施工升降机自动门驱动装置的结构设计

赖萃旺

（广州逸安工程机械有限公司，广州 510800）

在建筑工地施工中，施工升降机是常见的运载设备，主要由轿厢、驱动机构、标准节、附墙、底盘、围栏以及电气系统等部分组成，主要负责人和货的垂直运输工作[1]。吊笼是升降机上重要的装载装置。吊笼上的吊笼门多采用手动和自动两种开关方式[2]。链接吊笼门一般采用钢丝绳或链条形式的柔性连接驱动，需要单独设置门锁。此外，柔性连接传动存在钢丝绳脱槽或链条脱离链轮等问题[3-5]。本文主要介绍一种适用于施工升降机自动门驱动装置的结构设计及其实现过程。

1 施工升降机自动门驱动装置整体方案设计思路

用于施工电梯升降机自动门的驱动装置，需要在吊笼顶部两侧设置供自动门转动的转角器，同时将转角器输出轴通过齿轮连接，转角器输出轴链接的齿轮与安装在自动门两侧的齿条啮合。含驱动电机的驱动机构安装在吊笼顶部，与转角器输入轴的转轴相连接，用于同时驱动两根转轴。

驱动机构同时驱动两根转轴，两根转轴驱动两侧的转角器，转角器将动力转向90°，并从输出轴驱动齿轮。由于齿轮与自动门的齿条啮合，齿轮的旋转会带动齿条相对齿轮上下移动，进而驱动自动门升降。设计采用齿轮与齿条的啮合驱动，稳定性高。驱动机构可以使用自带刹车或自锁的驱动机构，用于锁定自动门，不必再单独设置门锁。

2 施工升降机驱动装置的整体结构

如图1所示，施工升降机自动门驱动系统由吊笼1、驱动装置2和自动门3组成。驱动装置2包括设在吊笼1顶部两侧的转角器25、与转角器25输出轴连接的齿轮26、设在自动门3两侧且与对应的齿轮26啮合的齿条27、设在吊笼1顶部且与转角器25输入轴连接的转轴23和同时驱动两根转轴23的驱动机构21。驱动机构21和两侧的转角器25安装在安装座24上，使得驱动机构21、转角器25、转轴23和齿轮26形成一个整体模块，保证两个齿轮26的安装精准和同步运动。安装座24安装在吊笼1顶部靠近自动门3的一侧，包括两根横杆和设在横杆底部的支座。支座通过螺栓固定在吊笼1上，两个转角器25分别固定在横杆的两端。驱动机构21固定在横杆的中间位置，两个转角器25关于驱动机构21呈对称设置。驱动机构21包括电机和减速器，电机与减速器的输入轴连接，减速器的两个输出轴分别与两侧的转轴23连接。驱动机构21带有自锁和刹车功能，自动门3停止时，依靠自锁功能防止齿轮26反转，保证自动门3不会下坠，从而不必单独设置门锁。减速器输出轴与转轴23一端之间设有联轴器22，转角器25的输入端与转轴23另一端之间设有联轴器22。转角器25的位置可以适当调整，确保齿条27可在齿轮26上做有效啮合运动。转角器25包括壳体、与输入轴连接的第一扇形齿轮和与输出轴连接的第二扇形齿轮。第一扇形齿轮与第二扇形齿轮啮合，输入轴与输出轴相互垂直。齿条27设在自动门3内侧的两侧位置，自动门3的两侧面设有导向条31。导向条31与吊笼1上的滑轮32配合，可增加自动门3升降的稳定性。

施工升降机自动门驱动系统具体安装位置及安装方法，如图1所示。驱动机构21和两侧的转角器25安装在安装座24上，安装座24安装在吊笼顶部靠近自动门3的一侧。安装座24包括两根横杆和设在横杆底部的支座。两个转角器25分别固定在横杆的两端，驱动机构21固定在横杆的中间位置。驱动机构21包括电机和减速器，电机与减速器的输入轴连接，减速器的两个输出轴分别与两侧的转轴23连接。减速器的输出轴与转轴一端之间采用联轴器连接。

图1 施工升降机自动门驱动系统结构

3 施工升降机自动门升降过程设计

施工升降机自动门的升降主要采用以驱动机构驱动的自动升降方式，工作原理如图2和图3所示，可分为上升动作和下降动作两种工作状态。

图2 驱动机构工作流程图

图3 驱动机构内部

3.1 上升动作

自动门执行上升操作时，驱动机构21同时驱动左右两根转轴23转动，两根转轴23分别带动两侧的转角器25旋转，转角器25将动力转向90°并从输出轴驱动齿轮26。由于齿轮26与自动门3的齿条27啮合，齿轮26旋转带动齿条27相对齿轮26向上移动，实现自动门3上升运动。

3.2 下降动作

当自动门上升动作执行完毕开始执行下降操作时，驱动机构21反向驱动转轴23旋转，转轴23带动两侧的转角器25反向旋转，转角器25将动力转向90°并从输出轴驱动齿轮26。由于齿轮26与自动门3的齿条27啮合，齿轮26旋转带动齿条27相对齿轮26向下移动，实现自动门3下降运动。

驱动机构21和两侧的转角器25安装在安装座24上，使得驱动机构21、转角器25、转轴23和齿轮26形成一个整体模块，保证两个齿轮26的安装精准和同步运动。驱动机构21固定在横杆的中间位置，两个转角器25关于驱动机构21呈对称设置。驱动机构21带有自锁和刹车功能。自动门3停止时，依靠自锁功能防止齿轮26反转，保证自动门3不会下坠，从而不必单独设置门锁。齿条27设在自动门3内侧的两侧位置，自动门3的两侧面设有导向条31，导向条31与吊笼1上的滑轮32配合，增加了自动门3升降的稳定性。转角器的输入端与转轴另一端设有联轴器。运用转角器可实现双齿轮传动，保证自动门运行的安全性和流畅度。本设计结构简单，安装方便，适用于特种作业装备，可有效提高工作效率，降低劳动强度和劳动风险。此外，设计采用刚性传动，可做到动停自如，不必单独设置吊笼门锁。

4 结语

本文设计了一种用于施工升降机自动门驱动装置，可以实现自动门的自动锁定，通过齿轮齿条啮合传动，传动稳定可靠。驱动装置所采用驱动机构，可采用带自锁功能的机构，实现自动门自动上锁，无须手工操作，能有效提高工作效率，降低劳动强度。本设计结构简单，成本较低，使用方便，易于维护。