穿心式自升全液压步进提升机及提升施工平台的方法.pdf

本发明公开了一种穿心式自升全液压步进提升机以及提升施工平台的方法，包括提升杆、液压提升系统和PLC控制系统，液压提升系统包括底座、油缸体、下部锁紧装置、活塞杆、导向套、上部锁紧装置和缸盖；油缸体上部与缸盖固定连接，下部与底座固定连接；所述下部锁紧装置内置在底座内；上部锁紧装置内置在活塞杆上端，活塞杆上端封口盖与上部锁紧装置之间设有上复位弹簧；导向套设置在提升杆与活塞杆之间，导向套下端部与下部锁紧装置之间设有下复位弹簧；提升杆的下端部连接有球铰螺母；各锁紧压力油腔分别设有液控单向阀。本发明具有操作简便、安全可靠，而且能够实现提升设备自行爬升，不仅能实现载荷上升，还能实现载荷下降的液压提升装置。

1.  一种穿心式自升全液压步进提升机，包括提升杆、液压提升系统和PLC控制系统，所述提升杆从液压提升系统内穿过，其特征在于，所述液压提升系统包括底座、油缸体、下部锁紧装置、活塞杆、导向套、上部锁紧装置和缸盖；
所述油缸体上部与缸盖固定连接，下部与底座固定连接；
所述活塞杆一端设置在油缸体内部，活塞杆与油缸体及导向套之间为主压力油腔；
所述下部锁紧装置内置在底座内，底座上端部设有端盖，底座与下部锁紧装置及端盖之间设有下压力油腔；
所述导向套设置在提升杆与活塞杆之间，导向套下端部与下部锁紧装置之间设有下复位弹簧；
活塞杆上端部设有容置腔并在容置腔顶部设有封口盖，所述上部锁紧装置内置在容置腔内，封口盖与上部锁紧装置之间设有上复位弹簧，上部端盖、活塞杆上端部以及上部锁紧装置及封口盖之间设有上压力油腔；
所述提升杆的下端部连接有球铰螺母；
所述上压力油腔、主压力油腔以及下压力油腔的锁紧腔分别设有液控单向阀。

2.  如权利要求1所述的穿心式自升全液压步进提升机，其特征在于，所述下部锁紧装置包括下离合器、下锥套活塞，所述下离合器外表面成圆锥面，下锥套活塞内锥面与下离合器的外锥面配合。

3.  如权利要求2所述的穿心式自升全液压步进提升机，其特征在于，所述导向套的下端面设有凹槽，所述下复位弹簧一端通过凹槽定位，另一端抵靠在下离合器的上部端面上。

4.  如权利要求1所述的穿心式自升全液压步进提升机，其特征在于，所述上部锁紧装置包括上离合器、上锥套活塞，所述上离合器外表面成圆锥面，上锥套活塞的内锥面与上离合器的外锥面配合。

5.  如权利要求4所述的穿心式自升全液压步进提升机，其特征在于，所述封口盖的下端面设有凹槽，所述上复位弹簧一端通过凹槽定位，另一端抵靠在上离合器的上部端面上。

6.  如权利要求3或5所述的穿心式自升全液压步进提升机，其特征在于，所述上离合器和下离合器均为三瓣式锥套式螺旋齿形卡爪。

7.  如权利要求6所述的穿心式自升全液压步进提升机，其特征在于，所述上压力油腔、下压力油腔内均设有压力传感器；所述油缸体外部设有编码位移传感器。

8.  如权利要求1所述的穿心式自升全液压步进提升机，其特征在于，所述提升杆为光杆或螺杆。

9.  一种采用如权利要求1至8所述的全液压步进提升机提升施工平台的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、根据施工平台的大小确定吊点，安装导向支撑立柱；
(2)、采用位于导向支撑立柱两侧的两台提升机作为一组固定在同一提升支架上，由两根提升杆穿过提升支架其下端的球铰螺母与施工平台的吊靴铰接组成一个吊点；
(3)、在提升支架和施工平台上设置不倒翁拨爪，以支撑提升支架和施工平台，导向支撑立柱上定距开设支撑窗孔；
(4)、启动液压提升系统，驱动各吊点的液压提升机同步进入爬升动作模式，使提升支架按要求沿着导向支撑结构立柱自动步进爬升到预定高度，待提升支架以不倒翁拨爪复位后换向动作使提升机支架下降，由不倒翁拨爪将提升机支架固定在这个高度上的导向支撑立柱支撑窗孔上；
(5)、切换控制方式操作提升机进入提升动作模式，将整个施工平台按要求自动步进提升到预定高度，待钢架平台的不倒翁拨爪复位后换向下降，使整个钢架平台慢慢回落由不倒翁拨爪固定在导向支撑结构立柱支撑窗孔上。

穿心式自升全液压步进提升机及提升施工平台的方法
技术领域
本发明涉及一种液压提升装置，具体地说涉及一种穿心式自升全液压步进提升机以及其提升施工平台的方法，尤其是适用于高层或超高层建筑物的整体提升钢平台的外挂、内挂工具式悬挂脚手架系统的穿心式提升装置。
背景技术
目前，现浇钢筋混凝土结构大多采用滑模、爬模(电动升降脚手架)等施工法，其提升设备主要为电动卷扬机、电动葫芦或液压千斤顶。当采用电动葫芦作为动力设备时，由于滑模、爬模脚手架(电动升降脚手架)上禁止堆载而且大模板单块承重不大，一般电动葫芦起重量不超过10吨；如应用电动卷扬机，其体积和自重都比较大，而且钢丝绳走向较为复杂，安全操作比较困难；上述两种形式虽然可以提供相当的提升力，但是两者都无法实施提升设备的自行爬升。而采用液压千斤顶作为动力设备时，市场上的普通液压千斤顶不适合整体提升钢平台的需要，这类千斤顶只能载荷上升不能载荷下降，对施工就位、校正带来很大不便，影响施工进度和质量。
因此，设计出一种操作简便、安全可靠，而且能够实现提升设备自行爬升，不仅能实现载荷上升，还能实现载荷下降的液压提升装置，成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简便、安全可靠的穿心式自升全液压步进提升机，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
一种穿心式自升全液压步进提升机，包括提升杆、液压提升系统和PLC控制系统，所述提升杆从液压提升系统内穿过，其特征在于，所述液压提升系统包括底座、油缸体、下部锁紧装置、活塞杆、导向套、上部锁紧装置和缸盖；
所述油缸体上部与缸盖固定连接，下部与底座固定连接；
所述活塞杆一端设置在油缸体内部，活塞杆与油缸体及导向套之间为主压力油腔；
所述下部锁紧装置内置在底座内，底座上端部设有端盖，底座与下部锁紧装置及端盖之间设有下压力油腔；
所述导向套设置在提升杆与活塞杆之间，导向套下端部与下部锁紧装置之间设有下复位弹簧；
活塞杆上端部设有容置腔并在容置腔顶部设有封口盖，所述上部锁紧装置内置在容置腔内，封口盖与上部锁紧装置之间设有上复位弹簧，上部端盖、活塞杆上端部以及上部锁紧装置及封口盖之间设有上压力油腔；
所述提升杆的下端部连接有球铰螺母；
所述上压力油腔、主压力油腔以及下压力油腔的锁紧腔分别设有液控单向阀。
本发明同时公开了采用本发明提升机提升施工平台的方法，其包括如下步骤：
(1)、根据施工平台的大小确定吊点，安装导向支撑立柱；
(2)、采用位于导向支撑立柱两侧的两台提升机作为一组固定在同一提升支架上，由两根提升杆穿过提升支架其下端的球铰螺母与施工平台的吊靴铰接组成一个吊点；
(3)、在提升支架和施工平台上设置不倒翁拨爪，以支撑提升支架和施工平台，导向支撑立柱上定距开设支撑窗孔；
(4)、启动液压提升系统，驱动各吊点的液压提升机同步进入爬升动作模式，使提升支架按要求沿着导向支撑结构立柱自动步进爬升到预定高度，待提升支架以不倒翁拨爪复位后换向动作使提升机支架下降，由不倒翁拨爪将提升机支架固定在这个高度上的导向支撑立柱支撑窗孔上；
(5)、切换控制方式操作提升机进入提升动作模式，将整个施工平台按要求自动步进提升到预定高度，待钢架平台的不倒翁拨爪复位后换向下降，使整个钢架平台慢慢回落由不倒翁拨爪固定在导向支撑结构立柱支撑窗孔上。
与现有技术相比，本发明穿心式自升全液压步进提升机具有可靠的升降自如、自锁定位、保压功能。其以液压步进的形式，能够按照预定的速度自行爬升或下降到任意指定的位置，并能够可靠地固定在此位置；并根据要求以指定的速度步进提升或下放被吊钢平台到指定位置并固定。本发明的优点是：以简单的结构、较低的造价，提供足够的提升动力来满足施工需要；能够使被吊钢平台沿着提升杆自行爬升到预定的位置，满足施工的需要；操作简单、安全可靠、提升动力大，具有很高的提升效率。
附图说明
图1是本发明提升机结构示意图；
图2是采用本发明提升施工平台时一个吊点处结构图；
图3是本发明液压原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明穿心式自升全液压步进提升机，包括提升杆1、液压提升系统和PLC控制系统，所述提升杆1从液压提升系统内穿过，所述液压提升系统包括底座2、油缸体3、上部锁紧装置、活塞杆4、导向套5、下部锁紧装置和缸盖6；
所述油缸体3上部与缸盖6固定连接，下部与底座2固定连接；所述活塞杆4一端设置在油缸体3内部，活塞杆4与油缸体3及导向套5之间为主压力油腔；
所述下部锁紧装置内置在底座2内，底座上端部设有端盖13，底座2与下部锁紧装置及端盖13之间设有下压力油腔；所述导向套5设置在提升杆1与活塞杆4之间，导向套5下端部与下部锁紧装置之间设有下复位弹簧7；
活塞杆4上端部设有容置腔并在容置腔顶部设有封口盖8，所述上部锁紧装置内置在容置腔内，封口盖8与上部锁紧装置之间设有上复位弹簧9，上部端盖8、活塞杆4上端部以及上部锁紧装置及封口盖8之间设有上压力油腔；
所述提升杆1的下端部连接有球铰螺母10；所述上压力油腔、主压力油腔以及下压力油腔的B、B1和B2油口分别设有液控单向阀。图1中，A、B为主压力油腔的进回油通道；A1、B1为上压力油腔的进回油通道；A2、B2为下压力油腔的进回油通道；
所述下部锁紧装置包括下离合器11和下锥套活塞12，所述下离合器11外表面成圆锥面，下锥套活塞12内锥面与下离合器11的外锥面配合。所述导向套5的下端面设有凹槽，所述下复位弹簧7一端通过凹槽定位，另一端抵靠在下离合器11的上部端面上。
所述上部锁紧装置包括上离合器14、上锥套活塞15，所述上离合器14外表面成圆锥面，上锥套活塞15内锥面与上离合器14的外锥面配合。所述封口盖8的下端面设有凹槽，所述上复位弹簧9一端通过凹槽定位，另一端抵靠在上离合器14的上部端面上。
所述上离合器14和下离合器11均为三瓣式锥套式螺旋齿形卡爪。
所述上压力油腔、下压力油腔均设有压力传感器；所述油缸体外部设有编码位移传感器。
所述提升杆1为光杆或螺杆。
本发明的工作原理：油缸和离合器均采用液压驱动。离合器采用三瓣式锥套式螺旋齿形卡爪与提升杆分合，由锥套活塞传递载荷至油缸活塞或缸体。复位采用弹簧力和导向锥完成。各油缸的下压力腔内置液控单向阀来确保动作可靠，在失去动力源的状态下，提升机可以非常可靠地自动锁定在原位置。
当需要提升工作时，根据可编程序的设定要求，原始待用状态可以设定为上下离合器均为锁紧状态，操作PLC控制盒开关驱动液压系统，首先使下离合器作分离动作，并根据下离合器作用腔的压力继电器的预定反馈信号顺序使主压力油腔开始提升工作，活塞杆提升施工平台走完一个步进行程，此时根据油缸体外置的编码位移传感器的预定反馈信号顺序使下离合器动作合上，使油缸底座承受载荷，然后根据下离合器作用腔的压力继电器的预定反馈信号顺序打开上离合器，并根据上离合器作用腔即上压力油腔的压力继电器的预定反馈信号顺序使主压力油腔的活塞杆退回原位，再根据油缸体外置的编码位移传感器的预定反馈信号顺序使活塞杆内置的上离合器合上，使活塞杆承受载荷从而完成了一个步进循环的工作。依此，周而复始就可以完成整个提升工作。反之则可以作下降的工作。
图3为本发明液压原理图，其中20-液压泵组合、21-三位四通电控(Y型中位机能)换向阀、22-调速阀、23-液控单向阀、24-压力传感器、25-PLC控制箱。液压系统采用中高压定量柱塞泵做动力源，压力和流量根据具体要求可以随时调定。动作控制则采用PLC、压力传感器、编码位置传感器和三位四通电控换向阀、手动调速阀等元件来满足提升机的动作和速度要求，为了防止液压系统故障或者液压管道损坏等非正常原因导致泄压，液控单向阀则内置在油缸缸体内，作为安全硬件的配置。始终保证提升机的可靠自锁。
液压泵动力源、控制PLC箱、压力传感器、三位四通电控换向阀、手动调速阀以及液压油出口分流阀块均集成设计成一个小车式组合移动单元，外形美观，安装容易，操作方便。
在工程施工中，当需要将滑模、爬模等施工平台提升时，可采用本发明所述的全液压步进提升机来提升施工平台，如图2所示，首先先根据施工平台的大小确定吊点数量。在高处的建筑施工设施上安装若干根导向支撑立柱19。
一般采用位于导向支撑立柱两侧的两台提升机作为一组固定在同一提升支架15上，由两根提升杆1穿过提升支架15，其下端的球铰螺母10与施工平台16的吊靴17铰接组成一个吊点；一个吊点的两台提升机用联接螺栓安装在与其同时上升或下降的提升支架15上，在提升支架15和施工平台16上设置不倒翁拨爪18，用以支撑提升支架和钢平台，两者均套装在导向支撑结构立柱19上升降；导向支撑立柱上根据需要定距开有支撑窗孔和不倒翁拨爪18配合作用。
下面以钢平台的一个吊点为例做应用说明：
当需要升降时，启动液压系统，驱动各吊点的液压提升机同步进入爬升动作模式，先使提升支架15按要求沿着导向支撑立柱19自动步进爬升到预定高度，待提升支架15以不倒翁拨爪18复位进入支撑窗孔后，换向动作使提升支架15下降，由不倒翁拨爪18将提升支架15固定在这个高度上的导向支撑立柱19支撑窗孔上。
然后切换控制方式操作提升机进入提升动作模式，将整个施工平台16按要求自动步进提升到预定高度，待施工平台16的不倒翁拨爪复位后换向下降，使整个施工平台16慢慢回落由不倒翁拨爪18固定在导向支撑立柱19支撑窗孔上。
依次类推，重复工作即可将滑模、爬模等施工平台多次提升。
下降时的工作原理与提升相似，先将平台提高一个行程，锁住不倒翁拨爪18，然后换向工作即可。
各吊点间的液压提升机的液压控制系统根据滑模、爬模大小采用不同的组合。各吊点的液压提升机的同步及动作顺序则采用配置的位置传感器和压力传感器信号反馈，由PLC联锁控制来完成整个工作步骤，可以避免人工操作时，由于疲劳，懈怠及其他原因导致误动作而产生严重的事故后果。