大型悬挂式电动推拉门的设计研究.pdf

题易
火型悬挂式电动推拉门的设计硏究
口倪国春□崔港
中船江南重工股份有限公司上海200023
摘要:以封闭式厂房外大门设计为例,从门体结构、机械传动和电气控制方面介绍了电动推拉门的设计方案,为类
似的厂房大门的设计积累经验,提供借鉴
关键词:封闭式厂房推拉门设计方案
中图分类号:TH692.3
文献标识码:
文章编号:1000-4998(2013)09-0007-04
大型悬挂式电动推拉门主要用于封闭式厂房或仓抵抗风荷载能力。门体密封构造要能防止风沙、雨水侵
库,如飞机机库、机械工业封闭式车间、大型仓库等。随入厂房,提供防护能力。
着国内航空、航天、造船工业的发展,封闭式厂房由于在2.1门体骨架
作业条件、管理、防盗等方面具有的优越性,其大门的设
门体在使用过程中,除框架本体稳定性之外,主要
计日益受到重视,门体尺す也越来越大,例如飞艇库的承受风荷载,基于此考虑,门体形式采用平面框架,如
大门尺す甚至达到100mx100m。目前大多数封闭式
图1所示。框架上横梁为箱型截面,使杆件X、Y方向
房大门采用电力驱动方式启用,从门的开启方式上有推的惯性矩值都较大,以确保杆件两个方向的抗弯能力
拉式、提升式、旋转开启式等(见表1)
都得到满足。框架下横梁采用卧式放置的H型钢,除
笔者以9mx25m(宽高)封闭式厂房外大门设计提供单向抗弯,还要与底部的导向装置匹配,在门体启
为例,从门体结构、机械传动和电气控制方面介绍了电闭过程中保持正确导向。框架其余腹杆和弦杆均采用
动推拉『门的设计方案,为类似的厂房大门的设计积累H型钢:交又支撑采用圆管,形成框架体。框架上横梁
经验,提供借鉴。
设5组承重轮和6组导向轮(抗风轮),两侧各设3组
1设计方案
表1电动推拉门的各种开启方式
开启方式
应用
举例
按照要求.厂房采用密封门,名义尺
寸为9mx25m(宽×高),开合行程为9.3
m,开合速度为0.005~0.12mMs。门体要求有
门框有上轨道或应用在绝大多数厂房和仓
较高的抗风能力、风速15ms以内可以「推拉式「下轨道,门体在电库,结构简单、可靠,易维
启闭,关闭时最大抗风能力41mvs。重型
机张动下平移实护,抗风性好。例如机库
现启闭功能。门、封闭车间平移门等。
设备在进出厂房时不得有振动,『]洞范同
地面不得设置轨道。
某机库大门
根据以上要求,设计方案选用悬挂式
有卷帘提升门和
电动推拉门。推拉门性大,再经过合理
应用在门体高宽比较大的
堆积提升门两类
地布置抗风插销,可以满足抗风能力,采
场合,安装体积小,开合速
用悬挂式轨道可以保证车辆进出地面平
提
升式轨道在门框两?度快。但门体牧,抗风性较
门体为柔性,由电
整。驱动系统采用链轮、链条传动方案,变
机驱动上下移动
差,多用于高耸室内门或
简易门。
调速电机控制,可以很好地满足设计要
实现启闭功能。
柔性堆积门
求
2门体结构设计
有平面门旋转开多应用于特种行业,构造
吉构设计的重点在于门体骨架构造
旋转开
门体密封构造和抗风插销。『门体骨架要有
式和弧形门旋转复杂,对厂房结构、启闭机
启
开启方式等。构设计有特殊要求。
足够刚度,能够满足推拉时的自身稳定和
收稿日期:2013年2月
硅谷1号飞艇库大门
机械制造51卷第589期
2013/9
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221918171615
密封板异型密封条
推杆系统
48
▲图3顶部密封
侧导向支座密封件门体
50
侧导向
密封件
功能件
(a)推拉时边界条件(b)关闭时边界条件
▲图1门体骨架
▲图2门体骨架的两种工况
▲图4侧密封
▲图5底部密封
抗风插销,底部采用3组隐藏式异向轮。
螺栓安装在门框埋件上,右端与门体上的通长异型密
门体骨架的计算采用3D3S软件,按照《钢结构设封条形成密封构造,在门体完全关闭时,形成顶部完全
计规范》和《建筑结构荷载规范》进行设计和校核。计算密封
设定了两组基本工况(如图2所示),图2(a)为门体推
这种密封形式构造简洁,密封效果好,便于安装和
拉状态(风速15m/s以内),边界条件设为:考虑到结维抑,缺点在于对密封板的平面加工精度要求高,异型
构顶部至少有2组承重轮和2组导向轮会站紧上轨密封条的磨损较大,这可以通过定期调整密封条位置
道,可简化成2个铰接节点同时承受重力和側向力;考或更换密封条加以解决
虑到门在移动过程中的任何位置都至少有2个导向轮2.2.2側密封
与导向槽接触,按最危险位置确定·端和中部2个导
如图4所示,密封件沿门体纵向通长布置,左端固
向承受側向力。图2(b)为了体关闭状态(极限风速4
定在密封件支架上,右端通过与门体挤压形成密封构
m/s),边界条件设为:大门结构在承受极限风速情况遺。在门体完全关闭时,门体与密封件挤压接触,压缩
下,大门门体会发生弹性变形,考虑到结构顶部有5组量通过行程限位控制在20mm左右,以形成良好的挤
承重轮和6组导向轮,在风荷载作用下,均可以逐步贴.压密封
紧上轨道,可简化成5个铰接节点同时承受重力和侧
这种密封形式是典型的被动式密封,方式易于实
向力。两侧側6个插销贴紧位于门側的导槽以承受侧側向现,可靠性高。也有采用主动式密封形式,即采用电力
力,底部3个导向轮也会贴紧大门底部导槽一側以承推杆或液压推杆将密封件推动到密封位置,密封效果
受侧向力。通过3D3S软件分析,这两种基本工况的最好,如底部密封形式。但主动式密封在密封长度长的情
大挠度变形均控制在1/400,最大应力比值均小于况下较难实现,为确保同时密封,将增加推杆数量,即
0.6,满足规范要求。
使采用机械连杆,也因存在连杆装配累积误差而产生
门体结构采用平面框架,杆件节点采用高强度螺密封效果不佳的问题
栓连接方式,为增加刚度,框架四周节点采用栓焊结合2.2.3底部密封
方式。这种结构设计方案使『门体可以成套进行标准化
如图5所示,门体的底部密封采用电动推杆系统
生产,制造、安装均十分方便,为面层(例如保温夹芯彩电动推杆系统与了门体的驱动系统在电气上进行互锁,
板或聚氨酯板)安装提供了较大的空间。
在门体完全关闭后,电动推杆系统才能工作。这时,推
2.2门体密封
杆系统推动密封件压向地面,与地面挤压接触形成密
由于门体的结构形式特点以及对地面通道的特殊封构造。密封件挤压接触地面,压缩量通过行程限位控
要求原因,门体的四面密封采用了不同的密封形式,包制在20mm左右,以形成良好的挤压密封。门体开启
括顶部密封、侧密封和底部密封3种,其中顶部密封和时,电动推杆先回抽解除密封,何抽到位后,门体驱动
侧密封为被动式密封,底部密封为采用电动推杆的主系统才能开始工作,带动门体平移推拉
动式密封。
2.3抗风插销
2.2.1顶部密封
由于门体高度过高,为防止关门时风荷载导致广门
如图3所示,密封板沿门体上横梁设置,左端通过体变形过大而损坏,在门体内3档弦