施工升降梯新型逃生天窗门锁设计

周永杰

（广州逸安工程机械有限公司，广东 广州 510890）

引言

在目前建筑工地施工中，施工升降梯是多层建筑施工的主要设备之一，而建筑工地的施工安全问题是重中之重，但是意外往往不可能完全避免，而安全逃生天窗则是意外发生时的生命窗口。目前市面上的施工升降梯逃生天窗多采用机电联锁控制，或者是只能够在内部开启天窗的机械控制，这些方法都存在着明显弊端。装有机电联锁装置的施工升降梯天窗，日常维护需要投入的成本较大，并且在施工升降机工作时，会上下晃动，在安全机电联锁断电时，会导致电梯断电，甚至造成天窗无法打开，降低施工电梯工作的稳定性[1]。仅供内部开启的单向机械锁和不具备安全锁的天窗，前者存在的弊端为仅能内部打开天窗，在发生意外时无法从内部打开天窗，会使救援行动被拖缓，后者因不设有安全锁，其在施工升降梯运行的时候，会因震动使天窗小幅度开启，导致电梯断电，影响施工的正常进行。

1 施工升降梯逃生天窗门锁整体方案设计

针对上述各种方案的弊端，本文设计了一种施工升降机逃生天窗门锁，采用全机械结构设计，在设计上相对于机电联锁结构要简单，在功能上可兼顾内外两侧的人员开启天窗。在内部人员无法开启天窗时，外部的人员可以通过外部的机构开启天窗，不必花时间对施工升降梯进行破拆，其整体如图1所示，逃生天窗安装于电梯施工框架顶部中间位置，由天窗门框安装定位；该逃生天窗门锁通过安装在天窗门下的门锁装置与天窗门框的联动，开启或解除限位。在解除限位后，可通过天窗门上、下的把手使天窗门翻转来实现天窗门的开启或关闭[2]。

图1 施工升降梯吊逃生天窗门锁示意图

2 施工升降梯逃生天窗门动作细节设计

逃生天窗结构除了天窗和天窗门框以外，还有上把手、下把手、上推块、下推块、锁舌、弹簧挡块，如图2所示。

图2 逃生天窗结构示意图

如下页图3所示，天窗门状态分为开启与关闭状态。开启时分为内部开启和外部开启；从外部开启时，推动扣于天窗门框外的上推块，使锁舌回缩，离开弹簧挡块，天窗门限位解除，上拉上把手，天窗开启；从内部开启时，拉动下推块，使锁舌回缩，离开弹簧挡块，天窗门限位解除，上推下把手，天窗开启。

图3 施工升降梯吊逃生天窗门工作流程

从外部关闭时，下推上把手，锁舌与弹簧挡块接触后，在弹簧挡块推力的作用下回缩，在越过弹簧挡块之后复位，锁舌处于弹簧挡块下方，弹簧回弹锁止装置开启，天窗关闭并完成自锁；从内部关闭时，下拉下把手，锁舌与弹簧挡块接触后，在弹簧挡块推力的作用下回缩，在越过弹簧挡块之后复位，锁舌处于弹簧挡块下方，弹簧回弹锁止装置开启，天窗关闭完成自锁[3]。

本装置采用了纯机械的结构设计，结构简单，工作稳定，制造成本低，日常检查中，步骤简洁，在设备出现故障时，维护时间短，维护操作方便，维护成本低。

3 施工升降梯逃生天窗门锁自锁装置的设计

如前文所提到的，部分施工升降梯在上、下运行的过程中，逃生天窗会因为上下晃动所带来的震幅而小幅度开启。为了解决这一问题，整个逃生天窗结构里设计了自锁装置。逃生天窗自锁装置结构如图4所示，上推块和下推块的运动均带着锁进行。在开启天窗门时，推动上推块，上推块会带着锁舌回缩，使锁舌离开弹簧挡块的限制范围，天窗门的限位关闭，可以开启。在关闭天窗门时，锁舌的弧面与弹簧挡块接触，在弹簧挡块的推力下，锁舌压缩弹簧回缩，当锁舌下滑至弹簧挡块下方，其弧面不与弹簧挡块接触时，弹簧复位将锁舌一并复位，这时锁舌完全处于弹簧挡块的下方，形成自锁[4]。

图4 逃生天窗自锁装置结构图

关于弹簧的选型，根据整个自锁装置的整体尺寸，选取型号为2.0×24×70的弹簧，材料为弹簧钢（60Mn/65Mn/70Mn）。查表可知，弹簧钢的切变模量G=79 GPa；根据弹簧的规格可知，弹簧d=2 mm，D=24 mm，H0=70 mm，总线圈为N0=16，有效线圈为N=14。

弹簧刚度K计算公式：

代入数据计算得K=0.816 N/mm。

根据装置的设计参数，需要将弹簧压缩50 mm才能使锁舌脱离弹簧挡块的限位，所以H=50 mm。

通过计算可知将弹簧压缩50 mm时，需要用到的力F=KH=40.8 N，符合人机工学，可以使用。

4 结语

本文设计的一种施工升降梯逃生天窗门锁，可以从内部和外部开启逃生天窗，同时还设有自锁装置，使天窗更加稳定。对比市面上的施工升降梯天窗，比单向开启天窗的适用性更强，比机电联锁控制的更加稳定，可以有效地减少施工升降梯在作业时因机电联锁而产生的噪音和震动。对比无锁的天窗则是避免了在施工升降梯工作的过程中因震动而导致打开天窗时工程作业暂停的事故，具有结构简单、工作稳定、制造成本低的特点。