升降機(jī)的安全性指標(biāo)

剪叉式升降機(jī)公鐵路兩用

設(shè)備安全是指：升降機(jī)設(shè)備在規(guī)定的工作條件下長期使用不產(chǎn)生意外事故的能力;在發(fā)生臨時(shí)故障時(shí)能在降低后的技術(shù)參數(shù)下繼續(xù)工作的能力;升降機(jī)設(shè)備對非正常工作狀態(tài)的感知、顯示和報(bào)警的能力。這種能力或性能通常是由機(jī)械設(shè)計(jì)本身和電氣控制共同完成的;考慮在演出中盡快能排除升降機(jī)的臨時(shí)故障的能力，使升降機(jī)的故障盡量能不影響演出的正常進(jìn)行。
涉及設(shè)備安全的因素很多，主要有以下幾個(gè)方面：
1.足夠的安全系數(shù)
所有機(jī)械零部件的選擇和設(shè)計(jì)必須保證在額定載荷和慣性載荷的聯(lián)合作用下，能可靠的工作并有一定的安全儲備，即有足夠的安全系數(shù)。安全系數(shù)定義為: 所有材料的極限應(yīng)力與零件的最大工作應(yīng)力之比。零件的最大工作應(yīng)力應(yīng)考慮最大靜載荷及動載荷(緊急啟制動、碰撞等慣性載荷)作用下產(chǎn)生的應(yīng)力。例如: 懸掛重物或牽引用的鋼絲繩，其安全系數(shù)應(yīng)大于或等于10; 起重鏈的安全系數(shù)應(yīng)大于或等于12; 傳動鏈的安全系數(shù)應(yīng)大于或等于10; 所有傳動系統(tǒng)的部件在選用時(shí)應(yīng)能承受兩倍的額定載荷; 初略計(jì)算時(shí)，傳動件和受力件的安全系數(shù)應(yīng)大于或等于6，精確計(jì)算時(shí)其安全系數(shù)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范對該類零件的規(guī)定。
2.合適的剛度
升降機(jī)的主要受力構(gòu)件應(yīng)有合適的剛度，以適應(yīng)舞臺表演的需要。通常，規(guī)定受力構(gòu)件的撓度應(yīng)小于構(gòu)件跨度的1/1000~1/800，有時(shí)，還對撓度的絕對值作出規(guī)定，這些構(gòu)件必須同時(shí)滿足這兩個(gè)要求。傳動件的扭轉(zhuǎn)剛度、壓桿的穩(wěn)定性等應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定。對升降臺來說，為了獲得足夠的橫向剛度，其計(jì)算水平載荷不小于垂直運(yùn)動載荷的1/20。
3.合理的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)
為避免或減少某些機(jī)械零件由于結(jié)構(gòu)尺寸不合理而產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力或過早的疲勞破壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對其結(jié)構(gòu)尺寸給予足夠的重視。卷揚(yáng)系統(tǒng)的零部件比較典型，如：卷揚(yáng)機(jī)驅(qū)動卷筒的直徑應(yīng)大于鋼絲繩直徑的18倍，滑輪直徑應(yīng)大于鋼絲繩直徑的20倍，摩擦傳動(曳引式傳動)的驅(qū)動輪直徑應(yīng)大于鋼絲繩直徑的40倍等，所有鋼絲繩用的配件都要和鋼絲繩直徑相匹配，鋼絲繩接頭只能采用那些傳遞載荷大于80%鋼絲繩斷裂載荷的接頭形式，如：編接接頭、合金澆注套管接頭、楔型接頭、鋁合金擠壓套管接頭和符合規(guī)定并正確使用的鋼繩繩夾等。卷筒擋邊的高度應(yīng)大于鋼絲繩直徑的2倍，單層卷繞的卷筒，至少留有兩圈摩擦固定圈，鋼繩與卷筒或滑輪的偏角應(yīng)小于4°等。
4.可靠的安全裝置
升降機(jī)設(shè)備必須有較完善的安全保護(hù)裝置，以保證設(shè)備運(yùn)行的安全。一般設(shè)備均設(shè)有行程極限開關(guān)和超行程開關(guān)。對吊桿卷揚(yáng)機(jī)或類似卷揚(yáng)機(jī)，還要設(shè)松繩保護(hù)、跳槽或疊繩保護(hù)、超速保護(hù)、超載(過流)保護(hù)等安全措施并能在非常情況之下顯示與報(bào)警，在出現(xiàn)危險(xiǎn)情況后，控制系統(tǒng)只允許設(shè)備向降低危險(xiǎn)的方向運(yùn)動。在設(shè)備恢復(fù)正常狀態(tài)后，才能繼續(xù)原來的運(yùn)動。為了安全的目的，升降機(jī)的制動機(jī)構(gòu)必須是：兩臺獨(dú)立控制的制動器(或液壓鎖)，或機(jī)構(gòu)自鎖(含減速器自鎖)再加一臺制動器。而且，每臺制動器均有承擔(dān)全部傳動力矩的能力。在采用兩臺制動器時(shí)，其中一臺是工作制動器，另一臺是安全制動器。
5.必要的備用系統(tǒng)或裝置
設(shè)備偶然產(chǎn)生故障時(shí)，要有必要的措施能夠繼續(xù)使用(或在降低了的技術(shù)參數(shù)下繼續(xù)使用)設(shè)備，或是能使設(shè)備返回到安全位置。這些措施包括: 輔助傳動系統(tǒng)(電動或手動)，多點(diǎn)傳動系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及其元器件的冗余配置等。設(shè)備自帶的輔助傳動系統(tǒng)常用于樂池升降臺、主升降臺等，而多臺相同設(shè)備的輔助傳動系統(tǒng)，如吊桿卷揚(yáng)機(jī)房內(nèi)用于吊桿卷揚(yáng)機(jī)的輔助傳動系統(tǒng)，常常是獨(dú)立的。多點(diǎn)傳動互為備用的系統(tǒng)在轉(zhuǎn)臺、輔助升降臺和自走式車臺上較多應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，一些重要的、數(shù)量多的元器件如各類變頻器多采用冗余配置。
6.有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和規(guī)定
由于升降機(jī)的特殊性，國外標(biāo)準(zhǔn)常常對設(shè)計(jì)用的數(shù)據(jù)作具體的或不同于一般機(jī)械的規(guī)定。國內(nèi)雖然尚無具體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但隨著近年來國際交往的日益增多，這些規(guī)定也被國內(nèi)升降機(jī)設(shè)計(jì)單位認(rèn)同。這些規(guī)定有：
1)載荷：臺下設(shè)備的靜載荷與固定臺面的靜載荷相同，大中型劇場為5000N/m2，臺下設(shè)備運(yùn)動時(shí)的載荷分別為：
升降臺：2500N/m2(單層臺板或雙層臺的上臺板)
1500N/m2(雙層臺的下臺板)
車臺：2500N/m2
轉(zhuǎn)臺(含車載轉(zhuǎn)臺)：2500N/m2
樂池升降臺：2500N/m2
各類輔助升降臺：自重
臺上設(shè)備的載荷按實(shí)際需要確定，無具體規(guī)定，但臺上主要設(shè)備如吊桿卷揚(yáng)機(jī)、軌道單點(diǎn)吊機(jī)、自由單點(diǎn)吊機(jī)等在國外均有定型產(chǎn)品以供設(shè)計(jì)選用。
2)傳動裝置
傳動裝置(含電動機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、傳動軸等)的計(jì)算承載能力應(yīng)為實(shí)際載荷(或額定載荷)的兩倍，實(shí)際載荷是運(yùn)行中出現(xiàn)的最大載荷。
3)額外行程
一般情況下，升降機(jī)的總行程應(yīng)包括正常行程(由行程終止開關(guān)控制)、超行程(由超程開關(guān)控制)和額外行程組成。額外行程是指在超程開關(guān)動作后，升降機(jī)停止前所走的距離。額外行程與機(jī)械的速度及慣量有關(guān)，一般情況下，速度小于0.1m/s時(shí)，額外行程0.07m已經(jīng)足夠。速度小于0.02m/s的液壓傳動，油缸采用緩沖設(shè)計(jì)時(shí)，可不設(shè)額外行程。平衡重的額外行程必須保證平衡重不與支撐物碰撞。
4)定位與鎖緊
臺下設(shè)備必須能防止升降裝置無意運(yùn)動的任何可能性，對于鋼絲強(qiáng)、鏈條作為承載部件和液壓缸直頂而又無液壓鎖或活塞夾緊裝置的結(jié)構(gòu)，必須設(shè)置定位鎖緊裝置，以保證升降臺進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)后不會因載荷長期作用而下沉。
5)制動器
每個(gè)制動器應(yīng)能夠獨(dú)立承受全部載荷，制動器的制動力只能由重力或彈簧力產(chǎn)生，帶式制動器只能用于手動裝置。
6)平衡重
不允許用彈簧代替平衡重，平衡重應(yīng)安裝在框架內(nèi)并防止在運(yùn)動中掉出來。
7)鋼絲繩
鋼絲繩鋼絲的最小額定強(qiáng)度應(yīng)大于或等于1570N/mm2，但如果超過1800N/mm2，則按1800N/mm2計(jì)算。