1、燈盤的提升方法

見圖 1,用三根分鋼索通過三組固定在桿頂支架上的定滑輪組(每組兩只定滑輪)歸結到提升鐵板上, 主鋼索的一端栓牢在燈桿桿根內壁。另一端穿過提升鐵板下方的動滑輪后盤繞在卷揚機組的輪軸上。

2、動力傳遞的設計計算

設: 燈盤的最大重量 460kg〈注 1〉。單列向心滾珠軸承的定滑軸的效率η0≥ 0. 93,三根提升燈盤的分鋼索分別跨過桿頂三角支架內的兩只定滑輪后歸結到

提升鐵板上〈注 2〉。

2. 1 三根分鋼索上作用力分別為 F1:

F1 = ( 460÷ 3) /( 0. 93× 0. 93) × 9. 8= 1 737N

2. 2 跨過提升鐵板的主鋼索盤繞在卷揚機組輪軸的一段受到的作用力 F2:

F2 =3F1 /Z = 23× 1 737 /0. 93= 2 802 N 〈 注 3 〉2

注 1. 合理設計并使用一體化燈具的燈盤 , 其一般可控制在460kg,對于燈只數較多的裝飾樣燈盤 ,可設計成分解式 ,一部分固定在桿頂 ,使提升部分的燈盤不大于 450kg。

注 2. 據機械手冊可知 ,用軸承的滑輪摩擦系數 uf 為 0. 003,所以

效率 η0≥ 0. 93較可靠。

注 3. 根據動滑輪原理和主鋼索跨過動滑軸后的工作方式 ( 見圖1) ,主鋼索與鉛直線之間有一個較小的夾角 α,主鋼索上的受力實際應該為 F2 /cosα,比計算值略大些 ,此處忽略不計。

2. 3 主鋼索選用直徑為 7. 7m m, 橫截面積為22. 37m m2 , 抗 拉 強 度 155kg /m m2 , ( 即 1 519N / m m2 ) ,能承受最大拉力 33 908N。 現提升拉力 F2= 2 802N. 使用中的安全系數 β=  33 908 /2 802=  12. 1

>8。 完全符合國家有關部門規定。

2. 4 卷揚機的主體結構和關鍵尺寸見圖 2。 卷揚機組的輪軸直徑 0 = 110m m,可排繞主鋼索的長度 L= 215m m。 30m高桿燈,燈盤上升或下降的最大行程為 28m。 主鋼索在輪軸上盤繞部分的總長度,即為主鋼索跨過動滑輪移動的長度 S= 56m。 據計算: 56m 主鋼索在輪軸上需排繞 6層。 排繞第 1層時,輪軸加鋼索的力學計算直徑 O′0  =  110+   7. 7=  117. 7m m; 排繞第 6層時, 輪軸加鋼索后的力學計算直徑 O″0 為 190mm。 設這兩種情況時,輪軸需付出的最小、最大扭矩分別為 M小 和 M大:

M小=   F2·  ′0   /2=  2 802× 0. 118 /2=  165. 3Nm( ′0=  117. 7mm  0. 118m )

M大=   F2·  ″0   /2=  2 802× 0. 19 /2=  266. 2Nm

2. 5 卷揚機的輪軸與大齒輪同軸心組合。 大齒輪的分度圓直徑 1 = 280m m,齒數為 70; 與大齒輪銜接的小齒輪 (組裝在減速機的輸出軸心上)分度圓直徑

  2 = 192mm ,齒數為 48。 兩個傳遞齒輪的模數皆為

4。 齒輪間的傳遞效率 η2 =  0. 95。

2. 6 因大齒輪與輪軸同心組合,大齒輪分度圓周上必須付出的力矩等于 M小 或 M大。設大齒輪分度圓周上承擔的最大作用力為 F3:

F =  M1 =  266.  2 0. 281 901. 4N;

2. 7 小齒輪與大齒輪銜接,小齒輪必須付出的作用力為 F4 ,付出的力矩 M:

F4=   F3   /η2=  1 901. 4 /0. 95=  2 001. 5N;

M= F4· 2 /2= 2 001. 5× 0. 192 /2= 192. 1Nm

2. 8 若選用 W PA 80型減速機,其輸入轉速為 800r / min,輸出扭矩為 211Nm ,減速比為 62∶ 1,因 211Nm

>M ( 192. 1Nm ) ,符合需求。

2. 9 當減速機的輸入轉速滿足 800r /min(由電動機相應的轉速和皮帶輪傳動比來滿足)時,減速機的輸出扭矩即為 211Nm ,小齒輪與減速機輸出軸同心組合,輸送到小齒輪分度圓周上的作用力 F5:

 0. 192= 211 /4 > F3 (滿足需求)2 = 2 198N> F

2. 10 設暫時選用的電動機為 4P,轉速 n1 = 940r / mi n。減速機要求輸入轉速η2=  800r /mi n〈注 4〉。若電機的輸出皮帶輪直徑 4= 105mm ,則減速機輸入皮帶輪直徑為 3:n1· 43=n2= 940× 105 / 800= 123m m;