钟摆阻尼式高楼逃生装置

钟摆阻尼式高楼逃生装置 树2010年第9期总第37卷产品开发与设计?71? 钟摆阻尼式高楼逃生装置 任海东,刘娟 (徐州工业职业技术学院机械工程学院,江苏徐州22l140) 摘要:通过 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 国内外现有的几种高楼逃生装置,提出一种新的设计思想一基于钟 摆阻尼的新型高楼逃生装置.该机 械装置不需要外在动力,可多人次循环使用.其技术原理是利用偏心钟摆结构使逃 生者自重转化为相应的摩擦阻力,逃 生者体重越重,该装置产生的摩擦阻尼越大,从而使不同体重的人都能以近似相同 的安全速度缓降逃生.该装置结构紧 凑,简单,并通过机械结构和力学方面的分析计算和高楼缓降试验,证明其安全可 靠. 关键诃:逃生装置;钟摆;摩擦阻力矩 中图分类号:TB472文献标识码:A文章编号:1006—0316(2010)09—0071—02 Towerescapeapparatuswiththeprincipleofpendulumdamp RENHai-dong.LIUJuan (SchoolofMechanicalEngineering,XuzhouCollegeofIndustrialTechnology,Xuzhou221 140,China) Abstract:ThisarticleanalyzessomekindsofEscapeddeviceinthedomesticandforeignfirstl y,thenproposesakindofnew designconcep卜一 basedonthependulumdampinthenewescapeddevice.Themechanicalapparatushasnouseo fother poweranditcanbecircularlyusedformany.Thetechniqueprincipleofthedeviceisthatitcantr ansformtheloadintothe correspondingfrictionthroughthependulumframework.Themoreweightiertheloadis,the morebiggerthefrictiondampis,SO thepeoplewithdifferentweightcangroundsafelybyalmostsameslowspeed.Theframework ofapparatusiscompactand simple,andthesecurityhasbeenverifiedbyanalyzingandtestingonmechanics. Keywords:escapeapparatus;pendulum;frictionresistancetorque 城市高楼火灾是一种发生频率高,涉及面广, 蔓延速度决,破坏性大,救援和逃生困难的突发性 灾害.目前国内外现有的高层建筑逃生装置主要有 三种类型.一种是机械电动式逃生装置,需要电源 提供动力,同时还需要机械传动机构进行变速缓降; 很显然灾害发生时电源能否可靠使用是个大问题, 其次该装置复杂庞大,成本高,不宜推广使用.一 种是斜索滑降逃生装置,需要先将绳索的一端固定 在地面上,然后逃生者依靠夹持绳索装置夹持斜索 滑降逃生;该装置需要别人静固定绳索来完成逃 生,及时性和容易性是个问题.还有一种是利用各 种齿轮系【j】,滑轮组等机械装置同时结合相应的摩 擦阻尼或液体流动阻尼[21的方法进行缓降逃生,这 类逃生装置都需要零件固定安装支架;结构复杂, 一 个构件出问题就会给逃生者带来安全隐患,而且 使用繁琐费时,且成本较高. 因此简单,安全,快速的机械自助逃生装置是 高层建筑逃生装置今后发展的一个重要趋势.本文 所述的逃生装置为纯机械装置,结构简单,不需要 外在动力,可多人次循环使用;利用偏心钟摆结构 使逃生者自重转化为相应的摩擦阻力矩,可使不同 体重的逃生者都以安全的下降速度进行缓降逃生. l装置技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 纯机械逃生装置的关键技术在于如何利用机械 结构和力学原理,使逃生者利用绳索下降时的自重 转化为相对应的摩擦阻力,同时还要能够使不同体 重的人都能以2m/s左右的安全速度降落到地面. 根据钟摆原理,偏心钟摆受到向下的重力作用 会向中心运动,重力越大,钟摆向中心摆动的驱动 收稿日期:2010—04—26 作者简介:任海东(1969一),男,河南开封人,硕士研究生,讲师,主要研究方向为机械 制造,没计. ? 72?产品开发与设计枕榭2010年第9期总第37卷 力矩就越大,同样重力小时钟摆的驱动力矩随之变 小,无需人工调节.受此启发,将钟摆原理运用到 逃生装置中,使摩擦阻尼与逃生者体重同步变化. 逃生装置如图l所示,使用时逃生者穿上配备 的安全带并吊在钢索下面的吊钩上,逃生者的体重 越重,通过钢索卷筒支承轴作用在左右悬挂摆臂上 的拉力也就越大.根据偏心钟摆原理,左右摆臂向 中心运动,对钢丝绳卷筒两侧的摩擦片产生的正压 力也就越大,在摩擦系数一定的情况下,左右压紧 盘对转动卷筒产生的摩擦阻力也相应增加,从而使 不同体重的逃生者都能以安全速度下降逃生.下降 过程中逃生者可以通过手戴摩擦手套握紧拉拽控制 绳使左右压紧摩擦盘进一步压紧卷筒来增大摩擦阻 力矩,再加上摩擦手套与控制绳之间的摩擦阻力, 双重作用来控制下降速度或停车,使逃生者安全缓 降逃生.左右旋钢索可使多人交替使用,省去回收 绳索时间,方便高效. 1.卷筒支承轴2.销3.左悬挂摆臂4.左压紧摩擦盘5.摩擦片 6.缓降变速控制绳7.右旋钢丝绳8.左旋钢丝绳9.卷筒 1O.右压紧摩擦盘11.右悬挂摆臂12.承重吊轴 图1逃生装置结构图 2理论计算与设计 逃生者能以2m/s左右的安全速度匀速下降需 要满足的条件是:在逃生者的下降速度达到2m/s 时加速度减小为零,即钢索卷筒的转动合力矩为零. 如果逃生者下落初速度大于2m/s,逃生者可通过逃 生手套拉拽,摩擦控制绳的方式使下降速度减小到 2m/s左右的安全速度.但是控制绳只是起辅助作 用,逃生者的下落力量主要靠摩擦压紧盘的摩擦阻 力来平衡,也就是逃生者能够以安全速度匀速下落 的关键是钢索卷筒两侧摩擦片产生的摩擦阻力矩等 R(G为逃生者体 于钢索卷筒的下降转动动力矩G× 重;R为钢索卷筒半径). 摩擦片与卷筒的摩擦系数约为0.8,摆臂与支承 轴的夹角取45.(可调),根据平衡方程确定两侧压 紧盘对摩擦片产生的正压力各为G/2;卷筒两侧所 受的摩擦阻力矩为: M:mg(尺一尺)(1) 式中:m为摩擦面数;为摩擦系数;q为摩擦面上 的平均比压,g=G —=二_ /2 ;,月为摩擦盘内, 外半径. 令GXR:M,带入q,消除逃生者重力G,整 理得: 尺:一233 3(R;一R)(2) 因此,选择确定适当的摩擦盘内,外半径的值, 使钢索卷筒的半径等于式(2)右边对应的计算值, 就可以使逃生者以安全速度匀速下降逃生. 3缓降性能试验 首先用行车把体重40,50,75kg试验者 吊到21Tl,3m,4m不同的高度进行缓降试验,结 果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明逃生缓降装置可以使试验者以2m/s左右的 安全速度下落,而且试验者可以用控制绳实现缓降 变速和空中悬停,缓降装置安全可靠.然后在二楼 进行多人次连续往复使用试验,试验中出现钢丝绳 回卷乱缠问题,通过增加钢丝绳导引环问题得以解 决.最后进行高层建筑三楼,四楼的现场试验,结 果表明逃生缓降装置达到设计要求,性能可靠. 墨图2低空缓降试验图3高空现场缓降试验 4结束语 通过理论论证和试验验证,纯机械,钟摆悬臂 式高空缓降逃生装置结构简单,成本低,性能可靠, 使用方便. 参考文献: [1]叶海燕.缓降救生器[Pll中国专利:02277340.1,2003.09—03. [2]叶强.液体流动阻尼式高楼逃生器的创新设计明.消防科学与技 术,2003.24(2):210-212. [3】周瑁.盘式摩擦离合器摩擦力矩计算方法对比分析[J]l陕西工学 院.2004,20(4):4.7