自锁功能

自锁功能（共7篇）

自锁功能 篇1

0 引言

日常生活中, 家居的安全性非常重要, 如今已有很多种窗户防盗系统, 如防盗网、窗磁传感器或者振动传感器, 其性能各有优劣, 在防盗功能方面并不完善。为了真正实现窗户防盗功能, 本文以单片机为核心控制元件, 在传统红外线防盗报警系统基础上, 开发了具有机械自锁功能的窗户防盗报警系统, 实现双重窗户防盗, 使人们的家居安全性大大提高。

1 窗户防盗报警系统硬件电路设计

该窗户防盗报警系统由硬件和软件部分组成。硬件部分又包括自锁机械装置部分和红外线声光报警电路部分, 如图1所示。

1.1 自锁机械装置

为了切实实现窗户防盗, 在窗户拉动底端凹槽中安装了一部分机械装置, 将铆合窗户底槽的部分做成锯齿状, 在窗户下部凹槽内安装了一个由步进电机控制的垂直装置, 由它来控制阻碍窗户打开的弹簧机械装置。其工作原理为:当窗户关闭时, 转动垂直装置压缩着带弹簧的阻碍装置;当窗外有人时, 红外传输中断, 此时, 由单片机触发步进电机转动垂直装置, 释放弹簧装置, 使其直接插入槽内任一锯齿内, 阻止窗户打开, 从而实现了真正的窗户防盗。

自锁机械装置是由步进电机来触发的, 本设计采用42BYGH4604型12 V步进电机和达林顿管ULN2003, 该驱动芯片具有耐高压、大电流的性能。步进电机是一种将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件, 其工作原理为:在非超载情况下, 电机的转速和停止位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度, 称为“步距角”。本设计中, 当发生声光报警时, 通过单片机发出脉冲信号实现角位移的变化来转动触发机械装置, 实现自锁功能。步进电机驱动电路如图2所示。

1.2 电源电路及单片机控制电路

电源电路中输出+5V直流电源, 在本系统中利用AT89S52单片机控制电路, 它主要由时钟电路与复位电路组成。其中, 时钟电路是由晶振与单片机引脚相连构成的, 复位电路是由复位开关与单片机的引脚相连构成的。本设计通过单片机的最小系统来实现声光报警和机械自锁功能。

1.3 红外线发射电路

红外线发射电路如图3所示。为保证红外线发射管发出适当强度的红外线束, 通过每个发射管的电流大小必须适当。如果通过电流过大, 发射管有可能被烧坏;否则, 发射出的红外光束过弱, 则达不到防盗报警器中的功能要求。为了使该设备具有良好的工作性能, 参照发射管的工作参数, 工作电流应为20 mA左右, 通过设置电路中限流电阻R3的大小来控制通过发射管的电流值, 经计算, 本电路中选取R3为470Ω。该发射电路的工作原理为:当电路供电时, 单片机的P1.2~P1.7接口均输出低电平, 此时, 发射管处于导通状态, 正常工作, 发出一定强度并能覆盖接收电路的红外线束。

1.4 红外线接收电路

红外线接收电路如图4所示。该部分电路主要用来接收红外线发射管发射出的红外线束, 其工作原理为:当电源提供+5V电压时, 红外线发射电路正常工作, 发出红外线束, 单片机的P3.0~P3.5各输出端口经反相器反相后均输出低电平, 此时接收管处于导通状态, 能正常接收发射电路发出的红外线束;如果有人闯入窗户附近区域, 使红外线传输中断, 则反相器各输出端均变为高电平, 接收管处于截止状态, 接收电路便停止工作。

1.5 声光报警电路

图5为声光报警电路。声光报警电路与单片机的P3.7口相连。其工作原理为:当有人闯入窗户附近区域时, 使得红外线传输中断, 接收管停止工作, 反相器的输出端由低电平变为高电平, 由此产生的脉冲信号驱动声光报警电路, 发光二极管闪烁, 蜂鸣器发出声响, 实现声光双重报警。

2 系统软件设计

本系统中所有涉及的信号均为TTL电平, 这为单片机控制程序的设计提供了很大的方便。该系统要实现的目标是:当检测到有人闯入窗户附近的红外线探测器探测范围内时, 单片机控制的声光报警电路发生报警, 此时, 由单片机发出脉冲信号控制步进电机转动触发机械装置, 阻止窗户打开, 实现双重防盗功能。其主程序流程框图如图6所示。

3 结论

本文设计的新型窗户防盗报警系统, 使得窗户防盗报警系统的功能加强, 符合智能家居防盗的发展目标, 具有良好的发展前景。

参考文献

[1]李朝青.单片机原理与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2005.

[2]王洪建.AT89C2051在小区防盗报警系统中的应用[J].仪器仪表学报, 2011 (8) :188-190.

[3]王松德, 赵艳.红外探测无线遥控数显防盗报警系统[J].光谱学与光谱学分析, 2009 (3) :858-861.

[4]马东, 桑国瑞.汽车车窗关闭状态检测及报警系统开发[J].科技论坛, 2010 (23) :27-28.

[5]蒲灵敏.基于STC89C52单片机智能窗户控制系统的设计[J].中国科技信息, 2011 (5) :150-151.

[6]吴政江.单片机控制红外线报警器[J].实用电子制作, 2006 (12) :26-27.

自锁功能 篇2

1 YJ-ZSDJ直插式双自锁多功能钢管架技术性能

1.1 主要构件规格型号

YJ-ZSDJ直插式双自锁多功能钢管架主要构件有立杆 (代号LG) 、水平杆 (代号HG) 、斜拉杆、扫地杆、底座、顶托、插头和轮盘。配件有间横杆、挑梁、连墙撑、脚手板等。立杆、横杆公称直径为48mm (通用型) 、壁厚3.5mm, 插头厚12mm, 轮盘对角心尺寸110mm、厚度不少于9mm, 立杆长度的主要规格为3000mm、2400mm、1800mm、1200mm、900mm;横杆长度的主要规格为1800mm、1500mm、1200mm、900mm、600mm、300mm。

1.2 双自锁钢管架节点结构

YJ-ZSDJ直插式双自锁多功能钢管架水平杆、立杆采用 48 x 3.5、Q235焊管管材, 立杆与水平杆连接节点由轮盘、水平杆插头组成, 即立杆钢管在一定长度上 (每隔600mm) 按特定技术要求焊接一只轮盘, 水平杆在钢管两端按特定技术要求各焊接一只插头, 详见图1。把水平杆端头的插头插入立杆上轮盘的相应的锥形长孔内, 用铁锤向下敲击水平杆插头, 即可达到锁紧的目的。每只轮盘上可以同时在水平方向上连接4根水平杆, 4根水平杆互成90度。在一个节点上, 当一根水平杆与立杆的锁紧失效, 另外三根水平杆与立杆的锁紧仍然可靠有效 (自锁型) 。

立杆与立杆连接采用连接套管连接, 即在立杆尾部焊接一套管, 搭接时把立杆尾部的套管套接在另一立杆的顶部即可, 在连接套管上设置防退出销孔;连接套管长度≥160mm, 外伸长度≥110mm, 套管内径与立杆钢管外径间隙≤2mm。

1.3 主要技术性能指标

(1) 立杆、水平杆的焊接强度:该钢管架力学性能仿照碗扣架检测方法检验, 立杆上轮盘与钢管的焊接强度检验60kN不破坏, 水平杆上插头与钢管的焊接强度检验25kN不破坏。

(2) 立杆设计荷载:水平杆竖向步距600mm的钢管架立杆荷载Pmax为40kN, 水平杆竖向步距1200mm的钢管架立杆荷载Pmax为30kN, 水平杆竖向步距1800mm的钢管架立杆荷载Pmax为25kN。

(3) 水平杆设计荷载:HG-90的水平杆Pmax为6.77kN、Qmax为14.8kN, HG-120的水平杆Pmax为5.08kN、Qmax为11.11kN, HG-180的水平杆Pmax为3.39kN、Qmax为7.40kN。

(4) 可调底座、可调U型顶托、双可调早拆托设计荷载为Pmax为60kN。

(5) 高度调整系统K1

(6) 同接方法设计荷载 (每m2) :

2 YJ-ZSDJ直插式双自锁多功能钢管架技术特点

(1) 具有可靠的双向自锁能力。解决了传统扣件式和碗扣式钢管架节点处的互锁型连接, 改进为自锁型连接, 使构件受力合理, 抗破坏能力提高, 尤其是对钢管架的安全性、可靠性和稳定性提供了保障。有效地减小了架体的受荷变异性, 提高了架体承载能力。

(2) 双向自锁, 自由调节。自锁式钢管架在结构上只由水平杆和立杆两大类构成, 无传统钢管架组成中的活动零件, 解决了传统钢管架上活动零件易丢失、易损坏、不易保管、不易运输等问题, 并且使搭设, 拆卸更安全, 为安全生产提供了条件。尤其在高层、高空作业时对人员安全保障作用更加明显。

(3) 受力性质合理。把传统钢管架构件间靠摩擦连接或铰连接, 改进为承插锁紧对接, 实现了荷载和内力的合理传递。把传统钢管架节点处锁紧力不明确、不可靠改进为在一个理论平面内明确、可靠的锁紧力, 使钢管架的稳定性得到有效的提高, 提高了钢管架力学性能计算准确性和可靠性。

(4) 方便快捷。把传统钢管架靠人工锁紧, 改进为主要靠设计结构保证锁紧, 实现了搭设、拆除的快速、简捷、安全。

(5) 无任何活动零件和。把传统钢管架上的零件和活动件全部去掉, 改进为主要构件只有立杆和横杆两类构件, 无其它任何零件, 而且立杆、水平杆上也无任何活动构件, 减少了工程使用中的丢失、损坏, 保证了工人人身安全。并为标准化包装、运输、储存提供了技术条件。

(6) 与可调顶托、可调底座、双可调早拆支撑、双可调螺杆、挑梁等配合使用可实现其多功能性, 并可在工程中与扣件式、碗扣式、轮扣式配合使用。

3 YJ-ZSDJ直插式双自锁多功能钢管架搭设技术

(1) 搭设前应根据工程对象、地基承载力、搭设高度, 编制专项施工方案, 保证架体构造合理, 荷载传力路线明确, 技术可靠和使用安全, 并应经审核批准后方可实施。

(2) 在已处理好的地基上, 或在已放好的基垫上按专项设计方案规定的位置放立杆或可调底座, 不得任意搭设。首先应根据立杆位置的要求布置可调底座, 接着插入四根立杆, 将水平杆、斜杆通过插头扣接在立杆上形成基本的塔架单元, 并以此向外扩展搭设而形成整体支撑体系。垂直方向应搭完一层以后再搭设次层, 以此类推。

具体组装顺序:把横杆两端的插头插入立杆相对应的锥孔内并用手锤敲紧, 再接上一层立杆和横杆, 立杆达到设计高度在立杆顶部插入可调顶托。组装应先下层后上层, 水平高度向上最多二层横杆, 同一方向, 或由中间向两边推进, 不得从两边向中间推进组装, 同时应随时检查立杆底座是否松动。

(3) 可调底座和垫板应准确地放置在定位线上, 并保持水平, 垫板应平整、无翘曲, 不得采用已开裂垫板。

(4) 立杆应通过立杆连接套管连接, 在同一水平高度内相邻立杆连接套管接头的位置应错开;水平杆插头与轮盘连接应采用榔头击紧插头, 保证水平杆与立杆连接可靠。

(5) 每搭完一步支模架后, 应及时校正水平杆步距, 立杆的纵、横距, 立杆的垂直偏差与水平杆的水平偏差。控制立杆的垂直偏差不应大于H/500, 且不得大于50mm。

(6) 模板支撑架搭设应与模板施工相配合, 利用可调底座和可调托座调整底模标高。

(7) 建筑楼板多层连续施工时, 应保证上下层支撑立杆在同一轴线上。在已施工完成的建筑结构上搭设模板支撑架, 应对相应的建筑结构进行承载力验算。支撑架搭设完成后混凝土浇筑前应由项目技术负责人组织相关人员进行验收, 符合专项施工方案后方可浇筑混凝土。

(8) 剪刀撑、侧向撑的设置采用直径48×3.5×6 (mm) 的焊管, 通过旋转扣件与脚手架立杆固定连接, 旋转扣件中心线距节点不应大于150mm。每道剪刀撑宽度不应小于4跨, 且不小于6m, 当架高低于30m设置数量不少于框格总数的1/4, 30-50m高时不少于1/3, 高于50m时不少于1/2。

(9) 在搭建工程中, 除符合《建筑施工模板安全技术规程》 (JGJ162-2008) 外, 还应注意调整整架的垂直度, 并通过连墙撑来实现。脚手架高度超过8m时, 应设置斜拉杆和扫地杆, 超过15m时应增加斜拉杆密谋, 保证架体整体强度和稳定性。同时, 搭设人员应经培训和技术安全交底后方可搭设, 禁止人员进入危险区域。

4 工程实例效益

双自锁脚手架已在国内如广东、湖南、江苏、上海、浙江和我省等公路立交桥及涵洞工程中、在房建土木工程中大批量使用, 以及在广告工程、舞台工程、装饰装修工程中大量使用, 全部做到了安全、快捷、可靠, 受到广大用户、施工工地工程技术人员和施工工人的一致好评。省内某大桥引桥工地高度20m单跨长30m宽13m静荷载11000kn, 使用双自锁型多功能钢管脚手架, 搭设方案为纵横方向0.9mX0.9m, 横杆竖向步距1.2m按规定设置扫地杆、剪刀撑。与用扣件式钢管架相比钢管用量减少45%, 搭设、拆除速度快10倍以上, 与用碗口钢管架相比钢管用量减少25%, 搭设、拆除速度快2—3倍, 工期缩短明显, 经济效益比门式和扣件式费用节省。

5 结 语

扣式钢管架最早投入使用寿命已有10年, 双自锁钢管架最早投入使用寿命已有5年, 现在仍在公路、铁路桥梁、大型市政工程、土建工程中继续使用, 施工单位反应其安全性、快捷性、经济性均良好, 该脚手架安全性、经济性、快捷性及其使用寿命均达到设计要求, 并受到施工单位普遍欢迎。

参考文献

[1]哈尔滨工业大学.JGJ128-2000建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

[2]中华人民共和国建设部.JGJ130-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 (2002版) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2004.

PLC自锁、互锁控制编程技巧 篇3

1 抢答器控制要求

抢答器[3]是一种应用非常广泛的电子电气设备, 在各种抢答场合、竞赛中, 它能迅速客观分辨出最先获得发言权的选手以及实现设定发言时间、记录分数等功能。本例中抢答器设备最多允许8人同时参加抢答比赛, 在此为了简化程序, 以3位选手抢答为对象。比赛时, 主持人首先应将数码显示清零, 抢答过程中最先按下按钮的选手有效, 其它无效, 有效的选手号码被显示在数码屏上。

2 抢答器硬件电路设计

选取西门子S7-200PLC作为抢答器的核心控制器, 3名选手各用一个抢答按钮, 按钮的编号与选手的编号相对应, 分别是S1、S2、S3, 给节目主持人设置一个控制按钮, 用来控制系统的清零 (编号显示数码管显示0) 和抢答的开始, PLC输出接口电路外接一共阴极七段数码显示管显示抢答结果。

3 抢答器的程序设计

抢答器具有数据锁存和显示的功能, 其程序设计需解决如下问题:

(1) 抢答优先的问题。抢答开始后, 若有选手按动抢答按钮, 编号立即锁存, 并能封锁输入电路, 禁止其他选手抢答。

(2) 选手号码识别和显示的问题。每次抢答LED数码管上都能正确地显示出选手的编号, 并一直保持到主持人将系统清零为止。

运用自锁和互锁控制实现抢答器的数据锁存功能, 运用段码指令对选手抢答结果进行显示, 其具体梯形图如1所示。

抢答器的控制程序设计具有如下特点:

(1) 抢答器抢答显示具有自锁功能, 即当某一选手抢答成功后, 即使释放其抢答按钮, LED数码管显示保持, 直至主持人操作复位按钮I0.0, 才使LED显示0。网络2为1号选手抢答程序, 其中M0.1动合触点与1号抢答按钮I0.1信号并联, 利用I0.1按钮短时接通瞬间, 输出线圈M0.1得电, 促使M0.1触点动合, 为输出线圈M0.1提供了一条通电回路, 对本网络输出具有自锁作用。

(2) 抢答器3个选手之间抢答具有互锁功能, 即只要有一个选手抢答成功, 另外两个选手即使再按各自抢答按钮, LED数码显示结果也不会变化。以网络2为例, 其中的I0.2及I0.3采用动断触点串联在网络中, 作为限制和约束输出线圈M0.1得电的条件, 即只有在2号和3号选手按钮没有有效采集进入PLC中, 1号选手提前操作被有效采集进入PLC中, 才有可能显示抢答结果1。

(3) 抢答器3个选手抢答程序具有对称特点。网络2~网络4的程序的编写思路是类似的, 同样并联了自锁触点和串联了按钮互锁触点, 并进行数码结果显示。

利用可编程序控制器试验挂箱按照图1-1接好硬件线路, 然后在线运行程序, 通过硬件线路查看调试结果, 经过操作证明抢答器设计成功, 达到设计要求。

4 总结

PLC自锁控制应用在起动保持停止电路, 采用网络输出线圈的操作数bit所对应的动合触点与本网络的某些逻辑块并联, 帮助本网络输出线圈得电。PLC互锁控制应用一组不允许同时动作的对象控制场合, 采用按钮互锁或线圈互锁触点, 以动断触点的形式串接在网络中, 限制本网络输出线圈得电。

摘要：自锁、互锁控制是梯形图控制程序中最基本的环节。常用于对输入开关和输出映像寄存器的应用编程控制, 本文结合抢答器的设计实例介绍PLC自锁、互锁的编程技巧。

关键词：PLC,自锁,互锁,抢答器

参考文献

[1]宋伯生.PLC编程实用指南[M].北京:机械工业出版社, 2006:340-349.

取心筒自锁式岩心爪受力分析 篇4

1 自锁式岩心爪受到干扰力是不被岩心和缩径套挤出的条件

当自锁式岩心爪受到缩径套的横向干扰力N1时, 因缩径套带有锥度, 有将岩心爪挤出的倾向, 要想使自锁式岩心爪割心时抓住岩心, 首先必须保证此时不被缩径套与岩心挤出。

岩心爪在这种状态下, 除了受缩径套的正压力N1外, 还受到岩心的反作用力N2, 以及沿岩心爪内外两表面上摩擦力F2、F1。由于岩心爪相对缩径套、岩心有向上运动趋势, 摩擦力的方向则必然向下。当岩心爪处于被挤出的临界状态时, 岩心爪所受到的各力达到了平衡。

2 岩心爪自锁的条件

自锁式岩心爪割断岩心的必要条件是岩心爪能够自锁。岩心爪此时同样受到四个压力的作用, 即缩径套、岩心、对它的正压力N1、N2, 摩擦力F1、F2。由于岩心爪对缩径套有向后运动趋势, 因而受到缩径套向前的摩擦力;岩心爪对岩心有向前运动趋势, 因而受到岩心爪向后的摩擦力。

岩心爪要自锁, 即割心时岩心爪能靠摩擦力卡住岩心, 而它不被缩径套提起, 要使岩心爪自锁, 必须一是减少岩心爪内、外两表面母线之间的夹角Q, 二是增大岩心与岩心爪之间接触的摩擦系数f2, 三是减少岩心爪与缩径套之间的接触摩擦系数f1, 这就说明:只要岩心爪能自锁住岩心, 则岩心也一定不会被缩径套与岩心挤出。

3 拔断岩心条件

自锁式岩心爪割心方式是上提钻具拔断岩心, 则必须使岩心爪对岩心的拉力大于岩心的抗拉强度。此时岩心爪仍受四个力作用, 即缩径套对岩心爪的正压力N1及摩擦力F1, 岩心对岩心爪的反作用力N及摩擦力F2。拔断岩心时F2应等于岩心的抗拉强度。处于岩心的临界状态时, 四力达到了平衡, 即:F2=N1SinQ+F1CosQ, F2=σ·A式中σ—岩心的抗拉强度, 岩心柱的横截面积。

整理可得:N1=σ·A/ (SinQ+CosQ)

因N1是缩径套对岩心爪的正压力, 根据牛顿力学第三定律可知, 岩心爪对缩径套正压力的大小也等于N1, 以此可作为设计缩径套壁厚的依据。

4 岩心爪松开其卡住的岩心的条件

为了能使岩心爪松开岩心, 必须使顶开岩心爪的力N大于岩心爪与缩径套之间的摩擦力, 即:N>N1f1CosQ。

式中N—顶松岩心爪所需的力

N1—拔断岩心时缩径套对岩心爪的正压力

f1——缩径套与岩心爪接触面的摩擦系数。

整理得N>[f1/ (tgQ+f1) ]σ·A

可知, 岩心强度越大, 顶松岩心时所需用的力也越大, 即不易顶开;岩心爪与缩径套之间的摩擦系数越大, 越不易顶松岩心爪;岩心爪的锥度越小, 越不易顶松岩心爪。

5 起钻过程中岩心爪不松开岩心的条件

在起钻过程中, 岩心要随着钻具一起移动, 钻具的运动不是匀速的, 因而就存在惯性力。根据动量定理可知:F= (Δυ/△t) m式中:m—岩心质量, Δυ—岩心的速度变化量;Δυ—岩心速度变化Δt所需的时间, F—岩心受到的惯性力。

要使岩心爪在起钻过程中不松开卡住的岩心, 则须使它受到的惯性力小于缩径套与岩心爪之间的摩擦力, 根据两式得:Δυ/△t*m<[f1/ (tgQ+f1) ]σ·A

起钻时, 如果岩心的惯性力而造成岩心挝松开卡住的岩心, 就有可能使进入内筒的岩心掉出内筒, 这就降低了岩心收获率。为避免岩心爪松开岩心, 从 (17) 式中可以看出, 首先应该增加缩径套与岩心爪之间的摩擦系数, 以增加摩擦力;其次应减小起钻过程中岩心柱的惯性力, 即应减小岩心的速度变化量Δυ, 同时应增加速度变化所需要的时间Δt。在实际操作中, 为减小岩心惯性力, 取心起钻时应轻提、轻放钻具, 随着钻具质量的减小, 操作时对岩心的影响变大

结论

岩心爪与缩径套接触面的摩擦系数大小, 岩心爪与岩心接触面的摩擦系数大小, 以及岩心爪内、外两个表面母线之间夹角的大小, 是取心工具的自锁式岩心爪获取岩心、保护岩心的关键因素。增大岩心爪与岩心之间的摩擦系数, 有利于岩心爪自锁并拔断岩心, 有利于起钻时保护好岩心, 也有利于防止岩心从内筒中掉出来。应把岩心爪与缩径套之间的摩擦系数控制在一个合理的范围内, 该摩擦系数增大有利于岩心爪不被缩径套和岩心挤出, 同时也有利于起钻说防止岩心落井;但该摩擦系数不利于岩心爪自锁卡住岩心, 从而无法保证拔断岩心。岩心爪内、外两表面的母线之间的夹角—自锁式岩心爪锥角的大小应适当, 锥角小有利于岩心爪卡住岩心, 也可防止起钻时掉岩心;锥角小却不利于接单根时顶松岩心爪。在拔断岩心时, 锥角小会增大岩心爪对缩径套的正压力, 同时增大了岩心爪对岩心的正压力。这样一是不利于缩径套的安全, 二是不利于保护岩心。

摘要：本文对石油钻井取心工具的核心部件—自锁式岩心爪进行了各种工况下的受力分析, 并说明了分析结果在实践中的意义。

自锁功能 篇5

目前飞机上应用的托板自锁螺母主要有:粘接式无耳游动托板自锁螺母、齿形无耳游动托板自锁螺母、座圈式无耳游动托板螺母、有耳游动托板自锁螺母,通过测试研究对比这4类托板自锁螺母进行重量、强度性能参数,并对四种托板螺母进行抗剪搭接疲劳对比试验,根据试验结果,给出飞机不同区域对应的最佳托板自锁螺母类型选择指导。

研究对比的测试项目

研究对比的测试项目见表1。

测试结果

重量检测

经在天平上检测,5件MS21076L4的平均重量为2.596g,安装后对结构增重1.8232g;5件CB6014CR4-1P的平均重量为3.342g,安装后对结构增重2.7452g;5件CNP11C4-2-03CC的平均重量为4.598g,安装后对结构增重3.7435g;5件FTR-4-0-2-0.18-S的平均重量为5.640g,安装后对结构增重4.8012g。

推出力试验

试验结果

推出力试验要求每一个样品不小于556.15N,测试的4种无铆托板自锁螺母全部合格。其中MS21076L4的平均推出力达到1984.32N,破坏形式为支架变形,螺母从支架中脱落;CB6014CR4-1P平均推出力达到1986.18N,其中2个样品破坏形式为支架变形,螺母从支架中脱落,另外3个为胶层破坏;CNP11C4-2-03CC的平均推出力达到650.78N,破坏形式为螺母支架从夹层中推出;FTR-4-0-2-0.18-S的平均推出力达到1827.64N,破坏形式为弹簧支架破坏,螺母脱落。

试验结果分析

a)4种托板自锁螺母推出力平均值最好的是CB6014CR4-1P粘接式游动无耳托板自锁螺母,其推出力与MS21076L4双耳游动托板自锁螺母相当。且5件数据比较稳定,为理论值325%~385%之间,高出理论值较多;

b)在施加推出载荷的过程中,CB6014CR4-1P粘接式游动无耳托板自锁螺母随着载荷的增加,连接处变形量最小,且曲线变化和破坏形式比较稳定。推出力破坏形式是胶层和支架混合破坏,可以认为胶层和支架处于等强度水平;

c)FTR-4-0-2-0.18-S座圈式游动托板自锁螺母的推出力,稍微低于CB6014CR4-1P,水平比较相当。FTR-4-0-2-0.18-S座圈式游动托板自锁螺母的推出力连接处变形量曲线变化和破坏形式比较稳定,反映出该种螺母的安装工艺稳定性比较好。其退出全部是弹簧支架破坏,说明其干涉安装部位、与弹簧支架相比,还具有较强的抗推出能力;

d)对于CNP11C4-2-03CC齿形游动托板自锁螺母,其推出力平均值最低为650.78N,稍微高于理论值556.15N,而且其破坏形式是:螺母支架从夹层中推出,说明该种结构的干涉安装形式在使用过程中抗推出力的能力较弱,选用时应特别注意,就单项指标而言,应该慎重选用。

拧脱力矩试验

试验结果

拧脱力矩试验要求每一个样品不小于11.3 N·m,测试的4种无铆托板自锁螺母全部合格。其中MS21076L4的平均拧脱力矩达到16.79N·m,其中2个样品破坏形式为铆钉剪断,另外3个为支架变形,螺母从支架中脱落;CB6014CR4-1P平均拧脱力矩达到18.61 N·m,其中2个样品破坏形式为支架破坏,另外3个为支架变形,胶层破坏;CNP11C4-2-03CC的平均拧脱力矩达到14.32N·m,破坏形式为齿槽支架相对于夹层转动;FTR-4-0-2-0.18-S的平均拧脱力矩达到19.51N·m,破坏形式为座圈相对于夹层转动。

试验结果分析

a)4种托板自锁螺母拧脱力矩平均值最好的是FTR-4-0-2-0.18-S座圈式游动托板自锁螺母,而且其拧脱力矩破坏形式都是座圈相对于夹层转动。5件试样拧脱力矩均高于理论值较多,为理论值的261%;

b)CB6014CR4-1P粘接式游动无耳托板自锁螺母,拧脱力矩略低于FTR-4-0-2-0.18-S座圈式游动托板自锁螺母。5件试样拧脱力矩均高于理论值较多,为理论值的167%;

c)对于CNP11C4-2-03CC齿形游动托板自锁螺母,其拧脱力矩平均值最低为13.47N·m,稍微高于理论值11.3N·m,而且其破坏形式是:齿槽支架相对于夹层转动。说明该种结构的干涉安装形式在使用过程中抗拧脱力矩的能力较弱,选用时应特别注意,就单项指标而言,应该慎重选用。

振动试验

试验结果

振动试验要求每一个样品旋转角度不大于360°,测试的4种无铆托板自锁螺母全部合格。其中MS21076L4的平均转角度为22°;CB6014CR4-1P的平均旋转角度为26°;CNP11C4-2-03CC的平均旋转角度为16°;FTR-4-0-2-0.18-S的平均旋转角度为18°。

试验结果分析

本次振动对比试验主要是考核4种自锁螺母的抗振动能力,与安装工艺没有关系,从试验结果可以看出,4种螺母都具有较好的抗振动能力,相互差异较小,螺母多数只发生轻微转动,抗振动能力基本相当。

搭接剪切疲劳试验

试验结果

测试每一种螺母连接的接头静载荷,然后分别取静载荷的67%、50%及30%作为疲劳载荷进行试验,同时根据实际情况增加2个疲劳载荷数据,形成每一种螺母的S-N曲线,见图1。

从4种螺母的S-N曲线图可以看出:

a)MS螺母的应力集中影响最大,疲劳性能最差;

b)高载荷区:FTR螺母疲劳性能比其他3种好,其次是CB螺母及CNP螺母;

c)低载荷区:CB螺母疲劳性能比其他3种好,其次是CNP螺母,FTR螺母在此区域性能与MS相当。

结语

通过以上测试项目的综合对比,4种无铆托板自锁螺母的性能均满足规范NASM20257的要求,但都具备各自的优缺点。综合来看,MS螺母(有耳游动托板自锁螺母)应力集中影响最大,连接疲劳性能最差,FTR螺母(座圈式游动托板自锁螺母)高载荷区疲劳性能较好,低载荷区CB螺母(粘接式式游动托板自锁螺母)较好。CNP螺母(齿形游动托板自锁螺母)的抗扭脱力矩和推出力较其他3种低,故在需要多次拆卸或受力部位不宜使用CNP型托板螺母。

自锁式工具化脚手架应用研究 篇6

研究一种安全可靠、装拆快速、节约材料、施工成本低、施工现场文明、整洁, 能够适应大型建筑体系的脚手架体系。

1 该自锁式工具化脚手架的特点

1.1 安全稳定、结构牢固

自锁式工具化脚手架体系采用框架式结构设计, 具有足够的力学强度、刚度和稳定性, 真正实现竖向立杆的中心传力, 改变了传统脚手架在使用中由于设计、生产、安装等原因出现的偏心结构, 立杆与水平杆固定结点采用插楔式结构, 安装精度高, 同时该固定方式具有自锁功能, 防止由于特殊原因造成的固定结点脱落现象。其立杆与水平杆结点抗下滑能力是普通扣件式脚手架的3倍, 工作安全可靠。

1.2 操作简单、提高功效

安装拆卸时, 工人仅仅需要一把锤子就可以完成装拆过程, 固定结点安全可靠、简单快捷, 操作方式、方法容易掌握, 实现了施工现场的省时、省工, 既降低了施工人员的劳动强度, 同时节省了操作时间, 较普通扣件式脚手架提高3倍。

1.3 规格统一, 降低配件用量

插楔式结构可完全替代传统支撑系统, 杆件规格统一, 能够满足施工中的各种技术要求, 降低配件丢失、损耗, 便于现场管理。

1.4 成本低、节约资金

以单位平米造价计算, 较普通扣件式脚手架可以节约25%左右的成本。

2 适用范围

该脚手架体系适用于各种不同工程结构中的不同模板类型, 如木模、钢模、散支散拆、定型模板等均可使用。高层、超高层建筑应用效果尤为突出。

3 该体系产品组成

自锁式工具化脚手架体系由可调底座、立杆、水平杆、可调支撑等组成。

3.1 可调底座

作用于立杆底部, 当施工地面不平或基础较软时, 防止立杆下沉并将上部荷载分散传递至地面 (如图1) 。

3.2 立杆

采用Q235钢管作为主体结构, 焊接固定座及套管, 固定座采用500mm模数依据立杆高度, 设定固定座间的距离 (如图2) 。

3.3 水平杆

采用Q235钢管做为主体结构, 钢管两端采用满焊方式焊接连接件, 与立杆固定座配合固定 (如图3) 。

3.4 可调支撑

可调顶杆由螺杆、固定套管、调节螺母等组成 (根据具体施工需要, 螺杆上可能需加装多个固定套管及调节螺母) 。

非早拆形式下, 该结构顶部采用固定套管与螺杆焊接, 通过水平杆保证立杆顶部相互连接, 控制顶端自由度, 避免由于顶端自由度过大带来的安全隐患。

早拆结构采用顶端安装上端板, 其他结构与非早拆形式一致 (如图4) 。

4 安装及拆卸说明

4.1 安装

取两根立杆, 确定立杆的套管在下 (或安装可调底座) , 确认水平杆的开口方向 (大口向下) , 将两端分别放入两根立杆的同一水平面的固定座上, 并用锤子固定, 取第3根立杆, 依照上述步骤进行安装, 在完成一个单元 (相连四根立杆) 及相对应的水平杆安装后, 就可依靠该单元根据实际施工情况向四周进行扩展安装、支设。

该体系脚手架最大设计步距1500mm, 立杆固定座间最小间距500mm, 可依据实际工程应用情况进行调节, 在3个固定座间距下必须安装水平杆。立杆间距超过1000mm时, 立杆顶端严禁使用水平杆作为支撑主梁。

4.1.1 无梁结构布局 (如图5、图6)

4.1.2 有梁结构布局 (如图7、图8)

4.1.3 混合结构布局 (如图9、图10)

4.2 拆除

基于软件自锁的节能灯控开关 篇7

当前大学的教学楼和宿舍楼晚上定时间断电, 断电后很多开关并没有得到及时的关闭。这样在第二天很早的时候再次供电时就会出现电能的浪费。通过此方案可以节省大量的电能, 从电能的来源来看, 也可以节约更多的煤炭能源, 促进我国经济的可持续发展。

二、方案基本原理

利用单片机掉电后自动复位的原理, 单片机的电源由交流220伏变压为九伏经由稳压芯片稳压后得到, 断电后, 单片机掉电, 第二天恢复供电时, 单片机由于间接使用外部电路, 当再次上电后, 会自动复位, 程序重新执行, 单片机程序中所设置的初始变量都变为零。此时电灯供电电路处于断开状态, 只有当有人按下开灯按键, 程序中状态变量的值才会改变, 单片机检测到按键按下, 并通过继电器电路控制电灯供电电路的导通。若有人按下关灯, 则同理, 电灯会因为供电电路断开而熄灭。

三、具体硬件单元电路设计

1. 微控制器选择与单片机掉电复位原理。

此方案采用增强型的51单片机STC89S52作为主控制器, 用来完成数据处理, STC89S52拥有8K FLASH ROM, 可以自制串口下载线, 完全兼容89S51, S52的在线下载, 内部自带看门狗电路, 指令系统和51系列单片机完全兼容。32口I/O口可以方便控制各种外围器件并且具有高稳定性, 工作功耗低, 并且在价格方面有着其他微控制器无法比拟的优势。单片机复位分为内部与外部事件复位。外部事件复位包括上电复位、RES复位和低电压复位。RES复位是人为的正常复位, 当复位后程序计数器被清零且程序从头开始执行。上电复位是指当电源电压受外部干扰 (比方说断电) 而低于正常工作电压时, 单片机检测到低电压后会自动复位。通常我们会外加一个电压检测芯片 (例如7033) 加到RES脚上, 当电源电压低于某个临界值时, 电压检测芯片会给出一个低电平到RES脚使单片机复位, 但是我们此次采用的STC单片机片内集成了掉电复位电路。当电源电压低于某一个临界值时, 单片机会自动复位, 外部不需要再连接任何检测电压的电路。

2. 继电器控制部分。

电磁继电器是在输入电路内电流的作用下, 由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。电磁式继电器一般由控制线圈、铁芯、衔铁、触点簧片等组成, 控制线圈和接点组之间是相互绝缘的, 因此, 能够为控制电路起到良好的电气隔离作用。当我们在继电器的线圈两头加上其线圈的额定的电压时, 线圈中就会流过一定的电流, 从而产生电磁效应, 衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯, 从而带动衔铁的动触点与静触点 (常开触点) 吸合。当线圈断电后, 电磁的吸力也随之消失, 衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置, 使动触点与原来的静触点 (常闭触点) 吸合。这样吸合、释放, 从而达到了在电路中的接通、切断的开关目的。

3. 时钟芯片以及显示部分电路。

DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片, 内含一个实时时钟、日历和31字节的静态RAM, 通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒, 分、时、日、日期、月年信息, 每月的天数和闰年的天数自动调整。而且芯片单独供电, 外部断电不影响其工作, 在此设计中我们利用通过读命令利用DS1302获得准确时间。显示模块采用1602液晶, 用来呈现当前时间, 以及单片机工作状态。

4. 系统软件设计。

系统软件设计采用C语言, 利用单片机以及其外围模块实现其功能。软件是在windows环境下采用强大的KEIL UVISION 3, 调试过程方便, 过程简单, 另有配合仿真器使用特殊功能, 使编程和调试更为简洁。在实际应用中, 充分利用了单片机强大的运算能力和工作时具有高稳定性的特点, 使系统在开环控制中也可以达到系统对于精度的要求。监测十分精准, 软件设计简单和具有可操作性。

四、理论设计计算

以山东大学校区为例, 每个灯管40w, 每天每幢楼有10间在供电后灯亮着, 采用节能开关后这十间每天每间能省一个小时的电, 一年算270天, 一层楼一年下来可以省216度电。整个南新区宿舍楼一年可以省下21144度电。山大南新校区有大约9000学生, 相当于每个学生一年省电2度;山大大约有4万本科生, 1万研究生, 平均每人每年省2度电, 山大一年可以省1, 000, 000度电, 折合人民币5万元。

五、创新点及应用

(1) 适用于学校等大型公共场所, 针对普遍存在的问题, 经济社会效益高。一年可以节省大量开支。 (2) 采用弱电控制强电思想, 控制回路可靠性高, 功耗极低。一片STC单片机只有五块钱, 加上其他芯片以及电子元件, 一套装置成本只有三四十块钱, 成本很低, 而且一个装置可同时通过连接继电器实现多路控制。 (3) 巧妙利用单片机上电自动复位思想, 实现软件自锁与传统的继电器自锁相比, 线圈发热小, 并且具有电气隔离功能。

摘要：通过实验设计了一套教室和学生宿舍用电子节能开关系统, 该系统运用单片机控制电路, 能实现电路掉电后自动复位, 避免出现普通转换开关所存在的掉电后不自动复位, 而使上电后灯依旧亮的问题。能使学生宿舍的用电浪费现象得到很明显的控制, 作品的价钱低廉, 适用于大量推广。该作品同时也可以应用于教室, 能为学校节省大量的电能, 带来一定的经济效益, 推而广之, 是一份巨大的节能方法。

关键词：软件,节能,灯控开关

参考文献

[1]曾毅.现代运动控制系统工程[M].北京:机械工业出版社, 2006.