单臂伸缩型擦窗机设计毕业论文(编辑修改稿)

单臂伸缩型擦窗机设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

装一个支撑滚轴；在动臂的后下方安装一个支撑滑块；在动臂后上方的左右两侧分别安装一个滚轮，这样就满足了伸缩臂垂直方向的定位及导向。 在保证动臂左右导向的设 计中，我们在静臂前部左右两侧各固定了一个滑块架，在其内部分别镶装可调导向滑块，在动臂的后部左右两侧分别安装一个导向滑块，从而解决了伸缩臂的左右导向问题。 同时，在长期使用后也可通过调整支撑滚轴及可调滑块来调整间隙，以便保证导向精度的一致性。 由于在该设计方案中所有导向面均为非加工面，其导向精度不高，所以采用了丝杠螺母随动设计，避免出现因导向精度不高引起的卡滞现象。 具体设计如下： 在动臂的后端设置一个具有两个旋转自由度的随动螺母，它既可以随动于可调导向滑块，又随动于丝杠。 而丝杠的随动是通过在丝杠的后部链轮附近设 置的球形铰链支撑及在丝杠的前浮动端设置滑托实现的。 球形铰链支撑的母体固定于静臂第二章 单臂伸缩型擦窗机设计 10 的内形面，为主要受力点；滑托和丝杠固定于一体，为辅助支撑点。 滑托的外部能在动臂内腔滑动，丝杠转动通过螺母带动动臂前后移动，从而构成了丝杠螺母随动系统。 因此，动臂的伸缩运动中心线和丝杠轴线的平行度要求很宽松。 静臂的前后各装有一个行程开关，动臂的前后各装有一个行程撞块，通过它们控制行程 [5]。 卷扬系统是擦窗机的核心部件，实现吊船的载人升降作业。 传动顺序为：电机减速机→齿轮减速→卷筒→钢丝绳→导向滑轮→吊船。 卷扬 系统的电机减速机是擦窗机设备最重要的动力部件，电机为常闭式制动电机，是擦窗机的主制动器。 为保证卷扬系统的安全可靠性，电机减速机宜选用国外进口知名品牌。 为适应超高层建筑物的需要，一般都选用多层缠绕排绳机构，结构紧凑，便于标准化部件生产 [6]。 卷扬系统必须设以下安全保护装置：①主制动保护（常闭式制动电机）；②后备超速保护装置；③钢丝绳防松保护装置；④钢丝绳防乱绳护装置；⑤排绳 机构断链保护装置；⑥排绳机构极限限位保护装置；⑦应急状态下手动下降保护装置。 擦窗机的回转机构一般有主回转机构和臂 头回转机构。 主回转机构实现主臂的回转，使吊船到达需要工作的立面位置；臂头回转机构调整吊船和立面的相对角度，使吊船平行于立面升降作业。 回转机构的电机减速机均需选用常闭式制动电机。 擦窗机用羊角臂头装置属 于建筑机械领域。 如图 24 主要包括：底座箱、四根钢丝绳、下滑轮、上滑轮、 回转支承、右臂头滑轮、右臂末滑轮、左臂末滑轮、左臂头滑轮，其连接方式为：底座箱内设有两根轴，两根轴上分别设置下滑轮和上滑轮，下滑轮设置于上滑轮之下，上滑轮与下滑轮之间存有间隙，左羊角臂下南京工业大学学士学位论文 11 端设置左臂末滑轮，上端设置左 臂头滑轮，右羊角臂下端设置右臂末滑轮，上端设置右臂头滑轮，两根钢丝绳绕过下滑轮，另两根钢丝绳绕过上滑轮，绕过上滑轮、下滑轮左槽轮的两根钢丝绳与左臂末滑轮、左臂头滑轮连接，另两根钢丝绳与右臂末滑轮、右臂头滑轮连接。 本实用新型有效地减少了故障的概率，提高了使用寿命和安全性能。 图 24 擦窗机用羊角臂头装置 擦窗机在高层建筑的应用日益广泛。 基于擦窗机高空作业的特殊境况，擦窗机安全锁的可靠性已成为衡量整机性能的主要指标之一。 擦窗机安全锁是在擦窗机吊篮悬挂钢丝绳意外拉断时防止吊篮坠 落、倾斜过大，以保证施工人员安全的保险装置 [7]。 普通擦窗机安全锁是吊篮下行超速后才起保护作用的。 安全钢丝绳通过安全锁绳轮，此绳轮与离心限速机构相连。 当该绳轮线速度 (即吊篮下行速度 )超过限定值时，离心机构的甩块触发钢丝绳夹紧装置，使之夹紧安全钢丝绳。 吊篮停止滑行。 这种安全锁闭锁时的速度为 20 22m／ min，闭锁滑降距离≤ 100 mm。 由于吊篮下降的正常速度为 7， 5— 10 m／ min，与闭锁时的速度差异较大，较大的速度差必然引起闭锁时滑降距离的增加，并产第二章 单臂伸缩型擦窗机设计 12 生较大的冲击力。 因此，为了提高安全锁的灵敏度，有些产品 在其绳轮处增加了增速轮系．组成速度放大器，使闭锁时的速度接近吊篮的工作速度，闭锁滑降距离缩短，闭锁冲击力也有所减小。 但这种安全锁仍属超速动作型，速度差异是闭锁的必备条件，闭锁的额外滑降距离和冲击在所难免。 为进一步提高安全锁的可靠性，我们设计了失力动作型的安全锁，结构如图1，并增设了电器保护功能 (因为安全锁在闭锁时都有特殊要求，即排除故障后，吊篮先行上升，待安全锁松开后方可下降 )。 图 25 安全锁 图 25 中件 1 由摆臂、穿绳环、拨销组成，穿绳环和拨销固结在摆臂上，而摆臂又固结在件 4 上；件 2 分别空套在件 4 和件 6 上，其上设有锁簧挡销，在锁簧扭转力矩的驱动下，锁体外缘始终与件 1 上的拨销保持接触；件 3 分左右两个，在左右锁舌之间是安全绳绳道，每个锁舌两半圆形的脐子分别装在上下锁体的滑道里，两半圆脐子的轴线距离等于件 4 与件 6 的中心距。 在悬挂绳未断之前，由于吊篮重力的作用，悬挂绳通过件 1 上的穿绳环，其上的拨销迫使锁体处于双点划线位置，而锁体的滑道又约束销舌处于双点划线位置，安全绳顺利通过两锁舌之闯的绳道；当悬挂绳拉断 (失力 )后，下锁体在锁簧作用下绕件 6 转动，上锁体推动件 1 上的拨销，拨销带动摆臂，使复位轴转动，复位轴上 的行程开关触发杠杆将吊篮下降电气回路断开，各构件相对位置如实线 所示 (为明膝失力保护机构，件 件 8 在主视图上均未画出 )；因为每片锁舌上下两半圆脐子的轴线距离等于件 4 与件 6 之间的中心距，所以当上下锁体绕各自南京工业大学学士学位论文 13 的轴线转动时，两锁舌作曲线平动，由于刚体在平动过程中其上任一直线始终保持与初始位置平行，所以两锁舌绳道始终保持平行。 又因为左右锁舌同时绕相同的轴作曲线平动，则平动的速度和加速度必然不同，所以，两锁舌安全绳绳道的相对位移发生变化，其结果是绳道越来越窄，锁舌越夹越紧，这就确保了安全。 擦窗机的 安装与维 护 擦窗机 在使用过程中的一些损坏原因 是 没有注意 擦窗机 的运输、存放、安装和维护等细节造成的。 例如一些 擦窗机在使用时发现套筒不圆整，导致在组装时难以将插杆装入其中，这是由于在运输途中不注意套筒的碰撞变形。 又如一台 擦窗机使用很久后，出现锈蚀，这与后期的维护有关，需要多注意定期检查和涂漆保养。 擦窗机应存放在通风、无雨淋日晒、无腐蚀气体的环境中。 并将随机工具，备件及需防锈的表面和各润滑点涂以防锈脂或注入润滑油。 擦窗机安装调试完成后应经过测试验收，测试报告应由参加测试各方有关人员盖章存入设备档案。 擦窗机投入使用后，应定 期检查测试。 检查测试的周期不得超过 18个月 [8]。 （ 1） 检查测试内容 如下 ： a）对整个设备安装的详细检查； b）建筑物预埋件的检查； c）对安全装置，电气系统的测试。 （ 2） 安全装置的检查 要求 ： a）安全装置的检查周期不得超过 6个月； b）若在现场不具备测试条件，可以拆下该装置，送制造厂测试； c）拆下测试的装置，在擦窗机交付使用前，应检查所有再新安装的和其相关的部 件。 （ 3） 钢丝绳的检查如下： a）在用的钢丝绳须每个工作日目捡一次，每月至少按产品使用说明书有关规定检查二次； b）对一个月以上未使用， 在每次使用前做一次全面检查，其检查报告应指出钢丝绳的状况。 第二章 单臂伸缩型擦窗机设计 14 （ 4） 操作 ： a）设备操作人员应经过培训，合格后并取得了资格证明方可进行操作、维护、保养； b）每日工作前，应进行额定载重量的试运行确认设备处于正常状态； c）在吊船作业下方应设置安全防护区； d）工作处阵风风速大于 、大雾、风雪等恶劣天气禁止作业。 e）有架空输电线场所，擦窗机的任何部位与输电线的安全距离应大于 10m，以避免擦窗机进入输电线危险区。 如果安全距离受条件限制，应与有关部门协商，并采取安全防护措施后方可架设。 f）擦窗机 宜配置独立的安全绳。 （ 5） 维护保养 ： a）所有影响设备安全性的部件，应按使用说明书进行维护； b）运动或摩擦零部件磨损或损坏时，应立即更换； c）电气系统的部件和随行电缆损坏或有明显擦伤时，应立即更换； d）齿轮、轴、丝杠、轴承、制动器和卷筒应保持良好的工作状态，当齿轮、丝杠有明显的磨损现象时，应立即更换； e）控制线路的电器、动力线路的接触器及零部件应保持清洁、无灰尘污染； f）应按制定使用的润滑剂对规定部位定期进行润滑； g）使用巴士合金固定的钢丝绳接头应在二年内重新制作； h）在测试、检查和维修如需 安全装置或电气保护装置暂时失效时，在完成测试、检查和维修后应立即将这些装置恢复到正常工作状态； i）轨道或插杆座等固定设施或类似装置，应按照使用说明书的要求定期检查是否松动和进行防锈处理； j）在建筑物表面设置 T 型导轨，凹槽框或类似导向装置以及电缆稳定器支座时，应按照使用说明书的要求定期检查是否松动和进行防锈处理； k）钢丝绳的检查和报废应符合 GB/T5972— 1986 中 的规定； l）电缆芯钢丝绳的绝缘有老化迹象或绝缘值降低时，应立即更换； m）电缆芯钢丝绳的导线之一断裂或导线的导电性能时断时续，应立 即更换。 南京工业大学学士学位论文 15 第三章 单臂伸缩型 擦窗机计算 擦窗机必须满足下列规范要求：《擦窗机》 GB191542020；《高处作业吊篮》GB191552 0 0 3 ； 《擦窗机安装工程质量验收规程》 JGJ150－ 2020；进口或出口设备时，还应符合欧洲标准 EN1808 的要求。 本次擦窗机的技术参数： 额定载荷 250kg 升降速度 9m/min 臂长 12~20m 行走速度 6m/min 变幅速度 2～ 3m/min 电源特性 3*380V， 50HZ 回转速度 180176。 /100s 篮减速 电机的选择 选择电动机的类型 本减速机将用于擦窗机吊篮的提升和下降，首先减速机具有一定的转矩，能带动一定的载荷做垂直上下运动。 根据工作要求选用 YZR 系列绕线转子三相异步电动机，电源电压为 380V。 三相异步电动机具有较大的过载能力和较高的机械强度，特别适用于短时或断续周期运行、频繁起动和制动、有时过负荷及有显著的振动和冲击的设备。 选择电动机的容量 电动机所需工作功率为： wd PP 绳速 V =10m/min=工作机所需功率： 00 0 00 01 00 0  FvPw 传动装置的总效率为 432221   联轴器效率 1 =，滚动轴承效率（一对） 2 =，闭式蜗轮蜗杆传动效率3 =，传动滚筒效率 4= 为代入得： 第三章 单臂伸缩型擦窗机计算 16 22  电动机所需工作功率为： kwPP wd 9 1   取电动机功率为： kwkwP d  因载荷平稳，电动机额定功率 edP 大于 dP 即可。 由 YZR 系列电动机技术数据，选电动机的额定功率 edP 为。 确定电动机的转速 滚筒的直径为 D=150mm 滚筒轴工作转速 m in/ 10100060 rD vn w   一般一级蜗轮蜗杆减速器传动比 39。 1i 为 10~80，故电动机的转速可选范围为 ： m i n/840~210m i n/21)40~10(39。 39。 1 rrnin wd  符合这一范围的同步转速有 815 r/min、 866 r/min，现将符合这范围内的两种方案进行比较。 有相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表 31。 表 31 额定功率为 方案 电动机型号 同步转速 /满载转速（ r/min） 电动机质量（ kg） 价格 /元 传动比 ai 1 YZR112M6 866 45 1500 2 YZR132M16 924 63 1900 i 表 31中，方案 1电动机的质量轻，价格便宜，总传动比大，而方案 2和方案 1相比较，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总传动比，可以看出选用方案 1较好，即选定电动机型号为 YZR112M6。 南京工业大学学士学位论文 17 型号 额定值 效率 ∕% 功率 因数 (cos ψ ) 堵转电流 ∕ 额定电流 堵转转矩 ∕ 额定转矩 最大转矩 ∕ 额定转矩 外形尺寸 （长 宽 高） /mm 质量 /kg 功率 /kW 电流 /A 转速 /（ r/min） 信号传 送方式 和钢丝绳选择 擦窗机都采用主机和平 台两地操作，主机处控制擦窗机的运行和停止动作；在平台处一般只控制平台的升降，也可有选择地控制其它动作，因此将平台内的操作信号准确有效地传送给主机非常重要 [9]。 目前有以下 3 种传送方式。 （ 1） 独立电缆传送方式 采用电缆作为主机和平台的信号传送是较常见的方式。 其方法很简单，利用一根多芯电缆由主机直接垂人操作平台，。