课程设计论文高楼逃生装置设计.docx
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课程设计论文高楼逃生装置设计
高楼逃生设计论文
Thedesignoftallbuildingescapeddevice
第三组作品
报告(论文)题目:
高楼逃生装置
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摘要
本文从开始介绍了高楼逃生装置的背景和研究意义,并在现有的一些高楼逃生装置进行了分析和对比,发现大多数的装置都有成本高,机构复杂,安全系数较低等一些不足之处,本设计根据机械设计及创新理论,设计出了一种基于反馈闭环循环系统的高楼逃生装置,该装置具有成本低,操作简单,安全系数高,纯机械无电器结构等优点,最后通过对设计机构的零部件进行计算,得出整个机构的图形,在多次试验和计算之后,确定了不论是小孩还是老人都能从高楼上平安降落到地面,达到了本次设计的目的。
关键词机械设计理论反馈系统高楼逃生器
纯机械无电气机构
Abstract
Firstly.Thispaperdescribesthebackgroundandsignificanceoftallbuildingescapeddevice.Andsomeoftheexistingtallbuildingescapeddeviceareanalyzedandcompared,mostofthedevicesarecostly,complexorganization,thesafetyfactorandlownumberofshortcomingarefound.Thedesignappliedtheoryofinventiveproblemsolving.Todesignfeedbackloopsystembasedontallbuildingescapeddevice.Thedevicehasmanyadvantagessuchaslowcost,simpleoperation,highsafetyfactor,purelymechanicalnoelectricalstructure.Finally,thecomponentsofthecalculateddesignagency.Thegraphicsgetinthewholebody,aftermanytestsandanalysis,determiningwhetherchildrenortheelderlycansafelydescendtothegroundfromhighbuildings,thepurposeofthisdesignhasachieved.
Keywords:
MachineryinnovationtheoryFeedbackloopsystemTallbuildingescapeddevicePurelymechanicalwithoutelectricalstructure
目录
摘要1
Abstract2
第一章绪论5
1.1设计背景5
1.2新型高楼逃生自控装置的发展概况6
1.3设计的目的意义及基本思路6
1.3.1设计的目的意义7
1.3.2设计的基本思路8
第二章整体方案设计8
2.1整体方案的设计7
2.2装置的原理10
2.3装置的优点与不足12
2.3.1装置的优点12
2.3.2装置的不足12
第三章装置零部件设计13
3.1轴的设计13
3.1.1轴的概述13
3.1.2主轴的设计(参数及视图)14
3.2滑轮设计16
3.2.1滑轮的概述16
3.2.2滑轮的基本参数及视图13
3.3减速盒的设计17
3.3.1减速盒概述17
3.3.2减速盒的基本参数及视图18
3.4其他零部件的设计19
第四章计算和验证24
4.1静力学平衡计算24
4.2绕绳计算25
4.3速度计算26
结束语27
参考文献28
第一章绪论
1.1课题背景
随着当今社会经济的飞速发展,人民生活水平的提高,现在土地价值的不断升高,高楼居住已经成为人们生活的一部分。
但是一些人为或自然灾害已经成为人们高楼居住的安全隐患。
一旦灾难发生的时候,人们总感觉到上天无门,下午去路,逃生人员的生命随时受到威胁,所以逃生人员自救是一个急待解决的重要关键的问题。
高楼突然失火或其它灾难发生时,电梯不能用,楼梯阻塞,飞不上去也跳不下去,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,而高楼逃生装置在这样的环境中应运而生。
在人们将越来越多的时间和精力都投入到对安全问题保障研究的同时,却忽略了最基本的逃生手段,在人们越来越多地用到各种高科技和现代手段进行安全保障的同时,却忽略意外事件的发生,是不可以借助外力和各种现代手段解决的,要靠最基础和最简单的方法,也就是机械长多的方式才是最安全和最稳定的。
通过分析和比较现有的一些高楼逃生装置,大多数装置虽然能达到高楼逃生的这一切功能,但其结构复杂,操作繁琐,安全性能差,生产成本高,部分装置还需要电力控制,局限性大(火灾或地震时很有可能断电,也不允许操作人员进行复杂的操作)。
但是本设计应用创新这一理念设计出一种基于回馈循环系统的高楼逃生装置,本装置结构简单,操作简单,且没有电力或其它能源驱动,纯机械结构。
其原理是利用逃生人员自身的重量,通过自己控制及机构的转换,产生阻止逃生人员快速下降的阻力,随着下降过程中滑轮的靠近,包角(滑轮与绳的接触的夹角)增大,阻力增大,是逃生人员能一次又减速,自己控制速度,并自己减速下降的过程,最终安全的到达地面,而且装置的仰角大小可以人为调节,当从滑轮与安全绳的粗糙度,安全绳的直径发生改变时可以通过改变包角的大小,使本装置任然可以正常使用,适应了各种环境,通过了试验,实验结果达到预想要求,借助本装置的逃生人员可以以安全的速度下降到地面,而且下降到地面很平稳,因而可以在灾难发生的时候保证人的生命安全,是高楼逃生选择的必备装置
1.2新型高楼逃生自控装置的发展概况
目前消防应急救援装备能力与高层建筑的发展严重失衡,一是装备的举高
和远射能力远远落后于高层建筑的高度发展;二是装备的体积庞大、机动性差,受道路交通、建筑周边环境影响严重,经常因地形复杂、障碍阻挡等原因而延误时机,三是装备的救援能力差,现有云梯车一次升降只能营救2至3人,一旦遇上特大火灾,不能满足现场实际救援需要。
1.2.1国内现状
随着我国工业化、城市化进程的不断加快,上述矛盾也将日益突出,已有数据显示,我国一些发达城市高层建筑火灾事故已经呈现加速上升态势。
针对目前的被动状况,认真分析国内外相关技术的最新发展动向,填补我国消防应急救援装备技术的漏洞。
高层建筑火灾的有效救援和应急逃生,已经成为人们高度关注的社会问题。
积极开展多元化的救援逃生技术研究和应用,是摆脱我国目前消防救援技术被动落后困境,适应我国经济高速发展和建设和谐社会的需要,也是关系到千万人民生命和财产安危迫在眉睫的大事。
在我国,主要的救生设备有逃生缓降器,这个设备主要针对普通家庭和个人使用,其构造由调速器、安全带、安全钩、钢丝绳等组成。
每次可以承载约100公斤重的单人个体自由滑下,其下滑速度约为每秒1.5米,从二十层楼上降到地面约需40多秒/每人,根据人体重量的不同,略有差异。
据悉,目前该装置的销售价格约为2600元。
目前这种逃生缓降器的使用状况不甚理想,其原因除家庭消防意识、经济因素之外,主要是难以适用老幼病残者,多户同时使用可能发生相互缠绕,以及安装问题、定期保养等,难以走进百姓家门。
还有一个主要的设备是救生气垫,它主要是一种利用充气产生缓冲效果的高空救生设备。
一般采用高强度纤维材料,经缝纫、粘合制成,其气源一般采用高压气瓶。
但是救生气垫仅限于高度为3-4层的楼房使用,随着高度的增加,其缓冲效果、作用面积也将大打折扣,同时此装备要求有相当大的窗户作为人们逃生的出路,在一定程度上受到很大的限制。
因此应用范围非常有限,当然对于高楼逃生就有很大的危险性。
1.2.2国外现状
以色列研制的蓄电池机械类逃生装置,该设备安装在避难层内,使用时在蓄电池能量支持下,完成逃生箱体外移及下降过程。
下降速度靠机械减速完成,每个逃生箱可容纳30人同时逃生。
采用直升机进行灭火的尝试始于在1954年,当时由美国海军陆战队、美国林业部门和加利福尼亚林业司、洛杉矶消防司联合进行了一次“阻止烈火”的行动。
美国并非是使用直升机灭火救援的唯一国家,目前使用直升机灭火救援的国家还有很多,如俄罗斯、加拿大、意大利、瑞士、德国等等。
据《新科学家》杂志报道,美国国防部高级研究计划署正在研究炮射飞人这套古老的戏法。
此项研究将有特殊的现实用途,诸如在紧急情况下将警员或者消防队员送入高楼的屋顶。
一具斜轨将以与地面呈80的姿态安放于目标地点附近,执行任务的人员则坐在椅子中——类似于飞机驾驶员的弹射座椅。
压缩空气从背负的钢瓶中迅速喷出,座椅即沿滑轨弹射,到达顶端时戛然停住,人体由于惯性飞离并到达屋顶边,安全着陆。
方案的关键在于正确计算抛物线轨迹,在国防部高级研究计划署的专利方案中有一台计算机精准控制发射的角度及速度,可在2秒内把人安全送抵5层楼的高度。
1.3设计的目的意义及基本思路
1.3.1设计的意义及目的
意义:
我们旨在通过一种简单机械装置,安全、平稳、快速的将被困于高楼中的人员从危险中解救出来,使在高层建筑中的人们能迅速的脱离火场。
目的:
纵观目前高楼逃生器的发展状况以及我国的普及情况。
我们深知,设计出一种具有良好的可靠性、可行性及稳定性于一身的高楼逃生装置是势在必行的。
我们在总结了国内现有的一些高楼逃生器的基础上,扬长避短利,设计了这款高楼逃生器。
1.3.2基本思路:
本装置主要利用简单的机械装置让被困于高层建筑中的人迅速的逃离火场。
在下降的过程中,通过逃生器上的减速装置来控制人员的下落速度,是人员能安全,快捷的逃生。
减速装置是高楼逃生装置的核心部分,它主要是利用了传统的摩擦减速的原理,这样既有可靠性又利于控制。
而且考虑到可靠性,我们摒弃了其他所有依赖外部的动力供给的方式,将逃生人员自身的重力作为制动的动力来源。
这样就大大提高了装置的可靠性。
同时本装置还特别设置了可调速的闸把,也就是说人在下落过程中还可以通过轻微的拉动闸把来调节自己下落的速度。
从而保证逃生人员能以一个合理、安全的下落速度着陆,从而逃离危险。
第二章整体方案设计
机械系统是由原动机、传动系统、执行系统、控制系统和其它辅助系统组成的,所以,机械系统总体方案设计的内容应是这几部分的方案设计及其各部分间的协调设计。
即执行系统的方案设计、原动机类型的选择、传动系统的方案设计、控制系统的方案设计和其它辅助系统的方案设计。
机械系统整体方案设计的特点:
1.协调性:
整体系统由各个子系统组成,虽然各子系统的功能不同、性能各异,但它们在组合时必须按照整体功能的需要。
2.相关性:
构成系统的各要素之间也是互相关联的,它们之间有着相互作用、相互制约的特定关系。
某个要素性能的变化将影响对相关要素的作用,从而对整个系统产生影响。
3.内外结合性:
任何系统必定存在于一定的社会和物质环境中,机械系统也不例外。
环境的变化必将引起系统输入的变化,从而也将导致其输出的变化。
2.1整体方案的设计
整体方案的设计包括了原动机、传动系统、执行系统、控制系统和其它辅助系统的设计。
由于本设计是无需其
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- 关 键 词:
- 课程设计 论文 高楼 逃生 装置 设计