关键词：施工升降机；制动冲击；吊笼；延时器
引言
这些年随着我国建筑业的迅速发展，高层建筑越来越多，其中施工升降机作为一种建筑工程常用机械，在实际工程中发挥着重要的作用。现施工升降机分变频控制和接触器控制两种，但在使用中，接触器控制的施工升降机吊笼存在一个常见的问题，既当运行停止时由于制动冲击产生剧烈的颠簸振动，降低乘坐人员的舒适感，同时还会导致零部件快速损害，故障率多，影响整体升降机的性能及寿命。这是很多厂家都存在的问题并很难解决。
1.施工升降机的构成与控制原理
（1）施工升降机的构成
如图1所示，施工升降机主要由底笼（外笼）1，吊笼2，导轨架3，附墙架4，动力传动机构5，安全防坠装置，电气控制系统6，电缆系统，吊杆7等部分组成。有单笼和双笼的施工升降机，单笼的施工升降机如增加一个吊笼和其它零件后即可成为双笼升降机。
底笼（外笼）由固定标准节的底盘和防护围栏组成。主要作用是当升降机运行时，防止人员误入底部。底笼的外笼门有机械和电气联锁，除非吊笼落到底层站台，否则外笼门将不能打开。如外笼门未关，吊笼因没有通电将不能启动。
吊笼为一长方体空间的钢结构，四周有坚固的钢丝网或冲孔板，并设有进、出料门，作用是用于承载人、货沿导轨架上下运行。吊笼上设有安全钩并设置电气控制以防止吊笼从导轨架顶部脱离。电气控制系统和操作台安装在吊笼内部。
导轨架是有多节标准节用螺栓相连接组成的，通过附墙架与建筑物固定，作为吊笼上下运行的导轨。每个标准节上都有两根齿条。
附墙架是将导轨架隔空固定在建筑物上的一种装置，它有多种形式，可在一定范围内调节尺寸，沿导轨架高度，一般每隔6~9m安装一套附墙架。
动力传动机构由电动机、电磁制动器、弹性联轴结、减速机及传动齿轮等组成，传动机构联接在吊笼上，通过齿轮与导轨架上的齿条啮合，使吊笼运行。
吊杆安装在吊笼顶上，在升降机安装和拆卸时，用来起吊标准节或附墙架等零部件。
施工升降机通过附墙架4将导轨架3与建筑物墙体连接固定，吊笼2在动力传动机构5的驱动下在导轨架3上垂直上下运动，达到将人、货从地面到建筑物内运送的目的。
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1.吊笼 2.导轨 3.吊笼 4.附墙 5.动力传动板 6.电气控制系统 7.吊杆电机
图1升降机结构图
（2）升降机的电气控制原理
施工升降机的工作原理为安装在吊笼上的电动机通过联轴器与减速器连接，减速器的输出齿轮与固定在导轨架上的齿条啮合，从而使吊笼沿导轨架上升或下降。在电动机的尾部装有盘式制动器，吊笼运行的动力来自于异步电动机，运行停止时的刹车制动力来自于制动器，制动器属于轴用常闭盘式制动器，
当想要吊笼上升时：关闭底笼的外笼门和吊笼里的进出料门，按下操作台上的启动按钮，电气系统上电，按下上升按钮，上升接触器与制动接触器通电，电动机正转，同时制动器打开，吊笼向上运行。
当想要吊笼上升停止时：松开上升按钮，上升接触器与制动接触器断电，电动机断电，同时制动器动作（刹车），吊笼停止运行。
当想要吊笼下降时：关闭吊笼出料门，按下下降按钮，下降接触器与制动接触器通电，电动机反转，同时制动器打开，吊笼向下运行。
当想要吊笼下降停止时：松开下降按钮，下降接触器与制动接触器断电，电动机断电，同时制动器动作（刹车），吊笼停止运行。
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图2升降机电气控制示意图
2.升降机产生制动冲击的现象
升降机在工地的使用过程中，吊笼在每次运行停止的时，都会颠簸振动一下，吊笼内安装的电气元件也会随之振动，也使乘坐人员非常不舒适，没有安全感。长期以来会导致电气元件加快损坏，接线端子松动，出现电气故障。而且每次的振动都会产生噪音。
3.产生制动冲击的原因分析
施工升降机的运行速度一般为33m/min（即0.55m/s），由于电动机和制动器是同步工作的，当吊笼运行停止时电动机与制动器同时断电，制动器动作，使吊笼立即刹车停止，吊笼速度瞬间由33m/min降到0，减速时间几乎为零，所以会产生剧烈的制动冲击与振动。吊笼运行停止具体有上升停止和下降停止两种运行状态，其中吊笼上升停止产生的制动冲击和振动最为严重，本文专门针对吊笼上升停止产生的制动冲击和振动做研究。
4.采取的措施
施工升降机吊笼在上升停止时，之所以会产生那么大的制动冲击和振动是因为制动器动作的时候吊笼的运行速度还是33m/min，吊笼在瞬间被强制停止运行，如果制动器动作的时候吊笼运行速度为0m/min时，吊笼产生的制动冲击和振动会大大降低。措施就是在上升停止时让电动机和制动器先后分别动作。
升降机吊笼在上升运行时速度为33m/min，速度方向为向上运行，根据物体在空中做自由落体的原理，假如当吊笼上升停止时，电动机断电，而制动器暂不断电，此时吊笼已没有上升的动力，在自重下做向上均减速运动，当速度由向上运行的33m/min减速到0m/s时，此时再给制动器断电，制动器开始动作，刹车吊笼，实现吊笼在速度为0m/s时停止。
根据上述分析在升降机电气控制电路中增加一个断电延时器，使上升制动回路断电时产生延时，从而达到当吊笼上升停止时，电动机先停机，制动器后动作。电动机与制动器的动作时间间隔可以根据重力加速度公式 推出，.png)
，实际升降机吊笼在减速运动时，会受外界多处摩擦力影响，但摩擦力和吊笼自重相比很小，可以忽略。升降机电气原理图改进前后对比如图3。
断电延时器选用空气式延时头，延时范围选用0.1-3s，挂接在一个独立的接触器上，以此提高设备的安全性。在施工现场可以根据每台升降机的性能对断电延时器的延时时间进行实际的微调，使吊笼上升停止到达平稳进行。
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图3改进的电气原理图
5.调试与应用
选择一台停止时振动比较严重的设备进行调试，首先更改电路，增加断电延时器，断电延时器的延时时间大概调整到0.5s，之后调试人员在吊笼内开动吊笼，感觉上升停止时的颠簸振动程度，如果还是很大，说明延时时间不够，增加一点延时时间，当上升停止时感觉吊笼向下下滑一段才停止，说明延时时间过大，减少一点时间，每次都是几十毫秒的调整，当调到延时时间最佳时，即吊笼几乎在0m/s时停止的，吊笼几乎没有颠簸振动感。记录此时的延时时间，再把延时时间调整到0s和最佳时间，比较吊笼在两种情况下停止时的颠簸振动感，结果差距非常大，更改后的吊笼几乎能平稳停止。
经过多次试验之后现已批量使用，使用时间以达几年之久，在使用期间没有任何问题，稳定性高。
6.结论
在施工升降机领域上虽然变频控制已经开始普及，但是由于价格贵、维修难度大等因素的限制，通过接触器控制的非变频升降机依然占有绝对的优势，所以接触器控制的升降机的运行停止制动冲击问题就必须要解决。该文从控制原理上增加一个电气元件，实现了成本低，效果好，调节简单等特性，最大程度的降低了施工升降机停止时产生的制动冲击。
参考文献
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[4] 余泽成. 施工升降机吊笼振动原因及解决方案[J].《基层建设》2017年4期
论文作者:冯宗焕
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第24期
论文发表时间:2020/4/14
标签：接触器论文; 制动器论文; 升降机论文; 导轨论文; 电动机论文; 施工升降机论文; 延时器论文; 《建筑实践》2019年第24期论文;