橋式起重機(jī)電氣控制畢業(yè)設(shè)計(jì)1

1、下載可編輯河南機(jī)電高等專科學(xué)校起重機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書專 業(yè) 機(jī)械制造與自動(dòng)化起重機(jī)方向課 程 起 重 機(jī) 械題 目 橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)姓 名段振興學(xué) 號(hào) 1 0 0 1 2 5 1 40班 級(jí) 起機(jī) 101 班指導(dǎo)教師郭云霞起機(jī)教研室編制目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù) 21 .主要技術(shù)參數(shù)22 .起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別 2、電機(jī)容量選擇及調(diào)速電阻器計(jì)算 21. 電機(jī)容量選擇 21.1 主提升機(jī)構(gòu)電機(jī)容量選擇 21.2 副提升機(jī)構(gòu)電 31.3 大車行走機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)選擇 31.4 小車行走機(jī)構(gòu)電機(jī)容量選擇 42調(diào)速電器計(jì)算52.1 主起升機(jī)構(gòu)調(diào)速電阻計(jì)算 52.2 副起升機(jī)構(gòu)調(diào)調(diào)電阻器計(jì)算 62.3 大車行走機(jī)

2、構(gòu)調(diào)速電阻器計(jì)算72.4 小車行走機(jī)構(gòu)調(diào)速電阻器計(jì)算 8 三、主起升機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 3.1 控制系統(tǒng)組成93.2 主起升機(jī)構(gòu)控制電路圖 93.3 主起升機(jī)構(gòu)的工作原理 10 四、副起升機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 104.1 控制系統(tǒng)組成104.2 副起升機(jī)構(gòu)控制電路圖 10 4.3 副起升機(jī)構(gòu)的工作原理11五、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 115.1 控制系統(tǒng)組成 115.2 大車機(jī)構(gòu)控制電路圖XVIII5.3 大車機(jī)構(gòu)的工作原理 12六、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 126.1 控制系統(tǒng)組成126.2 小車機(jī)構(gòu)控制電路圖XIX6.3 小車機(jī)構(gòu)的工作原理XIX 一設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)參數(shù)1、主要技術(shù)參數(shù)起重量跨度

3、起升高度起升速度小車運(yùn)行速度大車運(yùn)行速度25/5t22.5m12/18m23m/min41m/min110m/mi n2.起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)的級(jí)別：(1)工作級(jí)別A5;(2)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別與起升機(jī)構(gòu)相同，小車行機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別一律為M5表中所列速度要求，在計(jì)算后所得的實(shí)際數(shù)據(jù)可允許有15%的偏差。二、電機(jī)容量選擇及調(diào)速電阻器計(jì)算1電機(jī)容量選擇1.1主提升機(jī)構(gòu)電機(jī)容量選擇1)已知起重量Gc1=25 t 工作級(jí)別A5主提升運(yùn)行速度Vcs=23m/min副鉤重 Ga=4% Gc1=1 t靜功率計(jì)算公式Pj = G也 j 1000Gq= (Gc1+ Ga) g= (25000+1000 )父9.81

4、 N =255060 NVS1 =23m/min=0.383m/s ”=0.98父0.98父0.98=0.94 （二級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)，滑輪組倍率3）GqVq255060 0.383所以 Pj= Q_2_= KW=103.92KWj 10001000 0.94根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣本，選用YZR355M電動(dòng)機(jī)，當(dāng)S3, JC=25%時(shí)，電動(dòng)機(jī)允許輸出功率為110KW。在基準(zhǔn)工作制 S3, JC=40% 時(shí) PN =90 KW。2)電動(dòng)機(jī)的過載校驗(yàn)PnH GQVQ> m,T 1000按電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù) 標(biāo)=2.8,對(duì)繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)H=2.1, 一臺(tái)電機(jī)m=1HGQVQ _ 2. 1mT 10001

5、 2.8255060 0.3831000 0.94=77.94KW<Pn =90KW電動(dòng)機(jī)過載校驗(yàn)通過1.2副提升機(jī)構(gòu)電機(jī)容量選擇1）已知起重量Gc2=5 t工作級(jí)別A5副鉤起升速度VQ2=23m/min副鉤重 Ga=3% Gc2=0.15t靜功率計(jì)算公式GqVq Pj j 1000Gq= (Gc2+ Ga) g= (5000+150 )父9.81 N =50521.5NVq2=23 m/min=0.383m/sn=0.98 x 0.98 x 0.98=0.94 (二級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)，滑輪組倍率3)所以Pj =GqVq = 50521.5 0.38310001000 0.94KW=20.5

6、8KW根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣本，選用YZR200L電動(dòng)機(jī)，當(dāng)S3, JC=25%時(shí)，電動(dòng)機(jī)允許輸出功率為26KW。在基準(zhǔn)工作制 S3, JC=40% 時(shí)，PN=22 KW。2）電動(dòng)機(jī)的過載校驗(yàn)PGqVqN 一 m T 1000按電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù) h=2.8，對(duì)繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)H=2.1，一臺(tái)電機(jī)m=1H GQVQ _ 2.1mT 10001 2.850521.5 0.3831000 0.94KW=15.435KW<PN =22 KW.專業(yè).整理.電動(dòng)機(jī)過載校驗(yàn)通過。1.3大車行走機(jī)構(gòu)電機(jī)容量選擇1）已知起重量Gci=25 t工作級(jí)別A5大車運(yùn)行速度Vcs=23m/min起重機(jī)總重G=47000

7、Kg運(yùn)行靜阻力。大車運(yùn)行部分總質(zhì)量Gg£= （Gc1 + G） g= （25000+47000 ）父9.81 N=7063207N室內(nèi)運(yùn)行，風(fēng)阻力Gwi =0,坡度阻力Gr=0查得，取運(yùn)行摩擦阻力系數(shù) =0.0065Gz= Gg%，=706320 0.0065 N=4591.8N2）運(yùn)行靜功率Vcs =110 m/min=1.833m/s cs大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)總效率取=0.95GzVcs4591.8 1.833PZ_L= _5_KW=8.86 KWj 10001000 0.953）運(yùn)行加速功率，查得取a=0.26 m/s 2 , ta =7sPa 二1.15GG，Vcs 1.15 706

8、320 1.8332G-cs = - KW=39.74KW1000gta1000 9.81 74）初選電動(dòng)機(jī)Pn1一(PjPa)=m' as as1(4.99 39.74) KW=13.16KW2 1.7式中：m-電動(dòng)機(jī)數(shù)目（2臺(tái)）%s-平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（對(duì)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)取1.7）根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣本，選用YZR180L電動(dòng)機(jī)，當(dāng)S3, JC=25%時(shí)，電動(dòng)機(jī)允輸出許功率為 17KWo 在基準(zhǔn)工作制 S3, JC=40%時(shí)，Pn=15KW。5）電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)。根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄U和附錄W推薦，選大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率JC=25%, CZ=600，穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)G=G2=0.9則P

9、s=GGV=0.9 4591.8 1.833 KW=8.95 KW10001000 0.94查得，YZZR180L電動(dòng)機(jī)，當(dāng)JC=25%, CZ=600時(shí)，其允許輸出功率 P=12KW>Ps, 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)通過。1.4小車行走機(jī)構(gòu)電機(jī)容量選擇1）已知起重量GC1=25t工作級(jí)別A5小車運(yùn)行速度Vss=23m/min小車自重Gx =7808Kg運(yùn)行靜阻力。小車運(yùn)行部分總質(zhì)量Gg（ Gci+ GX）g= （25000+7808 ）父9.81 N=321846.48N室內(nèi)運(yùn)行，風(fēng)阻力Gw1 =0,坡度阻力Gr=0,查得取運(yùn)行摩擦阻力系數(shù)=0.0075GZ= G Gx =3321846.48

10、0.0075 N=2413.85N2）運(yùn)行靜功率Vss =41m/min=0.683m/s小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)總效率取=0.9PjGzVss =10002413.85 0.6831000 0.9KW=1.83KW1.15GgM；_Pc =1000gtaKW=2.12KW3）運(yùn)行加速功率。查得取a=0.083 m/s 2 ,ta=8.29 s_21.15 321846.48 0.68321000 9.81 8.294）初選電動(dòng)機(jī)_11Pn (PjPa)=- (1.83 2.12) KW=2.32KWmas1 1.7式中：m-電動(dòng)機(jī)數(shù)目?-as-平均啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)（對(duì)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)取1.7）根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣

11、本，選用YZR132M1電動(dòng)機(jī)，當(dāng)S3, JC=25%時(shí)，電動(dòng)機(jī)允輸出許功率為 2.5 KW。在基準(zhǔn)工作制 S3, JC=40% 時(shí)，PN=2.2KW。5）電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)。根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄U和附錄W推薦，選小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率JC=25%, CZ=300，穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù)G=G2=0.9GZVssPs= G Z ss =0.910002413.85 0.6831000 0.9KW=1.65 KW查得，YZR132M1電動(dòng)機(jī)，當(dāng)JC=25%,CZ=300時(shí)，其允許輸出功率 P=2.46KW> Ps, 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)通過。2調(diào)速電阻器計(jì)算 2.1主起升機(jī)構(gòu)調(diào)速電阻計(jì)算主提升機(jī)構(gòu)選用

12、用電阻調(diào)速方法電機(jī)型號(hào)YZR355M動(dòng)率Pe=110KW額定電壓U=380V額定電流I1e=218A轉(zhuǎn)子開路電壓 U 2e =475V轉(zhuǎn)子電流I1e=207A額定轉(zhuǎn)速n=581r/min :最大轉(zhuǎn)矩M m 額定轉(zhuǎn)矩Mem=1.84功率因數(shù)cos： 1e=0.81效率=0.9調(diào)速要求： 額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩：約等于電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 一速130r/min,二速200r/min,三速330r/min,四速460r/min,五 速 560r/min.分析：對(duì)于電動(dòng)機(jī)固有特性有額定轉(zhuǎn)差率 Se=(n 0-n 2 )/n 0=(750-581)/750=0.23繞線轉(zhuǎn)子每相繞組電阻:r2 =SeE2e

13、 0.23 4753I2e 3 207=0.305臨界轉(zhuǎn)差率 Sm=Se( m+ m2 -1 )=0.23 3.391=0.78 1 .第一檔速度 ne=130r/minWJ有 Se=( n 0-n1)/ n 0 =(750-130)/750=0.83叉根據(jù)異步電機(jī)人為特性的實(shí)用表達(dá)式 Mx=2' mMmSx SxmSxm Sx可解得:Sxm=Sx ' mMm/Mx 二(mMm/Mx)2 -1 在該起重機(jī)中，負(fù)載轉(zhuǎn)矩Mx=電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩Me。S1m=S 1e (' m -'m2則有-1 )=0.83(1.84 一 .1.842 -1 )即 S1m =2.81又根據(jù)

14、異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性參數(shù)表達(dá)式，當(dāng)am/as=0時(shí).即轉(zhuǎn)矩最大值時(shí).臨界轉(zhuǎn)差率Sm為： r Sm=二22（2 X2）對(duì)于一速，有Sxm = r2二亞 Smr2得 rb1=1.244 f 1同理可得 rb2=1.064 11 rb3 =0.704 11rb4 =0.349 11第五檔速度此檔速度為電機(jī)鞭定糟建，不用接任何電阻.2.2 副起升機(jī)構(gòu)調(diào)速電-阻器計(jì)算1）已知參數(shù)：由所選YZR200L電動(dòng)機(jī)，查得額定功率Pn=26KW,轉(zhuǎn)子開路電壓E2N =380V,轉(zhuǎn)子額定電流I 2N =82.4A,額定轉(zhuǎn)速n N =956 r/min ,同步轉(zhuǎn)速60 f 60 50n 0 =1000 r/min。R

15、N =3803 82.42）電動(dòng)機(jī)額定電阻c=2.66 113）電動(dòng)機(jī)的等效轉(zhuǎn)差率r*d額定轉(zhuǎn)差率Sn叫一小n01000-9561000=0.044等效轉(zhuǎn)差率r*d=R* Sn轉(zhuǎn)子導(dǎo)線電阻R= -=0.0175 笆=0.033 11A16式中：L-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)線長(zhǎng)度，對(duì)起升電動(dòng)機(jī)為30 mA-導(dǎo)線截面積.轉(zhuǎn)子導(dǎo)線電阻標(biāo)么值R*=E="33=0.012 Rn2.66所以 r； = R*sN =0.012 0.044=0.00054）選電阻器選用RS5型電阻器，用4級(jí)可切換電阻和1級(jí)常用電阻。可得各級(jí)電阻的標(biāo)么值 R； =0.1- r ； =0.1-0.0005=0.0995 * R2=

16、0.1R；=0.2 _ * _ _ R4=0.27R5=1.135）各級(jí)電阻值計(jì)算R產(chǎn)R N R1 =22.26 0.0995 11 =0.225 11R2=R n R2 =2.26 0.1 11 =0.226 11r3=r n r3=2.26 0.2 j =0.452 j * r .R4 = Rn R4 =2.260.27 'J=0.610*. .ysnta.x-w.R5=Rn R5=2.261.13 11 =2.554 112.3 大車行走機(jī)構(gòu)調(diào)速電阻器計(jì)算1）已知參數(shù)：由所選 YZR180L電動(dòng)機(jī)，查得額定功率 Pn=15KW,轉(zhuǎn)子開路電壓E2N =380V,轉(zhuǎn)子額定電流I 2N

17、 = 46.5A,額定轉(zhuǎn)速n n =962r/min ,同步轉(zhuǎn)速 no=6Of= 60=1000 r/min 2）電動(dòng)機(jī)額定電阻RN =E2N =3803I2N 3 46.53）電動(dòng)機(jī)的等效轉(zhuǎn)差率rd十二斗士 n0-nN1000 - 962額定轉(zhuǎn)差率Sn = 0N = 一而 =0.038等效轉(zhuǎn)差率rd=R* sN轉(zhuǎn)子導(dǎo)線電阻 R= - =0.0175 15=0.016 11A16式中：L-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)線長(zhǎng)度,對(duì)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)為15 mA-導(dǎo)線截面積，查得A為16 mm 2轉(zhuǎn)子導(dǎo)線電阻標(biāo)么值 R*= 0016 =0.0034Rn4.72所以 rd =R*Sn =0.0034 0.038=0.0001

18、3 4）選電阻器運(yùn)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)功率100 KW以下時(shí)，選用RY5型電阻器，用4級(jí)可切換電阻和1 級(jí)常用電阻。查得各級(jí)電阻的標(biāo)么值 R1 =0.1- rd =0.1-0.00013=0.09987*R2 =0.1 *R3=0.2 * _R4=0.4R5=1.25）各級(jí)電阻值計(jì)算R1 = RN R1 =4.72 0.09987 1 1 =0.471 11r2 = Rn r2 =4.72 0.1 1 1 =0.472 11R3=RN r3=4.72 0.2 j =0.944 11 * _ _R4 = RN R4 =4.72 0.4 11 =1.888 11R5=RnR5=4.72 1.2 11 =5

19、.6642.4 小車行走機(jī)構(gòu)調(diào)速電阻器計(jì)算1）已知參數(shù)：由所選YZR132M1電動(dòng)機(jī)，查得額定功率 Pn=2.2KW,轉(zhuǎn)子開路電壓E2N =132V,轉(zhuǎn)子額定電 流I 2n =12.6A,額定轉(zhuǎn)速 n n =908r/min , 同步轉(zhuǎn)速60 50 =1000 r/min32）電動(dòng)機(jī)額定電阻Rn= E2N = 132, =6.05 11、3I2n 3 12.6. - . 、 *3）電動(dòng)機(jī)的等效轉(zhuǎn)差率1額定轉(zhuǎn)差率sN = n0 fn01000-9081000=0.092等效轉(zhuǎn)差率r； = R* Sn轉(zhuǎn)子導(dǎo)線電阻 R= - =0.0175 =0.0263 11 A10式中：L-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)線長(zhǎng)度,

20、對(duì)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)為15 mA-導(dǎo)線截面積，查得A為10 mm 2Rn 6.05轉(zhuǎn)子導(dǎo)線電阻標(biāo)么值 R*= = a*63 =0.0043所以 rd = R* sN =0.0043 0.092=0.00044）選電阻器選用RY5型電阻器，用4級(jí)可切換電阻和1級(jí)常用電阻。查得各級(jí)電阻的標(biāo)么值 R； =0.1- rd =0.1-0.0004=0.0996一*R2 =0.1R；=0.2一 * _ R4=0.4R5=1.25）各級(jí)電阻值計(jì)算Ri=Rn R1 =6.05 0.0996 ' 1 =0.60311R2 = Rn R2 =6.05 0.1 11 =0.605 11r3=rn r3=6.05 0

21、.2 11 =1.21 11* R4 = Rn R4 =6.05 0.4 11 =2.42 11R5= Rn R5=6.05 1.2 I 1 =7.26 11三：主起升機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)3.1 控制系統(tǒng)組成主提升控制系統(tǒng)包括制動(dòng)器 ，三相異步電動(dòng)機(jī)，凸輪控制等。3.2 主起升機(jī)構(gòu)控制電路圖A蝴FY占制左腰鞠f一乂5（伯伊9里IzlalrrL2 3 4 5 - 一-a一 旦 R R RUJLj Hillnffi3.3主起升機(jī)構(gòu)的工作原理開關(guān)±#下降54321012345Z1+Z2+Z3+Q2+Q1+X2D2+X3D1+X2D1+X3D2+圖4.2無觸點(diǎn)開關(guān)切換電阻調(diào)速控制板注：上升即為正轉(zhuǎn)&

22、#39;、下降即為反轉(zhuǎn)'；+彳弋表接通、空白代表斷開。例如：在上升'的 3"擋時(shí) Z3、Z2、Z1、X2D1、X3D2 斷開，Q2、Q1、X2D2、X3D1 接通，電機(jī)正轉(zhuǎn)Q2、Q1下面電阻被短接，電阻變小，轉(zhuǎn)速變快。在下降的4"擋時(shí)Z1、Z2、X2D2、X3D1 斷開，Z3、Q2、Q1、X3D2、X2D1 接通，電機(jī)反轉(zhuǎn) Z3、Q2、Q1下面電阻被短接,電阻變小，轉(zhuǎn)速變快。四、副起升機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 控制系統(tǒng)組成1) 三相異步電動(dòng)機(jī)2)凸輪控制器3) 制動(dòng)器Cin3-piaa五一活承3w3Z Q0QD4.2 副起升機(jī)構(gòu)控制電路圖圖4.1起升升降控制回路4.3 副起升機(jī)構(gòu)的工作原理與主起升機(jī)構(gòu)相似五、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 控制系統(tǒng)組成3）制動(dòng)器1）三相異步電動(dòng)機(jī)2）凸輪控制器5.2 大車機(jī)構(gòu)控制電路圖JJ4/=01/15543E11E34