МАЧТА ГРУЗОПАССАЖИРСКОГО ПОДЪЁМНИКА

Предложенная полезная модель относится к элементам подъемных устройств, точнее, мачтовых грузопассажирских подъемников, предназначенных преимущественно для использования в малоэтажном строительстве.
В связи с увеличением продолжительности жизни, количество пожилых людей с ограниченными физическими возможностями неуклонно возрастает. Поэтому лифт, или пассажирский подъемник, в коттедже становится не роскошью, а необходимым в большинстве семей бытовым устройством. Основным препятствием для широкого внедрения лифтов в малоэтажном строительстве является их относительно высокая стоимость. Вторым по важности препятствием является большое разнообразие условий установки лифтов. При проектировании вновь строящихся зданий всегда можно предусмотреть место для лифта серийной конструкции и средства для его крепления. Но для уже построенных домов, образующих примерно половину потребности в малоэтажных лифтах, требуется подъемник универсальной конструкции, который можно встроить в любое здание за разумную цену.
Также часто возникает необходимость встраивания подъемника с небольшой высотой подъема в переоборудуемое здание промышленного назначения, причем зачастую вдали от капитальных стен. Обычно требуются, подъемники в грузопассажирском исполнении, то есть с кабиной.
В лифтах кабина, противовес и направляющие для них установлены внутри грузонесущей шахты, воспринимающей все вертикальные нагрузки и обеспечивающую необходимую жесткость направляющих, которые крепятся к ее стенкам. Шахта выполняется либо сплошной из бетона или кирпича [Лифты. Учебник для вузов / под общей ред. Д.П.Волкова - М.: Изд-во АСВ, 1999, стр. 16], либо решетчатой из стального проката. Решетчатые шахты обычно имеют прямоугольное сечение и состоят из четырех вертикальных стержней (стоек) из уголков или труб, жестко соединенных между собой поперечинами и раскосами. [А.Н. Галиченко, А.Х. Гехт. Строительные, грузовые и грузопассажирские подъемники / М.: «Высшая школа», 1989, стр. 35-36].
Лифты со сплошной шахтой не могут применяться в уже построенных зданиях, где для них просто нет места. Лифты с решетчатой шахтой и установленными внутри нее направляющими дороги по причине избыточной металлоемкости. Вертикальной нагрузки при нормальной работе направляющие не несут, но должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать полный вес кабины при срабатывании ловителей. Если же для снижения металлоемкости функции направляющих возложить на стойки из уголков или труб, то все равно для малоэтажных лифтов металлоемкость остается избыточной из-за больших размеров шахты, вмещающей внутри себя кабину целиком.
Известен также бесшахтный лифт, содержащий кабину, лебедку, вспомогательные устройства и грузонесущую мачту в виде рамы с двумя вертикальными стойками и две скрепленные со стойками направляющие для кабины, [RU 2253604]. Недостатком известного лифта является дороговизна, обусловленная избыточной металлоемкостью, поскольку несущие функции и функции направляющих выполняют разные элементы. С целью снижения металлоемкости, стойки мачты выполнены из гнутого стального листа, что отнюдь не удешевляет лифт, поскольку профиль стоек нестандартный. Жесткость такой мачты невелика. Для придания ей требуемой жесткости она непременно должна быть прикреплена к вертикальной стенке сооружения, причем не всякой, а к прочной и жесткой. Это сужает возможности размещения лифта. Другим недостатком является отсутствие противовеса, что снижает экономичность лифта, вынуждает усиливать, то есть удорожать, лебедку. Кроме того, подъемники без противовеса требуют мощного привода лебедки, питание которого от слабых бытовых сетей не всегда возможно.
Известен мачтовый пассажирский подъемник, содержащий лебедку, кабину, противовес, ловители и прямоугольную мачту из двух гнутых швеллеров высотой (расстоянием между полками) 200 мм с шириной полки 80 мм и толщиной стенок 6 мм. Между собой они соединены трубчатыми поперечинами с резьбой на концах, проходящими через середину швеллеров. Обращенные друг к другу полки швеллеров служат направляющими для каретки и противовеса. Для облегчения конструкции в широкой части швеллеров выполнен ряд прямоугольных отверстий [RU 108424 U1].
Недостатки мачты известного подъемника те же, что и у предыдущего аналога. Швеллеры - это по существу два неравнобоких уголка, соединенных длинными полками. Поэтому из-за асимметрии сопротивления уголка, нагруженные подвешенной сбоку кабиной, они легче выворачиваются кнаружи. Из-за неравномерной затяжки резьбовых поперечин середина швеллера прогибается по-разному от поперечины к поперечине и полки становятся волнообразными. Это приводит к раскачиванию кабины при движении, что ухудшает комфортность подъема и заставляет снижать скорость до скорости грузовых подъемников. Сравнительно тонкая (200 мм) мачта из тонкостенных швеллеров обладает малым сопротивлением скручиванию. Это вынуждает размещать ее у прочной жесткой стены, что не всегда возможно при установке подъемника в уже построенных зданиях. Кроме того, изготовление прямоугольных отверстий в швеллерах - процесс дорогостоящий.
Наиболее близкими к предложенной по технической сущности и достигаемому результату являются мачты грузопассажирских подъемников, включающих подвешенные сбоку кабины, и состоящие из грузонесущих вертикальных стоек (стержней) из уголков или труб, жестко соединенных между собой поперечинами и раскосами, в которых стойки одновременно являются направляющими для грузовой каретки и противовеса, а полки уголков, используемых в качестве направляющих, направлены от мачты, кнаружи [А.Н. Галиченко, А.Х. Гехт. Строительные, грузовые и грузопассажирские подъемники / М.: «Высшая школа», 1989, стр. 33-35, рис. 13д]. Выражение «грузонесущие стойки» означает, что они несут всю вертикальную нагрузку от поднимаемого груза, грузонесущего узла, противовеса, натяжения тяговых канатов и лебедки, если она установлена на верхнем уровне.
Известные мачты имеют высокую металлоемкость, обусловленную тем, что использование в них для стоек углового прокатного профиля не соответствует оптимальным образом конструкции мачтовых подъемников. В отличие от шахтных лифтов, в которых направляющие располагают вдоль середины кабины и в которых действующие на них боковые усилия невелики, в мачтовых грузопассажирских подъемниках кабина, находясь с одного боку от направляющих, оказывает на них через каретку и ролики значительное силовое воздействие, направленное по горизонтали, выворачивает их на себя. Для противодействия этому увеличивают поперечные размеры направляющих. Даже если деформация направляющих под нагрузкой носит упругий характер, она приводит к вибрациям и раскачиванию кабины, ухудшая комфортность подъема и заставляя снижать его скорость до скорости грузовых подъемников. Для достижения требуемой плавности хода приходится либо делать стойки заведомо толще и тяжелей, либо использовать особые приемы изготовления, монтажа и выверки. И то и другое удорожает подъемник.
Мачты со стойками-направляющими из труб имеют большую жесткость, но тяжелее. Для достижения необходимой в пассажирских подъемниках плавности хода они требуют специальной технологии изготовления, исключающей деформацию труб. Кроме того, грузовая каретка должна иметь ролики специального профиля, а подъемник - ловители особой конструкции. Это существенно удорожает подъемники.
Технический результат от использования настоящей полезной модели состоит в удешевлении мачты пассажирского подъемника, повышении его универсальности, комфортности и скорости.
Указанный результат достигается тем, что у мачты грузопассажирского подъемника, содержащей вертикальные стойки и поперечины, две смежные стойки имеют тавровое поперечное сечение и выполнены из калиброванных лифтовых направляющих таврового профиля.
Кроме того, полки тавров стоек параллельны, а головки направлены навстречу друг другу.
Кроме того, возможен вариант, когда полки тавров стоек параллельны, а головки направлены в противоположные стороны.
Дополнительно, поперечины, соединяющие стойки таврового сечения, установлены между ними и остальными стойками мачты.
Благодаря тому, что две смежные стойки имеют тавровое поперечное сечение, снижается металлоемкость мачты, поскольку жесткость тавровых направляющих, требуемая для грузопассажирских подъемников с кабиной, прицепленной сбоку мачты, достигается при меньшем расходе металла, чем если бы они были сделаны из уголкового профиля. Повышается также жесткость самой мачты без увеличения ее поперечных размеров. Это повышает универсальность подъемника, поскольку устраняет необходимость скрепления его с прочными элементами здания.
Кроме того, использование тавровых стоек позволяет без дополнительных затрат повысить комфортность подъема за счет плавности движения, поскольку в отличие от уголка в сортамент выпускаемого промышленностью таврового профиля входит прокат повышенной точности.
Благодаря применению калиброванных лифтовых направляющих таврового профиля в качестве грузонесущих вертикальных стоек обеспечивается плавность и повышенная скорость хода кабины, комфортность подъема, снижается шумность движения, появляется возможность использования стандартных лифтовых ловителей плавного торможения. Стоимость таких направляющих в настоящее время лишь на (25…30) % превышает стоимость горячекатаного таврового профиля. В общей цене материалов, требуемых для изготовления подъемника, это превышение составляет лишь (3…4) %. Но благодаря высокой точности изготовления направляющих, тому, что их опорные поверхности имеют готовые отверстия для крепления, а торцевые части снабжены шипом-гребнем для стыковки отрезков направляющих, стоимость сборочных
работ, включающих трудоемкий процесс выверки, снижается более чем на 15%, что выражается в снижении конечной цены подъемника на 8%.
Благодаря тому, что полки тавров стоек параллельны, направленные навстречу друг другу головки тавров, непосредственно выполняют функции направляющих поверхностей для каретки, а если потребуется, то и для противовеса.
Благодаря тому, что полки тавров стоек параллельны, а головки направлены в противоположные стороны, то есть вовне мачты, снижаются эксплуатационные расходы за счет возможности обслуживания роликов или башмаков каретки с внешней стороны мачты.
Благодаря тому, что поперечины, соединяющие стойки таврового сечения, установлены между ними и остальными стойками мачты, они не мешают движению траверс, соединяющих грузовую каретку с кабиной, чем достигается снижение стоимости и габаритов мачты и использующего ее подъемника за счет наиболее плотной и рациональной компоновки каретки и противовеса, использующих головки тавров в качестве направляющих.
Благодаря использованию таврового профиля для стоек и указанному их расположению достигается оптимальное сочетание прочности и жесткости конструкции, сочетающей функции грузонесущей опоры и направляющих, с минимальной металлоемкостью. Это удешевляет подъемник.
Существо полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен вид сбоку на предложенную мачту в ее взаимодействии с основными узлами использующего ее пассажирского подъемника.
На фиг. 2 изображен разрез мачты с четырьмя одинаковыми стойками из лифтовых тавровых направляющих горизонтальной плоскостью, проходящей ниже кабины.
На фиг. 3 изображен разрез варианта мачты, в которой для каретки с кабиной использованы лифтовые направляющие, а для противовеса - уголковый профиль.
На фиг. 4 изображены поперечные сечения наиболее употребительных вариантов предложенной мачты.
На чертежах детали, относящиеся к мачте, каретке и противовесу для наглядности показаны в увеличенном в 3 раза по сравнению с кабиной и лебедкой масштабе.
Предложенная мачта грузопассажирского подъемника содержит вертикальные грузонесущие стойки 1-4. Поскольку в этой мачте стойки одновременно выполняют функции направляющих, ниже в настоящем описании термины «стойка» и «направляющая» будут использованы как синонимы.
В зависимости от конструктивного исполнения конкретного подъемника мачта может иметь от двух до нескольких стоек. Вариант с тремя стойкам (фиг. 4а и 4б) применяется в подъемниках без противовеса, устанавливаемых в углу помещений. В варианте с четырьмя стойками две стойки 1 и 2 одной грани мачты служат направляющими для грузовой каретки 5 подъемника, а две стойки 3 и 4 служат направляющими для противовеса 6 (фиг. 1-3 и 4в и 4г). Возможны также варианты со стойками, расположенными по углам не прямоугольника как на фиг. 1-3, а трапеции (фиг. 4г).
По меньшей мере, две стойки (на чертежах это стойки 1 и 2) одной из граней мачты имеют тавровое поперечное сечение. В настоящем описании полкой тавра называется его часть, имеющая продолжение по обе стороны продольной плоскости симметрии тавра. Перпендикулярная ей часть называется головкой тавра.
При необходимости стойки могут быть выполнены составными из отдельных отрезков, скрепляемых накладками 7.
Стойки соединены в жесткую конструкцию поперечинами 8 и раскосами 9 из полосового или углового проката (фиг. 1 и 2). Функции поперечин могут выполнять резьбовые стяжки 10.
На фиг .1 схематично показаны другие элементы подъемника: лебедка 11, кабина 12, направляющие колеса (ролики) 13 грузовой каретки 5 находящиеся между стойками-направляющими 1-2, и противовеса 6, находящегося между стойками-направляющими 3 и 4. Канаты, ловители и другие элементы, не используемые при описании существа полезной модели, на чертежах не показаны.
В отличие от противовеса 6, симметрично установленного между стойками-направляющими 3 и 4 и потому нагружающего их лишь незначительными и кратковременными боковыми усилиями, грузовая каретка 5 траверсами 14 соединена с кабиной 12, которая находясь только по одну сторону от направляющих, оказывает на них через каретку и ролики значительное силовое воздействие, направленное по горизонтали. Применение в предложенной мачте таврового профиля вместо обычно используемого углового, существенно повышает стойкость направляющих 1 и 2 для грузовой каретки 5 к такому воздействию и повышает стойкость мачты в целом. В то же время, стойки 3 и 4, служащие направляющими для противовеса, могут быть выполнены из более дешевых и легких уголков 15 и 16, как это показано на фиг.3. Однако жесткость мачты при этом снижается и потому предпочтительно все стойки изготавливать из таврового профиля, как это показано на фиг. 1-2 и 4г.
В случае, когда головки тавров стоек 1 и 2 обращены друг к другу, то для того, чтобы поперечины 8 или выполняющие их функцию стяжки 10, соединяющие стойки 1 и 2, не мешали движению каретки 5 с траверсами 14 и противовесу 6, они установлены между стойками 1 и 2 и остальными стойками мачты (фиг. 1-3, 4б и 4г).
Если же головки тавров стоек 1 и 2 направлены в противоположные стороны (фиг. 4в), поперечины могут скрепляться непосредственно с наружными полками стоек, поскольку грузовая каретка 5 и ее ролики 13 могут быть расположены вне периметра мачты.
Для скрепления мачты со зданием могут служить скобы 17. Для предложенной мачты скрепление со зданием необходимо не для придания ей требуемой жесткости, а только для фиксации ее положения и предотвращения опрокидывания. Требуемые для этого усилия невелики и потому скрепление не нагружает здание. Поэтому подъемник с предложенной мачтой без труда может быть установлен практически во всех ранее построенных малоэтажных зданиях.
Если в подъемнике, использовать направляющие из прокатного таврового профиля, то он должен быть оснащен ловителями резкого торможения. Согласно ПУБЭЛ такие ловители могут применяться в пассажирских лифтах, скорость которых не превышает 0,75 м/с. Для малоэтажных зданий такой скорости вполне достаточно.
Значительные преимущества предоставляет исполнение подъемника, в котором, по меньшей мере, стойки-направляющие грузовой каретки (1 и 2 на фиг 1-3) изготовлены из калиброванных лифтовых направляющих таврового профиля. Помимо плавности хода кабины, такие направляющие позволяют использовать стандартные лифтовые ловители плавного торможения, что расширяет сферу применения подъемников с предложенной мачтой, оснащенных такими ловителями.
Повышенная стоимость лифтовых направляющих с избытком компенсируется удешевлением изготовления мачты и монтажных операций. Их полки (опорные поверхности) снабжены готовыми отверстиями для соединения со стяжками, торцы имеют паз 18 и гребень 19 для точного позиционирования при наращивании по высоте и, в отличие от обычного прокатного профиля, они не требуют предварительной рихтовки.