【正文】 寸和安裝尺寸對(duì)鎖繩性能的影響鎖緊力為鎖芯與鋼絲繩之間的摩擦力。由于夾槽與鋼絲繩接觸弧上任一點(diǎn)的垂直方向的損耗是不變的，則比壓的垂直分量保持不變，如圖所示。故有 （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。取一微弧，設(shè)夾槽與鋼絲繩接觸長(zhǎng)度為，則對(duì)式積分得式中為夾槽所張圓心角。聯(lián)立解得：接觸面上某一微面積所產(chǎn)生的摩擦力為對(duì)其積分得因此當(dāng)量摩擦系數(shù)為dddmsin2sin4+=f (38)式中：為鋼絲繩與夾槽之間的摩擦系數(shù)。圖310給出了= 。不難看出，夾槽所張圓心角越大，當(dāng)量摩擦系數(shù)越大。但為了防止鎖繩時(shí)兩鎖芯互相干涉，一般使夾槽所張圓心角需小于180 176。 圖38 接觸面任意一點(diǎn)比壓 圖39 夾槽比壓分布圖圖310 夾槽所張圓心角與當(dāng)量摩擦系數(shù)的關(guān)系曲線3. 琵琶板的幾何尺寸對(duì)鎖緊力的影響 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(guò)分析安全鎖琵琶板和鎖芯的受力說(shuō)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。 琵琶板的幾何形狀如圖311所示．安全鎖鎖緊時(shí)，琵琶板和鎖芯的受力情況分別如圖31圖312 所示，其中N和F分別為鎖芯對(duì)琵琶板的水平和豎直方向正壓力，W 為重力， f1 和f2 分別為琵琶板與銷(xiāo)軸、琵琶板與鎖芯之間的摩擦系數(shù)， f為鎖芯與鋼絲繩之間的摩擦系數(shù)，即式38所示的當(dāng)量摩擦系數(shù)。根據(jù)豎直方向的力平衡方程，得由雙月牙孔幾何中心的力矩平衡方程得圖311琵琶板的受力分析圖312鎖芯的受力圖根據(jù)圖鎖芯的受力分析可得， 所以 (39) 該式確定了鎖芯和鋼絲繩之間摩擦系數(shù)的理論值，它與琵琶板的幾何尺寸有關(guān)若不計(jì)琵琶板與銷(xiāo)軸、鎖芯之間的摩擦力矩，則有 ．這表明， t越小， L越大，所需的鎖芯和鋼絲繩之間摩擦系數(shù)越小．由于鎖芯和鋼絲繩之間的摩擦系數(shù)基本不變，所以對(duì)于確定的工作負(fù)荷而言，相當(dāng)于只需較小的夾緊力．t 越小，L 越大，安全鎖能夠承受的最大負(fù)荷越大。4. 安裝尺寸對(duì)鎖繩角度的影響 就擺臂式安全鎖而言，工作鋼絲繩斷裂和吊籃傾斜角度過(guò)大是兩個(gè)最基本的鎖繩情況。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，吊籃安全鎖的鎖繩角度不能超過(guò)8 176。，一般控制在4 176。~ 7 176。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。但是如果鎖繩角度太小，安全鎖太敏感，吊籃稍有傾斜就頻繁鎖繩，隨后的開(kāi)鎖程序必然降低工作效率[12]。下面分析安全鎖的安裝位置對(duì)鎖繩角度的影響。圖313為吊籃水平時(shí)安全鎖的安裝位置示意圖，其中O點(diǎn)為工作鋼絲繩在提升機(jī)出口的位置，A 、B為安裝位置尺寸，為安全鎖擺臂的工作角度。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。根據(jù)圖中的幾何關(guān)系有故又所以在式中令得則圖313吊籃水平時(shí)安全鎖的安裝 圖314鎖繩角度為時(shí)安全鎖示意圖 位置示意圖圖315 B=64時(shí)鎖繩角度與參數(shù)A的關(guān)系曲線 圖316 A=300 與參數(shù)B的關(guān)系結(jié)論： （1）安全鎖的制動(dòng)力是由鎖芯與鋼絲繩之間的摩擦力提供的，而此摩擦力又與琵琶板和鎖芯兩者之間的沖擊力成正比，所以必須保證鎖芯和琵琶板的耐沖擊性．否則，一旦由于金屬組織缺陷或外形結(jié)構(gòu)缺陷等而導(dǎo)致鎖芯斷裂或琵琶半半圓孔變形過(guò)大，安全鎖的安全性能就不能保證。 （2）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，安全鋼絲繩和工作鋼絲繩應(yīng)采用相同的型號(hào)和規(guī)格，但實(shí)踐表明，同樣直徑的鋼絲繩，股數(shù)越多，所能提供的摩擦力越大，所以為進(jìn)一步保證安全鎖的安全性能，可選擇安全鋼絲繩的股數(shù)比工作鋼絲繩的股數(shù)多。 （3）琵琶板和鎖芯夾槽的幾何參數(shù)、安全鎖的安裝尺寸對(duì)安全鎖的制動(dòng)性能有重要影響。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(xiāo)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]。 卷筒制動(dòng)器（后備制動(dòng)器） 卷筒制動(dòng)器一般分為兩種：棘輪、棘爪制動(dòng)器和塊式制動(dòng)器。（1） 棘爪式制動(dòng)器 棘輪安裝于卷筒側(cè)端隨卷筒一起轉(zhuǎn)動(dòng), 超速后通過(guò)連桿觸發(fā)機(jī)構(gòu)牽引棘爪作用進(jìn)行制動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。（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)。該制動(dòng)器由觸發(fā)機(jī)構(gòu)和制動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成, 觸發(fā)機(jī)構(gòu)包括擺動(dòng)桿、偏心座、配重塊、梅花輪等, 制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括制動(dòng)臂、搖臂、連桿、彈簧座等, 見(jiàn)圖317。圖317塊式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖1制動(dòng)臂；2制動(dòng)塊；3搖臂；4梅花輪；5連桿；6擺動(dòng)桿；7彈簧座；8偏心座；9配重塊；10制動(dòng)轂 該制動(dòng)器工作過(guò)程: 制動(dòng)轂和梅花輪連接在卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的一端, 當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)在電機(jī)減速機(jī)的帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)制動(dòng)轂和梅花輪隨卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng), 這時(shí)擺動(dòng)桿上的壓輪壓在梅花輪上平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)超速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)擺動(dòng)桿擺幅增大, 其底部撞擊偏心座, 偏心座逆轉(zhuǎn), 在彈簧力的作用下制動(dòng)塊抱緊制動(dòng)轂, 對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)起到超速保護(hù)作用[14]。下面對(duì)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(jiàn)圖318。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： 式中 D——卷筒直徑； G——單個(gè)卷筒承受的載荷。制動(dòng)彈簧力：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)； ——制動(dòng)時(shí)彈簧預(yù)調(diào)變形量。制動(dòng)器機(jī)構(gòu)受力分析：（1） 搖臂受力分析，見(jiàn)圖319 圖319 搖臂受力示意圖 （2） 擺架受力分析，見(jiàn)圖320（3） 制動(dòng)臂受力分析，見(jiàn)圖321。式中為摩擦片的摩擦系數(shù)。通過(guò)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。圖320 擺架受力示意圖 圖321 制動(dòng)臂受力示意圖這種塊式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、觸發(fā)機(jī)構(gòu)靈敏度高、制動(dòng)力矩大、工作可靠、制動(dòng)沖擊小, 能夠容易地實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)式擦窗機(jī)工作吊籃超速后的安全保護(hù)作用, 確保操作人員的人身安全, 是目前高層建筑擦窗機(jī)上較先進(jìn)的一種超速保護(hù)裝置。第四章 結(jié)語(yǔ)本文完成了單臂伸縮型擦窗機(jī)的各個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及部分部件的計(jì)算和校核。單臂伸縮型擦窗機(jī)是軌道式擦窗機(jī)中的一種，是所有擦窗機(jī)中較為復(fù)雜的一種擦窗機(jī)。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GB191542003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。 擦窗機(jī)相對(duì)其它工程機(jī)械來(lái)說(shuō)起步較晚，而且國(guó)內(nèi)擦窗機(jī)公司的實(shí)力與國(guó)外公司相比尚有一定差距。國(guó)外擦窗機(jī)由于使用的電機(jī)減速性能較高，則提高了擦窗機(jī)的整機(jī)可靠性和質(zhì)量，而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品因受工業(yè)控制水平和技術(shù)成本的限制，自動(dòng)化程度還需進(jìn)一步提高。國(guó)內(nèi)擦窗機(jī)企業(yè)應(yīng)通過(guò)引進(jìn)和消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，不斷改進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝．完善基礎(chǔ)零部件配套體系，在沒(méi)有條件的情況下可直接采用進(jìn)口關(guān)鍵部件 提高整機(jī)水平。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)勢(shì)，帶給人們一個(gè)更加潔凈的樓宇環(huán)境。參考文獻(xiàn)[1]GB191542003,擦窗機(jī)[S].[2]張質(zhì)文．起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京： 中國(guó)鐵道出版社，1997年.[3]傅學(xué)怡. 帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建議[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),1999年,第20卷,第2期.[4]王森,[J].建筑結(jié)構(gòu),2002年,第8期.[5]趙笠,黃勛林. 高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001年,第3期.[6]中國(guó)建筑科學(xué)研究院. 深圳紅樹(shù)西岸工程振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究報(bào)告[ R]..[7]中國(guó)建筑科學(xué)研究院. 深圳金域藍(lán)灣3 期工程振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究報(bào)告[ R]..[8]傅學(xué)怡. 實(shí)用高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M] . 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999年.[9].[10]吳宗澤、.[11]吳進(jìn)根， 楊惠清． 安全鎖安全性能的分析與研究[J]．建筑機(jī)械化，2000（2）：3233[12]弟玫．吊籃安全鎖結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析[J]．建筑機(jī)械，1998（4）：2123．[13]段銀良． 擦窗機(jī)安全鎖[J]．建筑機(jī)械，2001（1）：2526．[14] 吳安. 高層建筑擦窗機(jī)超速保護(hù)裝置設(shè)計(jì)分析[J ] .建筑機(jī)械化,2000 ,(5): 12–13.致謝本文是在我的導(dǎo)師徐海涵的悉心指導(dǎo)下完成的。徐老師知識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、寬已待人，在許多方面都是我學(xué)習(xí)的榜樣。徐老師在思想、學(xué)習(xí)、社會(huì)工作和生活等方面都給予我很多教誨、關(guān)心和幫助，特別是在論文撰寫(xiě)過(guò)程中給予我無(wú)微不至的關(guān)懷與悉心指導(dǎo)，他不辭勞苦地給予了許多非常中肯的意見(jiàn)和建議。在論文完成之際，首先我要深深的感謝我的導(dǎo)師徐海涵，謹(jǐn)向徐老師致以誠(chéng)摯的敬意和衷心的祝福。感謝南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師們。感謝他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程中給予了我很多的幫助，正是由于他們的幫助，才使得我能夠順利的完成自己的學(xué)業(yè)和論文工作。感謝給予了我?guī)椭耐瑢W(xué)們，在論文的撰寫(xiě)工作中，常常得到他們的幫助與提示，從而使得自己的工作有很大的改進(jìn)。最后感謝在百忙之中，抽出時(shí)間來(lái)評(píng)審我論文的老師們。感謝所有關(guān)心、幫助和支持過(guò)我的人