【導(dǎo)讀】如雨后春筍般矗立起來，擦窗機便在這個背景下誕生了。擦窗機可以分為軌道式、輪載式、插桿式、懸掛式、滑梯式。由于擦窗機需要人來操作，因此安全將置于。首位，設(shè)計時各個部件都必須具有絕對的安全可靠性能。動以及多檔位速度控制，并選擇了電纜內(nèi)置的鋼絲繩的型號。，地腳螺栓，工字鋼吊臂進行了校核。、卷筒后備制動等。

　　

【正文】 在彈簧力的作用下制動塊抱緊制動轂 , 對卷揚機構(gòu)起到超速保護作用。下面對這種制動器進行機構(gòu)分析和設(shè)計計算 , 機構(gòu)原理圖見圖 315。 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 圖 315 制動器機構(gòu)原理圖 1制動轂 ； 2制動臂； 3搖臂； 4制動彈簧； 5擺架； 6制動塊 計算制動力矩 2/DGM? 式中 D—— 卷筒直徑； G—— 單個卷筒承受的載荷。 制動彈簧力 n)/ (8 D, 34GdKLKF ??? 式中 K—— 彈簧剛度； G—— 彈簧絲的減變模量； d—— 彈簧絲直徑； D—— 彈簧中徑； n—— 彈簧有效圈數(shù)； L? —— 制動時彈簧預(yù)調(diào)變形量。 制動器機構(gòu)受力分析 （ 1） 搖臂受力分析，見圖 316 ? ??? 0s i ns i nc o s,0 12121 ?FlalYalXM A ? ??? 0,0 21 XXX ? ???? 0,0 21 FYYY 第三章 插桿式擦窗機設(shè)計計算 32 圖 316 搖臂受力示意圖 （ 2） 擺架受力分析，見圖 317 ? ???? 0c o ss i nc o s,0 43131 ?? FlYlYlXM D （ 327） ? ??? 0,0 41 XXX ? ???? 0,0 41 YFYY （ 3） 制動臂受力分析，見圖 318。 ? ?0HM （ 328） 0)s i ns i n()c o sc o s(c o ss i n 6526525555 ?????? ?????? llYllXlXlY 55 YX ?? 式中 ? 為摩擦片的摩擦系數(shù)。 通過以上算式可算出制動器各零件的受力，從而可計算出制動片上的壓力及制動力矩。 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 圖 317 擺架受力示意圖 圖 318 制動臂受力示意圖 這種塊式制動器結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、觸發(fā)機構(gòu)靈敏度高、制動力矩大、工作可靠、制動沖擊小 , 能夠容易地實現(xiàn)卷揚式擦窗機工作吊 籃超速后的安全保護作用 , 確保操作人員的人身安全 , 是目前高層建筑擦窗機上較先進的一種超速保護裝置。 插桿式擦窗機動力系統(tǒng)設(shè)計 電動機的選擇 本減速機將用于擦窗機吊籃的提升和下降，首先減速機具有一定的轉(zhuǎn)矩，能帶動一定的載荷做垂直上下運動。根據(jù)工作要求選用 YZR 系列繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機，電源電壓為 380V。三相異步電動機具有較大的過載能力和較高的機械強度，特別適用于短時或斷續(xù)周期運行、頻繁起動和制動、有時過負荷及有顯著的振動和沖擊的設(shè)備。 第三章 插桿式擦窗機設(shè)計計算 34 電動機 ??10 所需工作功率為： ?wd PP? 繩速 V =10m/min=工作機所需功率： 00 0 00 01 00 0 ???? FvPw 傳動裝置的總效率為 432221 ????? ? 聯(lián)軸器效率 1? =，滾動軸承效率（一對） 2? =，閉式蝸輪蝸桿傳動效率3? =，傳動滾筒效率 ?4= 為代入得： 22 ?????? 電動機所需工作功率為： kwPP wd 9 1 ??? ? 取電動機功率為： kwkwP d ?? 因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率 edP 大于 dP 即可。由 YZR 系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機的額定功率 edP 為 。 3. 確定電動機的轉(zhuǎn)速 滾筒的直徑為 D=150mm 滾筒軸工作轉(zhuǎn)速 m in/ 10100060 rD vn w ????? ? 一般一級蝸輪蝸桿減速器傳動比 39。1i 為 10~80，故電動機的轉(zhuǎn)速可選范圍為 ： m i n/840~210m i n/21)40~10(39。39。 1 rrnin wd ???? 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 815 r/min、 866 r/min，現(xiàn)將符合這范 圍內(nèi)的兩種方案進行比較。有相關(guān)資料查得的電動機數(shù)據(jù)及計算出的總傳動比列于表 36。 表 36 額定功率為 時電動機選擇對總體方案的影響 方案 電動機型號 同步轉(zhuǎn)速 /滿載轉(zhuǎn)速（ r/min） 電動機質(zhì)量（ kg） 價格 /元 傳動比 ai 1 YZR112M6 866 45 1500 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 2 YZR132M16 924 63 1900 i 表 36中，方案 1電動機的質(zhì)量輕，價格便宜，總傳動比大，而方案 2和方案 1相比較，綜合考慮電動機和 傳動裝置的尺寸、重量、價格以及總傳動比，可以看出選用方案 1較好，即選定電動機型號為 YZR112M6。 型號 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 ?寬 ?高） /mm 質(zhì)量 /kg 功率 /kW 電流 /A 轉(zhuǎn)速 /（ r/min） 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 （ 1）傳動比的計算與分配 總傳動比 ： 4121866 ??? wma nni 減速器的傳動比，即一級蝸桿傳動比 i： 41?? aii （ 2）傳動和動力參數(shù)計算 電動機軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 第三章 插桿式擦窗機設(shè)計計算 36 P0= Pd = =866r/min mNnPT . 55 0 000 ?? 蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 kwPP 4 8 ????? ? = =866r/min mNnPT ????? 648 501195 501 蝸輪軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 8 ?????? ??PP m in/ 612 rinn ??? mNnPT ????? 5 02295 5 02 傳動滾筒軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 kwPP ??????? ?? = = r/min mNnPT . 9 19 5 5 0 333 ?? 卷筒的選擇 目前國內(nèi)外擦窗機起升機構(gòu)主要有兩種結(jié)構(gòu)形式 鋼絲繩單層纏繞的雙卷筒布置和鋼絲繩多層纏繞的單卷筒布置。 卷筒形式： (1) 雙卷筒布置形式 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 37 圖 319 鋼絲繩單層纏繞雙卷筒布置形式 鏈條 排繩絲杠 動滑輪 定滑輪 卷筒 大齒輪 中間 齒輪 電機齒輪 電機 鋼絲 繩 1制動器 雙卷筒布置 (圖 319)起升機構(gòu)工作原理：電機城速機經(jīng)一級齒輪城速帶動卷筒轉(zhuǎn)動，鋼絲繩通過排繩絲杠動柑輪再經(jīng)定滑輪連接吊船，帶動吊船上下運動。其主要優(yōu)點：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。缺點：①卷筒隨樓面的增高而加長，樓面較高時卷筒很長、體積較大，對于樓面空間窄小的場合整機結(jié)構(gòu)難以布置；②卷筒尺寸的變化直接關(guān)系到卷揚機架的太小，因此該機構(gòu)無法實現(xiàn)單 一標準化部件生產(chǎn)。 (2) 單卷筒布置形式 該布置方式 (圖 320)是近年發(fā)展起來并開始大量應(yīng)用。其工作原理：電機減速機經(jīng)一級減速帶動卷筒轉(zhuǎn)動，雙線螺旋絲杠帶動整個卷揚機構(gòu)相對定滑輪作往復(fù)運動，實現(xiàn)鋼絲繩的收放，鋼絲繩通過卷筒經(jīng)定柑輪連接吊船。其主要優(yōu)點：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 卷揚機構(gòu)實現(xiàn)了單一標準化部件。缺點：① 鋼絲繩問相互擠壓和摩擦影響其使用壽命；② 加工精度 (雙線絲杠、柑塊、四卷筒等 )、安裝精度要求高，否則易產(chǎn)生鋼絲繩的不同步和亂繩， 導(dǎo)致平臺傾斜，維修保養(yǎng)和調(diào)整較麻煩。 第三章 插桿式擦窗機設(shè)計計算 38 圖 320鋼絲繩多層纏繞單卷筒布置形式 導(dǎo)向滑輪 鋼絲繩 卷筒 電動機 活動機架 限 位裝置 往復(fù)機構(gòu) 鏈傳動 制動器 以上兩種結(jié)構(gòu)形式各有優(yōu)缺點，當樓面高度小于 130m，從使用可靠性出發(fā)宜采用單層纏繞布置；當樓面空間窄小、需要機型體積小或高度較高時宜采用多層纏繞布置方式。 卷簡、滑輪布置設(shè)計要求 卷筒、滑輪布置對擦窗機的安全、可靠的工作至關(guān)重要，設(shè)計時應(yīng)考慮以下因素。 1)擦窗機的非標設(shè)計較多，其卷筒宜采用標準鋼管或鋼板焊接結(jié)構(gòu)。卷筒常用材 料為 Q23 2O、 16Mn。為保證鋼絲繩在卷筒上排列整齊，卷筒均應(yīng)加工螺旋槽，在吊船位于工作最低點時卷筒上 至少有三圈余量，并能承受 1． 25倍鋼絲繩額載拉力。 2)卷筒、滑輪布置應(yīng)滿足圖 321要求。 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 單層纏繞卷簡補償量及加工精度的確定 （ 1）補償量。為使鋼絲繩在卷筒上均勻纏繞卷筒每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)鋼絲繩應(yīng)能移動一個纏繞節(jié)距，因而必須保證卷筒與排繩絲杠軸之間具有準確的傳動比，以使排繩器在排繩絲杠軸走過的距離與鋼絲繩實際的纏繞繩距相匹配。因同一卷筒上需同時纏繞兩根鋼絲繩，必須保證這兩根繩的速 度一致 如吊船下行卷筒轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時排繩器向右移動 t(繩槽間距 )，則左邊鋼絲繩行程增加 1 t，右邊鋼絲繩行程減少lt，所以卷筒的左右速度不一樣，需要通過調(diào)整左右卷筒的直徑來實現(xiàn)左右鋼絲繩速度一致．其補償量確定為： tDtD ??? 21 ?? ，即 ?? /)2( 21 tDD ?? 。 （ 2)加工精度 按照擦窗機吊船在空中的工作要求，吊船的縱向傾斜度≤ 5。 ， 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。 多層纏繞卷筒的排繩機構(gòu)設(shè)計 如圖 321所示，當 鏈輪 8與卷筒的固聯(lián)一起隨之轉(zhuǎn)動，往復(fù)機構(gòu) 7中的雙向絲杠開始作回轉(zhuǎn)運動，迫使活動卷揚機機架相對導(dǎo)向滑輪作往復(fù)直線運動均勻地排繩，保證 4根鋼絲繩均勻地纏繞在卷筒上。 多層纏繞的鋼絲繩在工作時被擠壓，纏繞卷筒時排列的繩距比鋼絲繩直徑略大一些，設(shè)計排繩時其繩距可近似取 t繩 =d+ (0． 2— 0． 5)mm雙向螺紋的絲杠總行程按下式計算 LK = B — d式中： B— 卷筒容繩寬度 (mm)； d—— 鋼絲繩直徑第三章 插桿式擦窗機設(shè)計計算 40 (mm) 確定此行程時應(yīng)注意當?shù)?s層鋼絲繩纏繞到卷筒的一端極限位置時， 由于 第 s層鋼絲繩排列造成的斜角使最后 一個完整圈與卷筒端側(cè)板間留有一個楔行間隙，這樣鋼絲繩不能立即爬至第 s+1層，而當卷筒繼續(xù)轉(zhuǎn)過大約 120～ 180度 時方能爬上第 s +1層。為此需要活動機架在原位停留相應(yīng)的時間．可在雙向絲杠兩端的轉(zhuǎn)向處增設(shè)一段圓弧槽，來滿足過渡過程的需要 近似取圓弧槽長 L 如下： iDL m 2/?? 式中： mD 一 雙向絲杠中徑 (mm)； I — 卷筒、絲杠間的傳動比 綜上我們采用單卷筒多層纏繞方式的卷筒較為適合。 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 41 第 四 章 結(jié)語 本文完成了 插桿式擦窗機的控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、動 力系統(tǒng)的設(shè)計。 插桿式擦窗機是所有擦窗機中較為簡單的一種擦窗機，由于其相對低廉的價格，所以應(yīng)用范圍十分廣泛。本文根據(jù)實際情況分析了插桿式擦窗機在工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)下的受力情況，參照了擦窗機設(shè)計規(guī)范 GB191542020和機械設(shè)計