垂直提升門(mén)的彈簧平衡系統(tǒng)

1、標(biāo)準(zhǔn)提升門(mén)的彈簧平衡系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)提升門(mén)的彈簧平衡系統(tǒng)一文中，通過(guò)理論計(jì)算的方法，討論了在標(biāo)準(zhǔn)提升門(mén)中選用平衡系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，本文基于此，對(duì)于垂直提升門(mén)進(jìn)行了分析。垂直提升門(mén)是指：門(mén)在任何狀態(tài)下，門(mén)體全部都處于垂直狀態(tài)，因此，門(mén)的全部重量都需要由彈簧平衡系統(tǒng)來(lái)平衡。根據(jù)材料力學(xué)中的公式可得彈簧近似計(jì)算公式，TKT·                       

2、               公式1T  彈簧在被扭轉(zhuǎn)變形后所產(chǎn)生的扭矩，單位為N·mmKT  彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度，當(dāng)彈簧被扭轉(zhuǎn)時(shí)，每增加1°扭轉(zhuǎn)角所產(chǎn)生的扭矩，單位為N·mm/(°)   彈簧被扭轉(zhuǎn)的角度，單位為(°)在彈性限度內(nèi)，KT為常數(shù)，彈簧在被扭轉(zhuǎn)變形后所產(chǎn)生的扭矩T與彈簧被扭轉(zhuǎn)的角度成正比。設(shè)：垂直提升門(mén)開(kāi)啟高度為H，單位是mm，門(mén)的總重量是WD，單位是kg設(shè)

3、：門(mén)被部分關(guān)閉，關(guān)閉的高度為h，單位是mm這時(shí)部分關(guān)閉的門(mén)體垂直部分所產(chǎn)生的重量W為WWD·h/H                     公式2而重量W所產(chǎn)生的扭矩TW為T(mén)WW·g·r= WD·h/H·g·r        公式3r鋼絲繩輪在門(mén)被關(guān)閉高度為h時(shí)的半徑，

4、單位是mmg重力加速度，約為9800，單位是mm/s²當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)提升門(mén)的平衡系統(tǒng)平衡時(shí)，彈簧在所產(chǎn)生的扭矩T應(yīng)等于門(mén)體垂直部分的重力所產(chǎn)生的扭矩TW，即：KT·WD·h/H·g·r             公式4當(dāng)門(mén)全部開(kāi)啟時(shí)，即h0時(shí)，滑升門(mén)全部處于水平狀態(tài)，這時(shí)門(mén)體垂直部分所產(chǎn)生的重力為0，即平衡彈簧處于自由狀態(tài)，即0。當(dāng)門(mén)被部分關(guān)閉，關(guān)閉的高度為h時(shí)，平衡彈簧被扭轉(zhuǎn)的角度應(yīng)該為長(zhǎng)度為h的鋼絲繩在鋼絲繩輪上纏繞的圈數(shù)乘以360

5、°  根據(jù)公式3我們可以看出：TW與h·r呈線(xiàn)性關(guān)系，而當(dāng)r不變時(shí)，TW與h呈線(xiàn)性關(guān)系。當(dāng)r不變時(shí)，平衡彈簧被扭轉(zhuǎn)的角度360°·h/2r              公式5 圓周率，約為3.14與h也呈線(xiàn)性關(guān)系將公式5代入公式4即得到：KT·360°·h/2rWD·h/H·g·r     公式6因此KT2r²

6、·g·WD/（360°·H）         公式7可以看出，彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度KT與門(mén)的部分開(kāi)啟高度h無(wú)關(guān)。因此，如果彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度KT按公式7計(jì)算，在彈簧的彈性限度內(nèi)，如果WD、r及H不變，門(mén)無(wú)論開(kāi)啟到任何位置，門(mén)都會(huì)處于平衡狀態(tài)。而在標(biāo)準(zhǔn)提升門(mén)確定之后，WD、r及H就已經(jīng)確定，因此，計(jì)算并加工出具有相應(yīng)的彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度KT的彈簧是至關(guān)重要的。由此也可以證明為什么在標(biāo)準(zhǔn)提升門(mén)的平衡系統(tǒng)中我們采用直徑不變的鋼絲繩輪。因?yàn)?、360°、g為常數(shù)，所以我們所需要的平衡系統(tǒng)

7、彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度KT應(yīng)與門(mén)的總重量WD及平衡系統(tǒng)鋼絲繩輪的半徑r的平方成正比；與門(mén)的高度H成反比。由此還可以看出，在門(mén)的總重量WD一定時(shí)，我們所需要的平衡彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度KT與門(mén)的寬度無(wú)關(guān)。因此，在選用或采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)提升門(mén)的平衡系統(tǒng)彈簧時(shí)，必須要向彈簧生產(chǎn)廠家提供以下參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)計(jì)算彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度。1.      門(mén)的重量WD2.      門(mén)的高度H3.      平衡系統(tǒng)鋼絲繩輪的半徑r或直徑D在彈簧做好以后，不可以隨意改變這三個(gè)參數(shù)或未加以

8、計(jì)算就用于其它的門(mén)。而在實(shí)際應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)提升門(mén)并不是處于先前所假設(shè)的理想狀態(tài)，有以下幾個(gè)問(wèn)題需要注意：1.    在門(mén)剛剛開(kāi)啟(或接近完全關(guān)閉)時(shí)，上部門(mén)體并不是立即轉(zhuǎn)向水平狀態(tài)，而是經(jīng)過(guò)部分垂直的直軌然后經(jīng)過(guò)彎軌（也許沒(méi)有直軌，直接經(jīng)過(guò)彎軌）轉(zhuǎn)向水平狀態(tài)，所以我們有時(shí)使用的鋼絲繩輪的最外邊一兩圈的繞線(xiàn)半徑是由大變小的，這是用來(lái)平衡在開(kāi)門(mén)后在洞口高度以上的部分垂直的直軌和彎軌上的門(mén)板所產(chǎn)生的重力。因此這一兩圈鋼絲繩輪對(duì)于平衡門(mén)在接近關(guān)閉狀態(tài)部分是非常重要的。而在實(shí)際安裝中，如果所用的鋼絲繩過(guò)長(zhǎng)，有很多門(mén)在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)仍有幾圈鋼絲繩纏繞在鋼絲繩輪上，這時(shí)鋼絲繩輪的最外

9、邊一兩圈就失去了作用。而這樣會(huì)造成如果門(mén)在接近地面時(shí)門(mén)可以平衡，而門(mén)在開(kāi)啟到上部時(shí)彈簧的力量就不足以使門(mén)保持平衡；如果門(mén)在開(kāi)啟到上部時(shí)門(mén)可以平衡，而門(mén)在接近地面時(shí)彈簧的力量就顯得過(guò)大。2.    在門(mén)開(kāi)啟到洞口高度時(shí)并不是全部門(mén)體都轉(zhuǎn)變?yōu)樗綘顟B(tài)，還有部分門(mén)體停留在垂直狀態(tài)或停留在彎軌部分，仍需要彈簧來(lái)保持平衡；而且在門(mén)全部開(kāi)啟時(shí)為保持鋼絲繩仍處于繃緊狀態(tài)，彈簧也不能完全處于自由狀態(tài)。根據(jù)國(guó)外的資料，一般取彈簧處于1到1.25圈的盤(pán)緊狀態(tài)。因此在計(jì)算彈簧時(shí)，在門(mén)處于完全關(guān)閉的狀態(tài)，彈簧盤(pán)緊的圈數(shù)應(yīng)為H/2r1.25，而不是H/2r圈。這在計(jì)算彈簧時(shí)應(yīng)加以考慮。在彈簧計(jì)算加工無(wú)誤的情況下，在安裝時(shí)，應(yīng)先將門(mén)安裝好并使門(mén)處于完全關(guān)閉狀態(tài)。然后將彈簧盤(pán)緊H/2r1.25圈，這時(shí)門(mén)在任何位置都應(yīng)處于平衡狀態(tài)，且在門(mén)完全開(kāi)啟時(shí)，彈簧仍處于1.25圈的盤(pán)緊狀態(tài)。3.    如果水平軌道不完全水平安