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1、毕业设计开题报告2010-2011学年第一学期毕 业 设 计 开 题 报 告题 目 防坠器安全测试系统辅助装置的方案设计 学 号 07010411 姓 名 成 绩 指导教师 机 电 学 院2010年12月一、 课题来源： 课题来源：本课题是北京市特种设备检测中心提供的，中心对防坠器进行检测时，防坠器不易安装到检测台上，我的课题就是设计出一个 防坠器安全测试系统辅助装置。 北京市特种设备检测中心：北京市特种设备检测中心于1995年2月在原北京市锅炉压力容器检验所和北京市劳动保护检测所基础上组建而成。中心依据国家有关安全方面的法律、法规、技术标准，对锅炉、压力容器、电梯、起重机械等特种设备的安全性
2、能进行检验，是公正的、第三方面的公益性的事业单位。中心拥有多种学科的专业技术人才，有先进的检测研究设备，是技术密集型检验机构。特检中心的锅炉压力容器检验始于1982年，并于1989年在全国率先通过劳动部资格认可（劳动部资格认可注册号：L89121301）；电梯、起重机械的检验于1988年正式开展；1998年中心通过了北京市技术监督局的计量认证审查，取得了“中华人民共和国计量认证合格证书（证书编号：（98）量认（京）字（Z0312）”。2007年通过国家质量监督检验检疫总局的特种设备检验检测机构核准（核准证：TS7110319-2011）。 二、 课题的研究意义：防坠器属于特种设备。国家规定这些
3、设备必须每年都要接受检查，检查合格后才可以继续使用。但是由于防坠器自身重量很大（40-50kg），检测时搬运非常不方便。这种不方便直接影响到检测所用的时间和人力。所以，我们想设计一个防坠器安全测试系统辅助装置来帮助检测人员来搬运防坠器并将防坠器可以很轻松地安装到检测机上，这样可以很大程度上减少检测时用来搬运防坠器和安装防坠器的时间，同时也减少了检测人员的人数。现在市面上根本没有这种辅助装置。所以我们认为我们设计的这种防坠器安全测试系统辅助装置是非常有用的。是值得研究。三、课题研究的背景综述（1）防坠器的应用场合 图（1）施工升降机 图（2）防坠器防坠器主要应用在施工升降机上。防坠器只是整个施工
4、升降机机械系统的一个部分，但是它是起非常关键的作用的。施工升降机机械系统主要有减速器，防坠器，电机这三大部分组成。当施工升降机发生故障时，防坠器具有自锁功能可以保证施工升降机不会向下滑落。这样可以保护在施工升降机里人员的安全。防坠器属于特种设备。防坠器是属于特种设备的起重机械的范围，起重机械是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备，其范围规定为额定起重量大于或者等于0.5t的升降机；额定起重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。（2）施工升降机防坠安全器的检验标定为确保施工升降机的安全使用，目前，国内有些城市规定施工升降机防坠安全器出厂后
5、，初次检验期限不得超过两年，以后每年一次，且不论使用与否，到检验周期必须检验，出厂五年报废。施工升降机防坠安全器检验标定试验台由无级调速装置、转矩转速传感器、微机型转矩转速仪、施工升降机防坠安全器性能测试仪、绘图打印机等组成。检验标定前，先将施工升降机防坠安全器的离心式限速装置和锥鼓形制动器分解开，检查安全器限速装置零部件：离心块、离心座、弹簧片、压簧及调整螺栓是否完好、动作是否正常，清除油污、锈蚀。锥鼓形制动器部分，检查大铜螺母、螺杆、锥鼓、碟形弹簧，指示销等是否完好，功能是否正常，清除油污、锈蚀。施工升降机防坠安全器检验标定的项目共五项：1标定动作速度的测量，动作速度应符合标准要求；安全器
6、的齿轮、离心式限速装置安装在试验台上，利用无级调速装置等试验设备，将安全器的离心式限速装置动作打开时的齿轮转速调定为选定的动作速度(安全器标牌上的标定动作速度，见表1)。标定动作速度 表1施工升降机额定提升速度v安全器标定动作速度v06010006013313v注：对于额定提升速度低，载重量大的升降机，其安全器可采用较低的动作速度齿轮转速可按下列公式计算： N=60000udMn Z式中：N一齿轮转速r/minvd一标定动作速度msMn一齿轮模数mmZ一齿轮齿数2制动性能试验，最大制动力矩应符合标准要求；安全器整体安装在试验台上，利用无级调速装置等试验设备使安全器动作，自动记录动作速度和最大制
7、动力矩，并打印速度和制动力矩曲线。试验过程中，安全器的大螺母和指示销不复位，但每次动作后，均须使离心限速装置复位；直到测量的最大制动力矩达到或超过制动力矩计算值时，算作一次当量试验，此时应使用专用工具使大螺母和指示销复位；3安全器制动距离，计算制动距离应符合下表要求：安全制动距离表 表2施工升降机额定提升速度vms安全器制动距离mv065015140065v100025160100133055200在制动性能试验中，安全器最大制动力矩符合标准要求时，测量并记录碟形弹簧组的压缩量 (指示销顶部距小端盖平面的距离)，根据测量结果按下式计算制动距离。L=MnZl1000P式中：L一安全器制动距离 m
8、Mn一安全器齿轮模数 mmZ一安全器齿轮齿数l 一防护目标被制动停止时碟形弹簧组的压缩量mmP一大螺母螺距mm4安全开关动作情况安全器必须安装安全开关。在安全器动作时，应能激发安全开关动作，以切断电动机和制动器的控制电路。在安全器动作后，只有通过人工调整，才能使安全开关复位。5齿轮转动轻便灵活性试验组装后的整体安全器，用手应能使齿轮轻便灵活地转动。据深圳市金鼎安全技术事务有限公司多年来的经验，施工升降机防坠安全器检验标定中常见的问题及原因如下：1离心式限速装置动作速度不稳定离心式限速装置的甩块甩开时的速度不稳定。主要原因是弹簧失效；甩块轴转动不灵活；甩块固定销脱落和甩块支撑弹簧片失效所致。2安
9、全器整体安装试验时，离心式限速装置动作正常但不能制动离心式限速装置的甩块，甩开时的行程不够，不能与锥鼓内壁的凸起啮合。3离心式限速装置动作速度标定时正常，组装后整体安装试验时，动作速度偏离正常值安全器齿轮轴与铜瓦间的间隙过大。4锥鼓形制动器的最大制动力矩达不到要求或最大制动力矩不稳定1)制动带有油污、水或杂物；2)部分碟形弹簧片破损或碟形弹簧片失效；3)锥鼓形制动器大铜螺母与锥鼓螺杆间隙过大；4)制动带局部破损、脱落，与锥鼓接触面积减小；5)制动带吸潮膨胀。 5齿轮转动不灵活齿轮轴锈蚀、轴瓦损坏、制动带吸潮膨胀或破损等。施工升降机防坠安全器检验标定过程，实际上也是对施工升降机防坠安全器的一次维
10、修保养过程，比如清洁制动带表面、打磨锥鼓表面、更换失效的零部件、清理安全器内部的积水、积油、杂物、锈蚀等。每次检验标定合格后，均需加以铅封或漆封，并出具检验报告才能交付使用。四、 设计思路我的设计主要依据于北京特种设备检测中心提出的一些要求来制定的，这个防坠器安全测试系统辅助装置必须具备三大性质。第一个就是安全性，第二个是快捷方便性，第三个是定位准确。安全性：防坠器本身重量非常大所以在搬运时必须保证防坠器安全测试系统辅助装置的平衡不能使防坠器安全测试系统辅助装置倾斜，我认为应该给防坠器安全测试系统辅助装置加上一定的配重，这样可以保障防坠器安全测试系统辅助装置的平衡。快捷方便是要让防坠器安全测试
11、系统辅助装置移动起来非常方便，我认为应在防坠器安全测试系统辅助装置下加上四个万向轮，再加上一个手推杆可以使检测人员很方便的操纵。北京市特种设备检测中心的检测设备都有一定尺寸我要肯据这些尺寸来定防坠器安全测试系统辅助装置如何移动到检测设备上，我把定位分为了三个步骤第一个操作就是将防坠器装夹的防坠器安全测试系统辅助装置上，并使防坠器的平面与地面垂直（保障防坠器可以直接安装到检测机上）。第二个操作是防坠器安全测试系统辅助装置利用某种传动将防坠器垂直抬升一定距离。第三个操作是让防坠器安全测试系统辅助装置可以水平运动一定的距离。五、 课题研究的目标研究内容：（1）对液压传动、机械传动的机构进行研究。（2
12、）对锁紧装置、支撑装置有所研究。（3）对机械结构的受力情况有所研究，并在实验室通过实验验证。研究目标： 通过研究将防坠器安全测试系统辅助装置设计与制造出实体，并应用到实际应用中。六、 课题研究采用的方法和技术路线研究方法：（1）基于Pro-E软件编辑试验的核心程序，用计算机设计出防坠器安全测试系统辅助装置。 （2） 在实验室测试防坠器安全测试系统辅助装置的受力情况。（3） 将防坠器安全测试系统辅助装置在装夹好防坠器后在实际检测中的使用情况。七、 准备工作1 到检验所实际测量防坠器检测设备的实际尺寸和防坠器的实际尺寸2 了解小型叉车机构的构造，对其传动系统有一定的了解。八、 课题时间初步安排表 2010.12 -2011.01 熟悉课题，准备开题报告2011.05-. -2011.05 加工制造2011.05-2011.06 毕业设计报告撰写九、 参考文献1 哈尔滨工业大学理论力学教研室。理论力学（1）第六版。高等教育出版社。2 孙恒， 陈作模， 葛文杰。机械原理 第七版。高等教育出版社。3 濮良贵， 纪名刚。机械设计 第八版。高等教育出版社。4 范孝良， 尹福明， 郭兰申。 机械制造技术基础。 电子工业出版社。5 材料力学。 北京工业大学出版。11
