【正文】 國外擦窗機由于使用的電機減速性能較高，則提高了擦窗機的整機可靠性和質(zhì)量，而國內(nèi)產(chǎn)品因受工業(yè)控制水平和技術(shù)成本的限制，自動化程度還需進一步提高。南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 39 第 四 章 結(jié)語 本文完成了 單臂伸縮型 擦窗機的 各個結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及部分部件的計算和校核。 制動器機構(gòu)受力分析 ： 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 37 （ 1） 搖臂受力分析，見圖 319 ? ??? 0s i ns i nc o s,0 12121 ?FlalYalXM A ? ??? 0,0 21 XXX ? ???? 0,0 21 FYYY 圖 319 搖臂受力示意圖 （ 2） 擺架受力分析，見圖 320 ? ???? 0c o ss i nc o s,0 43131 ?? FlYlYlXM D ? ??? 0,0 41 XXX ? ???? 0,0 41 YFYY （ 3） 制動臂受力分析，見圖 321。 圖 317 塊式制動器結(jié)構(gòu)圖 第三章 單臂伸縮型擦窗機計算 36 1制動臂； 2制動塊； 3搖臂； 4梅花輪； 5連桿； 6擺動桿； 7彈簧座； 8偏心座； 9配重塊； 10制動轂 該制動器工作過程 : 制動轂和梅花輪連接在卷揚機構(gòu)的一端 , 當(dāng)卷揚機構(gòu)在電機減速機的帶動下勻速轉(zhuǎn)動時制動轂和梅花輪隨卷揚機構(gòu)一起勻速轉(zhuǎn)動 , 這時擺動桿上的壓輪壓在梅花輪上平穩(wěn)轉(zhuǎn)動；當(dāng)卷揚機構(gòu)超速運轉(zhuǎn)時擺動桿擺幅增大 , 其底部撞擊偏心座 , 偏心座逆轉(zhuǎn) , 在彈簧力的作用下制動塊抱緊制動轂 , 對卷揚機構(gòu)起到超速保護作用 [14]。 （ 1） 棘爪式制動器 棘輪安裝于卷筒側(cè)端隨卷筒一起轉(zhuǎn)動 , 超速后通過連桿觸發(fā)機構(gòu)牽引棘爪作用進行制動。 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 （ 2）國家標(biāo)準(zhǔn)要求，安全鋼絲繩和工作鋼絲繩應(yīng)采用相同的型號和規(guī)格，但實踐表明，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 。 下面分析安全鎖的安裝位置對鎖繩角度的影響 。 ~ 7 176。 根據(jù)豎直方向的力平衡方程，得 2WF? 由雙月牙孔幾何中心的力矩平衡方程得 r)f(tc o s16 r)frf(L c o s 222112 ?? ??WN 第三章 單臂伸縮型擦窗機計算 32 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 fFN 8? ， fWN 16? 所以 rfrfL rftf 2112 22 c o sc o s? ? ?? (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)若不計琵琶板與銷軸、鎖芯之間的摩擦力矩，則有 Ltf? ．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?。捎阪i芯和鋼絲繩之間的摩擦南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 系數(shù)基本不變，所以對于確定的工作負荷而言，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荷越大 。 但為了防止鎖繩時兩鎖芯互相干涉，一般使夾槽所張圓心角 需 小于180 176。 co s4 ?? ??? Ld Np 繩 接觸面上某一微面積所產(chǎn)生的摩擦力 dF 為 ???? ???? dNpdLddNdF c o ss in22 39。 ，則 ??dpLddN c o s..2 39。 1. 幾何尺寸和安裝尺寸對鎖繩性能的影響 鎖緊力為鎖芯與鋼絲繩之間的摩擦力 。 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 安全系統(tǒng)分析 高處吊籃安全鎖制動性能 根據(jù)鎖繩原理的不同，安全鎖分擺臂式和離心甩塊式兩種 。 （ 3） 在停車狀態(tài)時最大輪壓 ： 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 圖 36 擦窗機受力分析 已知： 動載荷： ? ? ? ? ? ?1 1 . 2 5 2 5 0 1 2 5 . 4 9 4 5 5 2 5 . 6 1G k G G G k g? ? ? ? ? ? ? ? ?額 載 吊 籃 鋼 繩 旋轉(zhuǎn)吊臂： G2 ? kg 玻璃起吊： G3=300*+50＝ 425 kg 伸縮臂： G4= 伸縮機構(gòu) G5=200 kg 主吊臂： G6= kg 提升機構(gòu)： G7=2089 平衡重： G8=5275 主動行走機構(gòu)： G9= 被動行走機構(gòu)： G10= 立柱，回轉(zhuǎn)，底架： G11=7709kg 軌距 : 3500mm 輪距 :3500mm 到前軌距離 L1=18000mm L2=13200mm L3=9200mm L4=3000mm L5=200mm L6=7450mm L7=17450mm 輪壓計算： 在停機狀態(tài)時的最大輪壓 第三章 單臂伸縮型擦窗機計算 28 圖 37 風(fēng)載圖 Bv=Cv 1)M1= + ++= M2=+++Bv=(M2M1)/(2)=1285kg= 2)Av=Dv 整機重量： Gtotal= Av=(GtotalBv2)/2=。= 所以 Mx=13028 Kg (臂架投影與 x軸夾角 )。 P2—— 臺車旋轉(zhuǎn)部分自重 :P2= Mx,My— 旋轉(zhuǎn)部分載荷向旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)化的力矩在 x,y的分力矩 . 由于上車部分重心在支承面上的投影為 E,且該重心對旋轉(zhuǎn)中心的矩等于上車各部分重心對 旋轉(zhuǎn)中心的矩的總和 .重心到旋轉(zhuǎn)中心的距離為 e。 L2+G8 L3+G6 L1 + G2時（泊車），此時卸載吊籃并落地 G1=； G2=； B=l=； e=， t=0. Mx== m； RA=++0=； RB=+++0=； RC=++； 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 RD=+，平衡重仍在最大幅度時，即平衡重設(shè)計時不考慮移動 1）當(dāng)φ =45186。 m； My==時，此時卸載 G1=； G2=； B=l=； e=， t=0. Mx== kN ，平衡重在最大幅度時 1）當(dāng)φ =45186。 剛性車架各支撐點在靜止?fàn)顟B(tài)的垂直反力分別為： 臂 伸縮臂 111 主吊臂 2 平衡臂 1291 平衡重 5275 6 1 6 1 立柱 3160 0 0 0 0 提升機構(gòu) 2089 底座 2460 0 0 0 0 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 圖 32 剛性車架支撐反力計算 12A= G G 2 t M x M yR + ( 1 )4 4 2 2 Bll? ? ? （ 31） 12B= G G 2 t M x M yR + ( 1 + ) + +4 4 2 2 Bll （ 32） 12C= G G 2 t M x M yR + ( 1 + ) +4 4 2 2 Bll ? （ 33） 12B= G G 2 t M x M yR + ( 1 )4 4 2 2 Bll? ? ? （ 34） 式中： G1—— 起重機不旋轉(zhuǎn)部分自重； G2—— 起重機旋轉(zhuǎn)部分（包括貨物、臂架）自重； Mx、 My—— 旋轉(zhuǎn)部分載荷向旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)化的 力矩在 x、 y 方向的分力 矩。 m 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 擦窗機輪壓分析計算及校核 臺車設(shè)計成軌距和輪距均為 ，大臂最大幅度為 18m 時，平衡重幅度為，大臂最大幅度為 時平衡重幅度 。 WOLF 公司生產(chǎn)的擦窗機專用鍍鋅鋼纜； ≥ 10 倍； 毫米； 、帶有絕緣層的銅芯； 80%； 。一般一根鋼絲繩內(nèi)藏兩根電纜芯，而擦窗機太都采用四根鋼絲繩同步工作，因此主機和平臺的信號線最 多為 8 根．最適合配合專用串行通訊模塊使用。 （ 1） 獨立電纜傳送方式 采用電纜作為主機和平臺的信號傳送是較常見的方式。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 31。 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。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。 （ 5） 維護保養(yǎng) ： a）所有影響設(shè)備安全性的部件，應(yīng)按使用說明書進行維護； b）運動或摩擦零部件磨損或損壞時，應(yīng)立即更換； c）電氣系統(tǒng)的部件和隨行電纜損壞或有明顯擦傷時，應(yīng)立即更換； d）齒輪、軸、絲杠、軸承、制動器和卷筒應(yīng)保持良好的工作狀態(tài)，當(dāng)齒輪、絲杠有明顯的磨損現(xiàn)象時，應(yīng)立即更換； e）控制線路的電器、動力線路的接觸器及零部件應(yīng)保持清潔、無灰塵污染； f）應(yīng)按制定使用的潤滑劑對規(guī)定部位定期進行潤滑； g）使用巴士合金固定的鋼絲繩接頭應(yīng)在二年內(nèi)重新制作； h）在測試、檢查和維修如需 安全裝置或電氣保護裝置暫時失效時，在完成測試、檢查和維修后應(yīng)立即將這些裝置恢復(fù)到正常工作狀態(tài)； i）軌道或插桿座等固定設(shè)施或類似裝置，應(yīng)按照使用說明書的要求定期檢查是否松動和進行防銹處理； j）在建筑物表面設(shè)置 T 型導(dǎo)軌，凹槽框或類似導(dǎo)向裝置以及電纜穩(wěn)定器支座時，應(yīng)按照使用說明書的要求定期檢查是否松動和進行防銹處理； k）鋼絲繩的檢查和報廢應(yīng)符合 GB/T5972— 1986 中 的規(guī)定； l）電纜芯鋼絲繩的絕緣有老化跡象或絕緣值降低時，應(yīng)立即更換； m）電纜芯鋼絲繩的導(dǎo)線之一斷裂或?qū)Ь€的導(dǎo)電性能時斷時續(xù)，應(yīng)立 即更換。 第二章 單臂伸縮型擦窗機設(shè)計 14 （ 4） 操作 ： a）設(shè)備操作人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)，合格后并取得了資格證明方可進行操作、維護、保養(yǎng)； b）每日工作前，應(yīng)進行額定載重量的試運行確認設(shè)備處于正常狀態(tài)； c）在吊船作業(yè)下方應(yīng)設(shè)置安全防護區(qū)； d）工作處陣風(fēng)風(fēng)速大于 、大霧、風(fēng)雪等惡劣天氣禁止作業(yè)。檢查測試的周期不得超過 18個月 [8]。 擦窗機應(yīng)存放在通風(fēng)、無雨淋日曬、無腐蝕氣體的環(huán)境中。又因為左右鎖舌同時繞相同的軸作曲線平動，則平動的速度和加速度必然不同，所以，兩鎖舌安全繩繩道的相對位移發(fā)生變化，其結(jié)果是繩道越來越窄，鎖舌越夾越緊，這就確保了安全。但這種安全鎖仍屬超速動作型，速度差異是閉鎖的必備條件，閉鎖的額外滑降距離和沖擊在所難免。吊籃停止滑行。 擦窗機安全鎖是在擦窗機吊籃懸掛鋼絲繩意外拉斷時防止吊籃墜 落、傾斜過大，以保證施工人員安全的保險裝置 [7]。 如圖 24 主要包括：底座箱、四根鋼絲繩、下滑輪、上滑輪、 回轉(zhuǎn)支承、右臂頭滑輪、右臂末滑輪、左臂末滑輪、左臂頭滑輪，其連接方式為：底座箱內(nèi)設(shè)有兩根軸，兩根軸上分別設(shè)置下滑輪和上滑輪，下滑輪設(shè)置于上滑輪之下，上滑輪與下滑輪之間存有間隙，左羊角臂下南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 端設(shè)置左臂末滑輪，上端設(shè)置左 臂頭滑輪，右羊角臂下端設(shè)置右臂末滑輪，上端設(shè)置右臂頭滑輪，兩根鋼絲繩繞過下滑輪，另兩根鋼絲繩繞過上滑輪，繞過上滑輪、下滑輪左槽輪的兩根鋼絲繩與左臂末滑輪、左臂頭滑輪連接，另兩根鋼絲繩與右臂末滑輪、右臂頭滑輪連接。 擦窗機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)一般有主回轉(zhuǎn)機構(gòu)和臂 頭回轉(zhuǎn)機構(gòu)。卷揚 系統(tǒng)的電機減速機是擦窗機設(shè)備最重要的動力部件，電機為常閉式制動電機，是擦窗機的主制動器。因此，動臂的伸縮運動中心線和絲杠軸線的平行度要求很寬松。具體設(shè)計如下： 在動臂的后端設(shè)置一個具有兩個旋轉(zhuǎn)自由度的隨動螺母，它既可以隨動于可調(diào)導(dǎo)向滑塊，又隨動于絲杠。因此，設(shè)計時我們在靜臂的前下方安裝一個支撐滾軸；在動臂的后下方安裝一個支撐滑塊；在動臂后上方的左右兩側(cè)分別安裝一個滾輪，這樣就滿足了伸縮臂垂直方向的定位及導(dǎo)向。我們根據(jù)擦窗機對定位精度及運動的平穩(wěn)性要求不高的特點，設(shè)計了一種無導(dǎo)軌絲杠螺母隨動伸縮吊臂，伸縮吊臂結(jié)構(gòu)示意如圖 23 所 示。 隨著城市高層建筑 物的日益增多，對高層建筑物外墻的裝飾、維護及清潔工作也日益繁重，因此要求在樓頂平臺上安裝擦窗機。輪載式汽車起重機的箱形臂許用撓度為： f ≤ L /30～ L /50， L 為臂長，建議擦窗機的臂架撓度變形 f ≤ L /50。在溫差大的地區(qū)盡量選用小截面的型材做軌道 , 以減小溫度應(yīng)力對軌道連接點和屋面裝置產(chǎn)生的影響 ；⑥ 軌道端頭應(yīng)焊接限位擋板 , 擋板厚度不小于 8mm, 寬度不小于軌道寬度 , 高度應(yīng)滿足限位裝置的要求 , 一般不低 于 100mm；⑦ 當(dāng)軌道在基座外接頭時應(yīng)采用坡口焊接 , 在軌道底部應(yīng)搭焊一塊長度不小于