大跨度滑梯式圆弧旋转擦窗机

张荣庚/ZHANG Rong-geng

（江苏博宇建筑工程设备科技有限公司，江苏 无锡 214101）

现代化的城市建筑在满足传统的住人、办公、休闲娱乐等要求的同时，还具有美化城市的功能。在琳琅满目的现代城市建筑中，各种彰显个性的建筑物比比皆是，这也成了现代化城市的一道道靓丽风景。擦窗机作为现代建筑的一种配套清洗保养设备，也在不断的推陈出新。我公司根据用户要求，开发制作了一种新型滑梯式圆弧旋转擦窗机。该项目建筑物为一半球形穹顶建筑，其下端座落在直径为36m的混凝土圈梁上，上端为直径4.5m的矩形管钢结构，半球表面为玻璃幕墙，具体如图1所示。用户提出需在其内部安装擦窗机，以便定期对玻璃幕墙内饰面进行清洗保养。

图1 建筑物剖面图及擦窗机总体方案

1 总体方案确定

通过对建筑结构的研究和现场实地勘察，确定总体方案如下。

1）擦窗机采用拱形滑梯主结构。一方面拱形结构与建筑物造型协调融合，另一方面拱形结构受力合理，用材少、自重轻，这样建筑物所增加承受的载荷也小。

2）在建筑物下端混凝土圈梁内悬挑安装一条圆形工字钢下轨道，在建筑物上端矩形管钢结构下安装一条圆形工字钢上轨道。

3）擦窗机通过下行走机构骑坐在工字钢下轨道上，通过上行走装置悬挂支撑在上轨道上。

2 设计难点

1）上、下行走系统位于不同标高平面，上下圆形轨道高低差达17.4m，下圆形轨道半径为17.27m，上圆形轨道半径为2.25m，且上行走装置为悬挂结构，如何使上下行走机构在各自的圆形轨道上实现绕同一转轴的旋转运行是一大难点。

2）如何确保操作人员在滑梯架内安全通行，并顺利完成对建筑物玻璃幕墙内饰面的清洗保养工作也是一个关键要解决的问题。

3）国内尚没有哪个生产厂家制作过如此大尺寸的拱形结构滑梯式擦窗机，无可供参考借鉴的先例。

3 结构组成

我公司设计、制作的半球形内饰面清洗用CHT150XN.172型滑梯式圆弧旋转擦窗机主要由圆形工字钢下轨道、下行走机构、电控系统、拱形滑梯架、上行走装置、圆形工字钢上轨道等部分组成，如图2所示。

图2 CHT150XN.172滑梯式圆弧旋转擦窗机总图

4 结构说明

1）滑梯架为本擦窗机主结构件，是作业人员进行工作的活动空间。如图2所示，滑梯架内安装了多段直爬梯和多个工作平台，这些直爬梯和工作平台是根据滑梯架的拱形形状而合理地布置的，它使工作人员在滑梯架内既能舒适地通行，又能安全地进行清洗作业。

2）滑梯架下端用螺栓固定在下行走机构上。下行走机构主要由导向轮、行走轮、转轴、滑梯安装座、驱动装置等组成。行走轮压在下圆形轨道上，是擦窗机的下部支撑点，导向轮和转轴的设置是为了确保擦窗机下部能始终沿下圆形轨道行走，下行走机构上还安装有驱动装置——SEW三合一减速器，提供擦窗机运行所需动力，是擦窗机主动行走装置。

3）滑梯架上端通过1根转轴和上行走装置相连。上行走装置主要由导向轮、内侧悬挂轮、外侧悬挂轮、悬挂架、转轴等组成。上行走装置通过内、外侧悬挂轮悬挂安装于上圆形轨道下，是擦窗机的上部支撑点，转轴和导向轮的设置同样是为了确保擦窗机上部能始终沿上圆形轨道运行。上行走装置无动力，是擦窗机被动行走装置。

4）由于主结构采用拱形滑梯架型式，受力合理，所需主材料截面不大，设备自重较轻（整机重约2t），运行阻力很小，因此仅下行走机构带了动力装置，是主动行走系统。当下行走机构的驱动装置工作时，通过滑梯架的带动，上行走装置也跟着一起旋转运行。这样的主、被动行走设计，不但很好地解决了上下行走机构在各自的轨道上实现绕同一转轴旋转运行这一难题，而且还节约了成本。

5）在滑梯架的中部安装有电控箱并配装有遥控操作手柄，这样作业人员在滑梯架的任何部位均可对擦窗机的运行进行控制。本擦窗机的电气控制和各级安全保护装置均通过PLC系统控制。

5 操作实施

作业人员通过在滑梯架内的移动和作业可以方便、安全地完成对滑梯架范围内建筑物幕墙内饰面的清洗工作，再通过下行走机构驱动并带动上行走装置运行，使擦窗机作业范围覆盖到半球建筑物的整个内饰面。下行走机构中还配置了卡轨器，在非工作状态时，它可以牢固地将擦窗机固定、停放在任意位置。

6 结 语

我公司所承接、设计和制造的CHT150XN.172型滑梯式圆弧旋转擦窗机，是国内首台大跨度半球形建筑物玻璃幕墙内饰面清洗设备，它结构紧凑、轻巧，造型美观，同时还具有很好的作业稳定性，其完成安装后的效果如图3所示。

图3 设备完工图片