1.前言
目前建筑施工現(xiàn)場(chǎng)廣泛使用的單根鋼絲繩物料提升機(jī)，其結(jié)構(gòu)是采用電動(dòng)卷筒式卷?yè)P(yáng)
機(jī)并能過(guò)繞于卷筒上的單根鋼絲繩來(lái)帶動(dòng)吊籠及載荷做升降運(yùn)動(dòng)的。這種結(jié)構(gòu)型式本身就存在著嚴(yán)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(duì)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(cè)總站及中山市建委先后正式發(fā)文關(guān)于加強(qiáng)物料提升機(jī)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(jī)，并限時(shí)淘汰不安全的單繩物料提升機(jī)，建筑工地均須使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《施工升降機(jī)技術(shù)條件》（GB/T10054—1996）及國(guó)家法定檢測(cè)部門檢驗(yàn)合格的多繩安全物料提升機(jī)。
2.改機(jī)原理
本公司在原來(lái)使用的建筑井架式提升機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造，主要將原電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的卷筒部分去掉，改用曳引輪代替，采用摩擦式曳引傳動(dòng)工作原理，由配重裝置對(duì)吊籠及載荷起一定的平衡作用。提升機(jī)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(guò)一對(duì)導(dǎo)向滑輪后，各自分別繞于曳引摩擦輪的輪槽中，然后再通過(guò)另一對(duì)導(dǎo)向滑輪與另一側(cè)的配重裝置聯(lián)接起來(lái)。
在提升機(jī)上安裝有兩根用鋼管做成的導(dǎo)軌，配重裝置的升降就嚴(yán)格地限制在其上運(yùn)動(dòng)，在滿足對(duì)機(jī)體的垂直安裝精度及其他安裝要求后就能夠保證提升機(jī)的工作穩(wěn)定。
在改機(jī)過(guò)程中，對(duì)于關(guān)鍵部位材質(zhì)的選擇，立足于安全為本，同時(shí)兼顧其經(jīng)濟(jì)性，對(duì)主要零件如摩擦式曳引輪的結(jié)構(gòu)形狀，合理地設(shè)計(jì)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(jì)方便了現(xiàn)場(chǎng)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(jì)要求的優(yōu)質(zhì)材料制作。
設(shè)計(jì)了可將四根鋼絲繩單獨(dú)進(jìn)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(dǎo)軌；4—吊籠；5—配重裝置；6—電動(dòng)曳引機(jī)；7—曳引輪；
8—鋼絲繩；9—提升井架；10—導(dǎo)向輪
圖1 物料提升機(jī)簡(jiǎn)圖
當(dāng)摩擦式曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力（即曳引力）來(lái)驅(qū)動(dòng)吊籠和配重裝置上下運(yùn)行，為了提高提升機(jī)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(jī)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)立柱采用φ89鋼管制成，在其兩端焊有標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)繩，為達(dá)安全目的，該提升機(jī)還設(shè)有安全門、平層裝置等，并加強(qiáng)對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)元件的高標(biāo)準(zhǔn)選用要求。
3.多繩物料提升機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
配置電機(jī)功率 kW 7.5
鋼絲繩直徑 mm φ10
提升機(jī)截面尺寸 mm 2700×2000
標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度 mm 1700
鋼絲繩根數(shù) 根 4
運(yùn)行速度 m/min 48
額定載荷 kg 800
4.主參數(shù)的計(jì)算
4.1摩擦式曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力
F的計(jì)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(yàn)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(duì)數(shù)的底。
先計(jì)算摩擦輪傳動(dòng)時(shí)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(huì)降低曳引輪的壽命。
4.2提升機(jī)運(yùn)行速度V計(jì)算
V=
式中V—運(yùn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，N=1450r/min。
則
4.3提升電動(dòng)機(jī)功率P的計(jì)算
經(jīng)驗(yàn)公式
式中P—電動(dòng)機(jī)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(jī)械效率，采用圓柱齒輪傳動(dòng)，
8級(jí)精度的機(jī)械效率η=0.95~0.96
因此提升機(jī)的電機(jī)功率選擇適當(dāng)；
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(jī)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(shí)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(jì)算安全系數(shù) 安全！
4.6配重裝置總質(zhì)量P配的計(jì)算
為了使配重裝置能對(duì)吊籠起最佳的平衡作用，必須正確計(jì)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(jī)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(shí)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(yǔ)
由于經(jīng)改造后的多繩物料提升機(jī)是采用曳引傳動(dòng)原理工作的，當(dāng)?shù)觚埳巾敃r(shí)，配重裝置已著地，此時(shí)的鋼絲繩打滑，因此從結(jié)構(gòu)上能保證吊籠不會(huì)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(shí)配重裝置對(duì)吊籠及載重也起到一定的平衡作用，所以電動(dòng)機(jī)的匹配功率相應(yīng)需求就小些，具有節(jié)省動(dòng)力的作用。四根鋼絲繩足以保證整個(gè)物料提升機(jī)的安全使用。 （朱春勁）
