高楼逃生器装置研究报告.doc

高楼逃生器装置研究报告一、摘要:一种自动限速高楼逃生器,包括壳体、滑绳、增速机构、离心阻尼限速装置组成,壳体内部设有两组正反滑绳,便于多人重复使用;滑绳一端设有环扣,用于连接人体上的保险带,逃生器的壳体悬挂在固定装置的孔上。其特征是:利用四组齿轮增速装置,提高离心滑块的离心力,增加离心滑块与内部摩擦带的摩擦力,起到限速的目的。该逃生器具有滑速均匀性程度高、双组滑绳循环收放,适合多人快速逃生的优点。关键词:逃生装置;结构设计;原理;二、引言城市火灾是一种发生频率高、涉及面广、破坏性大、反响强烈的突发性灾害。随着建筑高度的增加和日趋密集,建筑的安全隐患也越来越多,即使在发达国家的高楼遇有火灾、爆炸等事件时,由于时间、空间等诸多因素的限制,人员自救逃生也是一个极待解决的重要问题。高楼突然失火,电梯不能用,楼梯阻塞,飞不上去也跳不下来,怎样才能迅速逃 生?这样的情况每年都有发生,也有很多人因无法逃生而遇难,而高楼失火逃生装置在这样的环境下应运而生。我们认为逃生器应该具有结构紧凑,工艺简单、安全可靠、使用方便、平稳快速、成本低廉等特点。基于此,本文设计出高楼逃生装置,不仅满足了高楼逃生器的基本特点,而且创新利用了齿轮传动比的调速功能。此设计由于小巧便捷,成本低,特别适宜家庭、办公室和旅馆备用于紧急脱险。三、作品工作原理及创新特色(一)工作原理该作品采用齿轮传动比调速功能,利用四组空套齿轮增速装置,提高离心滑块的离心力,增加离心滑块与内部摩擦带的摩擦力,起到限速的目的,最终使人体下降速度得到大大的减小。(二)工作过程将线圈2的一端套在人体上,人往下跳时,带动轴4变速旋转,再由轴带动空套齿轮组增速,此时,离心块主轴高速旋转,使离心块9在离心力作用下向外发散,与外壳产生摩擦。在摩擦力反作用下,使齿轮组降低转速,同时也使主轴降低速度,从而达到匀速下降的目的,这样人体下降的速度也就得到了控制。图1逃生器外观图图2逃生器与固定架图3逃生器装配图四、结构设计及参数(一)挡板设计图4右侧板图5左侧板图6中侧板(二)主轴设计图7主轴(三)副轴设计图8副轴(四)空套齿轮组设计图9齿轮图10单片齿轮表1齿轮参数小齿轮大齿轮m=2a=65Z=20Z=45d=40d=90ha=2ha=2hf=====44da=94df=35df=85(五)离心块设计图11离心快如图11所示,离心块设计的主要目的是要保证,逃生器下降的速度在安全范围内,利用平衡原理可知,要达到匀速下滑应有:M阻=M力。其中,M阻和M力分别是阻力和下降力。离心活动块均匀的分布在圆周上,离心力,而活动块产生的离心力F,作用在固定壳体上产生正压力N,即:F=N。由此产生的摩擦阻力矩,人体下降产生的力矩。既:或,移项并整理有:以上式中,V-活动块的重心绕回转轴的线速度();G-人体的重量(N);—卷轴绕绳处直径(m):R-活动块的重心到回转轴的距离(m);m一活动块的质量(Kg);f-摩擦系数;D-活动块与固定壳体接触处的直径(m)。将其线速度转化为角速度有:。则,人体下降的速度。即。从式中可以看出:增加活动块的质量m,可以使人体下降的速度减小;选用摩擦系数高的材料,减小;D,R增加,减小;减小,减小:人体体重G越大,增加。因此,只要有合理的设计结构并选择适当的零件材料就可以将人体的下降速度控制在安全的范围内(<~6))。(六)离心块轴设计图12离心块轴(七)离心块外套设计图13离心块外壳(八)固定装置设计图14固定架装配图如图14所示,该固定装置固定方便快捷,整套装置采用两瓣式相插,配备部分采用销轴固定,与墙体的固定端,一边打有小孔,用于固定逃生装置,此外还设有两个对顶螺尖,与墙体进行有效的贴合增加摩擦,另一端设有紧固螺母,方便调节,在紧固螺母的一端焊接了自攻合金螺尖,以便穿透墙面,增大摩擦,进行更好更牢固地锁定固定装置。五、结论此逃生器的设计,根据理论计算,推导了计算公式,并根据公式选定了改装置的安全参数。计算结果表明:次装置时可行的。次逃生装置与其他同类装置相比,在内部结构设计上有了很大的改进,在固定装置上也下了很大功夫,固定简单牢靠。该装置结构简单,成本低廉,实用性强,尤其是使用于家庭、办公室以及旅馆的紧急脱险,因此具有良好的社会和经济效益。六、参考文献:[1][P].中国专利:.1[2][P].专利号:[3][D],2003[4]温诗铸,(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2002[5][P].中国专利:.1[6]、制动器选用手册[M].北京:化学工业出版社,2003