【正文】 lFb ????? （ 313） 2233113 6 )(. DaCaaFalFbDaCalFb ??????? 由以上兩式即可求得 2121 , DDCC ?? 此外，在 A， B 兩端皆為支座，邊界條件為 D1=D2=0 )(6 2221 bllFbCC ???? 由上面可得轉(zhuǎn)角和撓度方程如下： AC段 )0( 1 ax ?? CB 段 )( 2 lxa ?? )3(639。 2223222 axblxbllFbE I w ??????（ q） ])()[(6 32222222 axblxxbllFbE I w ??????（ r） 最大轉(zhuǎn)角：在（ o）式中令 x1=0，在（ q）式中令 x2=l,得在 A,B 兩端的截面轉(zhuǎn)角分別為 E Il blF abE Il blFbA 6 )(6 )( 22 ??????? （ 314） EIl alFabB 6 )( ??? （ 315） 當(dāng) ab 時(shí)，可以斷定 B? 為最大轉(zhuǎn)角。所以應(yīng)首先確定 轉(zhuǎn)角 ? 為零的截面的位置。此外，諾在（ q）式中令 x2=a，又可求得截面 C 的轉(zhuǎn)角為 b)(a3EIlFabC ?? （ 316） 如 ab,則 C? 為正。撓曲線幾位光滑連續(xù)曲線， ? =0 的截面必然在 AC段內(nèi)。以 x0 代入（ p）式，求得最大撓度為 32211m a x )b(l39 E IlFbxww ?? （ 317） 當(dāng)集中力 F作用于跨度中點(diǎn)時(shí)， a=b=2l ，得 20 lx ? ，即最大撓度發(fā)生于跨度中點(diǎn)。另一種極端情況是集中力 F無限接近右端支座，以致 2b 與 2l 相比可以省略，于是得 llx ?? （ 318） EIFblw 392m ax? （ 319） 可見即使在這種極端情況下，發(fā)生最大撓度的截面仍然在跨度中點(diǎn)附近。在（ p）式中令 2lx? ，求出跨度中點(diǎn)的撓度為 )4b( 3 l48 2221 EIFbw ? （ 320） 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 在上述極端情況下，集中力 F 無限靠近支座 B， EIFblEIFbw 163l48 3221 ?? 這是用 21w 代替 maxw 所引起的誤差為 % a x 21m a x ?w ww （ 320） 可見撓曲線上午拐點(diǎn)，總可用跨度中點(diǎn)的撓度代替最大撓度，并且不會(huì)引起很大誤差。 鎖繩機(jī)構(gòu)由鎖芯、琵琶板 ??12 和安裝銷等組成 , 如圖所示．圖中實(shí)線為工作狀態(tài)，即鎖定鋼絲繩狀態(tài)；雙點(diǎn)劃線為非工作狀態(tài)，即鋼絲繩可從中自由通過．其工作原理是當(dāng)工作繩發(fā)生斷裂或吊籃傾斜到一定角度時(shí)，由于琵琶板位置的變化，琵琶板帶動(dòng)鎖芯迅速合攏，鎖住安全鋼絲繩． 第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 24 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．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 consikp ???cos （ 321） 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?d2繩ddL? ，設(shè)夾槽與鋼絲繩接觸長度為 L39。繩? （ 322） 對式積分得 ???? dkddNN ?? ?? 222c o s2 L39。 聯(lián)立解得 )s in(39。 ???? 繩 （ 324） 對其積分得 ?? ????? 22 s i n 2s i n4c o ss i n2 ?? ???????? ? NdNdFF 因此當(dāng)量摩擦系數(shù)為 ????sin2sin4??f 式中： 為鋼絲繩與夾槽之間的摩擦系數(shù)．圖 37 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．不難看出，夾槽所張圓心角越大，當(dāng)量摩擦系南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 數(shù)越大．但為了防止鎖繩時(shí)兩鎖芯 ??13 互相干涉，一般使夾槽所張圓心角小于180 176。 琵琶板的幾何形狀如圖 39 所示．安全鎖鎖緊時(shí)，琵琶板和鎖芯的受力情況分別如圖 3圖 310 所示，其中 N 和 F 分別為鎖芯對琵琶板的水 平和豎直方第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 26 向正壓力， W 為重力， f1 和 f2 分別為琵琶板與銷軸、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)。一般控制在4 176。．因?yàn)榈趸@傾斜角度太大，對保證高處作業(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 的開鎖程序必然降低工作效率．下面分析安全鎖的安裝位置對鎖繩角度的影響．圖 310 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 310 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 ?tan1 BA? 故 ??? ) s int a n BA() s inA(A 11 ????B 又 )(c o sR 11 ?? ?? LB 所以 第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 28 ???? LR) s int an BA(ar cc o s1???????????? ?? 在式中令 0?? 得 )LRB(arc c os0 ?? 則 ?????? ????????????? ???? LR) s i nt an BA(ar cc o s)L RB(ar cc o s 10 圖 310 吊籃水平時(shí)安全鎖的安裝 圖 311 鎖繩角度為 ? 時(shí)安全鎖示意圖 位置示意圖 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 圖 312 B=64 時(shí)鎖繩角度 ? 與參數(shù) A 的關(guān)系曲線 圖 313 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大，安全鎖的安全性能就不能保證。 第三章 插桿式擦窗機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 30 （ 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) , 超速后通過連桿觸發(fā)機(jī)構(gòu)牽引棘爪作用進(jìn)行制動(dòng)。 （ 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 314 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)器工作過程 : 制動(dòng)轂和梅花輪連接在卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的一端 , 當(dāng)卷揚(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)轂和梅花輪隨卷揚(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)卷揚(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 , 對卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)起到超速保護(hù)作用。 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 圖 315 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。 制動(dòng)器機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)計(jì)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(dòng)臂受力分析，見圖 318。 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。 插桿式擦窗機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的選擇 本減速機(jī)將用于擦窗機(jī)吊籃的提升和下降，首先減速機(jī)具有一定的轉(zhuǎn)矩，能帶動(dòng)一定的載荷做垂直上下運(yùn)動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)具有較大的過載能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度，特別適用于短時(shí)或斷續(xù)周期運(yùn)行、頻繁起動(dòng)和制動(dòng)、有時(shí)過負(fù)荷及有顯著的振動(dòng)和沖擊的設(shè)備。由 YZR 系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率 edP 為 。1i 為 10~80，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為 ： m i n/840~210m i n/21)40~10(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(jìn)行比較。 表 36 額定功率為 時(shí)電動(dòng)機(jī)選擇對總體方案的影響 方案 電動(dòng)機(jī)型號 同步轉(zhuǎn)速 /滿載轉(zhuǎn)速（ r/min） 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量（ kg） 價(jià)格 /元 傳動(dòng)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(dòng)機(jī)的質(zhì)量輕，價(jià)格便宜，總傳動(dòng)比大，而方案 2和方案 1相比較，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和 傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格以及總傳動(dòng)比，可以看出選用方案 1較好，即選定電動(dòng)機(jī)型號為 YZR112M6。 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(dòng)滑輪 定滑輪 卷筒 大齒輪 中間 齒輪 電機(jī)齒輪 電機(jī) 鋼絲 繩 1制動(dòng)器 雙卷筒布置 (圖 319)起升機(jī)構(gòu)工作原理：電機(jī)城速機(jī)經(jīng)一級齒輪城速帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩通過排繩絲杠動(dòng)柑輪再經(jīng)定滑輪連接吊船，帶動(dòng)吊船上下運(yùn)動(dòng)。缺點(diǎn)：①卷筒隨樓面的增高而加長，樓面較高時(shí)卷筒很長、體積較大，對于樓面空間窄小的場合整機(jī)結(jié)構(gòu)難以布置；②卷筒尺寸的變化直接關(guān)系到卷揚(yáng)機(jī)架的太小，因此該機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)單 一標(biāo)準(zhǔn)化部件生產(chǎn)。其工作原理：電機(jī)減速機(jī)經(jīng)一級減速帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，雙線螺旋絲杠帶動(dòng)整個(gè)卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)相對定滑輪作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的收放，鋼絲繩通過卷筒經(jīng)定柑輪連接吊船。缺點(diǎn)：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。 卷簡、滑輪布置設(shè)計(jì)要求 卷筒、滑輪布置對擦窗機(jī)的安全、可靠的工作至關(guān)重要，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下因素。卷筒常用材 料為 Q23 2O、 16Mn。 2)卷筒、滑輪布置應(yīng)滿足圖 321要求。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(dòng)一個(gè)纏繞節(jié)距，因而必須保證卷筒與排繩絲杠軸之間具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，以使排繩器在排繩絲杠軸走過的距離與鋼絲繩實(shí)際的纏繞繩距相匹配。 （ 2)加工精度 按照擦窗機(jī)吊船在空中的工作要求，吊船的縱向傾斜度≤ 5。 多層纏繞卷筒的排繩機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖 321所示，當(dāng) 鏈輪 8與卷筒的固聯(lián)一起隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，往復(fù)機(jī)構(gòu) 7中的雙向絲杠開始作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，迫使活動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)機(jī)架相對導(dǎo)向滑輪作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)均勻地排繩，保證 4根鋼絲繩均勻地纏繞在卷筒上。為此需要活動(dòng)機(jī)架在原位停留相應(yīng)的時(shí)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(dòng)比 綜上我們采用單卷筒多層纏繞方式的卷筒較為適合。 插桿式擦窗機(jī)是所有擦窗機(jī)中較為簡單的一種擦窗機(jī)，由于其相對低廉的價(jià)格，所以應(yīng)用范圍十分