升降機(jī)(電梯或升降平臺(tái))的防滑裝置是防止轎廂或平臺(tái)失控下滑或墜落的關(guān)鍵安全系統(tǒng),其工作原理在于檢測(cè)異常運(yùn)動(dòng)并觸發(fā)機(jī)械制動(dòng)。常見(jiàn)和的防滑裝置是限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)(適用于電梯轎廂),而對(duì)于某些升降平臺(tái),則可能使用夾軌器。以下是詳細(xì)工作原理:
1.:限速器
*角色:速度監(jiān)控與觸發(fā)源。
*位置:通常安裝在電梯機(jī)房或井道頂部。
*工作原理:
*限速器通過(guò)限速器鋼絲繩與電梯轎廂直接連接,轎廂上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)限速器繩輪旋轉(zhuǎn)。
*限速器內(nèi)部裝有離心式或甩塊式機(jī)械裝置。當(dāng)轎廂運(yùn)行速度正常時(shí),離心力不足以克服限速器內(nèi)部的彈簧張力或配重平衡,裝置保持靜止。
*一旦轎廂下行速度超過(guò)設(shè)定值(通常為額定速度的115%以上),離心力增大,甩塊(或離心錘)向外甩開(kāi),觸發(fā)限速器的機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)。
*被觸發(fā)的限速器會(huì)瞬間卡住限速器鋼絲繩,使其停止運(yùn)動(dòng)。
2.執(zhí)行機(jī)構(gòu):安全鉗
*角色:機(jī)械制動(dòng),夾緊導(dǎo)軌。
*位置:安裝在電梯轎廂的底部框架兩側(cè),正對(duì)井道內(nèi)的垂直導(dǎo)軌。
*工作原理:
*安全鉗通過(guò)一套連桿機(jī)構(gòu)(提拉桿)與限速器鋼絲繩相連。
*當(dāng)限速器卡住鋼絲繩而轎廂因重力或動(dòng)力失控繼續(xù)下行時(shí),相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得被固定的限速器鋼絲繩開(kāi)始向上提拉安全鉗的提拉桿。
*提拉桿的向上運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)安全鉗內(nèi)部的楔塊(或滾柱)沿著斜面向上移動(dòng)。
*楔塊被強(qiáng)制向上頂起,強(qiáng)力地?cái)D壓在轎廂兩側(cè)的垂直導(dǎo)軌上,產(chǎn)生巨大的摩擦力。
*安全鉗有兩種主要類型:
*瞬時(shí)式安全鉗:動(dòng)作非常迅速,夾緊力瞬間達(dá)到值。適用于低速電梯(<0.63m/s),沖擊較大。
*漸進(jìn)式安全鉗:更常見(jiàn)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如彈性元件、特殊形狀的楔塊和鉗座)設(shè)計(jì)使得夾緊力是逐步增加的,轎廂在制停過(guò)程中會(huì)滑行一段可控的距離(制動(dòng)減速度被限制在安全范圍內(nèi)),大大減小了對(duì)乘客和設(shè)備的沖擊,適用于中高速電梯。
3.結(jié)果:可靠制停
*安全鉗的楔塊與導(dǎo)軌之間產(chǎn)生的巨大滑動(dòng)摩擦力迅速抵消轎廂的下行動(dòng)能,終將失控下行的轎廂牢固地夾持在導(dǎo)軌上,防止其進(jìn)一步下滑或墜落。
4.升降平臺(tái)的夾軌器
*對(duì)于液壓或鏈條驅(qū)動(dòng)的升降平臺(tái)(如剪叉式、導(dǎo)軌式),其防滑裝置常采用夾軌器。
*工作原理:
*夾軌器通常由液壓油缸或強(qiáng)力彈簧驅(qū)動(dòng)。
*當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到平臺(tái)異常下降(如下降速度過(guò)快、液壓系統(tǒng)失壓、鏈條斷裂信號(hào)等)時(shí),觸發(fā)信號(hào)會(huì)釋放液壓或釋放彈簧力。
*驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)帶有高摩擦系數(shù)材料(如工程塑料或燒結(jié)金屬)的制動(dòng)靴(或制動(dòng)塊),從兩側(cè)或單側(cè)強(qiáng)力夾緊平臺(tái)運(yùn)行的垂直導(dǎo)軌或齒條。
*通過(guò)摩擦作用,將平臺(tái)可靠地制停在當(dāng)前位置。
總結(jié)來(lái)說(shuō),升降機(jī)防滑裝置的工作邏輯是:
1.檢測(cè)異常:限速器(或速度傳感器)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行速度,一旦即觸發(fā)。
2.機(jī)械觸發(fā):被觸發(fā)的限速器卡住鋼絲繩(或傳感器發(fā)出信號(hào)給夾軌器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))。
3.強(qiáng)制制動(dòng):鋼絲繩的固定迫使安全鉗動(dòng)作(或夾軌器動(dòng)作),將楔塊/制動(dòng)塊強(qiáng)力壓向?qū)к墶?br/>4.摩擦制停:巨大的摩擦力抵消動(dòng)能,將轎廂/平臺(tái)可靠地固定在導(dǎo)軌上。
這套系統(tǒng)完全依賴機(jī)械原理或機(jī)電聯(lián)動(dòng)(但關(guān)鍵觸發(fā)和制動(dòng)環(huán)節(jié)是純機(jī)械的),不依賴于主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或電力供應(yīng),確保了即使在嚴(yán)重的故障(如鋼絲繩全斷、電機(jī)抱閘失效、斷電)情況下,也能提供一道安全保障,是升降機(jī)安全運(yùn)行不可或缺的“生命線”。其設(shè)計(jì)遵循嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn),確保制動(dòng)過(guò)程有效且沖擊可控。
升降機(jī)(電梯)感應(yīng)器是現(xiàn)代建筑安全系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件,其作用在于在發(fā)生時(shí)自動(dòng)觸發(fā)電梯的安全保護(hù)機(jī)制,程度地保障乘客生命安全并減少設(shè)備損壞。具體作用如下:
1.緊急停止與就近安全??浚?br/>*這是感應(yīng)器的功能。當(dāng)傳感器檢測(cè)到達(dá)到預(yù)設(shè)閾值(通常是較低烈度,如日本標(biāo)準(zhǔn)約相當(dāng)于中國(guó)烈度表的5度左右)的地面震動(dòng)時(shí),它會(huì)立即向電梯控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。
*控制系統(tǒng)會(huì)命令正在運(yùn)行的電梯執(zhí)行緊急制動(dòng),但不是急剎車,而是在確保安全的前提下,以快的速度平穩(wěn)減速。
*電梯會(huì)就近??吭诮臉菍樱o(wú)論該樓層是否是呼叫樓層),并自動(dòng)打開(kāi)轎廂門。這一步驟至關(guān)重要,它防止了電梯在持續(xù)或加劇時(shí)因晃動(dòng)導(dǎo)致轎廂卡在井道中間的風(fēng)險(xiǎn),為乘客提供了及時(shí)逃生的機(jī)會(huì)。
2.防止乘客被困:
*如果發(fā)生時(shí)乘客正在電梯轎廂內(nèi),感應(yīng)器觸發(fā)的就近??亢烷_(kāi)門動(dòng)作,讓乘客能夠時(shí)間自行離開(kāi)轎廂,轉(zhuǎn)移到相對(duì)更安全的樓層空間,避免了因?qū)е峦k姟⒃O(shè)備變形或控制系統(tǒng)損壞而被困在密閉轎廂內(nèi)的危險(xiǎn)境地,大大提高了生存機(jī)會(huì)。
3.保護(hù)電梯設(shè)備:
*強(qiáng)震不僅威脅人身安全,也極易損壞電梯設(shè)備。劇烈的搖晃可能導(dǎo)致:
*轎廂或?qū)χ刈矒艟辣凇?br/>*鋼絲繩脫槽、跳槽甚至斷裂。
*導(dǎo)軌變形。
*控制系統(tǒng)元件損壞。
*感應(yīng)器在檢測(cè)到強(qiáng)震時(shí)(更高閾值),除了執(zhí)行就近??客?,通常還會(huì)切斷電梯的主電源(保留應(yīng)急照明和通風(fēng)電源),讓電梯完全停止在當(dāng)前位置。這能有效防止中因設(shè)備失控運(yùn)行造成的二次損傷,減少昂貴的維修成本和設(shè)備報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)。
4.避免后誤操作:
*過(guò)后,電梯系統(tǒng)(包括控制系統(tǒng)、導(dǎo)軌、鋼絲繩、門系統(tǒng)等)可能受到損傷,存在安全隱患。
*感應(yīng)器通常具有自鎖或復(fù)位功能。在觸發(fā)后,它會(huì)將電梯置于“服務(wù)”或“停止服務(wù)”狀態(tài)。此時(shí),普通召喚按鈕將失效,電梯無(wú)法被正常呼叫運(yùn)行。
*只有經(jīng)過(guò)維保人員攜帶鑰匙或工具,對(duì)電梯進(jìn)行、嚴(yán)格的安全檢查,確認(rèn)所有部件完好無(wú)損、運(yùn)行環(huán)境安全后,才能手動(dòng)復(fù)位感應(yīng)器,重新啟用電梯。這有效防止了后乘客或物業(yè)人員因不知情而使用存在潛在危險(xiǎn)的電梯。
總結(jié)來(lái)說(shuō):
升降機(jī)感應(yīng)器扮演著“守護(hù)者”的角色。它通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)波,在發(fā)生的時(shí)間迅速?zèng)Q策并執(zhí)行緊急安全???、開(kāi)門疏散乘客、切斷電源防止設(shè)備損壞等一系列關(guān)鍵動(dòng)作。其價(jià)值在于保障電梯內(nèi)乘客的生命安全,防止被困,同時(shí)保護(hù)昂貴的電梯設(shè)備免受嚴(yán)重破壞,并為震后安全檢查和恢復(fù)運(yùn)行提供必要的鎖定機(jī)制。它是現(xiàn)代高層建筑和公共場(chǎng)所電梯不可或缺的安全屏障。
曲臂式高空作業(yè)平臺(tái)(曲臂機(jī))的超載保護(hù)是其關(guān)鍵的安全系統(tǒng),用于防止因載荷(包括操作人員、工具、物料等)超過(guò)設(shè)備額定工作能力而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損壞、失穩(wěn)甚至傾覆事故。其實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)以下環(huán)節(jié)協(xié)同工作:
1.載荷監(jiān)測(cè):
*傳感器:常見(jiàn)且的是安裝在升降油缸或變幅油缸進(jìn)油/回油路上的壓力傳感器。當(dāng)平臺(tái)承受載荷時(shí),油缸需要產(chǎn)生相應(yīng)的壓力來(lái)維持或提升該載荷。壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油缸內(nèi)的油壓。
*信號(hào)轉(zhuǎn)換:控制單元(PLC或控制器)接收壓力傳感器信號(hào)??刂破鲀?nèi)部存儲(chǔ)有預(yù)設(shè)的“壓力-載荷”對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線圖(通過(guò)設(shè)備設(shè)計(jì)和測(cè)試獲得)。該曲線考慮了平臺(tái)在不同工作角度和高度時(shí),油缸壓力與實(shí)際載荷的換算關(guān)系(因?yàn)楸奂芙嵌茸兓瘯?huì)顯著影響提升同樣載荷所需的油缸力)。
2.閾值比較與判定:
*預(yù)設(shè)閾值:控制器中存儲(chǔ)了對(duì)應(yīng)于設(shè)備額定載荷(SWL-SafeWorkingLoad)的壓力閾值曲線。這個(gè)閾值通常設(shè)定為略低于理論大承載能力,以提供安全裕度。
*實(shí)時(shí)比較:控制器將實(shí)時(shí)計(jì)算出的載荷值(根據(jù)當(dāng)前油壓和臂架角度/高度)與預(yù)設(shè)的額定載荷閾值進(jìn)行比較。
3.超載響應(yīng)(保護(hù)動(dòng)作):
一旦實(shí)時(shí)計(jì)算的載荷值達(dá)到或超過(guò)預(yù)設(shè)的額定載荷閾值(或設(shè)定的安全裕度值),控制系統(tǒng)會(huì)立即觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作,通常按以下優(yōu)先級(jí)或組合方式執(zhí)行:
*停止危險(xiǎn)動(dòng)作:
*限制向上/向外運(yùn)動(dòng):立即停止平臺(tái)向上提升或臂架向外伸展的動(dòng)作(這些動(dòng)作會(huì)增加傾覆力矩)。這是首要且常見(jiàn)的保護(hù)動(dòng)作。
*限制回轉(zhuǎn):在超載狀態(tài)下,也可能限制或禁止臂架的回轉(zhuǎn)動(dòng)作,防止因離心力或變化加劇不穩(wěn)定。
*允許安全動(dòng)作:
*允許下降/回收:通常允許操作平臺(tái)下降或臂架向回收縮(減小傾覆力矩,降低載荷高度),以便操作員能將設(shè)備恢復(fù)到安全狀態(tài)(卸載或移動(dòng)至更穩(wěn)定位置)。
*聲光報(bào)警:
*立即報(bào)警:觸發(fā)駕駛室和/或工作平臺(tái)上的高音喇叭(蜂鳴器)和閃爍警示燈,清晰地向操作員發(fā)出超載警報(bào),提示必須立即卸載或調(diào)整。
*切斷動(dòng)力(可選或作為冗余):
*在某些設(shè)計(jì)中,嚴(yán)重超載或持續(xù)超載狀態(tài)下,控制系統(tǒng)可能終切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力或液壓主泵動(dòng)力,迫使設(shè)備完全停止。
4.安全冗余與校準(zhǔn):
*機(jī)械安全閥:液壓系統(tǒng)通常還配備有機(jī)械式溢流閥(安全閥)。這作為電子控制系統(tǒng)的一道物理防線。即使電子系統(tǒng)完全失效,當(dāng)油壓因超載達(dá)到溢流閥設(shè)定的機(jī)械極限壓力時(shí),閥門會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟泄壓,防止液壓系統(tǒng)過(guò)壓損壞,并能在一定程度上限制過(guò)大的提升力(盡管此時(shí)設(shè)備動(dòng)作可能已不正常)。
*系統(tǒng)校準(zhǔn):壓力傳感器和載荷計(jì)算模型需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)(通常使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼或測(cè)力設(shè)備),以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。校準(zhǔn)是保證超載保護(hù)功能有效的關(guān)鍵維護(hù)環(huán)節(jié)。
*角度/位置傳感器:臂架角度傳感器和平臺(tái)高度傳感器是計(jì)算“壓力-載荷”對(duì)應(yīng)關(guān)系所必需的輸入,其準(zhǔn)確性也至關(guān)重要。
總結(jié)來(lái)說(shuō),曲臂機(jī)的超載保護(hù)實(shí)現(xiàn)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng):
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油缸壓力+結(jié)合臂架角度/高度信息→控制單元計(jì)算實(shí)際載荷→與預(yù)設(shè)額定載荷閾值比較→若超載→立即限制危險(xiǎn)動(dòng)作(升/伸/轉(zhuǎn))+聲光報(bào)警+允許安全動(dòng)作(降/收)→(冗余)機(jī)械溢流閥提供物理保護(hù)。
這種設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循了如歐盟的EN280、美國(guó)的ANSI/SAIAA92.20/22、中國(guó)的GB/T17902等高空作業(yè)平臺(tái)安全標(biāo)準(zhǔn)的要求,是保障設(shè)備和人員安全不可或缺的功能。操作員必須嚴(yán)格遵守額定載荷限制,并確保超載保護(hù)系統(tǒng)功能正常且定期校準(zhǔn)。