某防火卷簾門的方案設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u22004某防火卷簾門的方案設(shè)計(jì)案例 198941.1設(shè)計(jì)方案的提出 2326761.2設(shè)計(jì)方案的分析與比較 513741.2.1卷軸設(shè)計(jì)方案分析和比較 5113291.2.2簾板設(shè)計(jì)方案分析和比較 543071.3設(shè)計(jì)方案的確定 648901.4防火卷簾門的整體設(shè)計(jì) 723631.4.1卷軸的具體尺寸設(shè)計(jì) 7187321.4.2卷軸的定位槽設(shè)計(jì) 858411.4.3簾板的具體尺寸設(shè)計(jì) 9266631.4.4簾板定位塊的具體尺寸設(shè)計(jì) 11238761.4.5卷簾門底座具體尺寸設(shè)計(jì) 11150361.4.6卷簾門導(dǎo)軌的具體尺寸設(shè)計(jì) 12172411.4.7卡扣尺寸設(shè)計(jì) 13411.5防火卷簾門的材料設(shè)計(jì) 13227041.5.1卷簾門軸的失效形式和材料的選用 14105951.5.2簾板的失效形式和材料的選用 16212181.5.3導(dǎo)軌、底座和底座連接件、卡扣的材料選擇 17174851.6卷軸熱處理的選擇 1792871.7卷軸、簾板和底座的重量計(jì)算 181.1設(shè)計(jì)方案的提出卷簾門想要在體積和重量不發(fā)生較大改變的前提下有效提升防火性能，僅僅是依靠原先的設(shè)計(jì)是比較難實(shí)現(xiàn)的，于是本設(shè)計(jì)對(duì)防火卷簾門結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了以下設(shè)想：對(duì)于卷軸方案一：擬使用和市面上相似的大型滾筒形卷軸，通過(guò)在電機(jī)側(cè)添加內(nèi)嚙合齒輪，通過(guò)齒輪傳動(dòng)或齒鏈傳動(dòng)提升卷簾板，卷軸外側(cè)切槽以固定簾板。（方案一如圖3-1所示）REF_Ref74047105\r\h[16]方案二：擬使用雙層型卷軸，內(nèi)外部由六根均勻支柱連接支柱底部加厚提高耐用性，焊接連接內(nèi)外部，內(nèi)部使用六角形凹槽連接和固定齒輪，使用齒輪或齒鏈傳動(dòng)提升卷簾板，挖槽長(zhǎng)槽后用匚形板件焊接形成完整掛載槽以限制和固定簾板位移。（方案一如圖3-23-3所示）圖3-1方案一設(shè)計(jì)圖樣圖3-2方案二設(shè)計(jì)圖樣圖3-2方案二建模圖樣

對(duì)于簾板方案一：在簾板內(nèi)部增加加固用的鐵板，可以增加一定的堅(jiān)固度，抗沖擊性能更好，在外輪廓改動(dòng)不大的前提下增加石棉、樹(shù)脂等防火材料的添加量，可以提高耐火性能，側(cè)面增加H形加強(qiáng)板，進(jìn)一步增加耐用性和抗沖擊性能。（方案一如圖3-3所示）圖3-3簾板方案一實(shí)例方案二：在原有卷簾的基礎(chǔ)上在表面壓出紋路或附著點(diǎn)，使用鋁合金材質(zhì)并且舍棄復(fù)合型的結(jié)構(gòu)，以輕便為主要目標(biāo)。只在表面噴涂阻燃劑，以起到提高防火性能的作用。（方案一如圖3-4所示）圖3-4簾板方案三示例方案三：放棄復(fù)合型的設(shè)計(jì)，將防火卷簾門的防火部分徹底拆除不用，日常使用普通的鋼制卷簾門，在火災(zāi)的情況下使用配套的無(wú)機(jī)布卷簾達(dá)到火效果。（方案一如圖3-4所示）圖3-4無(wú)機(jī)防火布簾1.2設(shè)計(jì)方案的分析與比較1.2.1卷軸設(shè)計(jì)方案分析和比較對(duì)于卷軸方案一：結(jié)構(gòu)不夠緊湊，工作平穩(wěn)性較高，傳動(dòng)過(guò)程中齒輪傳動(dòng)比大，容易浪費(fèi)動(dòng)力，需要另外焊接內(nèi)嚙合齒輪比較麻煩。必須在完整的卷軸多次上切槽削掛附簾板，切槽有軸向和周向兩個(gè)定位，一個(gè)定位出問(wèn)題就容易讓一根卷軸報(bào)廢無(wú)法正確地安裝卷簾，多次切槽在很大程度上的削了卷軸的強(qiáng)度，在承載較多簾板的時(shí)候卷軸有發(fā)生斷裂導(dǎo)致安全事故發(fā)生的危險(xiǎn)。對(duì)于卷軸方案二：工作平穩(wěn)性高不容易發(fā)生卡齒的情況，結(jié)構(gòu)緊湊傳動(dòng)比小，動(dòng)力不容易損失，更加節(jié)約電力，結(jié)實(shí)耐用不容易壞后期維護(hù)費(fèi)用低，一般只有到了許用年限才會(huì)更換或維修，一體化的簾板掛槽可以更好附著簾板，沒(méi)有周向位移發(fā)生的可能，軸向加工一步到位加工簡(jiǎn)單，有六排支柱，內(nèi)外部連接緊密不容易發(fā)生變形。1.2.2簾板設(shè)計(jì)方案分析和比較對(duì)于簾板方案一：使用鋼材質(zhì)不僅提升內(nèi)部填充劑附著的摩擦力，也能填充更多填充劑，通過(guò)增加填充劑的使用，保證無(wú)時(shí)無(wú)刻不有優(yōu)越的防火性能，側(cè)面增加H形加強(qiáng)板，進(jìn)一步增加耐用性和抗沖擊性能，以及更好防盜能力和抗風(fēng)能力，在實(shí)際使用中可以一定程度上阻止入室盜竊的發(fā)生。強(qiáng)度高意味著盜竊人手持工具或小型電動(dòng)工具需要花費(fèi)更多的時(shí)間鉆洞和撬起底板，在強(qiáng)行使用車輛撞擊閉合的卷簾門時(shí)不容易被突破，發(fā)生安全事故時(shí)，廠房?jī)?nèi)部的貨物掉落砸到卷簾門上，不容易使卷簾門發(fā)生大規(guī)模變形。缺點(diǎn)在于極大增大了整體的重量，為安裝和維護(hù)帶來(lái)了新的麻煩。REF_Ref74047132\r\h[17]對(duì)于簾板方案二：使用普通鋁制材料，重量方面可以降低一半左右。缺點(diǎn)在于日常使用中，每一次卷起和放下不可避免產(chǎn)生摩擦，容易碰掉外部的防火材料，使得防火性能變得不可靠。鋁材的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如鋼材，在對(duì)入室盜竊的防護(hù)方面作用不如方案一，重量太輕抗風(fēng)性能差，火災(zāi)發(fā)生時(shí)不可避免產(chǎn)生內(nèi)外壓力差，重量輕壓力可能導(dǎo)致卷簾門晃動(dòng)，被困人情感上大概率感到不安和對(duì)卷簾門產(chǎn)生不信任情緒。材料強(qiáng)度不夠又免除了復(fù)合型的設(shè)計(jì)，手持工具和小型電動(dòng)工具可以很容易地破開(kāi)足夠一人鉆入的洞，也容易把簾板整個(gè)撬出來(lái)。追求輕便舍本逐末，不能有效起到防火隔熱和防止入室盜竊的發(fā)生。對(duì)于簾板方案三：方案三的主要優(yōu)點(diǎn)在于日常使用時(shí)非常方便，就和一般性卷簾沒(méi)有兩樣。缺點(diǎn)在于火災(zāi)的發(fā)生沒(méi)有預(yù)見(jiàn)性，一旦發(fā)生突發(fā)情況，很難有辦法一步到位下放卷簾門和無(wú)機(jī)防火布，且不能進(jìn)行雙向的防火，防護(hù)內(nèi)部著火就要在外部設(shè)置無(wú)機(jī)防火布，外側(cè)著火就要在內(nèi)側(cè)設(shè)置無(wú)機(jī)防火布，這個(gè)方案相對(duì)另外兩種方案必須進(jìn)行兩次操作，先找到無(wú)機(jī)防火布的位置，再放置無(wú)機(jī)防火布，對(duì)于老人小孩來(lái)說(shuō)設(shè)置太過(guò)麻煩，意外發(fā)生產(chǎn)生心理上的壓力更可能因此導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果。設(shè)計(jì)理論上可行但是實(shí)際操作上很容易發(fā)生意外情況，不是所有時(shí)候都有知道無(wú)機(jī)防火布的人在，沒(méi)辦法最大程度上保證安全。1.3設(shè)計(jì)方案的確定通過(guò)上述對(duì)各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)的綜合分析和討論。權(quán)衡各種方案的利與弊。對(duì)于卷軸來(lái)說(shuō)：方案一相對(duì)方案二生產(chǎn)較為簡(jiǎn)便。方案一的卷軸整體負(fù)責(zé)了卷簾的掛載和傳動(dòng)兩項(xiàng)職責(zé)，對(duì)強(qiáng)度的要求更高，壁厚方面也因此不得不加厚以保證足夠的強(qiáng)度來(lái)滿足掛載和傳動(dòng)兩項(xiàng)功能。方案二雖然從側(cè)面上看起來(lái)非常復(fù)雜，但是完全可以做到分四步加工，內(nèi)部是六角形鋼管，只要承擔(dān)傳動(dòng)的功能，通過(guò)連接件和電機(jī)相連，這部分不需要焊接。六組連接柱子可以通過(guò)分成三組連接件焊接完成。外部的掛載卷軸部分可以和方案一相結(jié)合，改為在外部卷軸上切槽掛載的方式。也可以維持原有設(shè)計(jì)，用匚形板件焊接形成完整掛載槽，這樣沒(méi)有各截面形狀都相同，沒(méi)有危險(xiǎn)截面，有效減少應(yīng)力集中發(fā)生破壞的情況。結(jié)論：對(duì)于卷軸來(lái)說(shuō)方案二優(yōu)于方案一。對(duì)于簾板：卷軸作為卷簾門的結(jié)構(gòu)主體主要承擔(dān)著承擔(dān)簾板重量，配合電機(jī)起到抬升和下落的作用。而簾板則主要提供防護(hù)功能。一個(gè)優(yōu)質(zhì)的卷簾門設(shè)計(jì)方案必須保證產(chǎn)品在對(duì)抗火情時(shí)必須是安全可靠的。結(jié)合三個(gè)簾板的方案來(lái)看：方案一足夠安全但是耗材高，重量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝和維護(hù)費(fèi)用高。方案二使用輕便鋁材和通過(guò)噴涂阻燃劑的方式達(dá)到了同時(shí)滿足減重和一定程度上防火的功能要求，但噴涂防火材料的方式并不可靠，鋁材在。由于卷簾門在日常使用中每天都至少有一個(gè)來(lái)回的卷起和放下，不可避免產(chǎn)生簾板之間的接觸和碰撞，非常容易使得該類型卷簾門出現(xiàn)防火材料的脫落，不管換成什么材料都也無(wú)法避免內(nèi)外側(cè)噴涂的防火材料脫落的情況，可靠性不高。第一種方案應(yīng)當(dāng)吸收和第二種方案的有點(diǎn)結(jié)合決定使用輕質(zhì)的鑄鋁作為簾板的主要材料。至于方案三過(guò)于追求輕便，雖然在日常使用中沒(méi)有問(wèn)題，但是一旦發(fā)生火情，受災(zāi)群眾必須能夠找到并正確的安裝無(wú)機(jī)防火簾布，在發(fā)生危險(xiǎn)中對(duì)于人的要求太高，不具有一般場(chǎng)所的防火設(shè)置應(yīng)當(dāng)具有的簡(jiǎn)易性，只適合一些人員固定的場(chǎng)所，但是通過(guò)分開(kāi)防火功能的設(shè)計(jì)節(jié)省下來(lái)的資金必須要投入到人員的安全教育培訓(xùn)和宣傳上，與其用于培訓(xùn)和宣傳上不如在購(gòu)入卷簾門時(shí)使用簡(jiǎn)便易用可靠的設(shè)計(jì)上。結(jié)論：簾板方面的設(shè)計(jì)方案由此可以得出，在吸收方案二優(yōu)點(diǎn)，改用鑄鋁作為主要材料后，滿足一般日常用途和滿足防火防盜性能均優(yōu)于其余方案的方案一為最優(yōu)選。最終方案：需要在卷簾門的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，可以更好地對(duì)部件加工。而且與另兩個(gè)方案相比，結(jié)合了另外兩個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了另外方案的不足。綜合考慮，卷軸的方案二和簾板的方案一的結(jié)合為最終方案。1.4防火卷簾門的整體設(shè)計(jì)防火卷簾門主要由卷軸、簾板、座板、導(dǎo)軌和電機(jī)等部分組成。在對(duì)防火卷簾門的各部件進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)和優(yōu)化之前必須對(duì)目前的卷簾門進(jìn)行分解測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，并且需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一定程度的修改。1.4.1卷軸的具體尺寸設(shè)計(jì)卷軸作為卷簾門的設(shè)計(jì)主體，其他部件必須以卷軸作為依托進(jìn)行設(shè)計(jì)。卷簾門的卷軸的長(zhǎng)度是水平方向上的尺寸標(biāo)桿，而卷軸的長(zhǎng)度主要由門洞的大小決定，在生產(chǎn)中可以生產(chǎn)一些較長(zhǎng)的卷軸，在安裝時(shí)進(jìn)行切割，在設(shè)計(jì)上需要超出一般情況下的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算和選材。通常情況下一般的店面寬度為2.5米到3米，而工廠倉(cāng)庫(kù)門的長(zhǎng)度一般在7到8m，這里將以中小型的使用場(chǎng)合所用的3米為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，目前比較常用小型的卷軸的半徑一般在80mm左右，這里采用一般情況下的160mm作為外直徑，其配套的內(nèi)直徑為40mm，外壁厚為5mm，內(nèi)壁厚和肋板厚15mm，六組連接肋板的長(zhǎng)度為寬度為120mm。而工廠使用的卷簾門則因?yàn)槠涮厥獾男阅芤?，卷軸需要進(jìn)行加大和加厚處理，應(yīng)當(dāng)按照市場(chǎng)上一般卷軸的1.5倍設(shè)計(jì)和計(jì)算。（下圖3-5為一般場(chǎng)合使用的卷軸具體尺寸設(shè)計(jì)）圖3-5卷軸的具體尺寸設(shè)計(jì)1.4.2卷軸的定位槽設(shè)計(jì)卷軸上的定位槽是用于掛載和安裝零件，為了防止卷軸在工作時(shí)與簾板產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)而導(dǎo)致磨損和噪聲，卷軸定位槽必須進(jìn)行軸向和周向定位，來(lái)保證準(zhǔn)確的工作位置。在卷軸的軸向定位上，由于截面突變可能導(dǎo)致由于應(yīng)力集中導(dǎo)致的形變，對(duì)卷軸本身的強(qiáng)度有了更高的要求。及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的加工過(guò)量和裂紋和解決截面突變，使截面統(tǒng)一化。本次設(shè)計(jì)使用方案可以使截面統(tǒng)一消除截面突變導(dǎo)致的應(yīng)力集中。至于周向定位的目的則是限制卷軸上簾板發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于軸上定位槽整齊且數(shù)目唯一，需要設(shè)計(jì)的是槽的深度和寬度。為保證卷軸有足夠的強(qiáng)度，槽的深度和寬度不能太深，擬定為7×18mm。（如圖3-6所示）圖3-6一般場(chǎng)合使用的卷軸側(cè)視示意圖圖3-7卷軸的三維效果圖1.4.3簾板的具體尺寸設(shè)計(jì)簾板作為卷簾門防護(hù)和遮蔽功能的具體體現(xiàn)，承擔(dān)了保護(hù)卷簾門一側(cè)不受另一側(cè)的人或物的意外損害，在設(shè)計(jì)上還同時(shí)還必須考慮到簾板的失效形式。簾板的設(shè)計(jì)主要包括簾板的長(zhǎng)度寬度和厚度三個(gè)方面。1.簾板的長(zhǎng)度簾板的長(zhǎng)度取決于卷軸的長(zhǎng)度，而卷軸的長(zhǎng)度由具體施工的門洞測(cè)量數(shù)據(jù)為主要參考，這一以卷軸的長(zhǎng)度3米來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。簾板雖然屬于長(zhǎng)度精度要求不高的零件，具體生產(chǎn)時(shí)要求粗坯要長(zhǎng)于設(shè)計(jì)尺寸以方便后續(xù)加工，簾板的零部件需要分布生產(chǎn)，不僅降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，降低了后期維護(hù)價(jià)格和運(yùn)輸成本。其次，較長(zhǎng)的簾板在承受橫向壓力時(shí)相對(duì)分段式簾板具有更好的抗沖擊性能，更不容易被破壞。2.簾板的寬度簾板的寬度根據(jù)安裝卷簾門的高度的不同需要安裝的數(shù)量也不同，市面上的普通卷簾門單塊簾板的寬度在6到8cm之間，考慮到復(fù)合型卷簾門的簾板厚度遠(yuǎn)大于普通單層鐵皮卷簾門簾板，太寬的簾板在卷起的時(shí)候會(huì)不方便，故將卷簾門簾板的寬度設(shè)定為5cm。1.簾板的厚度簾板的厚度主要根據(jù)卷簾門的使用情況設(shè)計(jì)，寬度較寬的導(dǎo)軌可以容納更厚的簾板，較厚的簾板可以填充更多防火材料，但隨之而來(lái)的運(yùn)動(dòng)噪聲也會(huì)比較大，適當(dāng)寬度配合的導(dǎo)軌可以有效降低滑動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲和滑動(dòng)碰撞。簾板為保證足夠的強(qiáng)度內(nèi)部需要加裝兩層1mm厚的鋼板，填充石棉等防火材料。合計(jì)厚度要控制在2cm左右，設(shè)計(jì)時(shí)按照2cm設(shè)計(jì)。具體尺寸如下頁(yè)圖3-8所示圖3-8卷簾板的具體尺寸設(shè)計(jì)1.4.4簾板定位塊的具體尺寸設(shè)計(jì)簾板定位塊起到簾板組裝的載體，由于復(fù)合型簾板由多部分組合而成，需要在定位塊上打孔安裝簾板，最后用1mm厚的鐵皮包裹而成。因此定位塊的寬度應(yīng)當(dāng)比簾板設(shè)計(jì)厚度少2mm，即48mm。定位塊沒(méi)有特殊要求僅需要結(jié)實(shí)耐用耐腐蝕。故材料選擇為25號(hào)鋼，不做熱處理，具體設(shè)計(jì)和尺寸如圖3-9所示：圖3-9定位塊具體尺寸設(shè)計(jì)1.4.5卷簾門底座具體尺寸設(shè)計(jì)卷簾門的底座作為和地面接觸的部分，無(wú)法避免會(huì)沾染灰塵和液體，所以對(duì)抗腐蝕性有一定的要求，其次在卷簾門落地時(shí)需要降低噪音。結(jié)合這些要求做出了底部為空心鋼管外部覆蓋耐火橡膠以滿足緩沖和降噪的設(shè)計(jì)。底座連接件為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，采用可鍛鑄鐵挖槽成型。底座使用可鍛鑄鐵采用分段式加工，連接部分焊接而成，底部橢圓形部分使用鋼管壓制成型。成型后包裹一層耐火橡膠做緩沖和抗腐蝕的效果。具體尺寸如圖3-10所示：圖3-10卷簾門底座及連接塊的具體尺寸設(shè)計(jì)圖3-11底座與簾板裝配效果圖同時(shí)，為減輕重量應(yīng)當(dāng)在連接塊上每隔25cm打一個(gè)通孔以減輕最后一個(gè)簾板整體的重量，示意圖如圖3-12所示：圖3-12連接打打孔效果圖1.4.6卷簾門導(dǎo)軌的具體尺寸設(shè)計(jì)導(dǎo)軌是卷簾門在下落和上升時(shí)水平方向上的限制單元，也被也稱為滑軌，直線導(dǎo)軌和線性滑軌，導(dǎo)軌由于其安裝特點(diǎn)必須耐用，且需要彎折成型，故選用可鍛鑄鐵，后期做噴漆防銹。在設(shè)計(jì)上導(dǎo)軌需要一定厚度，除自身厚度和容納定位塊外伸部分外，還要給卡扣留下一部分空間。具體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如圖3-13所示：圖3-13導(dǎo)軌的具體尺寸設(shè)計(jì)圖3-14導(dǎo)軌三維效果圖導(dǎo)軌上每隔8cm都需要開(kāi)洞以降低耗材和減輕重量，同時(shí)兩種孔也用于和卡扣配合來(lái)正確地安裝到墻壁上。1.4.7卡扣尺寸設(shè)計(jì)卡扣是導(dǎo)軌安裝的必備零件，一個(gè)設(shè)計(jì)合理的卡扣應(yīng)當(dāng)具有強(qiáng)度高、不易生銹、配合度高、適配性良好等特點(diǎn)，表面應(yīng)光滑，不得有毛刺、裂紋、尖角、夾層等缺陷，根據(jù)導(dǎo)軌的尺寸設(shè)計(jì)出了相配合的卡扣，具體尺寸如圖3-15所示：圖3-16卡扣的具體尺寸設(shè)計(jì)圖3-17卡扣的三維效果圖1.5防火卷簾門的材料設(shè)計(jì)1.5.1卷簾門軸的失效形式和材料的選用卷軸是卷簾門的主體，其材料選擇尤其重要，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其失效形式以保證設(shè)計(jì)的軸不出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤。軸的失效形式如下表（表3-1）所示：REF_Ref74047183\r\h[18]表3-1軸的失效形式和原因軸的失效形式導(dǎo)致軸失效的原因容易失效的種類彎曲負(fù)載導(dǎo)致的彎曲、因計(jì)算失誤導(dǎo)致的彎曲、因意外事故導(dǎo)致的彎曲。懸臂軸失穩(wěn)因沖擊、振動(dòng)和軸自身設(shè)原因承受軸向壓力負(fù)載的軸重心偏置加工導(dǎo)致的壁厚偏置。使得軸在運(yùn)行時(shí)，特別是高速運(yùn)行時(shí)，將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的。空心軸撓度過(guò)大負(fù)載過(guò)大，超過(guò)軸的許用限度。簡(jiǎn)支梁性的軸折斷設(shè)計(jì)不足、材料問(wèn)題、熱處理問(wèn)題、加工應(yīng)力、沖擊負(fù)載過(guò)大等。所有軸卷簾門的卷軸作為承載卷簾的主體，本次設(shè)計(jì)的是不承載軸向壓力具有簡(jiǎn)支梁性的空心軸，因軸長(zhǎng)度較長(zhǎng)，也需要考慮其彎曲失效的可能性。綜合以上，卷軸材料應(yīng)當(dāng)選擇具有較高強(qiáng)度的材料。軸常用的碳素結(jié)構(gòu)鋼的屈服強(qiáng)度τr和A值如下表（3-2）所示：REF_Ref74047212\r\h[19]表3-2常用碳素結(jié)構(gòu)鋼的屈服強(qiáng)度軸常用的材料Q235、20號(hào)鋼Q275、35號(hào)鋼45號(hào)鋼40Cr、35SiMn、8SiMnMo、3Cr13[τr]/MPa12～2520～3525～4535～55A149～126135～112126～103112～97以20號(hào)鋼為例，20號(hào)的意思是鋼號(hào)，表示平均含碳量為0.20%的鋼材。各種類型的鋼材在幾乎所有的生產(chǎn)中都用到，其用量是非常大的。優(yōu)質(zhì)的碳素結(jié)構(gòu)鋼不僅可以用于鐵道、橋梁和各類建筑中，還能用于制造承受靜載荷的各種金屬構(gòu)件以及一些一般的焊接件。碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較高的強(qiáng)度、較好的塑性和切削加工性能，具有一定的焊接性能，小型的零件可以使用淬火強(qiáng)化，用來(lái)制造對(duì)強(qiáng)度要求較高的，如齒輪、軸、鏈輪、鍵、螺栓、螺母等零件。如上表（表－）所示在屈服強(qiáng)度方面其中Q235當(dāng)15-20號(hào)鋼，Q275號(hào)鋼相當(dāng)35-40號(hào)鋼。根據(jù)調(diào)查可得現(xiàn)在對(duì)強(qiáng)度有一定要求的卷軸一般會(huì)使用45號(hào)鋼或40Cr等優(yōu)質(zhì)合金鋼，同時(shí)在滿足設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和使用條件的情況下，應(yīng)當(dāng)選擇更為經(jīng)濟(jì)的材料，各類合金鋼的價(jià)格如下表（表3-3）所示。表3-3常用合金鋼的價(jià)格合金鋼名稱40Cr42CrMo50Mn2v35SiMn38SiMnMo3Cr1345鋼價(jià)格（元/噸）3000+3800+4400+3000～50005000+3800+2000+通過(guò)調(diào)查分析45鋼雖然力學(xué)性能不如相對(duì)40Cr，40Cr、35SiM38SiMnMo、3Cr13等合金鋼。但價(jià)格更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，大批量使用可以節(jié)省資金。由于40C的價(jià)格比45鋼貴一半左右，所以出于經(jīng)濟(jì)性的考慮能用45鋼的就不用40Cr。45號(hào)鋼和同類型鋼材最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，綜合上述原因?qū)⒕磔S的主材料選擇為45號(hào)鋼。1.5.2簾板的失效形式和材料的選用簾板的失效形式主要有以下三類情況人為使用工具故意損壞人為損壞是指人的故意或者過(guò)失行為對(duì)物體的損壞，卷簾門作為防護(hù)用的器材，對(duì)抗人為損壞不可避免。在設(shè)計(jì)上增加了兩條加固板以加整體強(qiáng)度，強(qiáng)度高可使盜竊人員在手持工具或小型電動(dòng)工具的情況下需要花費(fèi)更多的時(shí)間，也不容易使卷簾門發(fā)生大規(guī)模變形。車輛意外撞擊和掉落物碰撞在日常生活，駕駛車輛難免有因疲勞駕駛倒是誤踩油門的情況，撞擊關(guān)閉的卷簾門要保證能起到極大降低車輛速度的目的。同時(shí)廠房?jī)?nèi)部的貨物掉落砸到卷簾門上也十分常見(jiàn)，在叉車運(yùn)送貨物時(shí)，工人一次裝載過(guò)高或擺放不正確，也可能因急停導(dǎo)致高處貨物掉落，為防止因?yàn)樨浳镒矒魩状尉统霈F(xiàn)影響使用的變形或破損，對(duì)卷簾門簾板有較高的強(qiáng)度要求。雨水/酸雨和濕潤(rùn)空氣產(chǎn)生的自然銹蝕為防止雨水/酸雨和水蒸氣對(duì)防火卷簾門表面產(chǎn)生破壞，裹皮外部必須經(jīng)過(guò)噴漆處理，這也是簾板設(shè)計(jì)方案選擇中排除了方案二的原因之一。卷簾門簾板由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，內(nèi)部無(wú)法清理，必須要有良好的抗腐蝕性能。REF_Ref74047352\r\h[20]由于重量的原因，簾板的主材料需要使用選擇鋁合金，鋁合金相對(duì)優(yōu)質(zhì)鋼有以下有點(diǎn)如表3-4所示：表3-4鋁材相對(duì)鋼材的基本特性和主要特點(diǎn)基本特性主要特點(diǎn)質(zhì)量輕純鋁的密度為2.7×103kg/m3，僅為鐵的一半。是輕量化的良好材料。強(qiáng)度好鋁的力學(xué)性能不如鋼鐵，但它的比強(qiáng)度高，鋁合金的強(qiáng)度比普通鋼好，也可以和特殊鋼媲美加工容易鋁的延展性優(yōu)良，易于加工出各種復(fù)雜型材美觀、適于各種表面處理鋁及其合金的表面有氧化膜，呈銀白色，相當(dāng)美觀。如果經(jīng)過(guò)氧化處理，其表面的氧化膜更牢固，而且還可以用著色和噴涂等方法，制造出各種顏色和光澤的表面耐低溫鋁在溫度低時(shí)，它的強(qiáng)度反而增加而無(wú)脆性，因此它是理想的低溫裝置材料鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金，根據(jù)是否能進(jìn)行熱處理又分為熱處理型合金和非熱處理型合金，通過(guò)查找資料和市場(chǎng)調(diào)查，常見(jiàn)的鋁合金門窗一般使用鋁硅鎂合金。REF_Ref74047464\r\h[23]1.5.3導(dǎo)軌、底座和底座連接件、卡扣的材料選擇導(dǎo)軌需要堅(jiān)固耐用，由于需要彎折成型需要一定的可塑性，故選用不銹鋼材質(zhì)。底座需要頻繁和地面接觸需要一定的減震能力，使用45鋼，使用調(diào)質(zhì)處理，完成后外部包裹一層耐火橡膠。底座連接件只需要足夠的強(qiáng)度和韌性所以應(yīng)用45鋼，最終熱處理選用淬火+高溫回火。卡扣需要有良好的切削性能和熱處理性能，所以取用45鋼，使用表面淬火+高溫回火。REF_Ref74047415\r\h[24]1.6卷軸熱處理的選擇1、常用熱處理方法和目的：（1）正火正火的主要目的是改善鋼材韌性。加工方式為將鋼材加熱到Ac3溫度以上30℃?50，保溫一段時(shí)間后出爐常溫靜置冷卻。正火時(shí)可在冷卻中使鋼材的結(jié)晶晶粒細(xì)化，可以增加材料的強(qiáng)度更以明顯提高其韌性，降低材料和零件在使用過(guò)程中發(fā)生開(kāi)裂的可能性?！┖辖痄撳懠丸T造件經(jīng)過(guò)正火處理之后，材料的綜合力學(xué)性能可以大大改善，而且也改善了切削性能，使加工更加容易。（2）退火退火的主要目的是降低材料的硬度改善切削性能。退火時(shí)需要將金屬緩慢加熱到一定溫度，然后保持溫度不變持續(xù)加熱，完成后以適宜的速度冷卻。降低殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷的目的。（3）淬火和回火淬火根據(jù)淬冷介質(zhì)的不同分為水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火等。淬火的主要目的以大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。淬火需要將鋼材加熱到臨界溫度Ac3或Ac1以上，保溫加熱一段時(shí)間后使晶粒全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變?？焖俳禍厥箠W氏體向馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，然后配合以工藝需求的溫度及時(shí)進(jìn)行回火處理，通過(guò)和回火處理的配合，獲得所需的力學(xué)性能。回火的目的一般是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，有些也會(huì)為了降低其硬度和強(qiáng)度來(lái)提高其延展性和韌性?；鼗饡r(shí)將經(jīng)過(guò)淬火的工件重新加熱到低于下臨界溫度Ac1的適當(dāng)溫度，保溫一段時(shí)間后在空氣或水、油等介質(zhì)中冷卻或?qū)⒋慊鸷蟮暮辖鸸ぜ訜岬竭m當(dāng)溫度，保溫一段時(shí)間后緩慢或快速冷卻。查閱資料后決定將卷軸整體進(jìn)行正火處理以改善其力學(xué)性能。除了上述四種熱處理方式還考慮過(guò)對(duì)卷軸內(nèi)部進(jìn)行滲碳處理加強(qiáng)其硬度，但是考慮到經(jīng)濟(jì)和加工方面的因素，僅進(jìn)行回火處理卷軸力學(xué)性能達(dá)標(biāo)，滲碳處理多此一舉，卷軸長(zhǎng)度一般都在兩米以上滲碳處理加工難度高。最后決定不使用滲碳處理，僅使用正火就可以得到符合要求的卷軸。1.7卷軸、簾板和底座的