電動(dòng)葫蘆控制電路的設(shè)計(jì)論文

1、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）系 別專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)課 題電動(dòng)葫蘆控制電路的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師目 錄【摘 要】（2）【關(guān)鍵詞】（2）1. 電動(dòng)葫蘆的結(jié)構(gòu)原理（2）2. 電動(dòng)葫蘆的電氣原理圖2.1 主電路（3）2.2 控制原理（4）電動(dòng)葫蘆電氣原理圖（4）電動(dòng)葫蘆電氣安裝接線圖（5）3. 電氣元件的選擇（6）3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇3.1.1 升降電動(dòng)機(jī)的選擇（6-8）3.1.2 水平移動(dòng)電機(jī)的選擇 （8-10）3.2 其它元件的選擇（10-11）4 減速器的設(shè)計(jì) 4.1 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)（12）4.2 齒輪的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算（13-15）4.3 軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算（16-19）4.4 軸承、聯(lián)軸器、鍵的選擇及

2、減速器的潤滑和密封 （19）4.5 減速器附件的選擇（20）4.5.1 減速器附件的選擇（20）4.5.2 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（20）4.5.3 齒輪結(jié)構(gòu)尺寸（21）【參考文獻(xiàn)】（21）電動(dòng)葫蘆控制電路的設(shè)計(jì)及減速箱的設(shè)計(jì)【摘 要】本文主要是關(guān)于最大起重量為2t電動(dòng)葫蘆的設(shè)計(jì)。第一部分主要是電動(dòng)葫蘆的結(jié)構(gòu)原理；第二部分為電動(dòng)葫蘆的電氣原理圖；第三部分為電電動(dòng)葫蘆器元件的選擇?！娟P(guān)鍵詞】電動(dòng)葫蘆、控制電路、傳動(dòng)裝置1.電動(dòng)葫蘆的結(jié)構(gòu)原理電動(dòng)葫蘆是用于吊裝的起重機(jī)械設(shè)備，用來提升或下降重物，并能在水平方向移動(dòng)的起重運(yùn)輸機(jī)械，它具有起重量小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等特點(diǎn)。一般電動(dòng)葫蘆只有一個(gè)恒定的運(yùn)行速度，

3、廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)中進(jìn)行小型設(shè)備的安裝、吊動(dòng)和維修。 如圖所示，cd型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆是由兩個(gè)結(jié)構(gòu)上相互聯(lián)系的升降機(jī)構(gòu)和移動(dòng)裝置組成，分別由升降電動(dòng)機(jī)和移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。升降機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)通過減速箱拖動(dòng)鋼絲卷筒。升降的鋼絲卷筒由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速箱拖動(dòng)，主傳動(dòng)軸跟電磁制動(dòng)器的錐形圓盤相連接。電動(dòng)葫蘆是借導(dǎo)輪的作用在工字梁上來回移動(dòng)，而導(dǎo)輪由另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)經(jīng)圓柱形減速箱驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)葫蘆的行走機(jī)構(gòu)設(shè)有電磁驅(qū)動(dòng)器，并用機(jī)械撞塊限制前后兩個(gè)方向的移動(dòng)行程。 電磁制動(dòng)器對(duì)主傳動(dòng)軸制動(dòng)。在升降吊鉤的極限位置裝有行程限位開關(guān)。移動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速箱拖動(dòng)行走導(dǎo)輪，行走導(dǎo)輪可以在工字軌道上來回移動(dòng)。當(dāng)它超過行程時(shí)，行程限制開關(guān)進(jìn)

4、行限位保護(hù)。為了安全，電動(dòng)葫蘆采用電動(dòng)控制，當(dāng)操作人員離開崗位時(shí)，電動(dòng)葫蘆就自動(dòng)停車，避免事故發(fā)生。2電動(dòng)葫蘆電氣原理圖2.1主電路主控制電路由刀開關(guān)q、熔斷器fu、交流接觸器km1、km2、km3、km4、熱繼電器fr、限位保護(hù)開關(guān)st、提升控制按鈕sb1、下降控制按鈕sb2、向左控制按鈕sb3、向右控制按鈕sb4、控制提升電動(dòng)機(jī)m1、左右移動(dòng)電動(dòng)機(jī)m2和斷電型電磁制動(dòng)器yb組成。三相交流電源通過組合開關(guān)q將電源引入，fu為主電路的短路保護(hù)，fr1為m1電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)用熱繼電器,fr2為m2電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)用熱繼電器該電動(dòng)葫蘆有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)m1為吊鉤升降電動(dòng)機(jī), 用來提升貨物，由接觸

5、器km1、km2進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制，采接觸器互鎖，以實(shí)現(xiàn)吊鉤升降;電磁制動(dòng)器yb接在電動(dòng)機(jī)m1的兩相電源線上，當(dāng)m1失電時(shí)，yb對(duì)電動(dòng)機(jī)m1制動(dòng)。m2為移動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)，用來水平移動(dòng)搬運(yùn)貨物，由接觸器km3、km4進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制，采接觸器互鎖，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)m2的水平移動(dòng)，m2停止時(shí)不需要電磁制動(dòng)，控制電路中設(shè)有限位開關(guān)st3、st4進(jìn)行限位保護(hù)，防止電動(dòng)葫蘆位移時(shí)超出允許行程。2.2 控制原理手動(dòng)控制向上提升時(shí)，按下sb1，km1吸合，提升電動(dòng)機(jī)m1通電正轉(zhuǎn)運(yùn)行，帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，卷起吊鉤，當(dāng)?shù)蹉^提升至上限位置時(shí)，限位保護(hù)開關(guān)st1受碰撞而斷開，使km1釋放，m1斷電，電磁制動(dòng)器yb動(dòng)作，使m1停轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)?/p>

6、鉤上升至指定位置時(shí)，松開即釋放。 控制吊鉤下降時(shí)，按下sb2，使km2吸合，ml通電反向運(yùn)行，使吊鉤下降。至指定位置時(shí)，松開sb2，km2立即釋放，使m1斷電，yb動(dòng)作使m1停轉(zhuǎn)。 控制吊鉤向前運(yùn)行時(shí)，按下sb3，使km3吸合，移行電動(dòng)機(jī)m2通電運(yùn)轉(zhuǎn)，通過導(dǎo)輪拖動(dòng)提升機(jī)構(gòu)向前移動(dòng)。當(dāng)移至指定位置時(shí)，松下sb3，km3釋放，m2停轉(zhuǎn)。 控制吊鉤向后運(yùn)行時(shí)，按下sb4，使km4吸合，m2通電翻轉(zhuǎn)，通過導(dǎo)輪拖動(dòng)提升機(jī)構(gòu)向后移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)至指定位置時(shí)，松開sb4，km4釋放，m2停轉(zhuǎn)。由于控制電路采用點(diǎn)動(dòng)控制，無自鎖觸點(diǎn)，因此松開按鈕sb，km就失電釋放，電動(dòng)機(jī)m1或m2就停止. 電動(dòng)葫蘆電氣安裝接線圖

7、3.電器元件的選擇 電動(dòng)葫蘆的最大起重2t，上升、下降運(yùn)動(dòng)的速度為0.6m/s，左右運(yùn)動(dòng)的速為0.4m/s,卷筒直徑為0.2m 。3.1電動(dòng)機(jī)的選擇。3.1.1 升降電動(dòng)機(jī)的選擇。選擇電動(dòng)機(jī)的類型按電動(dòng)葫蘆的工作要求和條件，選用y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)所需功率為其中 則 工作機(jī)的轉(zhuǎn)矩為由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的傳動(dòng)總效率為式中,是聯(lián)軸器的效率、是軸承傳動(dòng)效率、是齒輪傳動(dòng)的效率、是滑輪傳動(dòng)的效率、是卷筒傳動(dòng)的效率。其大小分別為=0.99、=0.98、=0.97、=0.96、=0.96。則 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)所需功率為確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)表2-1推薦的合理的傳動(dòng)比范圍，初選齒輪

8、傳動(dòng)比=3-5，=3-5，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為電動(dòng)機(jī)的技術(shù)特性和外形及安裝尺寸查表14-1、表14-2，符合這一范圍電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有1500 r/min ，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和價(jià)格選擇y180m-4型電動(dòng)機(jī)。額定功率18.5kw,滿載轉(zhuǎn)速1470r/min。額定電流為35.9a，額定電壓為380v. 電動(dòng)機(jī)（型號(hào)y180m-4）的主要性能額定功率ped/kw同步轉(zhuǎn)速n/(rmin)滿載轉(zhuǎn)速nm/( rmin)電動(dòng)機(jī)總質(zhì)量/n啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩18.5150014701705.22.02.2安裝及外形尺寸（mm）中心高h(yuǎn)外形尺寸底腳安裝尺寸ab地腳螺栓孔直徑

9、k軸外伸尺寸de160600417.538525421015421103.1.2 水平移動(dòng)電機(jī)的選擇。電動(dòng)葫蘆水平移動(dòng)速度為0.4m/s,設(shè)電動(dòng)葫蘆的質(zhì)量加上重物的質(zhì)量m=2.3t,鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)=0.15，,行走輪直徑為150mm選擇電動(dòng)機(jī)的類型按電動(dòng)葫蘆的工作要求和條件，選用y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)所需功率為其中 則 由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)總效率式中,是聯(lián)軸器的效率、是軸承傳動(dòng)、是齒輪傳動(dòng)的效率、是滾輪傳動(dòng)的效率。其大小分別為=0.99、=0.98、=0.97、=0.96。則 即確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滾輪工作轉(zhuǎn)速為根據(jù)表2-1推薦的合理的傳動(dòng)比范圍，初選齒輪傳動(dòng)比=

10、3-5，=3-5，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這一范圍電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有1000 r/min、1500r/min、750r/min查表可得有三種電動(dòng)機(jī)的型號(hào)可供選擇，如表1所示。傳動(dòng)比方案比較傳動(dòng)比方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1y132s-82.27507102y112m-62.210009403y100l1-42.215001420綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和價(jià)格選擇方案1比較合適。因此選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為y132s-8。額定功率2.2kw,滿載轉(zhuǎn)速710r/min額定電流為5.81a，額定電壓為380v.電動(dòng)機(jī)（型號(hào)y132s-8）的主要性能

11、額定功率ped/kw同步轉(zhuǎn)速n/(rmin)滿載轉(zhuǎn)速nm/(rmin)電動(dòng)機(jī)總質(zhì)量/n啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩2.2750710617.42.02.0安裝及外形尺寸（mm）中心高h(yuǎn)外形尺寸底腳安裝尺寸ab地腳螺栓孔直徑k軸外伸尺寸de1324753453152161401238803.2其它元件的選擇3.2.1 電源引入開關(guān)qq主要作為電源隔離開關(guān)用，并不用它來直接起停電動(dòng)機(jī)，可按電動(dòng)機(jī)滿載電流來選，選用hz10-603型，額定電流為60a，三極組合開關(guān)。3.2.2 熔斷器fu fu是對(duì)m1、m2兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)的熔斷器。熔體電流為：可選用rl1-60型熔斷器，配用60a的熔斷體。3

12、.2.3 熱繼電器fr1、fr2 升降電動(dòng)機(jī)m1額定電流為35.9a，fr1應(yīng)選用jr16-60/3型熱繼電器，熱元件電流為55a，整定電流調(diào)節(jié)范圍為35a55a，工作時(shí)將額定電流調(diào)整為35.9a。同理，fr2應(yīng)選用jr16-20/3型熱繼電器，熱元件電流為6a，工作時(shí)將額定電流調(diào)整為5.81a。3.2.4 接觸器km1、km2、km3、km4 接觸器km1、km2根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流，控制回路電源220v，需主觸點(diǎn)三對(duì)，動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)一對(duì)，根據(jù)上述情況，選用cj10-40型交流接觸器，電磁線圈電壓為220v。接觸器km3、km4根據(jù)電動(dòng)機(jī)m2的額定電流，控制回路電源220v，需主觸點(diǎn)三對(duì)，動(dòng)斷

13、輔助觸點(diǎn)一對(duì)，根據(jù)上述情況，選用cj10-10型交流接觸器，電磁線圈電壓為220v。其它各元件選用如表所示電動(dòng)葫蘆電氣元件表符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量m1異步電動(dòng)機(jī)y180m-418.5kw 380v 1470r/min1m2異步電動(dòng)機(jī)y132s-82.2kw 380v 710r/min1q組合開關(guān)hz10-6033極 500v 60a1fu熔斷器rl1-60500v 熔體60a1km1、km2交流接觸器cj10-4040a 線圈電壓220v2km3、km4交流接觸器cj10-1010a 線圈電壓220v2fr1熱繼電器jr16-60/3整定電流35.9a1fr2熱繼電器jr16-20/3整定電流5

14、.81a1sb1、sb3控制按鈕la10紅色2sb2、sb4控制按鈕la10黑色2st1、st2、st3、st4行程開關(guān)lx19常閉單輪式自動(dòng)復(fù)位44減速器的設(shè)計(jì)4.1傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)4.1.1 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配：總傳動(dòng)比：各級(jí)傳動(dòng)比分配：取 3.5 3.674.1.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算各軸的功率i軸的輸入功率 ii軸的輸入功率 iii軸的輸入功率 iv軸的輸入功率 各軸的轉(zhuǎn)速i軸的轉(zhuǎn)速 ii軸的轉(zhuǎn)速 iii軸的轉(zhuǎn)速 iv軸的轉(zhuǎn)速 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩為i軸的輸入轉(zhuǎn)矩 ii軸的輸入轉(zhuǎn)矩 iii軸的輸入轉(zhuǎn)矩 iv軸的輸入轉(zhuǎn)矩 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果 軸 名參 數(shù)電

15、動(dòng)機(jī)軸i軸ii軸iii軸iv軸轉(zhuǎn)速n/(rmin-1)輸入功率p/kw輸入轉(zhuǎn)矩t/(nm)147018.597.45147018.3296.4742017.41320.98114.4416.551119.8114.4415.571086.4傳動(dòng)比效率10.993.50.953.670.9510.974.2 齒輪的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算 （機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）4.2.1 齒輪的設(shè)計(jì)由于傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速不高，對(duì)結(jié)構(gòu)無特殊要求，故采用軟齒面齒輪傳動(dòng)，齒面硬度350hbs，軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是齒面點(diǎn)蝕，其次是輪齒折斷，故設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核。 選擇齒輪材料，

16、熱處理方式該齒輪無特殊要求，可選用一般齒輪材料，查表13-7并考慮hbs1（小）=hbs2（大）+（3050）的要求，小齒輪選用45鋼，調(diào)查質(zhì)處理，齒面硬度220hbs，大齒輪選用45鋼，正火齒面硬度190hbs。軟齒面閉式齒輪傳動(dòng) 小齒輪、45、調(diào)質(zhì)、220250hbs 大齒輪、45、正火、170210hbs 確定精度等級(jí)減速器為一般直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，估計(jì)圓周速度v5m/s，查表10-17，初選8級(jí)精度。確定許用應(yīng)力由圖13-35c和圖13-36c分別查得： 由表13-8查得sh=1.1，sf=1.4，故， ， 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式（13-32）計(jì)算中心距：取。按式（13-27

17、）計(jì)算小輪轉(zhuǎn)矩 對(duì)一般減速器，取齒寬系數(shù)，。由于原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，中等沖擊，支承為對(duì)稱布置，故載荷因數(shù)由表13-9選k=1.2。將以上數(shù)據(jù)代入，得初算中心距4.2.2 確定基本參數(shù)，計(jì)算齒輪的主要尺寸初取20，則，取70 取，則模數(shù)mm 查表13-1中標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取m=4mm確定實(shí)際中心距重算齒輪傳動(dòng)比： 總傳動(dòng)比：總傳動(dòng)比誤差：，合格計(jì)算齒寬：, 為補(bǔ)償兩輪軸向尺寸誤差，取，齒輪幾何尺寸 齒輪的幾何尺寸 (單位：mm)分度圓 mz齒頂圓 m(z+2)齒根圓 m(z-2.5)齒輪1808870齒輪2280288270齒輪3120128110齒輪4440448430校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按z1=20，z2=70，z3=30，z4=110，由表13-10查得 yfs1=4.38，y fs2=3.88，y fs3=4.13，y fs4=3.88，則，安全，安全，安全，安全彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 驗(yàn)算齒輪速度v，選擇潤滑方式。1.210齒輪端面與內(nèi)箱壁距離210箱蓋、箱座肋厚m1、mm10.851;m0.857軸承端蓋外徑d2d+(2.53) d3120、110、150軸承旁聯(lián)接螺栓距離ssd2120、110、150低速級(jí)齒輪中心距a=180mm4.5.3齒輪結(jié)構(gòu)尺寸 齒輪結(jié)構(gòu)尺寸 （單位：mm）名稱齒輪1齒輪