擦窗机超速保护时导轨的受力分析 - 副本 - 副本.pdf

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1、擦窗机超速保护时导轨的受力分析林砺宗，汪江剑（华东理工大学!机械动力工程学院，上海!!""!+#）!摘要"用)5]>VA5UXK软件建立了某型轨道式擦窗机的虚拟样机模型#用;H;()进行动力学仿真分析#然后在;H;()仿真平台上进行了参数化分析$在研究参数化对象时#选用了运动参数化和设计变量相结合的方式$分析了在超速保护过程中制动速度对底座导轨系统受力点的影响$通过对制动速度的参数化分析找到了引起导轨受力点从受压过渡到受拉时后备制动器的动作速度#为今后选用后备制动器数据提供了参考#同时也为实物样机的质量检验提供了资料$!关

2、键词"擦窗机%;H;()%虚拟样机%参数化%超速保护!中图分类号",1#++!,*+%-!!!文献标识码".!!!文章编号"%""%/’’&0#!""#$"!/""F!/"’C&1,*3’35%(.(&6035A,5*3’.’2)3,-.’*13.5&’&7*1(4**$(36*"%41&"*,".&’?@2?>/f58B#A;248B/a>48随着我国城市市容环卫意识的提高#高层建筑物外墙的定期清洗及检修维护已逐渐引起人们的重视$高空擦窗机是完成这一高空作业的专用设备#因而保证其可靠性和安全性成为最首要的任务之一$

3、本文针对某公司的’T单臂轨道式擦窗机#利用;H;()仿真平台研究其在超速制动保护过程中制动速度对底座导轨系统的影响以及相关参数的优化设计与分析$8!轨道式擦窗机简介轨道式擦窗机是用来定期清洗及检修高层建筑物外墙的高空专用设备#某’T单臂轨道式擦窗机结构如图%所示$机器安装在建筑物顶部的水平轨道上#靠&个带卡爪的滚轮支承#能够承受拉力和压力#其中!个滚轮由制动电机传动#可使整台擦窗机平稳地在轨道上运行及停止$由于整机采用全平衡设计#在正常工作时滚轮不会对轨道产生向上的拉力#即借助吊臂尾部的平衡重可确保擦窗机整机重心在正常工作

4、时始终处于前&后轨道之间$擦窗机机箱箱体上端装有%个由制动电机传动的转盘#可使转盘上的整个吊臂作最大c%G"P的水平转动#使吊篮到达外墙面各部位$转盘上安装有箱型结构的吊臂#吊臂尾部安装了平衡块#吊臂前端另有一个小型转盘用于调整所悬挂的工作吊篮的方向$工作吊篮长!"""TT#宽#""TT#高%%""TT#有效工作荷载为!’"XB!可同时承载!个操作人员和常用工具"#吊篮结构为全封闭铝合金结构#吊篮前部有%对橡胶缓冲轮#用于清洁垂直墙面时的防撞保护$吊篮用&根直径为#TT的特种镀锌钢缆悬挂#每根钢缆内藏有绝缘铜芯电缆#用于

5、传送屋顶台车与吊篮的电气控制讯号及通话讯号$图8!轨道式擦窗机该机正常工作时相关技术参数如下’额定载荷!’"XB#吊篮升降速度-T(T>8#水平行走速度!收稿日期""##$%#&%#’!通讯地址"上海市梅陇路%+"号华东理工大学实验%"楼!"#室"(!!""#$"!!上半月刊"FT#T>8$大臂回转速度F$#+T#T>8$超速保护时后备制动器制动速度约为%GT#T>8!即"$+T#K"$制动时间为"$’K%擦窗机作为高空载人的机电一体化设备$对制动的可靠性要求很高$该擦窗机除正常电机制动外$还在卷筒端部设有机械直接响应式后

6、备制动机构%在吊篮下落的过程中$当正常升降电机制动失效&卷筒超速运转时$其后备制动机构的机械抱闸将直接制动于卷筒端部$对超速下落的吊篮起到超速保护的作用’%(%引起后备制动器动作的吊篮下落速度!以下简称制动速度"是高空擦窗机的一个非常重要的指标$在制动时间一定的情况下$制动速度太小$会使正常工作速度的调节范围变小$不利于擦窗机的正常工作需要)制动速度太大$可能造成安全事故$如钢丝绳断裂&悬臂梁折断&底座导轨夹轨器损坏&底座导轨被拔起等$因此在设计时必须将制动速度控制在安全范围内%本文研究在超速保护过程中制动速度对底座导轨系

7、统的影响%9!建立模型为了对机械系统进行动力学仿真分析$首先需要建立三维模型$但是;H;()三维造型功能相对薄弱$难以创建具有复杂特性的零件%所以选择在)5]>VA5UXK里创建+NH模型$然后以*4U4K5]/>V格式保存$然后再把此装配体导入到;H;()#>76%由于导入;H;()后模型没有任何质量属性和约束$所以对各个部位都应加上质量&约束和运动等初始条件$建立的模型导入;H;()%底座导轨结构如图!所示$图中(_&%_是底座左边导轨与滚轮的接触点$$_&B_是右边导轨与滚轮的接触点$分别对称于中心线%:!参数化对

8、象在实际设计研究过程中$对虚拟样机进行建模&仿真分析和数据后处理之后$还要用人工方式对虚拟样机进行多次修改$然后进行反复的仿真分析$最终得到比较满意的虚拟样机模型和分析结果%但是$这种分析方法需要进行大量重复工作$而且最终的分析结果未必是最佳结果%事实上$利用;H;()提供的参数化分析功能$可以大大提