低速环链电动提升机若干关键参数的确定.pdf

58 建筑机械SURVEYING专题论述低速环链电动提升机若干关键参数的确定王松雷1，2，3，苏光耀4（1.江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院，江苏 无锡 214171；2.国家桥门式起重机械产品质量检验检测中心，江苏 无锡 214174；3.江苏省市场监管重点实验室（起重运输机械安全与节能），江苏 无锡 214174；4.浙江五一机械有限公司，浙江 衢州 324000）摘要针对低速环链电动提升机工作级别、试验高度、寿命试验工况不明确不合理的情况，分析了低速环链电动提升机自身的特点，以及手拉葫芦和环链电动葫芦标准不能满载低速环链电动提升机的原因。经过多个相关标准的对比分析、市场调研和理论分析及计算，确定了低速环链电动提升机工作级别、起升速度、疲劳试验的高度、试验载荷、试验时间以及等效应力循环等，为低速环链电动提升机的设计、试验、标准制定等提供了指南。关键词低速环链电动提升机；低速环链电动葫芦；寿命试验；等效应力循环中图分类号TH211.3 文献标识码A 文章编号1001-554X（2023）09-0058-03Determination of some key parameters of low speed loop chain electric hoistWANG Song-lei，SU Guang-yao低速环链电动提升机又名低速环链电动葫 芦，由于其结构紧凑、使用方便等特点，近年来在附着式升降作业安全防护平台上得到了广泛应用，迎合了国家“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划，节约了大量的脚手架木材及钢构件，节约了大量的人力和时间，是助力实现“碳达峰”和“碳中和”目标的节能产品1。低速环链电动提升机由手拉葫芦通过增加电动机构演变而来，由手动演变到电动之后，工作级别得到提高，成为了电动葫芦，但其又不同于普通的环链电动葫芦，有其自身的特点，普通电动葫芦的设计和参数不能直接使用，这给低速环链电动提升机的设计、制造和使用带来了技术难题2。低速环链电动提升机的设计、生产、检验、使用、监管等环节都遇到一些参数无法确定的问题，一直没有明确的结论和依据，需要科学合理的进行理论及试验研究。1 工作级别和设计寿命的确定1.1 确定值工作级别：M1。设计寿命：10年。1.2 确定依据根据GB/T 3811-2008表5，由于附着式升降作业安全防护平台单个机位载荷一般不超过1.5t，CECS 373：2014规定葫芦额载7.5t，载荷谱系数Km=1.5/7.5=0.2，对应载荷状态级别为L2（0.125Km0.25，机构较少承载最大载荷，一般承受中等载荷）。按照1周爬上1层，1层30min（电机S2-30min工作制），1栋楼30层，30min30=900min，1年只能建1栋，下降30层也需要900min，共1800min，也就是30h。按照10年寿命，或者12年寿命，也就是300h或360h，根据GB/T 3811-2008表4，选择机构使用等级为T1（200tT400）。按照L2、T1的工况组合，根据GB/T 3811-2008表6，机构的工作级别为M1。使用寿命：10年。DOI:10.14189/ki.cm1981.2023.09.005收稿日期2023-01-03通讯地址王松雷，江苏省无锡市惠山区堰新路330号CONSTRUCTION MACHINERY 592023/09总第571期2 起升速度的确定2.1 确定值起升速度限定为250mm/min。2.2 确定依据一些使用单位为提高提升效率，选用了起升速度300mm/min的产品，也有的使用单位认为起升速度高于200mm/min不安全。如何平衡效率安全的问题，如何确定合理的起升速度，存在较大的 争议。低速环链电动葫芦是相对于标准JB/T 5317环链电动葫芦而言的，顾名思义，起升速度要比JB/T 5317低，达到或者高于JB/T 5317标准规定的起升速度，则可以直接采用JB/T 5317，葫芦也不再是低速环链电动葫芦或低速环链电动提升机。目前的标准CECS 373：2014将低速环链电动提升机的起升速度规定为不高于200mm/min。标准JB/T 5317-2016最低的起升速度是250mm/min。综合标准CECS 373：2014、JB/T 5317-2016以及市场需求，本着安全、科学、尊重市场和预期技术进步的宗旨，起升速度定为250mm/min比较合理。3 寿命试验工况的确定3.1 确定工况寿命试验工况：额定载荷、试验总时间100h（单台试验时120h）、试验高度为链轮转动圈数1圈。3.2 目前存在的问题因为低速环链电动提升机工作级别低，使用不频繁，按照GB/T 3811-2008，其所有设计都是按照静强度设计的，不需要进行疲劳验算。按照JB/T 5317进行动载试验也只有1.1倍额定载荷，静载试验用1.25倍试验，来验证机构和结构件的额承载能力，不进行升降动作，按照CES 373：2014规定的1.25倍额定载荷在超载情况下进行寿命试验不合适。实际试验结果是，几乎所有的样品一次试验均达不到规定试验次数就会发生片齿轮的断齿、磨齿严重、断轴等情况3。3.3 确定依据3.3.1 相关标准（1）CECS 373：2014。目前低速环链电动提升机的寿命试验按照标准CEC S373：2014进行，该标准规定试验载荷为1.25倍额定载荷，上升600mm停30s，下降600mm停30s，动作330次。（2）JB/T 7334-2007已被JB/T 7334-2016取代。该标准规定按照1.25倍额定载荷，试验高度300mm，动作次数1000/链条行数。（3）JB/T 5317-2016。额定载荷、试验总时间100h。寿命试验为单台时，所达到的试验时间比规定时间长20%；寿命试验为3台时，所达到的平均试验时间应超过规定时间，且起重最小试验时间不低于规定时间的90%。（4）JB/T 7334-2016。1.1倍额定载荷、试验次数1500次、试验高度300/链条行数。3.3.2 标准分析对比上述4个标准中，CECS 373：2014是目前现行的试验标准；JB/T 7334-2007和JB/T 7334-2016是手拉葫芦标准，且JB/T 7334-2007是已被淘汰的标准；JB/T 5317-2016是环链电动葫芦标准，所以下面只分析对比CECS 373：2014、JB/T 5317-2016和JB/T 7334-2016。（1）CECS 373：2014标准规定的试验工况参照了淘汰的标准JB/T 7334-2007，规定疲劳试验载荷1.25倍载荷试验，与设计载荷不符。（2）JB/T 7334-2016是手拉葫芦标准，与低速环链电动提升机设计规则不同，试验工况也应该有所不同，并且JB/T 7334-2016规定1.1倍寿命试验，该工况也与设计载荷不符。（3）JB/T 5317-2016是环链电动葫芦标准，与低速环链电动提升机设计规则相同，所以试验工况相近，可以参照执行。但是低速环链电动提升机的额定起升速度低，不能满载JB/T 5317-2016附录A的运转方式，因为6s的起升时间，低速环链电动提升机链轮无法旋转1周，试验没有意义，需要适当增加试验高度，满载至少链轮可以旋转1周。3.3.3 疲劳试验等效应力循环要求对于不同的低速环链电动提升机，其起升速60 建筑机械SURVEYING专题论述度、链轮直径和链条行数不同，其试验起升高度的具体数值应该以等效的应力循环为准，即对于1个齿来说，只要达到了等效的应力循环次数，即认为有相同的疲劳寿命。（1）以运行总时间计算。N=60nh （1）式中 N齿轮的应力循环次数，次；n齿轮的转速，r/min；h运行时间，min。（2）以运行总高度计算。链条行数、链轮直径非标、试验条件相同情况下，有与标准试验高度不同的时候，可以以总的起升高度进行换算。HZ=Hd/m （2）式中 HZ试验砝码起升总高度，mm；Hd单链条工况下的起升总高度，mm；m 链条行数。4 总结（1）关键参数的确定既考虑到了现有标准，也考虑到了技术的发展和市场需求。（2）关键参数的确定既考虑了低速环链电动葫芦的前身手拉葫芦，也考虑了常规的环链电动葫芦，也充分考虑了低速环链电动提升机自身的 特点。（3）试验工况参照环链电动葫芦标准执行，但是应根据低速环链电动提升机自身的特点制定合适的运行方式。（4）试验高度至少保证起重链轮、游轮、齿轮、轴等传动件应力循环1周以上。（5）特殊情况下，不能按照既定工况进行试验时，可以进行应力循环等效试验，即保证应力循环次数相等。参考文献1王松雷，寇建惠.双钩单链低速环链电动葫芦在附着式升降脚手架上的应用J.建筑机械，2020（05）：60-62.2王松雷，秦春芳，方延春.单链低速环链电动葫芦的安全性能计算J.建筑机械，2020（09）：72-76.3王松雷，秦春芳，寇建惠.单链条低速环链电动葫芦传动系统失效分析J.建筑机械，2020（11）：82-86.提出的原位试验以确定路基土壤性质和力学行为。（3）路基是一个均匀的、各向同性的线弹性半无限空间连续体，进行试验时必须配备附加的检波器。（4）加载板越大会产生更深的应力分布，因此配备300mm直径加载板的试验仪器的R2值最高。同时，动态圆锥贯入仪试验测得的穿透指数能够了解路基土壤更深层次的力学特性。参考文献1李宏俊，潘少红，杨建桥.公路路基泥质软岩填料的力学特性研究J.粘接，2021，47（07）：58-62.2崔世斌，樊猛，水晨光.基于三轴试验与离散元模拟的路基土力学特性研究J.黑龙江工程学院学报，2021，35（02）：17-23.3周守磊.公路路基水敏性软岩改良土力学特性研究J.工程机械与维修，2022（04）：178-180.4宋杨，刘家光，孙文君，蒋佳俊.土石混填路基应力水平分析J.公路，2021，66（04）：62-67.5邢文茂.动荷载作用下高速铁路无砟轨道-路基的动力响应分析D.大连：大连交通大学，2020.6冯靖淳.交通荷载作用下无砟轨道路基动力响应研究D.南昌：华东交通大学，2021.7范彦军.落锤式弯沉仪（FWD）应用于市政道路合理性分析J.安徽建筑，2022，29（07）：138-139.8潘向军，马涛，何平.基于动态圆锥贯入检测的农村公路路基施工质量控制J.现代交通技术，2013，10（02）：5-7.9张立丽.利用标准贯入试验估算土体抗剪强度指标J.工程勘察，2022，50（08）：22-27.10 徐世法，李泽，房聪，等.基于单轴贯入试验的沥青混合料抗车辙性能影响因素研究J.北京建筑大学学报，2022，38（04）：9-15.（上接第57页）