【正文】 0 179。 2) 插桿式擦窗機(jī) ??7 插桿式擦窗機(jī)的結(jié)構(gòu)受力可參照滑車式擦窗機(jī)計(jì)算。又如一臺(tái) 擦南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 窗機(jī)使用很久后，出現(xiàn)銹蝕，這與后期的維護(hù)有關(guān)，需要多注意定期檢查和涂漆保養(yǎng)。插桿式吊臂的外表面全部熱噴鋁，保 25 年不生銹。吊籃配卷筒式提升器 1 套、排繩機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)及各種安全裝置、電控系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)。在吊籃正常工作時(shí)，限速制動(dòng)器不工作；當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生故障而引起吊籃超速墜落時(shí)（額定速度的 140%），由于齒輪速度的變化而產(chǎn)生的離心力，迫使限速器動(dòng)作，即時(shí)停止卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)。每個(gè)安全裝置在控制箱里都連接有報(bào)警指示燈與蜂鳴器，當(dāng)安全裝置啟動(dòng)時(shí)，報(bào)警指示燈啟明并發(fā)出蜂鳴聲。 （ 6）、吊籃外表面全部熱噴鋅，保 25 年不生銹。 ，應(yīng)設(shè)置供擦窗機(jī)使用的電源插座。 5％； d）工作處陣風(fēng)風(fēng)速不大于 （相當(dāng)于 5級(jí)風(fēng)力）。 第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 8 第三 章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 擦窗機(jī)必須滿足下列規(guī)范要求：《擦窗機(jī)》 GB1915420xx；《高處作業(yè)吊籃》GB191552 0 0 3 ； 《擦窗機(jī)安裝工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》 JGJ150－ 20xx；進(jìn)口或出口設(shè) 備時(shí)，還應(yīng)符合歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN1808 的要求。擦窗機(jī)作為高空載人的機(jī)電一體化設(shè)備，安全性和可靠性要求很高，其電氣控制系統(tǒng)性能的優(yōu)劣直接反映了整機(jī)的性能水平。 （ 1） 繼電器控制系統(tǒng) ??8 目前國內(nèi)外擦窗機(jī)生產(chǎn)廠大都采用繼電器接觸器控制系統(tǒng)，其原理相對簡單，技術(shù)比較成熟。采用可編程序控制器可以節(jié)省所有中問繼電器、時(shí)間繼電器等硬件的投入，還可以利用可編程序控制器本身的功能來滿足用戶對擦窗機(jī)提出的特殊要求，例如利用其高速計(jì)數(shù)器來檢測擦窗機(jī)卷筒的速度等。電路控制原理圖如下： 圖 32 繼電器控制原理圖 電路原理：該電路由雙重互鎖電路和串接電阻起動(dòng)控制電路串接而成。在調(diào)速電路中，起動(dòng)、停止和調(diào)速采用主令控制器 SA 控制， KA KA KA3 為過電流繼電器， KT KT2 為斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器。當(dāng) KT1 延時(shí)結(jié)束時(shí)，其動(dòng)斷延時(shí)閉合的觸點(diǎn)閉合， KM2 線圈通電，一方面 KM2 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，切除電阻 R1 ； 另一方面 KM2 動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)斷開， KT2 線圈 開始延時(shí)。當(dāng)主令控制器的手柄推向“ 1”位時(shí)，由圖可以看出，主令控制器的觸點(diǎn)只 有 SA1 接通，接觸器 KM KM3 均不能得電，電阻 R R2 將接入轉(zhuǎn)子電路中，電動(dòng)機(jī)便在低速下運(yùn)行；當(dāng)主令控制器的手柄推向“ 2”位時(shí)，電動(dòng)機(jī)將在轉(zhuǎn)子接入一段電阻的情況下運(yùn)行，這樣就實(shí)現(xiàn)了調(diào)速控制。目前有以下 3 種傳送方式。 （ 2） 鋼絲繩內(nèi)藏電纜傳送方式 這種方式既避免了斷纜又可以將傳送的信號(hào)有效地被鋼絲繩屏蔽起來，大大增強(qiáng)擦窗機(jī)的安全性和可靠性。 比較 3 種方式及國際、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選用鋼絲繩內(nèi)藏電纜較為合適。這種緊螺栓連接承受軸向拉伸工作載荷后，由于螺栓和被連接件的彈性變形，螺栓所受的總拉力并不等于預(yù)緊力和工作拉力之和。 從左到右受力依次為： 吊籃自重 F1=4000N，額定載荷 F2=20xxN，吊臂自重 F3=20xxN，套筒自重 F4=20xxN （ 1） 在 F F F F4 的作用 下，螺栓組連接承受以下各力和傾覆力矩的作用： 螺栓軸向力 第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 14 F 豎直 =F1+F2+F3+F4=4000+20xx+20xx+20xx=10000 N 螺栓水平力 F 水平 =0 N 傾覆力矩（逆時(shí)針方向） M=（ F1+F2）179。 = （ 2） 在軸向力 F 豎直 的作用下，各螺栓所受的工作拉力為 2 5 0 0 N41 0 0 0 0ZFFa ??? 豎直 （ 31） （ 3） 在傾覆力矩 M 的作用下，右面兩螺栓收到加載作用，而左面兩螺栓收到減載作用，故右面的螺栓受力較大，所受的載荷確定為 151 0 1 5 0 0 0z1i LLMLFiim a xm a x ??????? ?? （ 32） 故上面的螺栓軸向工作載荷為 F=Fa+Fmax= 2500+= （ 4） 在水平力 F 水平 作用下，地板連接接合面可能產(chǎn)生滑移，根據(jù)地板接合面不滑移的條件 豎直FCmCb CmzF 0 ?? （ 33） 由表 32 可查得接合面的摩擦系數(shù) f= ，并取 ?? ，則 Cb1CmCb Cm ???? ，則個(gè)螺栓所需要的預(yù)緊力為 2 0 0 0 N1 0 0 0 Cmz1F 0 ??????? 豎直 表 32 連接接合面的摩擦系數(shù) 被連接件 接合面的表面狀態(tài) 摩擦系數(shù) f 鋼或鑄鐵零件 干燥的加工表面 ~ 有油的加工表面 ~ 鋼結(jié)構(gòu)件 軋制表面 ~ 涂富鋅漆 ~ 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 噴砂處理 ~ 鑄鐵對磚料、混凝土 干燥表面 ~ （ 5） 上面每個(gè)螺栓所受的總拉力 F 總 5 8 8 3 . 3 3 N1 9 4 1 6 . 6 CFF mb b0 ???????總 選擇螺栓材料為 Q23性能等級(jí)為 的螺栓，由表 33 查得材料屈服極限240Mpas ?? ，由表 34 查得安全系數(shù) S=，故螺栓材料的許用應(yīng)力? ? 1 6 0 M p 4 0SS ??? ?? （ 34） 求得螺栓危險(xiǎn)截面的直徑（螺紋小徑 d1）為 ? ? 8 0 m ??????? ??? 總 （ 35） 按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T 19620xx)及考慮到擦窗機(jī)安 全性所以取螺紋公稱直徑 d=16mm 表 33 螺栓、螺釘和螺柱的性能等級(jí) 性能等級(jí)（標(biāo)記） 抗拉強(qiáng)度極限 300 400 500 600 800 900 1000 1200 屈服極限/MPa 180 240 320 300 400 480 640 720 900 1080 硬度 /HBs 90 114 124 147 152 181 238 276 304 366 推薦材料 低碳鋼 低碳鋼或中碳鋼 低碳合金鋼 中碳鋼，合金鋼，淬火并回火 合金鋼，淬火并回火 第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 16 表 34 螺紋連接的安全系數(shù) S 受載類型 靜載荷 變載荷 松螺栓連接 ~ 緊螺栓連接 受軸向及橫向載荷的普通螺栓連接 不控制預(yù)緊力的計(jì)算 M6~M16 M16~M30 M30~M60 M6~M16 M16~M30 M30~M60 碳鋼 5~4 4~ ~2 碳鋼 ~ ~1 合金鋼 ~5 5~ ~3 合金鋼 10~6.8 ~10 控制預(yù)緊力的計(jì)算 ~ ~ 鉸制孔用螺栓連接 鋼： St=， Sp= 鑄鐵： Sp=~ 鋼： St=~， Sp= 鑄鐵： Sp=~ （ 1） 連接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過許用值，以防接合面壓碎，有 WM)(1 0m a x ???? 豎直FCC CzFA mb mp? （ 36） 23N/4024012401 0 1 5 0 0 01 0 0 0 00 . 82 0 0 0440401 cm???????????????????????? ）（ = 2N/cm = 由表 35 查得 ? ? M p aM p aM p aBp ?????? ?? ，故連接接合面下端不致壓碎。 靜力平衡方程 ? ?0AM ? ?0BM 得各個(gè)力為 G=6000N 方向垂直向下 F0y=10150N 方向垂直向上 W=20xxN 方向垂直向下 Fy=2150N 方向垂直向下 由上述已知條件可得到其剪力和彎矩圖如下： 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 圖 36 剪力彎矩圖 由圖可知，在 AB， BC， CD 段內(nèi)的吊臂任意橫截面上的剪力皆為常數(shù)，且符號(hào)在 AB 段內(nèi)為負(fù)，在 BC、 CD 段內(nèi)為正，剪力圖是平行 x軸的直 線。同時(shí)可以從彎矩圖上看出，最大彎矩在截面 B 上，且 Mmax= 將吊臂受力化為參數(shù)，如圖所示： 第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 20 圖 37 吊臂彎曲變形 lFaFlFbF RBRA ?? , （ 310） 分段列出彎矩方程 AC段 11 xlFbM ? )0( 1 ax ?? （ 311） CB段 )( 222 axFxlFbM ??? )( 2 lxa ?? （ 312） 由于 AC 和 BC 兩段內(nèi)彎矩方程不同，撓曲線的微分方程也就不同，所以應(yīng)分成兩段進(jìn)行積分。 xlFbMEIw ?? 1211 239。 DxClFb xEI w ???? (2) )(39。 CaxFxlFbE Iw ???? (3) 22232322 6 )(639。39。 第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 22 最大撓度：當(dāng) 0??dxdw? 時(shí)， w 為極值?？梢姀慕孛?A 到截面 C，轉(zhuǎn)角由負(fù)變?yōu)檎?，改變了符?hào)。這也可由撓度曲線的對稱性直接看出。 總結(jié)上面的分析可知道，吊臂的撓度滿足實(shí)際使用的要求！ 安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 高處吊籃安全鎖制動(dòng)性能 根據(jù)鎖繩原理 ??11 的不同，安全鎖分?jǐn)[臂式和離心甩塊式兩種．前者是當(dāng)工作繩發(fā)生斷裂或吊 籃傾斜到一定角度時(shí)鎖繩；后者是當(dāng)提升機(jī)運(yùn)行速度超過某一極限值時(shí)鎖繩．基于靜力學(xué)分析，討論幾何參數(shù)和安裝尺寸等對擺臂式安全鎖鎖繩性能的影響，分析出安全鎖在工作時(shí) 的可靠性。繩 （ 323） 式中 ? 為夾槽所張圓心角。． 圖 36 接觸面任意一點(diǎn)比壓 圖 37 夾槽比壓分布圖 圖 38 夾槽所張圓心角與當(dāng)量摩擦系數(shù)的關(guān)系曲線 如上所述，安全鎖工作時(shí)，依靠鎖芯和安全鋼絲繩之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)制動(dòng)．下面通過分析安全鎖琵琶板和鎖芯的受力說明鋼絲繩和鎖芯之間的工作摩擦系數(shù)與安全鎖結(jié)構(gòu)參 數(shù)之間的關(guān)系。 ~ 7 176。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安裝調(diào)整方便、制動(dòng)準(zhǔn)確 , 缺點(diǎn)是制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)較大。下面 對這種制動(dòng)器進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)計(jì)算 , 機(jī)構(gòu)原理圖見圖 315。 ? ?0HM （ 328） 0)s i ns i n()c osc os(c oss i n 6526525555 ?????? ?????? llYllXlXlY 55 YX ?? 式中 ? 為摩擦片的摩擦系數(shù)。根據(jù)工作要求選用 YZR 系列繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓為 380V。 3. 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 滾筒的直徑為 D=150mm 滾筒軸工作轉(zhuǎn)速 m i n/ 101 0 0 060 rD vn w ????? ? 一般一級(jí)蝸輪蝸桿減速器傳動(dòng)比 39。有相關(guān)資料查得的電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出的總傳動(dòng)比列于表 36。其主要優(yōu)點(diǎn)：① 鋼絲繩在卷筒上單層纏繞，排列整齊， 吊船平穩(wěn)性好，在空中不易傾斜；②鋼絲繩間擠壓摩擦小，鋼絲繩壽命長。其主要優(yōu)點(diǎn)：① 由于采用多層纏繞，可以適應(yīng)不同的樓面高度；② 多層纏繞體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，特別適應(yīng)樓面空間窄小和樓面很高的場合；③ 卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了單一標(biāo)準(zhǔn)化部件。 1)擦窗機(jī)的非標(biāo)設(shè)計(jì)較多， 其卷筒宜采用標(biāo)準(zhǔn)鋼管或鋼板焊接結(jié)構(gòu)。 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 39 圖 321 卷筒、滑輪布置 單層纏繞卷簡補(bǔ)償量及加工精度的確定 （ 1）補(bǔ)償量。 ， 吊船長度一般為 2 000～ 2 500mm，則左右高差最大約 200mm 卷簡直徑一般為 450～500mm，加工精度取 (450～ 500)h9()即可滿足要求。