1? 施工升降機概述

施工升降機 ( 也稱施工電梯、人貨梯 ) 是一種垂直運輸建筑材料和人員上下的高效率施工機械，該設(shè)備具有性能穩(wěn)定、提升高度大、運載能力強等特點，項目施工中起著不可替代的作用。隨著施工技術(shù)發(fā)展革新，超高層建筑、橋梁施工建設(shè)項目日益普遍，起升高度較以往明顯增高。施工升降機隨著起升高度的升高，作業(yè)效率、安全性、穩(wěn)定性各項數(shù)據(jù)均有所降低，同時運行成本卻有所增加。因此，有必要針對如何提供其施工效率進(jìn)行分析，本文研究通過硬件更新設(shè)計的方式解決以上問題。

2? 施工升降機傳統(tǒng)供電系統(tǒng)解析

2.1? 傳統(tǒng)供電系統(tǒng)原理

施工升降機傳統(tǒng)供電系統(tǒng)采用電纜進(jìn)行動力供應(yīng)，主要包括主電纜，固定在吊籠端的電纜臂架，固定在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)電纜導(dǎo)架，固定在基礎(chǔ)上電纜卷筒，電氣柜等部件構(gòu)成，如圖 1 所示。

施工升降機工作時，電纜臂架拖動主電纜從電纜導(dǎo)架中通過，跟隨吊籠上下移動，電纜線卷筒根據(jù)吊籠移動收、放主電纜，從而實現(xiàn)電力供應(yīng)。

2.2? 傳統(tǒng)供電系統(tǒng)應(yīng)用的利弊

隨著施工升降機起升高度增加，施工電梯運行時主電纜無有效固定跟隨吊籃上下移動，主電纜長期受電纜自重、風(fēng)吹、日曬、雨淋和高頻率運行的影響，電纜使用壽命進(jìn)一步縮短，同時電纜故障存在較高的施工安全風(fēng)險。

（1）電纜斷裂。自重影響電纜本身損耗和使用壽命。隨著施工高度的增加，電纜所受拉力增大，拉力由電纜的自重和風(fēng)荷載組成的合力，當(dāng)合力超過電纜允許的抗拉力時，就會發(fā)生斷裂。

（2）電纜扭轉(zhuǎn)主要是由外部溫度的變化和電纜彈性的變化引起的。電纜的內(nèi)部起保護作用的橡膠護套與外層橡膠對溫度的變化不同，電纜使用過程中會扭轉(zhuǎn)，電纜扭轉(zhuǎn)后無法復(fù)原，越長的電纜扭曲的可能性越大，導(dǎo)致電纜破損停電，影響施工升降機工作。

（3）供電系統(tǒng)損壞。施工升降機供電系統(tǒng)無可靠防護罩，從作業(yè)面上掉落雜物容易損壞供電系統(tǒng)，從而導(dǎo)致供電系統(tǒng)故障和中斷施工升降機作業(yè)；電纜長期上下拖拉運行，尤其在大風(fēng)天氣時大幅度晃動存在斷裂風(fēng)險，對運行造成重大安全隱患、

（4）有效載荷損失。施工升降機電纜的自重降低了有效載荷能力，同時增加了安全保護裝置工作負(fù)荷。綜上所述，傳統(tǒng)供電系統(tǒng)使用過程中存在風(fēng)險，

一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)速度慢，降低了施工效率，增加施工成本。

3? 滑觸線供電系統(tǒng)

3.1? 滑觸線供電系統(tǒng)原理

滑觸線供電系統(tǒng)是一種典型的接觸式供電系統(tǒng)，配電柜出線與滑觸線連接，通過集電極在母線槽滑動取電，達(dá)到為移動設(shè)備供電的目的。如圖 1 所示。

3.2? 滑觸線供電系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

（1）滑觸線供電系統(tǒng)與外部環(huán)境相對獨立，外部環(huán)境對滑觸線影響較小，能有效解決大風(fēng)天氣影響施工安全，同時避免電纜斷裂下墜造成安全事故的風(fēng)險，更高的安全性。

（2）滑觸線供電系統(tǒng)采用固定安裝，施工電梯采用集電器在母線槽滑動取電、供電。集電器運動只要幾斤的拉力，和上百米電纜自重比較大大降低能耗，同時降低吊籃負(fù)重能減少施工升降機的電機和齒輪機械磨損，提升施工升降機使用壽命，更好的效益。

（3）滑觸線供電系統(tǒng)

可按進(jìn)度、高度加減節(jié)安裝，更加便利。分節(jié)設(shè)計，零部件可單獨更換，使用過程中故障排除及修理比傳統(tǒng)供電方式更方便。

（4）傳統(tǒng)銅芯電纜回收和二次使用價值高且無有效保護，被盜風(fēng)險高?；|線供電系統(tǒng)可重復(fù)使用 5 年以上。傳統(tǒng)電纜的平均使用壽命 1~2 年，滑觸線使用壽命是傳統(tǒng)電纜 2~3 倍，具有更好的經(jīng)濟性。

3.3? 滑觸線供電系統(tǒng)設(shè)計

滑觸線供電系統(tǒng)有三大要素需要進(jìn)行設(shè)計：

（1）殼體，用來裝載和保護導(dǎo)線，采分段制造的，一般都制作成標(biāo)準(zhǔn)件，可以根據(jù)需求自行增減長度；

（2）連接各部分的組件緊固件；

（3）與導(dǎo)體接觸并將電力傳輸?shù)揭苿釉O(shè)備的集電極?；|線供電系統(tǒng)根據(jù)施工現(xiàn)場的條件差異，部件應(yīng)重新設(shè)計及論證。

3.3.1? 殼體設(shè)計

在設(shè)計殼體時要考慮保護導(dǎo)體免受外部環(huán)境影響的所有因素。必須具備功能包括：抵抗環(huán)境變化，保護導(dǎo)體免受異物損壞，較高的安裝拆卸效率，足夠裝下導(dǎo)體容量；根據(jù)性能要求，外殼的設(shè)計考慮取決于材料、形狀、長度、保護功能和導(dǎo)體尺寸。

（1）殼體材料不應(yīng)受到外界溫度變化的影響，其剛度足以抵抗風(fēng)荷載，并且應(yīng)輕便，便于運輸和安裝。高強度聚氯乙烯（PVC）作為廣泛用作建筑材料具有極其出色的機械強度，其線性膨脹系數(shù)極低，為50.4×10-6m/℃，當(dāng)溫度從 0℃升至 40℃時僅發(fā)生 2mm的膨脹。PVC 的比重為 1.45，約為鋁（2.7）的一半，因此對運輸及安裝拆卸工作都很安全。外殼的形狀和長度應(yīng)產(chǎn)生足夠的剛度抵抗風(fēng)荷載和異物的滲透并允許方便物料運輸和擴展工作方便。（2）由于垂直使用殼體承受風(fēng)載荷較，其厚度和形狀應(yīng)設(shè)計得堅固足以抵抗風(fēng)荷載，因此殼體厚度至少為 3mm；殼體橫截面尺寸根據(jù)使用施工升降機參數(shù)進(jìn)行設(shè)計。以某品牌雙籠施工升降機為例，額定電壓 380V，額定電流 120A。導(dǎo)體的額定的載流量與其橫截面積成正比，查閱資料可得，導(dǎo)體與集電器的接觸橫截面積不小于 50mm2；此外為保障滑觸線有足夠剛度，滑觸線的單位長度不宜過長，選擇2 個施工升降機標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度為 3m。（3）殼體一側(cè)必須留有集電極與導(dǎo)體的接觸的開口，為保障殼體對導(dǎo)體的保護，減少雨水、浮塵侵蝕，提高防護等級。因此，需要在集電極與導(dǎo)體接觸時設(shè)置自動開閉的小裝置。增加橡膠擋板固定在殼體一側(cè)，當(dāng)集電器劃入和劃出殼體時，擋板會打開和關(guān)閉。

3.3.2? 滑觸線連接裝置設(shè)計

兩個相鄰的滑觸線標(biāo)準(zhǔn)件連接時，應(yīng)考慮溫度變化，安拆效率，導(dǎo)體保護等因素。設(shè)計時首先要預(yù)留適當(dāng)?shù)拈g隙應(yīng)對導(dǎo)體及殼體組成接頭隨溫度升高而膨脹引起的形變，當(dāng)施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度在 -30℃ ~40℃之間變化時，線性膨脹系數(shù)為 50.4×10-6m/℃的殼體*大形變量 4mm。線性膨脹系數(shù)為 16.7×10-6m/℃的導(dǎo)體*大形變量是 1.3mm。因此設(shè)計時形變量更大的殼體長度作為參考標(biāo)準(zhǔn)，必須保障 4mm 的接頭間隙?；|線通過連接板開孔與導(dǎo)體重疊位置開孔使用螺栓硬連接的方式，除了安拆效率不高且會對導(dǎo)體熱脹冷縮起限制作用，需要在滑觸線系統(tǒng)多處增加補償裝置。此外，還會存在滑觸線使用過程中錯位風(fēng)險。

通過改進(jìn)設(shè)計滑觸線連接方式：該連接系統(tǒng)類似與氣路的快速接頭，先將導(dǎo)體插入接頭中。通過在接頭的上段的彈簧壓板固定住，然后把接頭與殼體連接卡槽卡住，工人只需將接頭插入外殼，無需任何額外的工具，就可以快速地將滑觸線進(jìn)行連接。*后，接頭與殼體形成一個整體，保護導(dǎo)體不受外來因素影響，而兩根滑觸線內(nèi)部導(dǎo)體任具有相對獨立的延展空間。即保障導(dǎo)體可以根據(jù)溫度變化進(jìn)行自有伸縮，同時兼顧連接的效率。

3.3.3? 集電器裝置設(shè)計

滑觸線集電器設(shè)計時要考慮因素包括：良好的動力傳導(dǎo)性，*大限度地減少橡膠蓋的磨損，并能抵抗提升機的振動；當(dāng)集電器的碳刷經(jīng)過滑觸線時，集電器會與橡膠蓋板不斷摩擦，造成部件磨損。所以集電器的兩端都設(shè)計成流線型，接觸面為圓弧形，*大限度地減少磨損，同時利于橡膠擋板順利的開啟和關(guān)閉。集電器安裝在吊籠上，設(shè)計時應(yīng)考慮吊籠振動對集電器的影響。采用硬連接，集電器和滑觸線在運行中存在因振動損壞風(fēng)險。設(shè)計集電器時參考攝像機穩(wěn)定器原理，保障其在水平垂直方向足夠的自有度。可以防止集電器脫落、損壞等情況發(fā)生。

3.3.4 滑觸線供電系統(tǒng)安裝

通過對滑觸線供電系統(tǒng)的設(shè)計改進(jìn)工作，其特性已適用于垂直使用的施工升降機。安裝時將單根滑觸線使用固定夾拼成 380V 供電線組，再拼裝好供電線組固定在標(biāo)準(zhǔn)件上的安裝支架上，嘴周固定在吊籠上的集電器與滑觸線組合，調(diào)試形成整體，*后通電進(jìn)行試車。

4? 結(jié)語

本文通過滑觸線供電系統(tǒng)與傳統(tǒng)供電系統(tǒng)分析比較，針對施工升降機供電系統(tǒng)使用中的通病進(jìn)行改進(jìn)?；|線供電系統(tǒng)降低了使用中的安全風(fēng)險、成本，提高作業(yè)穩(wěn)定性，對施工升降機運行效率有明顯提升。目前該系統(tǒng)已在*新一代的升降機產(chǎn)品中進(jìn)行應(yīng)用，且取得了較好的應(yīng)用效果，隨著滑觸線供電系統(tǒng)應(yīng)用場景日益增多，相對應(yīng)的技術(shù)革新也將日趨成熟。