高度機(jī)械化的新型附著式升降腳手架研究

1、    高度機(jī)械化的新型附著式升降腳手架研究    徐宏偉+陳林林+劉幫力摘要：本文提出了以絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為提升系統(tǒng)核心的新型的附著式升降腳手架。通過對絲杠強(qiáng)度的計(jì)算，以及對控制電路的分析說明新型的附著式升降腳手架具有防過載能力強(qiáng)，強(qiáng)度高、同步性好，機(jī)械化程度高的優(yōu)點(diǎn)，是未來附著式升降腳手架的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：高層建筑；附著式升降腳手架；絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；機(jī)械化1 前言國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2011年8月18日正式公布的建筑業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中明確指出，要提高建筑施工的機(jī)械化水平，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能環(huán)保的建筑施工。腳手架安全是建筑施工安全的重要組成部分，腳手架的失

2、效會(huì)導(dǎo)致建筑工人遭受嚴(yán)重的傷害和生命危險(xiǎn)。美國勞動(dòng)統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)顯示在建筑施工過程中所造成的建筑工人人身傷害事故大約有12%與腳手架有關(guān)1，而且建筑越高，腳手架失效造成的傷害越大。當(dāng)前普通的附著式升降腳手架的升降系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)主要是環(huán)鏈電葫蘆，通過環(huán)鏈電葫蘆以及鋼絲繩實(shí)現(xiàn)對附著式腳手架主體部分的提升。但是環(huán)鏈電葫蘆屬于檢點(diǎn)吊裝設(shè)備，無法防止過載，對于多點(diǎn)位的附著式升降腳手架來說很難保證各點(diǎn)位之間提升的同步性2。而且如果過載，容易造成鋼絲繩的斷裂失效。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展以及國家相關(guān)部門對建筑施工安全的重視，附著式升降腳手架技術(shù)也在不斷的發(fā)展和創(chuàng)新。2 新型附著式升降腳手架結(jié)構(gòu)分析西安理工大學(xué)和陜西百斯特工

3、程技術(shù)有限公司合作開發(fā)新型附著式升降腳手架。采用絲杠傳動(dòng)來提升主架體。采用三相異步電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)減速機(jī)。通過減速機(jī)中的絲母轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)絲杠傳動(dòng)。由于絲杠被固定在附墻座上，使得絲母連同架體上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)腳手架的提升和下放，圖1為新型附著式升降腳手架傳動(dòng)系統(tǒng)。對新型附著式升降腳手架來說，其關(guān)鍵零件是.絲杠，絲杠的機(jī)械性能直接影響著整個(gè)腳手架的安全。該機(jī)構(gòu)采用矩形絲杠，其相應(yīng)的強(qiáng)度核算如下：已知絲杠的載荷m為5t，升程為10mm，摩擦角 。由最小直徑的計(jì)算公式3，可得：式中， 是載荷壽命系數(shù)，載荷較大，要求壽命較長，選取 =4，p是螺旋運(yùn)動(dòng)的許用壓強(qiáng)，選p=7mpa 則：選絲杠直徑為40mm，螺距

4、為10mm。根據(jù)第四強(qiáng)度理論可求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力 ，則式中：f為絲杠所受的軸向力，f=34.27kn；a為截面面積：，t為絲杠所受的扭矩：，則絲杠采用45鋼， 取600mpa，則 滿足強(qiáng)度要求。另外對羅紋進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度為其中f為軸向受的力，d為螺母的大徑，b=0.5x螺距，u為絲母工作圈數(shù)，因?yàn)?5鋼的抗剪切強(qiáng)度為 ，則 滿足剪切強(qiáng)度要求。螺紋牙彎曲強(qiáng)度為，故滿足彎曲強(qiáng)度要求。通過計(jì)算可以看出，采用絲杠絲母傳動(dòng)可以保證提升系統(tǒng)有較大的強(qiáng)度。雖然新型附著式升降腳手架具有良好的強(qiáng)度，另外在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用三角帶傳動(dòng)，具有防過載能力。另外，由于附著式升降腳手架點(diǎn)位多，一組有

5、時(shí)有5-6個(gè)點(diǎn)位，而三角帶的打滑可對各點(diǎn)位的同步起到有益的作用。3 結(jié)論本文通過分析普通附著式升降腳手架存在的問題，提出了利用絲杠傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)腳手架體的升降的新型附著式升降腳手架。新型附著式升降腳手架采用三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過三角帶傳動(dòng)和減速機(jī)實(shí)現(xiàn)絲杠絲母傳動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)腳手架的升降。三角帶傳動(dòng)所具有的防過載能力不但實(shí)現(xiàn)了新型附著式升降腳手架的防過載性能，同時(shí)也提高了多點(diǎn)位提升的附著式升降腳手架各點(diǎn)位的同步問題。通過對絲杠進(jìn)行強(qiáng)度校核分析，可以看到新型附著式升降腳手架提升系統(tǒng)強(qiáng)度更高，可以更好地保證附著式升降腳手架的安全運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：1 a.s.yassin，j.f.martonik.the e

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