【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 KM2 動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)， KT2 線(xiàn)圈 開(kāi)始延時(shí)。當(dāng) KT2 延時(shí)結(jié)束時(shí)，其動(dòng)斷延時(shí)閉合的觸點(diǎn)閉合， KM3 線(xiàn)圈通電，主觸點(diǎn)閉合，切除電阻 R2，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全速運(yùn)轉(zhuǎn)。本電路在起動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)時(shí)間繼電器的控制，將轉(zhuǎn)子電路中的電阻分段切除，達(dá)到限南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 制起動(dòng)電流的目的。當(dāng)要求調(diào)速時(shí)，可將主令控制器手柄推向“ 1”位或“ 2” 位。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。當(dāng)要求電動(dòng)機(jī)停車(chē)時(shí)，將主令控制器手柄撥回到“ 0”位，接觸器 KM KM KM3 均斷電，電動(dòng)機(jī)斷電停車(chē)。 由于控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用，因此控制系統(tǒng)的相關(guān)零件多選用國(guó)外產(chǎn)品。 表 31 零件選擇 信號(hào)傳輸和鋼絲繩選擇 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。目前有以下 3 種傳送方式。 （ 1） 獨(dú)立電纜傳送方式 采用電纜作為主機(jī)和平臺(tái)的信號(hào) 傳送是較常見(jiàn)的方式。其方法很簡(jiǎn)單，利用一根多芯電纜由主機(jī)直接垂入 操作平臺(tái)，將平臺(tái)的控制信號(hào)傳送回主機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)操作人員在平臺(tái)內(nèi)對(duì)擦窗機(jī)的控制。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(guò) 100m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，大數(shù)字編碼控制系統(tǒng) 日本歐姆龍 接近開(kāi)關(guān) 日本歐姆龍 按鈕開(kāi)關(guān) 日本和泉 接觸器 日本富士 相控開(kāi)關(guān) 法國(guó)梅蘭日蘭 第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 12 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(xiàn)，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(méi)有屏蔽弱電干擾，易造成誤動(dòng)作。 （ 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(lái)，大大增強(qiáng)擦窗機(jī)的安全性和可靠性。一般一根鋼絲繩內(nèi)藏兩根電纜芯，而擦窗機(jī)太都采用四根鋼絲繩同步工作，因此主機(jī)和平臺(tái)的信號(hào)線(xiàn)最多為 8 根．最適合配合專(zhuān)用串行通訊模塊使用。其中 4 根電線(xiàn)分別連接于主機(jī)和平臺(tái)的輸人／輸出模塊，另 4 根實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)主接觸器的控制，將平臺(tái)的多種信號(hào)傳送給主機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)擦窗機(jī)的多項(xiàng)控制，見(jiàn)圖 33 這種是比較理想的擦窗機(jī)信號(hào)傳送方式，但其特別鋼絲繩成 本高 圖 33 鋼絲繩內(nèi)藏電纜傳送信號(hào)線(xiàn)路圖 藏于鋼絲繩內(nèi)的銅線(xiàn) 碳刷 鋼絲繩卷筒 （ 3） 無(wú)線(xiàn)遙控方式 隨著無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)的發(fā)展，這種技術(shù)也開(kāi)始應(yīng)用在擦窗機(jī)的控制中。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。 比較 3 種方式及國(guó)際、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選用鋼絲繩內(nèi)藏電纜較為合適。 WOLF 公司生產(chǎn)的擦窗機(jī)專(zhuān)用鍍鋅鋼纜； ≥ 10 倍； 毫米； 、帶有絕緣層的銅芯； 80%； 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 。所有滑輪都裝有自潤(rùn)滑式軸承； ，并可防止繩索滑出滑輪。 插桿式擦窗機(jī)結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì) 地腳螺栓的選擇及校核 分析擦窗機(jī)可知道地腳螺栓 ??9 同時(shí)承受預(yù)緊力和工作拉力的緊連接，這種受力形式在緊螺栓連接中比較常見(jiàn)，因而也是最重要的一種。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。根據(jù)理論分 析，螺栓的總拉力除預(yù)緊力 F0、工作拉力 F 有關(guān)外，還受到螺栓剛度 Cb 及被連接件剛度 Cm等因素的影響。因此，應(yīng)從螺栓連接的受力和變形的關(guān)系入手，找出螺栓總拉力的大小。 計(jì)算簡(jiǎn)略圖如下： 圖 34 螺栓計(jì)算簡(jiǎn)略圖 采用如圖所示的結(jié)構(gòu)，螺栓數(shù) z=4,對(duì)稱(chēng)布置。 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?lè)较颍? M=（ F1+F2）179。 145＋ F3179。 =6000179。 145+20xx179。 = （ 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(duì)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(chēng)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(lèi)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(guò)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。 表 35 連接接合面材料的許用擠壓應(yīng)力 ??p? 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 材料 鋼 鑄鐵 混凝土 磚（水泥漿縫） 木材 ??p? /Mpa S? (~)B? ~ ~ ~ (2)連接接合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，以防止托架受力時(shí)接合面間產(chǎn)生間隙，即 0min ?P? ，有 2 N /.34WM)FCC C( z F1 2mb m0m i n ????? M p acmAp 豎直? （ 37） 故接合面上端受壓最小處不會(huì)產(chǎn)生間隙。 對(duì)碳素鋼螺栓，要求 1S0 )~(0 .6 ??F 已知 2221 2 5 5 m Pa24 2 ???? ? ??? ，S ，取預(yù)緊力下限即 2 1 6 3 6 . 7 2 A ???? ）（? 要求的預(yù)緊力 F0=20xxN，小于上值，滿(mǎn)足要求。 吊臂 吊臂的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下： 圖 35 吊臂計(jì)算簡(jiǎn)圖 第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 18 已知 G=6000N， W=20xxN 由靜力平衡等條件得出： 021 4 5 01 4 5 0 0 ????? yFWG （ 38） 得出 F0y=10150 N xyF 00F3130tan ??? 00F2130sin F y??? 得出 F0x=17580N， F0=20300N 再由靜力平衡條件可得 Fx=F0x=17580N ， Fy=— 2150N 由此求得吊臂橫截面上的應(yīng)力為 M p aAFx 7 5 8 0 ???? （ 39） 查表知道 Q235 的許用應(yīng)力 ??? 為 100Mpa ? ???? 可見(jiàn)吊臂滿(mǎn)足了強(qiáng)度條件。 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(xiàn)。從剪力圖看出，當(dāng)在 AB段時(shí)最大剪力為 Fsmax=6000N。 由彎矩圖可知，在各段上彎矩都是一次函數(shù)，所以彎矩圖是一條斜直線(xiàn)。只要確定線(xiàn)上的兩點(diǎn)，就可以確定這條直線(xiàn)。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 ??? )(