以力學(xué)的相關(guān)公式、概念為根據(jù) ,理性地給出以定滑輪、動滑輪、齒輪、輪軸、減速機(jī)、電機(jī)等組成的高桿燈燈盤提高體系的設(shè)計(jì)核算辦法 ,以期對國內(nèi)高桿燈照明技術(shù)中 ,有關(guān)燈盤及其提高體系的構(gòu)思和設(shè)計(jì)提供積極的作用。

　　1、燈盤的提高辦法

　　見圖 1,用三根分鋼索經(jīng)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(jié)到提高鐵板上 ,主鋼索的一端栓牢在燈桿桿根內(nèi)壁。另一端穿過提高鐵板下方的動滑輪后盤繞在卷揚(yáng)機(jī)組的輪軸上。

　　高桿燈.png

　　2、動力傳遞的設(shè)計(jì)核算

　　設(shè): 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η 0 ≥ 0. 93,三根提高燈盤的分鋼索別離跨過桿頂三角支架內(nèi)的兩只定滑輪后歸結(jié)到提高鐵板上〈注 2〉。

　　2. 1三根分鋼索上作用力別離為 F1 :F1 = ( 460÷ 3) /( 0. 93× 0. 93) × 9. 8= 1 737N

　　2. 2跨過提高鐵板的主鋼索盤繞在卷揚(yáng)機(jī)組輪軸的一段受到的作用力 F2 :F2 =3F 12/Z0 =3× 17372/0. 93= 2802 N〈注 3〉

　　2.3主鋼索選用直徑 為 7. 7mm, 橫 截 面積為22. 37mm2, 抗 拉 強(qiáng) 度 155kg /mm2 , (即1 519N /mm2) ,能接受最大拉力 33 908N。 現(xiàn)提高拉力F 2 =2 802N.使用中的安全系數(shù) β= 33908/2802= 12. 1> 8。 完全符合國家有關(guān)部門規(guī)定。

　　2.4卷揚(yáng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵尺寸。 卷揚(yáng)機(jī)組的輪軸直徑0 = 110mm,可排繞主鋼索的長度 L= 215mm。 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(jù)核算: 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(xué)核算直徑 O′0 = 110+ 7. 7= 117. 7mm;排繞第 6層時 ,輪軸加鋼索后的力學(xué)核算直徑 O″ 0 為190mm。 設(shè)這兩種狀況時 ,輪軸需付出的最小、最大扭矩別離為 M 小 和 M 大 :

　　注 4. 這兒選用的 4P、 940r/min電機(jī)是因?yàn)樵撔碗姍C(jī)為慢轉(zhuǎn)速,而相同功率的電機(jī)、慢速電機(jī)轉(zhuǎn)出的力矩和作用力較大。

　　M 小= F2 · ′ 0 /2= 2 802× 0. 118/2= 165. 3Nm( ′ 0 = 117. 7mm 0. 118m)M 大 = F 2 · ″ 0 /2= 2 802× 0. 19/2= 266. 2Nm

　　2.5卷揚(yáng)機(jī)的輪軸與大齒輪同軸心組合。 大齒輪的分度圓直徑  1 = 280mm,齒數(shù)為 70;與大齒輪銜接的小齒輪 (組裝在減速機(jī)的輸出軸心上 )分度圓直徑2 = 192mm,齒數(shù)為 48。 兩個傳遞齒輪的模數(shù)皆為4。 齒輪間的傳遞效率 η 2 = 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(shè)大齒輪分度圓周上承當(dāng)?shù)淖畲笞饔昧?F 3 :F3 = M 大 /12= 266. 2 / 0. 282= 1 901. 4N;

　　2.7小齒輪與大齒輪銜接 ,小齒輪必須付出的作用力為 F 4 ,付出的力矩 M:F4= F3/η2 = 1 901. 4/0. 95= 2 001. 5N;M= F 4 ·  2 /2= 2 001. 5× 0. 192 /2= 192. 1Nm

　　2.8若選用 W PA80型減速機(jī) ,其輸入轉(zhuǎn)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。