安裝一個吊鉤，對稱設(shè)計的提升機本體可實現(xiàn)鏈條兩端交替循環(huán)提升。先將其中一個下吊鉤與物件連接，在完成一次提升后，這個下吊鉤達到提升機的上極限位置；此時另一個下吊鉤正好回到下初始位置，這樣就可以立即使用回到初始位置的下吊鉤與物件連接，提升機本體反轉(zhuǎn)，進入下一次提升。這樣兩個下吊鉤交替循環(huán)使用，可節(jié)省下吊鉤回初始位置的時間，提高工作效率。雙鉤單鏈電動提升機的整體機構(gòu)如圖3所示，各部分組成見表1。

圖3 雙鉤單鏈電動提升機整體結(jié)構(gòu)圖

表1 雙鉤單鏈電動提升機各部分組成

3 設(shè)計特點和功能優(yōu)點

單鏈條電動提升機由于鏈條行數(shù)減少，傳動機構(gòu)和承載結(jié)構(gòu)都需要重新設(shè)計、驗算，以滿足強度要求和升降速度要求。主要從以下幾方面做了改進：

（1）提高鏈條的破斷拉力。材質(zhì)升級，采用AG90L低碳合金鋼材質(zhì)；鏈條直徑加大，環(huán)鏈尺寸Φ13.5×37.8mm（直徑×節(jié)距）；破斷拉力達30t以上，達到額定起重量的4倍安全系數(shù)。

（2）電機采用S2電機，可以連續(xù)運行30min以上；電機采用8級電機，轉(zhuǎn)速700r/min。

（3）起重鏈輪強度、厚度和直徑加大。由于單鏈驅(qū)動，鏈輪驅(qū)動載荷加大，驅(qū)動鏈輪強度需要加大；鏈條節(jié)距加大，起重鏈輪的節(jié)圓直徑也需要相應(yīng)增大。

（4）減速箱需要重新設(shè)計。電機輸出功率發(fā)生變化，鏈條的倍率發(fā)生變化，減速箱的減速比需要增大，齒輪強度需要增大。

（5）二級齒輪減速需要重新設(shè)計。由于鏈條倍率降低，二級齒輪減速的速比也需要相應(yīng)增大；驅(qū)動載荷增大，強度也需要增大。

（6）其他傳動機構(gòu)和承載結(jié)構(gòu)也需要尺寸加大。例如齒輪軸、長軸、軸承等。

同樣額定起重量和升降速度的單鏈電動提升機與多鏈（如3鏈）電動提升機主要參數(shù)對比如表2所示。

表2 多鏈、單鏈性能參數(shù)對比

功能優(yōu)點主要有：雙鉤交替循環(huán)使用，節(jié)省人工30%以上；延長機體使用壽命40%以上；無吊鉤翻轉(zhuǎn)隱患；結(jié)構(gòu)簡單，無鏈條錯扭、卡鏈隱患；自重輕，便于搬運、安裝；采用8級電機，轉(zhuǎn)速低、扭矩大、溫升低，可低壓啟動；便于維護保養(yǎng)，節(jié)省維護保養(yǎng)成本。

4 結(jié)論

（1）單鏈電動提升機突破了傳統(tǒng)電動提升機2～12鏈的范圍，具有突破性創(chuàng)新；

（2）采用雙鉤設(shè)計，正反轉(zhuǎn)都能提升重物，突破了傳統(tǒng)葫蘆工作循環(huán)模式，具有突破性創(chuàng)新；

（3）鏈條行數(shù)少，避免了鏈條扭結(jié)、卡阻，使得安裝、維修、保養(yǎng)方便，具有實用性創(chuàng)新；

（4）采用8極S2電機，電機轉(zhuǎn)速低、扭矩大、溫升低，可連續(xù)運行，具有實用性創(chuàng)新；

（5）工作效率高，使用壽命長；

（6）特別適合于建筑施工用附著式升降作業(yè)安全防護平臺的升降作業(yè)；

（7）需要重新設(shè)計。單鏈電動提升機不同于多鏈電動提升機，不能只在多鏈電動提升機的基礎(chǔ)上減少鏈條行數(shù)來實現(xiàn)，而應(yīng)該重新設(shè)計。在鏈條的材質(zhì)、鏈條的直徑、鏈條的節(jié)距；起重鏈輪尺寸、起重鏈輪軸、行星減速器、二級齒輪減速、長軸、軸承、機頭、機殼等傳動機構(gòu)和承載結(jié)構(gòu)進行設(shè)計、校核，滿足強度、功率和升降速度的要求。