附着式升降脚手架防坠器设计

1、附着式升降脚手架防坠器设计一、附着式升降脚手架 附着升降脚手架是指搭设一定高附着升降脚手架是指搭设一定高度并附着于工程结构上，依靠自身的度并附着于工程结构上，依靠自身的升降设备和装置，可随工程结构逐层升降设备和装置，可随工程结构逐层爬升或下降，具有防倾覆、防坠落装爬升或下降，具有防倾覆、防坠落装置的外脚手架；附着升降脚手架主要置的外脚手架；附着升降脚手架主要由附着升降脚手架架体结构、附着支由附着升降脚手架架体结构、附着支座、防倾装置、防坠落装置、升降机座、防倾装置、防坠落装置、升降机构及控制装置等构成。构及控制装置等构成。附着式升降脚手架在高层建筑的应用附着式升降脚手架在高层建筑的应用二、存在

2、问题 针对脚手架在提升或下降过程中，针对脚手架在提升或下降过程中，如果电动葫芦链条发生断裂，则脚手如果电动葫芦链条发生断裂，则脚手架会跌落下来，可能造成人员、货物架会跌落下来，可能造成人员、货物的伤亡。因此需要设计一种防坠器，的伤亡。因此需要设计一种防坠器，来提高附着式升降脚手架的使用安全来提高附着式升降脚手架的使用安全性能。性能。脚手架坠落造成的安全事故脚手架坠落造成的安全事故三、系统设计法设计防坠器 1 1、功能分析、功能分析 功能是对技术系统中输入和输出功能是对技术系统中输入和输出的转换所作的抽象化描述，可以表述为：的转换所作的抽象化描述，可以表述为：功能功能= =条件条件属性。属性。

3、根据所设计的防坠器达到的工根据所设计的防坠器达到的工作要求，首先要检测到绳索断裂，并把该作要求，首先要检测到绳索断裂，并把该信息传递给制动装置，制动装置工作，确信息传递给制动装置，制动装置工作，确保脚手架不发生坠落。保脚手架不发生坠落。防坠器功能树防坠器检测信息传递制动2 2、功能元求解、功能元求解 功能元的求解过程是指选择使用的科技工功能元的求解过程是指选择使用的科技工作原理，构思实现工作原理的技术结构，作原理，构思实现工作原理的技术结构，即功能载体。即功能载体。防坠器的形态学矩阵功能元功能元功能载体功能载体检测装置弹簧传感器传递装置杠杆弹簧制动装置摩擦销钉棘轮棘爪 根据以上分析，我采用机械

4、结构检测绳索断裂，结合使用根据以上分析，我采用机械结构检测绳索断裂，结合使用摩擦结构和销钉结构来达到制动目的。摩擦结构和销钉结构来达到制动目的。 工作原理：防坠器固定在脚手架上，由弹簧，夹钳（定夹工作原理：防坠器固定在脚手架上，由弹簧，夹钳（定夹钳和动夹钳）组成。电动葫芦链条通过定滑轮连接在动夹钳和动夹钳）组成。电动葫芦链条通过定滑轮连接在动夹钳上，弹簧处于伸长阶段，链条产生的拉力平衡弹簧力。钳上，弹簧处于伸长阶段，链条产生的拉力平衡弹簧力。导轨上每隔导轨上每隔3030厘米开矩形槽，附着式脚手架沿导轨正常上厘米开矩形槽，附着式脚手架沿导轨正常上升和下降时，防坠器不起作用，如果链条突然断裂，弹簧

5、升和下降时，防坠器不起作用，如果链条突然断裂，弹簧收缩，在弹簧力的作用下，动夹钳迅速压紧导轨，利用摩收缩，在弹簧力的作用下，动夹钳迅速压紧导轨，利用摩擦力来防止下坠，即使摩擦力不够，当下坠到矩形槽时，擦力来防止下坠，即使摩擦力不够，当下坠到矩形槽时，防坠器卡在导轨的矩形槽内，这样便可抓住脚手架，防止防坠器卡在导轨的矩形槽内，这样便可抓住脚手架，防止坠落。坠落。1导轨；2脚手架；3弹簧；4夹钳；5定滑轮导轨模型定夹钳动夹钳工作过程四、关键零件的优化设计610 我设计的防坠器弹簧材料为优质碳素钢，使用寿命N 次,许用应力=405MPa，弹簧丝直径2.59，弹簧外径3060，工作圈数3n6，弹簧指数

6、C6，工作载荷F=600N。在满足弹簧的刚度条件，强度条件，旋转比条件和结构尺寸边界条件等约束条件下，确定弹簧的弹簧丝直径d，中经D1和工作圈数n等三个设计参数，使它重量最轻。 基于matlab的求解五、关键零件的有限元分析 当夹钳夹入导轨槽中时，会受到当夹钳夹入导轨槽中时，会受到一个冲击力，如果冲击力过大，有可一个冲击力，如果冲击力过大，有可能冲断夹钳，所以要对夹钳进行有限能冲断夹钳，所以要对夹钳进行有限元分析。元分析。 下面动夹钳为例进行说明（忽略掉下面动夹钳为例进行说明（忽略掉定滑轮的影响）定滑轮的影响）5.1 建立有限元模型 通过选定单元模型，通过选定单元模型，定义材料，定义载定义材料，定义载荷，设定边界约束荷，设定边界约束后件等步骤后，就后件等步骤后，就可以调用相应的有可以调用相应的有限元分析程序进行限元分析程序进行计算。计算。 如右图所示，动夹钳前端受力过大，尤其是两边受压力很明显，需要进行优化。优化后的有限元模型 从优