高层建筑室外便携式提升设备的研究

摘要

高层建筑的不断涌现，使得高层建筑室外设备的安装与高空维修工作随之增多，凸显出高层建筑室外提升机械的重要性。目前，高空提升设备普遍存在固定与安装要求较高、灵活性差、设备体积较大、不方便携带、使用成本高等问题，对于一些零散作业，提升任务不得不完全由人力完成，不仪劳动强度大、提升效率低，而且极其不安全。据不完全统计，我国每年因高处坠落导致的坠亡事件高达上千起，高处坠落更是在建筑业“三大伤害”之一，发生率最高、危险性极大。针对上述问题，研究开发了一种便携式高空作业提升设备。
　　本研究主要内容包括：⑴便携式提升设备主要由悬挂钢丝绳、摩擦轮、驱动电机、传动机构、控制系统、安全装置和机架等组成。工作时将悬挂钢丝绳呈“∞”型缠绕在两摩擦轮的摩擦凹槽内，依靠二者之间的摩擦力，实现载重装置的升降运动，完成升降作业。⑵便携式提升设备采用钢丝绳实现导向和悬挂功能，克服了传统高层建筑室外提升设备固定安装问题;钢丝绳与机体的可分离性以及整机采用模块化设计，使得其最大结构件体积小、重量轻，方便个人搬运;安全装置保证设备发生打滑或坠落时有效制动，满足了提升设备安全性要求。⑶利用有限元分析软件对关键零部件的强度进行了分析验算;同时利用动力学基本知识，建立了悬挂钢丝绳的力学模型，给出了悬挂钢丝绳张力的时变函数，利用MATLAB/Simulink模块，进行数据仿真，对其最大拉力进行了安全核定，进一步验证了该新型便携式提升设备设计的合理性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 本课题的研究内容、关键技术及创新点

1．3．1 本课题的研究内容

1．3．2 关键技术

1．3．3 创新点

1．4 本章小结

第2章 提升设备机械系统的总体方案设计

2．1 总体方案设计

2．1．1 传动方案提出

2．1．2 传动方案的确定

2．2 电动机的选型

2．3 动力运动参数计算

2．4 本章小结

第3章 关键零部件的结构设计

3．1 摩擦轮的设计

3．1．1 材料的选择

3．1．2 齿面接触强度设计

3．1．3 齿根弯曲疲劳强度计算

3．1．4 几何尺寸计算

3．1．5 结构设计图

3．2 主动轴的设计

3．2．1 基本参数

3．2．2 结构设计

3．2．3 安全校核

3．3 从动轴的设计

3．3．1 基本参数

3．3．2 结构设计

3．3．3 安全校核

3．4安全装置设计

3．4．1 简介

3．4．2 工作原理和方案确定

3．4．3 结构设计

3．4．4 弹簧安全性校核

3．5 其它零部件结构设计

3．6 总装配模型

3．7 本章小结

第4章 安全性与可靠性的论证

4．1 关键零件的有限元分析

4．1．1 有限元法简介

4．1．2 有限元分析流程

4．1．3 两摩擦轮接触应力分析

4．1．4 摩擦轮强度分析

4．1．5 轴的有限元分析

4．2 有效提升力的理论分析

4．2．1 提升力的求解

4．2．2 结果分析

4．3 悬挂钢丝绳张力分析

4．3．1 提升系统的数学力学模型

4．3．2 计算机仿真研究

4．3．3 仿真结果分析

4．4 安全装置

4．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士期间研究成果