【正文】 ic is about wipe window machine device design calculation ,the main research content are as follows: window machine is summarized. single arm telescopic wipe window machine is elaborated and designed. reference to wipe window machine GB19154 2020 and Mechanical design manual,motor is selected,wheel pressure is calculated and checked,as well as the safety system is analyzed. Key words:building machinery。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的擦窗機(jī)產(chǎn)品發(fā)展較早 ,如德國(guó)、日本、比利時(shí)、挪威等國(guó)家 ,相繼從 60 年代初就逐步形成了自己的產(chǎn)品系列。 2020 年 ,我國(guó)頒布了 GB19154 2020《擦窗機(jī)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于造型復(fù)雜的大樓 ,人工就無法清洗 ,更談不上進(jìn)行其它作業(yè)。 本文研究?jī)?nèi)容 的結(jié)構(gòu)和類型。 、維護(hù)、保養(yǎng)。 擦窗機(jī)最大的特點(diǎn)是非標(biāo)準(zhǔn)性機(jī)電設(shè)備。 GB191542020 標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)擦窗機(jī) 編號(hào)方法如圖 11。安裝軌道式擦窗機(jī)必須滿足樓面結(jié)構(gòu)承載要求，預(yù)留出擦窗機(jī)的行走通道等 [2]。 圖 21 伸縮臂型擦窗機(jī) 1－軌道； 2－行走機(jī)構(gòu)； 3－底架； 4－卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)； 5－立柱； 6－主臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； 7－臂架； 8－伸縮臂機(jī)構(gòu)； 9－臂頭回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； 10－吊船 表 21 伸縮臂型式擦窗 機(jī)產(chǎn)品主要尺寸（ mm） A B C D E r R ≥ 300 2020~3500 10000 1500~2020 ≥ 350 ~1000 B＋ r 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 表 22 伸縮臂型式擦窗機(jī)產(chǎn)品運(yùn)行功能 工作幅度 C（ mm） 整機(jī)重量 W（ Kg） 軌距 B（ mm） 輪距 F（ mm） 最大受力（每點(diǎn)）（ kg） 預(yù)留通道（距女兒墻內(nèi)側(cè)） （ mm） 10000~15000 15000~20200 20200~30000 ~15000 15000~22020 18000~35000 1800~2020 2500~3500 3000~4000 ~2500 2500~3200 3000~4000 W 40% W 40% W 40% ≥ 2500 ≥ 3000 ≥ 3500 擦窗機(jī)是高層建筑物外墻立面和采光屋面清洗、維護(hù)作業(yè)的常設(shè)專用設(shè)備，其中以軌道式擦窗機(jī)使用最為廣泛。轉(zhuǎn)向點(diǎn)和分 岔點(diǎn)應(yīng)設(shè)置定位裝置。軌道高差問題最為嚴(yán)重的是軌道轉(zhuǎn)彎處 [3]。彎軌的制造方法通常有高 頻淬火拉彎、冷拉彎和冷壓彎 3 種。由于最大轉(zhuǎn)彎半徑等于最小轉(zhuǎn)彎半徑與軌間距之和（即 R ＝ r ＋ B），應(yīng)以最小轉(zhuǎn)彎半徑為決定因素進(jìn)行分析。一般情況下工字鋼未作工藝處理直接拉彎，勢(shì)必造成內(nèi)外緣高差（一般在 5 m m～ 1 2 m m 左右）?；A(yù)埋件由 1 塊預(yù)埋鋼板和 4 根 ? 16 地腳螺栓組成 , 用螺母將預(yù)埋螺栓與預(yù)埋鋼板固定 , 在建筑物結(jié)構(gòu)封頂前交土建單位澆注擦窗機(jī)基座 , 基座高度應(yīng)高于屋面面層 80mm 以上。 普通標(biāo)準(zhǔn)型軌道式擦窗機(jī)有 4 個(gè)行走輪。行走電機(jī)功率可按表 24 選取。伸縮臂擦窗機(jī)的伸縮機(jī)構(gòu)一般選用齒輪齒條變幅型式。但是目前通用型擦窗機(jī)的伸縮吊臂機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)軌或?qū)鬃鳛閷?dǎo)向件，因而大大提高了絲杠軸線和導(dǎo)軌或?qū)字行木€的平行度要求。通過力學(xué)分析，我們發(fā)現(xiàn)在垂直方向上動(dòng)臂和靜臂間存在 3 個(gè)受力點(diǎn)：一是在靜臂的前下方；二是在動(dòng)臂的后下方；三是在動(dòng)臂的后上方。同時(shí)，在長(zhǎng)期使用后也可通過調(diào)整支撐滾軸及可調(diào)滑塊來調(diào)整間隙，以便保證導(dǎo)向精度的一致性。球形鉸鏈支撐的母體固定于靜臂第二章 單臂伸縮型擦窗機(jī)設(shè)計(jì) 10 的內(nèi)形面，為主要受力點(diǎn)；滑托和絲杠固定于一體，為輔助支撐點(diǎn)。 卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)是擦窗機(jī)的核心部件，實(shí)現(xiàn)吊船的載人升降作業(yè)。為適應(yīng)超高層建筑物的需要，一般都選用多層纏繞排繩機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于標(biāo)準(zhǔn)化部件生產(chǎn) [6]?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)減速機(jī)均需選用常閉式制動(dòng)電機(jī)。 圖 24 擦窗機(jī)用羊角臂頭裝置 擦窗機(jī)在高層建筑的應(yīng)用日益廣泛。安全鋼絲繩通過安全鎖繩輪，此繩輪與離心限速機(jī)構(gòu)相連。由于吊籃下降的正常速度為 7， 5— 10 m／ min，與閉鎖時(shí)的速度差異較大，較大的速度差必然引起閉鎖時(shí)滑降距離的增加，并產(chǎn)第二章 單臂伸縮型擦窗機(jī)設(shè)計(jì) 12 生較大的沖擊力。 圖 25 安全鎖 圖 25 中件 1 由擺臂、穿繩環(huán)、撥銷組成，穿繩環(huán)和撥銷固結(jié)在擺臂上，而擺臂又固結(jié)在件 4 上；件 2 分別空套在件 4 和件 6 上，其上設(shè)有鎖簧擋銷，在鎖簧扭轉(zhuǎn)力矩的驅(qū)動(dòng)下，鎖體外緣始終與件 1 上的撥銷保持接觸；件 3 分左右兩個(gè)，在左右鎖舌之間是安全繩繩道，每個(gè)鎖舌兩半圓形的臍子分別裝在上下鎖體的滑道里，兩半圓臍子的軸線距離等于件 4 與件 6 的中心距。例如一些 擦窗機(jī)在使用時(shí)發(fā)現(xiàn)套筒不圓整，導(dǎo)致在組裝時(shí)難以將插桿裝入其中，這是由于在運(yùn)輸途中不注意套筒的碰撞變形 。擦窗機(jī)安裝調(diào)試完成后應(yīng)經(jīng)過測(cè)試驗(yàn)收，測(cè)試報(bào)告應(yīng)由參加測(cè)試各方有關(guān)人員蓋章存入設(shè)備檔案。 （ 2） 安全裝置的檢查 要求 ： a）安全裝置的檢查周期不得超過 6個(gè)月； b）若在現(xiàn)場(chǎng)不具備測(cè)試條件，可以拆下該裝置，送制造廠測(cè)試； c）拆下測(cè)試的裝置，在擦窗機(jī)交付使用前，應(yīng)檢查所有再新安裝的和其相關(guān)的部 件。如果安全距離受條件限制，應(yīng)與有關(guān)部門協(xié)商，并采取安全防護(hù)措施后方可架設(shè)。 本次擦窗機(jī)的技術(shù)參數(shù)： 額定載荷 250kg 升降速度 9m/min 臂長(zhǎng) 12~20m 行走速度 6m/min 變幅速度 2～ 3m/min 電源特性 3*380V， 50HZ 回轉(zhuǎn)速度 180176。 選擇電動(dòng)機(jī)的容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： ?wd PP? 繩速 V =10m/min=工作機(jī)所需功率： 00 0 00 01 00 0 ???? FvPw 傳動(dòng)裝置的總效率為 432221 ????? ? 聯(lián)軸器效率 1? =，滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)） 2? =，閉式蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率3? =，傳動(dòng)滾筒效率 ?4= 為代入得： 第三章 單臂伸縮型擦窗機(jī)計(jì)算 16 22 ?????? 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： kwPP wd 9 1 ??? ? 取電動(dòng)機(jī)功率為： kwkwP d ?? 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率 edP 大于 dP 即可。39。 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 型號(hào) 額定值 效率 ∕% 功率 因數(shù) (cos ψ ) 堵轉(zhuǎn)電流 ∕ 額定電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 ∕ 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 ∕ 額定轉(zhuǎn)矩 外形尺寸 （長(zhǎng) ?寬 ?高） /mm 質(zhì)量 /kg 功率 /kW 電流 /A 轉(zhuǎn)速 /（ r/min） 信號(hào)傳 送方式 和鋼絲繩選擇 擦窗機(jī)都采用主機(jī)和平 臺(tái)兩地操作，主機(jī)處控制擦窗機(jī)的運(yùn)行和停止動(dòng)作；在平臺(tái)處一般只控制平臺(tái)的升降，也可有選擇地控制其它動(dòng)作，因此將平臺(tái)內(nèi)的操作信號(hào)準(zhǔn)確有效地傳送給主機(jī)非常重要 [9]。但這種方式存在很多弊端，一是受到擦窗機(jī)工作高度的限制，當(dāng)平臺(tái)工作高度超過 lOOm 時(shí)電纜的自重可能導(dǎo)致斷纜發(fā)生，而且由于電纜自垂于 主機(jī)和平臺(tái)之間，其自身的擺動(dòng)將引起操作平臺(tái)的搖晃，大大降低了擦窗機(jī)的安全性；二是這種方式與繼電器控制系統(tǒng)配合時(shí)每個(gè)動(dòng)作信號(hào)都需占用一根導(dǎo)線，平臺(tái)內(nèi)操作信號(hào)的數(shù)量由于受到電纜芯數(shù)的限制而降低了YZR112M— 6 1.5 1 866 80.5 6 2 400?313?265 45 YZR132M1— 6 1.5 1 924 80.5 2 2 475?350?315 63 第三章 單臂伸縮型擦窗機(jī)計(jì)算 18 平臺(tái)內(nèi)的操作功能，當(dāng)這種方式與可編程序控制器控制系統(tǒng)配合時(shí)因電纜自然懸垂沒有屏蔽弱電干擾，易造成誤動(dòng)作。但因其成本較 高、實(shí)用性低，所以國(guó)內(nèi)擦窗機(jī)工程中很少采用 [10]。 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 根據(jù) GB191552020《高處作業(yè)吊籃》 條“鋼 絲繩安全系數(shù)不應(yīng)小于9”。 表 32旋轉(zhuǎn)中心距離和前軌道距離以及各自中心彎矩 部件 自重/kg 最大幅度 最小幅度 據(jù)旋轉(zhuǎn)中心距離 /m 距前軌中心距離 /m 距旋轉(zhuǎn)中心彎矩/kn m 額定荷載 250 18 45 鋼絲繩 45 18 吊籃 18 旋轉(zhuǎn)吊 第三章 單臂伸縮型擦窗機(jī)計(jì)算 20 輪壓分析計(jì)算 輪壓參照起重機(jī)支撐反力計(jì)算方法。 當(dāng)臂架垂直于支撐平面的對(duì)角線 AC 時(shí)， RB 達(dá)到最大值。 m； My== m； RA=++0=； RB=+++0=； RC=++； RD=+，平衡重在最小幅度時(shí) 1）當(dāng)φ =45186。時(shí)，此時(shí)卸載 G1=； G2=； B=l=； e=， t=0. Mx== kN m； My== m； RA=++0=； RB=+++0=； RC=++； RD=+以上工況分析可以看出，平衡重不移動(dòng)時(shí)工作時(shí)最大輪壓和泊車時(shí)輪壓都比平衡重移動(dòng)時(shí)輪壓要大。 L7＋ G4 L4+G7 4)風(fēng)向垂直大臂影響輪壓 :( Q=250N/ 2m ) 風(fēng)載對(duì)對(duì)每個(gè)輪產(chǎn)生的輪壓 ,PW=Mw/(2 )=。輪距 B=2500mm。 m. 據(jù)公式 35,36有（ x,y 方向水平載荷引起的傾覆力矩）： HXM =Mwcos45176。My=16760 Kg=1300N/ 2m ) 表 34各部件風(fēng)載荷 部件 風(fēng)載荷 (kg) 作用力臂 (m) 產(chǎn)生力矩 () 大臂 1690 3887 立柱 273 總力矩 Mw= 風(fēng)載對(duì)對(duì)每個(gè)輪產(chǎn)生的輪壓 ,PW=Mw/(2 )=。 基于靜力學(xué)分析，討論幾何參數(shù)和安裝尺寸等對(duì)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 [11]。 故有 consikp ???cos （ 37） 由圖可知，夾槽與鋼絲繩間的徑向比壓沿接觸弧是變化的 。繩 式中 ? 為夾槽所張圓心角。 圖 310 給出了 ? = 時(shí)夾槽所張圓心角與當(dāng)量摩擦系數(shù)的關(guān)系曲線 。 圖 38 接觸面任意一點(diǎn)比壓 圖 39 夾槽比壓分布圖 ? ? ? ? sin 2 sin 4 ? ? f 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 圖 310 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。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，吊籃安全鎖的鎖繩角度不能超過 8 176。 因?yàn)榈趸@傾斜角度太大，對(duì)保證高處作業(yè)人員的安全不利 。 圖 314 為鎖繩角度為 ? ，即吊籃傾斜角 ? 時(shí)，安全鎖的位置示意圖，其中 ? 1 為安全鎖擺臂的 鎖緊角度 。 夾槽所張圓心角越大，鎖繩性能越好；琵琶板月牙孔的幾何中心到銷軸幾何中心的距離以及琵琶板二月牙孔的幾何中心之間的距離越大，鎖繩性能越好；擺臂的旋轉(zhuǎn)中心到工作 鋼絲繩出繩口的豎直距離以及到工作鋼絲繩的水平距離越大，鎖繩性能越好 [13]。 （ 2） 塊式制動(dòng)器 塊式制動(dòng)器克服了棘爪制動(dòng)器的固有缺點(diǎn)。 圖 318 制動(dòng)器機(jī)構(gòu)原理圖 1制動(dòng)轂； 2制動(dòng)臂； 3搖臂； 4制動(dòng)彈簧； 5擺架； 6制動(dòng)塊 計(jì)算制動(dòng)力矩 ： 2/DGM? 式中 D—— 卷筒直徑； G—— 單個(gè)卷筒承受的載荷。 通過以上算式可算出制動(dòng)器各零件的受力，從而可計(jì)算出制動(dòng)片上的壓力及制動(dòng)力矩。本文根據(jù)實(shí)際情況分析了 單臂伸縮型擦窗機(jī) 的受力情況，參照了擦窗機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB191542020和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，完成了擦窗機(jī) 吊籃減速 電機(jī)的選擇，信號(hào)傳遞和鋼絲繩 的 選擇，輪壓計(jì) 算與校核以及安全系統(tǒng)的分析。隨著擦窗機(jī)日益為人們所接受和工業(yè)控制水平的不斷提高．我國(guó)擦窗機(jī)必將 其實(shí)用性、安全性、高教性的 優(yōu)