緩降器的方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u13283緩降器的方案設(shè)計(jì)案例 13381.1緩降器設(shè)計(jì)方案的分析及對(duì)比 1165771.2方案確定 21.1緩降器設(shè)計(jì)方案的分析及對(duì)比緩降器按工作原理可以分成五種：利用擒縱機(jī)構(gòu)的緩降器、摩擦式緩降器、采用間歇沖擊式機(jī)構(gòu)的緩降器、流體阻尼式緩降器以及利用電磁阻尼機(jī)構(gòu)的緩降器。不管是什么類型的緩降器，其從能量轉(zhuǎn)換層面來(lái)講，都是利用其內(nèi)部核心機(jī)構(gòu)將使用者的重力勢(shì)能裝換為其他形勢(shì)的能量，從而減少使用者的動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)減速效果。下面對(duì)各種緩降器的工作原理進(jìn)行闡釋，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，分析比較選出最合適的方案。擒縱式緩降器：擒縱式緩降器利通過(guò)一種延時(shí)機(jī)構(gòu)：擒縱機(jī)構(gòu)來(lái)減速，其原理類似于一部分機(jī)械手表的延時(shí)原理。擒縱輪與卡擺互相反復(fù)碰撞，形成了沒(méi)有固定周期的振動(dòng)，消耗掉動(dòng)能，從而使使用者的動(dòng)能減少，實(shí)現(xiàn)緩降。此機(jī)構(gòu)有著不能多次使用，使用不夠靈活，不易控制速度，制造要求高等劣勢(shì)。廣東理工學(xué)院的董兵兵在《礦用機(jī)械自鎖緩降器動(dòng)力學(xué)分析及試驗(yàn)研究》中對(duì)礦用擒縱式緩降器的力學(xué)性能進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。電磁式緩降器:利用電磁阻尼式機(jī)構(gòu)的緩降器利用的是電磁阻尼原理，電磁阻尼器是其核心功能部位，通過(guò)金屬盤在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，使得金屬盤受到磁場(chǎng)所對(duì)其施加的阻尼力，從而減速，當(dāng)下降的動(dòng)能越來(lái)越大是金屬盤切割磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)就越快，于是受到的阻尼力也會(huì)越大，最后成為穩(wěn)速狀態(tài)，穩(wěn)速下降，實(shí)現(xiàn)緩降。此機(jī)構(gòu)不僅維護(hù)成本高，在惡劣工作條件下，難以維持良好的減速效果。浙江師范大學(xué)的陳遠(yuǎn)超等人在《自適應(yīng)電磁阻尼式高樓逃生緩降器設(shè)計(jì)》中設(shè)計(jì)了一直不需要單片機(jī)這類控制原件的電磁式緩降器。間歇式?jīng)_擊機(jī)構(gòu)緩降器：采用間歇式?jīng)_擊機(jī)構(gòu)的緩降器是利用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)將下降的重力勢(shì)能通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)的接觸碰撞的方法轉(zhuǎn)換成內(nèi)能消耗掉，以此來(lái)降低速度，實(shí)現(xiàn)緩降。但同時(shí)此機(jī)構(gòu)有著噪音大，對(duì)受力件的抗沖擊要求高，壽命短等的劣勢(shì)。流體阻尼式緩降器:利用流體阻尼式的機(jī)構(gòu)的緩降器是利用的液體或者氣體這類流體，將下降的重力勢(shì)能通過(guò)流體阻尼式機(jī)構(gòu)來(lái)將其轉(zhuǎn)化為氣體或者液體這類流體的內(nèi)能，從而消耗掉重力勢(shì)能帶來(lái)的動(dòng)能，下降速度越快，流體的阻尼就越大，從而加速能量的轉(zhuǎn)化，更快的轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，實(shí)現(xiàn)速度的控制，實(shí)現(xiàn)緩降。但同時(shí)此機(jī)構(gòu)有著結(jié)構(gòu)龐大，使用與維護(hù)不方便等的劣勢(shì)。曹傳劍等人的《基于AMESim的液壓阻尼緩降器仿真研究》中，通過(guò)輔助軟件，分析了不同工況下，流體阻尼式緩降器的工作特性。摩擦式緩降器：一般摩擦式緩降器采用摩擦輪式機(jī)構(gòu)，利用下降的重力勢(shì)能帶動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)，逐漸加快的下落速度會(huì)使得摩擦輪產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng)從而改變摩擦輪和被摩擦部位的摩擦面積，使之產(chǎn)生的摩擦力變大，于是減速，但因?yàn)闇p速會(huì)使摩擦面積變小，于是摩擦力減小，從而消耗的動(dòng)能減少，以此實(shí)現(xiàn)了下降速度的控制，可以控制速度在一定的范圍內(nèi)變化，實(shí)現(xiàn)緩降。1.2方案確定因?yàn)楦嗟目紤]到緩降器對(duì)使用者的可靠性、安全性與穩(wěn)定性以及耐用性，所以在這次設(shè)計(jì)中，我選擇了摩擦阻尼式緩降器來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。傳統(tǒng)摩擦式緩降器如圖2-1所示,最常見(jiàn)于消防員等需要從事高處下降的工種中，這類緩降器結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，通過(guò)彈簧將兩塊摩擦塊連接在一起，繩索穿過(guò)兩塊摩擦塊，當(dāng)人員使用下降時(shí)，繩索與摩擦塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，產(chǎn)生摩擦力，減少人員下降的動(dòng)能。圖2-1傳統(tǒng)摩擦式緩降器這種摩擦式緩降器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧輕便，比較適用于經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的專業(yè)人員，對(duì)使用者的身體素質(zhì)也有一定要求。而在逃生過(guò)程中，使用者是不特定人群，可能會(huì)出現(xiàn)老人小孩等情況。所以逃生用緩降器不應(yīng)該有使用門檻，應(yīng)該讓每個(gè)人都能安全簡(jiǎn)單的使用。本文設(shè)計(jì)一種安裝于建筑之中的摩擦式緩降器：飛輪式摩擦緩降器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單耐用，使用方法簡(jiǎn)潔易懂。減速器選用二級(jí)齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行增速，從而可以放大因重力勢(shì)能改變而產(chǎn)生的速度變化，從而使離心塊快速旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)摩擦盤與另一塊摩擦盤接觸，產(chǎn)生摩擦力，實(shí)現(xiàn)緩降。與傳統(tǒng)摩擦式緩