液压阻尼式高楼救生装置说明书
高楼逃生装置说明书
高楼逃生装置设计说明书设计题目：高楼逃生装置学沈阳化工学院校设计者：孙澍锋张民姜野刘鑫指导教师：郭树国刘群2009 年10月目录1 项目背景 12 计思,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,33工作原理 43.1 总体效果图43.2部件图及其工作原理44 操作说明,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6 5作品的特点及创新点6发展前景与主要应用61项目背景现代社会发展迅速，尤其是近十余年来，随着高层建筑迅速增多，各大城市高楼林立。
但是高层建筑的安全问题逐渐显露出来。
在我们尽情享受科技高度发达的经济时代的娱乐生活时，是否想过我们身边同样存在着许多危险：高楼火险、地震、不法分子的恐怖袭击,,这些都会给我们的正常生活带来不必要的麻烦，有时甚至会威胁到我们宝贵的生命当险情发生时，由于慌乱，选择了跳楼，从而导致了悲剧的发生。
生慌乱中跳楼，当场身亡!针对以上突发情况，并且考虑了传统逃生方式的费时和不安全等缺点，我们 设计出了高楼逃生装置。
采用定滑轮机构和手摇器自锁机构，人通过遥控器操纵 其下降，可以快速的将人从楼上安全送至地面，而且节省时间，不会错过最好的 逃生时段。
2设计思路(1) 对手摇器和定滑轮组进行分析、可行性讨论，设计出相关机构 (2) 制作出样品、测试、提出修改建议。
(3)对此机构进行应用性改进，设计合理外形。
发生地震，匆忙跳楼!上海商学院宿舍楼6楼起火，四名女总体效果图3工作原理手摇器工作原理手摇器整体视图手摇器结构图摇把与轴套 线圈弹簧杯里有一根带有两个伸出端的弹簧， 轴套有个缺口，线圈也有个伸出端, 即受力体。
安装时，把轴套前端安装在弹簧杯里，缺口处正好包住弹簧的两个伸 出端，而线圈的伸出端则是在弹簧的两个伸出端中间。
所以，当线圈缠满线受拉 时，线圈的受力体就会使弹簧放生膨胀，产生巨大的摩擦力，从而产生“自锁” 当用摇把要东轴套时，则会使弹簧产生收缩，使得线圈能够收放自如。
高空逃生装置修改版
高空逃生装置功能：●本产品主要适用于垂直式紧急下降逃生或倾斜式紧急下降逃生的情况。
特别适合作为高层建筑发生火灾等需紧急逃生时用的救援装置。
●可承重范围为20kg至120kg。
●可以重复使用，供同一场地多人陆续逃生。
●逃生者可以用握力自行控制下降速度，即停即走。
●双重保险，悬挂力臂装置可保证下降者的速度保持在3 m/s以内，手动控制装置可以保证逃生者在3m/s内的任何速度。
●在其他手段的帮助下可作为大型物品（家具等）的下降运输装置。
外观组成及数据：●专用安全带：采用北京峭壁翔云攀岩器材有限公司生产的Camp-GOLDEN TOPHARNESS - 2 sizes救生带。
产品简图如下所示：●自动速度调节及悬挂装置：挂钩：负重绳●手动握力速度控制装置：● 本装置主要由金属构件组成，除去绳索重量不高于15千克；除去绳索包装体积不超过调节绳调节绳 负重绳 安全带挂钩 绳索导向滑轮制动装置手握位置 下降余绳 外壳15cm⨯20cm⨯30cm 。
绳索包装另计，依据绳索长度而定。
性能特点:●最大逃生高度由配套的绳索决定；可在不同高度预先选用不同长度的绳索。
●体积小，重量轻，可方便存放阳台等易于逃生的地方。
●纯机械式不需要借助任何外力，在应用时简单方便。
●在60千克负重下，合计逃生高度不低于8000米。
●放置不用时，检修维护时间间隔不少于两年。
使用方法：1.选择一合适逃生地点，如有栏杆或其他适合捆绑物体的阳台。
2.正确佩戴安全带，如下图所示。
前胸搭扣后背搭扣3.将装置固定在强度足够的锚点上，放下调节绳。
4.将安全带搭扣与手动调节装置上挂钩连接。
5.确认安全带穿戴及连接无误后，手握速度调节装置，安全下降。
下降过程中根据需要用握力对速度进行调节。
下降示意图6.下降至安全位置后，迅速与安全带分离，如有需要，可拉下降余生绳一端，使装置到达合适高度，供下一位逃生者使用。
高楼逃生器创新组设计说明书
火灾速降逃生装置中原工学院一、设计目的由于高楼发生火灾时的情况万分危急，人们逃生困难，救援人员完成救援工作花费时间过长，因此需要一些可以帮助人们及时逃生的装置。
我们设计的装置不仅可以达到这样的目的，而且结构简单，易操作，安全性好。
在人们自己操作下，可以通过阳台或窗子及时逃出着火的房间，通过该装置安全地速降到户外。
本设计在安全可靠的基础上，不仅能够满足更多人的需求，而且成本较低，具有很好的市场前景。
二、工作原理及结构简图图1 二级手动调速装置（1.壳体；2.减速手柄；3.减速杠杆一；4.减速杠杆二；5钢丝绳；6.橡胶；7.减速轮；）图2 减速装置主视图(1.固定轴套；2.减速圆柱；3.穿绳孔；4.减速档板；5.减速轴；6.轴承；7.滑块；8. 摇杆；9.减速轮；10.减速轴；11.减速手闸；12.调速手轮；13.内螺纹轴套；14.壳体；)图3 调速轮及导轨（B为燕尾槽型导轨；C为调速手轮）使用方法：首先把钢丝绳固定在临近窗户处，人先把安全带扣在身上，把绳子抛出窗外，再调节“一次减速器”的调速手轮（图2中的12），使减速圆柱（图2中的2）装置与绳卡死，随后人慢慢爬出窗户，使自身的重力完全作用在绳子上，再微松“一次减速器”的调速手轮（图2中的12），由于此时重力大于摩擦力，人与装置开始慢慢下落。
在下降过程中，人可以调节“二级减速器”的手闸（图2中的11），通过改变握紧力的大小来控制自己的下落速度，直到到达地面，同时可以推动或松开摇杆（图2中的8），从而挤压或拉回滑块（图2中的7），改变滑块与绳之间的摩擦力，同时由于橡胶（图1中的6）与减速轮（图2中的9）之间的摩擦力也随之增大或减小，从而使轴（图1中）角速度增大或减小，从而使人下降的速度得到控制。
原理说明：该装置是利用绳子做导轨，减速装置在绳上运动，通过增减与钢丝绳之间的摩擦力来实现下降过程的加减速。
其中“一级减速器”是通过旋动调速手轮（图2中的12），从而推动装置内各边减速圆柱（图2中的2）相向运动而互相挤压，增大它们之间的摩擦力，使钢绳的速度减慢。
救生缓降器使用说明书
-3-
产品介绍
“壁虎牌救生缓降器”（JSH—200/35—90 型）是经多年研发，精心设
计的逃生装备。产品结构合理、外型美观、安全可靠、可以连续反复使用，
是火灾、地震逃生的最佳装备。
适用范围
适用于工作、生活在高层建筑里的人们（如：住宅公寓、写字楼、办
公楼、宾馆、饭店），更是高空作业者的安全防护装备和公安消防救援的最
保养维修 1、本产品终身维修保养，自购买日起期满 10 年送到经销商或生产厂进 行免费保养 2、本产品累计使用 3000 米/次后要进行检查，更换磨擦片 3、本产品抽动逃生绳任何一端阻尼减速器都能自由转动，如果不能转 动请不要随便开启阻尼减速器总成，应与经销商或生产厂联系 4、本产品按消防标准放置于明显的逃生出口位置 5、本产品不能长期放置在有腐蚀性气体的环境中，保持通风干燥
佳装备。
产品特点
安全可靠(双保险离心式阻尼减速装置)、一次性载重量大（可达到
200kg/次）匀速下降、操作方便、用途广泛、无需人工操作、可连续反复
使用。
型号含义
JSH—200/35—90
钢丝绳长度/m
最大，最小允许负载/kg
救生缓降器
技术参数
ห้องสมุดไป่ตู้
1．不同负载的下降速度：最小负载 35kg 0.5
m/s
标准负载 80kg 1.0
公司简介
苏 州 张 家 港 市 泰 山 科 技 有 限 公 司 位 于 长 三 角 经 济 区 ，是 一 家 集 机 械 电子领域技术研发、生产、销售于一体的高科技企业，专业生产拥有 自主知识产权的专利产品：壁虎牌高楼逃生器（专利号：ZL200920046633.0 发 明 专 利 号 ： 201110036904.6 ） 又 名 救 生 缓 降 器 , 清 吉 牌 全 自 动 鞋 底 清 洁 机（ 专 利 号 ：ZL200720131857.2）和 清 吉 牌 多 功 能 全 自 动 擦 鞋 机（ 专 利 号 ：ZL200820178132.3 ）。填 补 了 国 内 空 白 ，产 品 达 到 国 内 先 进 水 平 。
液体流动阻尼式高楼逃生器
化成液体热。 以达降低速度 的 目的 。其 主 地 面 时 ， 另一端 的钩 子 正好 升到 所 需楼 要特 点是 由于 液体 阻尼 的大小 取 决于外 层。 这样． 当第一个人下降到达地面时， 钢
负载 。 所 以不论人体质量 的大 小均能 以比 丝 绳 自由端 的钩子 正好上 升到逃 生器位
学 校体 育与社会体育 无缝对接 ， 合理 的落
我 校学生 身体 素质 与不 同 区的洪 山
２ ０ １ ２ 年开发区语数调考成绩我校 以大比
区社会 学校 随机抽样调查 表明 。 结果成正 分 差距位 居榜首 ． 其 中语文 、 数学每人 平
态分布我 校学生 身体 素 质形态 机 能等优 均 之和 为 １ ７ ４ ． ２ 分 。我 校本着 以人 为本 ，
是受摩擦系数影响较大。若包角太大， 有 是 安 全 可 靠 、 结 构紧凑 、 使 用 方便 、 平
（ 上接 第 ９ ８页）
．
进步。 取得较 为丰硕的成果 。学 生参加 区
内容 与形 式 。 确 立 了大体 育课 程观 。 建立 了学校体 育 、 小 区体 育 ， 社会体 育 多元平
（ １ ） 包 角加手控式。 与轮之 间的包 角． 使得 钢丝 绳与钢丝轮 之间的摩擦力 增加。
另外 ． 再 利 用手控装 置， 进 一步调 节下 降 笔 者 设 计 并制 作 了一 套 结 构独 特 的 液
速 度 的快 慢 。此类方案 虽然结构简单 ， 但 体 流 动 阻 尼 式 的逃 生 器 ． 其 主 要 特 点
液 体 流 渤 阻 尼 高 楼 逃 空 嚣
马 鞍 山 市安 工 大 附 中 黄玮 奇 徐 文婷 秦晋 友 易欣
一种液压阻尼式高楼逃生装置的设计_兰杰
）2V21
（4）
式中：s-活塞杆小孔处的厚度，即阻尼液在小孔中流的长
度；v-液压缸阻尼液运动粘性系数，取 v=0.355cm2/s；
逃生装置各参数取值如表 1 所示。
表 1 逃生器各零件尺寸参数/mm
由式（4）可知，单缸
参数 D L1 L2 Dg s 提供阻尼总能量 hZ 与活 值 40 25 50 40 10 塞杆小孔直径 d0、逃生
逃生器由减速的液压阻尼缸、双绕绳轮、连杆、支架、 滑轮、压线板、钢丝绳等零件组成。双绕绳轮固定在两支 架的中间，液压缸固定在支架的两侧，利用 Pro/E［6］软件建 立逃生装置的三维几何模型，如图 1 所示。 2.2 工作原理
如图 2 所示，使用时，缠绕在绕绳轮 1 上的钢丝绳两 端分别连接于逃生人员所穿的救生衣和绕绳轮上，在逃 生人员自身体重的驱动下，做垂直向下的运动，同时使绕
L2 1
sin2α
D 姨L22 -L51 sin2α
）V1
（2）
式中，L1-转轴 2 长度；L2-连杆 3 长度；D-钢丝绳在卷筒
上缠绕的直径；α-转轴 2 与水平轴间的夹角。
活塞杆的运动，致使液压缸一侧阻尼液被迫经小孔
向另一侧流动。经推导，小孔内阻尼液流速 V5：
V5＝
Dd02g2（
2L1 D
sinα+
兰杰， 许颖 （湖北三峡职业技术学院，湖北 宜昌 443003）
摘 要：对逃生装置的关键技术进行研究，提出了一种液压阻尼式高楼逃生装置的设计方案。根据不同人群的需要，可
利用自身体重的不同，该逃生器通过多个液压缸中的液体往复流动提供的阻力，从而达到不同人群以不同的速度稳定
下降的目的。在设计过程中，首先利用 Ｐｒｏ／Ｅ 软件建立逃生装置的三维几何模型，然后利用 Ｍａｔｈｃａｄ 对装置中的关键
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液压阻尼式高楼救生装置说明书
摘要：由于火灾成因的多样化和复杂化，遇险逃生问题越来越受到人们的重视，要成功解决高楼遇险逃生这一难题显得尤为重要。
现设计一种用叶片泵、一对外啮合齿轮、节流阀等组成液压阻尼式高楼救生装置，主要利用节流阀来控制人下降速度。
关键词：液压阻尼；火灾；高楼
1研制背景及意义
由于火灾成因的多样化和复杂化，遇险逃生问题越来越受到人们的重视，救生缓降器的出现成功地解决了高楼遇险逃生这一难题。
高楼救生缓降器具有安全系数大，设置时间短，疏散人员快，结构简单轻便等优点，因而被广泛应用于宾馆，学校等高层建筑内发生火灾或其他紧急灾情事故时被困人员的自助救生，是高层建筑和公共场所必备的用于避难和自助救生安全设施。
传统高楼救生装置多采用摩擦阻尼减速，这种减速方式主要利用摩擦阻力来控制人下降的速度，并不能调节下降速度，若减速过快可能导致卡死，而且制作摩擦块部分精度要求高，成本高。
液压阻尼式的救生装置主要靠节流阀产生的液压阻尼来控制人下降时的速度，部件都采用的是标准件，设计周期短，而且可以通过节流阀改变人下降的速度，适合各年龄层的人使用。
2国内外相关研究现状
中国的高度正在逐年成长。
有统计数据表明，上海在2008年已经超过纽约，跃居全球拥有高层建筑数量第一的宝座，深圳的排名也已经进入前十。
而全国各地高层民用商用建筑正在如火如荼的开发建造。
与此同时，高楼火灾防范确一直没有跟上建筑高楼的步伐。
目前全国最先进的消防云梯能达到的高度只有76米，相当于二十多层楼的高度，而且这样的装备仅仅在深圳等两三个城市中有配备，全国各地消防部门应对高楼火灾人员逃生的器材严重匮乏，因此近几年国家在高楼救生器材方面花了很大的功夫，有很多新型的救生器材应运而生。
比较安全的就属高楼救生缓降器。
现阶段研究出来的比较多的就是采用摩擦阻尼式和空气阻尼式的救生器。
而采用液压阻尼的救生器还没有人提及，在日后各高楼急需救生设备的情况下，可以试着研究，并经过对比选出合适的高楼救生器材。
国外发明了一种高层建筑智能救生系统，该设备使用非动力空气阻尼摆线结构，提高了设备的稳定性和安全性，完全不同于正常的齿轮啮合塔起落架结构，避免在高温高压下或齿轮长期反复使用时，机械结构变形而报废。
该系统配有两根可以重复使用的的绳索，比传统的单根绳索效率翻了一倍。
同时该设备还具有很好的节能功能。
全新的设计和独特的制造工艺，使这种产品不但安全可靠，更具有很强的实践性。
3 设计方案
3.1 设计要求
卷筒直径：mm
D60
=
叶片泵转速：m in
n=
/
1450r
人下降速度：s
=
5.1
m
v/
人的质量：kg
m100
=
3.2 液压阻尼式高楼救生装置原理
图0为液压阻尼式高楼救生系统的简化示意图。
`
1. 滚筒
2.钢丝绳
3.大齿轮
4.小齿轮
5.节流阀
6.叶片泵
7.过滤器
8.油箱
由图可见，当人拉着钢丝绳往下落的时候，滚筒带动轴轴进行转动，然后由一对外啮合的齿轮组进行减速，再经过叶片泵通过液压来到达减速的效果，利用节流阀可以控制人下降的速度。
3.3 设计参数确定
（1）绳量计算：
取卷筒底径mm D 960=，绳直径mm d 6=
卷筒宽度m B 12.0=，绕绳层数5=x
)4321/(14.30++++⋅⨯=d D x B L
)106/605(12.014.3+⨯⨯⨯=m 6.22=
（2）传动比的计算：
计算简图如图1
叶片泵的转速m in /1450r n =
人下降平均速度s m v /5.1=
s rad D V /25.31096
.025.12
02=⨯==ω m in /4.298225.316026022r n =⨯==π
πω m in /14501r n n ==
9.44
.29814502112===n n i （3）输入、输出转矩的计算： 输入转矩：2022
)(φD G mg T += G ——吊钩的重量，取N G 6.19=
2φ——动载荷系数，取2.12=φ
m N T ⋅=⨯⨯+⨯=6.572.1096.02
)6.198.9100(2 输出转矩：η2121T i T =⨯
η——齿轮传动效率
取96.0=η
m N i T T ⋅=⨯==28.119
.496.06.571221η
3.4 减速器的设计：
采用开式齿轮传动
（1） 选择材料及确定许用应力：
齿轮1选用45钢调质，齿面硬度230HBS
齿轮2选用45钢调质，齿面硬度210HBS
MPa F 1901lim =σ M
P a F 1802l i m =σ 3.1=F S
MPa S F F F 92.1168.03.1190][1lim 1=⨯==
σσ MPa S F
F F 8.1108.03.1180][2
lim 2=⨯==σσ （2） 确定齿轮的模数：
按轮齿弯曲强度设计计算
齿轮按8级精度制造，取载荷系数K=1.2，齿宽系数3.0=a ϕ
取171=Z ，839.41712≈⨯=⨯=i Z Z
实际传动比9.417
8312===Z Z i 查手册得 09.31=F Y 34.22=F Y
0211.08
.11034.2][0264.096.11609.3]
[2211
====F F F F Y Y σσ 2211
]
[F F F F Y Y σσ> 将][11
F F Y σ 代入设计公式
9.41
2==z z u 4.117)19.4(3.00264.01028.112.14][)1(432
3312111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+≥F a F z u Y KT m σϕ 取2=m 中心距mm m Z Z a 1002
2)8317(2)(12=⨯+=+= mm a b a 301003.0=⨯=⋅=ϕ
mm mZ d 3417211=⨯==
mm mZ d 16683222=⨯==
mm ha Z m m ha mZ d a 38)217(2)2(2*1*11=+⨯=+=+=
mm ha Z m d a 170)283(2)2(*22=+=+=
)22(22**1**11c ha Z m m c m ha mZ d f --=--=
mm 29)25.02217(2=⨯--=
mm c ha Z m d f 161)5.0283(2)22(**22=--=--=
mm m e S 14.32
22====ππ mm mZ d d b 3220cos 172cos cos 111=⨯=== αα
mm mZ d d b 15620cos 832cos cos 222=⨯=== αα
2*==m h h a a
mm m c h h a f 5.2225.1)(*=⨯=+=*
mm h h h f a 5.45.22=+=+=
3.5 液压阻尼系统设计
（1）选择液压泵：
型号：101-YB ，r ml V /10=，m in /1450r n =，MPa p 3.6=，总效率7.0=η，，86.0=v η，顺时针转
（2）系统工作压力确定:
m
PV T πη21∆= m η—— 泵机械效率 V —— 泵排量
P ∆—— 泵进出口压力差
MPa V T P m 74.5101081.028.11226
1=⨯⨯⨯==
∆-πηπ （3）液压阀的选择：
节流阀的选择： 系统流量：9.01450101031⨯⨯⨯=⋅⋅=-v n V q η
m in /13L =
系统的工作压力MPa p 74.5=∆
节流阀型号：MG6G （上海立新液压有限公司）
（4）管接头选择：
选择扣压式胶管接头
（5）管路选择：
选择橡胶管
（6）吸油过滤器选择：
选择网式过滤器，过滤精度m μ80
（7）压力表选择：
选择量程10MPa 压力表
（8）油箱的设计：
容积L 26132q 2=⨯==油箱V
4 制作方案
首先，是对高楼救生装置有了初步的设想，思路大致是利用液压阻尼和减速器来制作。
之后初步绘制了原理图。
然后对整个系统进行了设计，计算出技术参数，绘制了装配总图。
再拆分了零件图，把零件图交给了工厂进行加工，最后自行装配完成并进行实验测试。
5 结束语
致谢
参考文献
[1] 王智明，郑午，代树林，救生缓降器优化设计，《机械设计与制造》，2009.4
[2] 左健民主编,《液压与气压传动》第2版，机械工业出版社，1999
[3]唐学工，方便安全的高楼建筑灾难逃生装置，《住宅科技》，1995.12
[4]孔文军，刘艳昭，一种高楼建筑消防救援的方法及其装置设计，《产品开发与设计》，2009.3
[5]小溪，一种新型高空救生缓降装置介绍，《消防技术与产品信息》，2008.12
[6]沙金良，空气阻尼式缓降器，《消防技术与产品信息》，2005.8
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