【正文】 =σ 1+σ 2。14 滾筒滾動(dòng)軸承的選擇綜前所述，選用角接觸軸承，選軸承 GB/T 2921994，角接觸軸承7004AC，其主要參數(shù)：內(nèi)徑：20mm； 外徑：42mm； 寬：12mm； 極限轉(zhuǎn)速：19000r/min；基本額定動(dòng)載荷：；基本額定靜載荷：； 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器的選用，首先按工作條件選則合適的類型，然后再根據(jù)轉(zhuǎn)矩、軸徑及轉(zhuǎn)速查有關(guān)手冊(cè)選擇尺寸。此時(shí) PLC 傳輸信號(hào)給絲杠電機(jī)，絲杠電機(jī)帶動(dòng)絲杠使噴口向下運(yùn)動(dòng)。參照西門(mén)子 S7200 產(chǎn)品目錄及市場(chǎng)實(shí)際價(jià)格，選用主機(jī) CPU226 AC/DC/繼電器。 吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離，另一方面通過(guò)吹弧拉長(zhǎng)電弧加強(qiáng)帶電粒子的復(fù)合和擴(kuò)散，同時(shí)把弧隙中的帶電粒子吹散，迅速恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度。2）直流接觸器，一般用于控制直流電器設(shè)備，線圈中通以直流電，直流接觸器的動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)基本上與交流接觸器是相同的。如表 33 所示。因而，要經(jīng)常注意觀察，并定期拆下進(jìn)行檢查，若條件允許最好定期進(jìn)行標(biāo)定。設(shè)有電磁閥作為各種狀態(tài)的輸出，電磁閥的數(shù)量為 10 個(gè)。電磁閥不能直接連在 PLC 上，應(yīng)該使用中間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行 PLC 控制邏輯程序設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下幾個(gè)基本步驟。(6)建立符號(hào)名表如果選擇了符號(hào)名尋址，需要對(duì)絕對(duì)地址建立一個(gè)符號(hào)名表。梯形圖用圖形符號(hào)表示的指令包括三個(gè)基本形式：觸點(diǎn)—代表邏輯“輸入”條件，例如，開(kāi)關(guān)，按鈕，內(nèi)部條件等；線圈—通常代表邏輯“輸出”結(jié)果，例如，燈，電機(jī)啟動(dòng)器，中間繼電器，內(nèi)部輸出條件等；盒—代表附加指令，例如，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算指令。啟動(dòng)機(jī)器，后攔截桿收回，傳送帶將瓶子往前移，移至后光電傳感器下端時(shí)，后光電傳感器自動(dòng)計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)至 6 個(gè)時(shí)，前光電傳感器傳輸信號(hào)給 PLC，PLC 控制前攔截桿伸出，后攔截桿收回，前光電傳感器清零，后光電傳感器繼續(xù)計(jì)數(shù)，而后往復(fù)循環(huán)。此時(shí) PLC 傳輸信號(hào)給絲杠電機(jī)，絲杠電機(jī)帶動(dòng)絲杠使噴口向下運(yùn)動(dòng)。用戶程序一般先在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，實(shí)際的輸入信號(hào)可以用鈕子開(kāi)關(guān)和按鈕來(lái)模擬，各輸出量的通／斷狀態(tài)用 PLC 上有關(guān)的發(fā)光二極管來(lái)顯示，一般不用接 PLC 實(shí)際的負(fù)載 (如接觸器、電磁閥等)。從開(kāi)始接到論文題目到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是自己所學(xué)知識(shí)的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間完成的最大的項(xiàng)目。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我的以后工作都有著重要意義。感恩之情難以用語(yǔ)言量度，謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語(yǔ)致以最崇高的敬意。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，過(guò)去四年中學(xué)過(guò)的東西如機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù)等得到了復(fù)習(xí)和鞏固。在整個(gè)過(guò)程中遇到了許多未接觸過(guò)的知識(shí)，全都需要自己查閱資料，自我學(xué)習(xí)，感覺(jué)自己學(xué)習(xí)到了很多新東西。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后應(yīng)及時(shí)修改梯形圖和 PLC 中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求。圖中為 1 號(hào)流量計(jì)控制程序，其他流量計(jì)控制程序與其類似。傳送帶將瓶子往前移，移至后光電傳感器下端時(shí)，后光電傳感器自動(dòng)計(jì)數(shù)。當(dāng)噴口下壓到下限位時(shí)，噴口下限位行程開(kāi)關(guān)打向另一側(cè)，使 PLC 傳輸信號(hào)給噴口上的電磁閥，電磁閥開(kāi)通，橢圓齒輪流量計(jì)開(kāi)始計(jì)流量，噴口開(kāi)始注水。程序邏輯由這些盒指令之間的連接決定。 IEC 指令集不提供語(yǔ)句表編輯器。當(dāng)不希望的或不正確的機(jī)器操作會(huì)造成人身傷害或嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失時(shí)，應(yīng)該考慮采用和 CPU 獨(dú)立的機(jī)電冗余來(lái)防止不安全的操作?？刂葡到y(tǒng)選用CPU226 作為主電路板來(lái)驅(qū)動(dòng)整個(gè)電路。QA03 的閉合與否可由啟動(dòng)按鈕和停止按鈕控制，也可由自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中 PLC 說(shuō)給的相應(yīng)型號(hào)來(lái)控制。如表 33 所示。 流量計(jì)的選型根據(jù)系統(tǒng)整體要求，選用橢圓齒輪流量計(jì)，型號(hào)為 LWGY。 行程開(kāi)關(guān)的選型行程開(kāi)關(guān)又稱限位開(kāi)關(guān)或位置開(kāi)關(guān)。通用接觸器可大致分以下兩類。 ）也就是說(shuō)短路跳閘而電機(jī)啟動(dòng)電流是可以避開(kāi)的。此后 PLC 控制傳送帶電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)帶，前攔截桿收回，瓶16子移動(dòng)，前光電傳感器開(kāi)始計(jì)滿瓶數(shù)。 總體方案分析本次自動(dòng)飲料灌裝系統(tǒng)生產(chǎn)線是根據(jù)六口自動(dòng)飲料灌裝系統(tǒng)生產(chǎn)線的原理來(lái)設(shè)計(jì)的，其工作流程及原理如下：首先，人工將飲料瓶放置在自動(dòng)化生產(chǎn)線上（自動(dòng)化生產(chǎn)線的寬度僅夠一個(gè)瓶身通過(guò)，且兩端空隙不超過(guò) 2 毫米，瓶與瓶之間無(wú)空隙，傳送帶前后端各有一鐵桿攔住所有瓶子，并且兩端各有一光電傳感器計(jì)瓶數(shù)） 。 絲杠滾動(dòng)軸承的選擇由于絲杠滾動(dòng)軸承主要受軸向力，所以選擇角接觸軸承。軸向變形主要包括絲杠的拉伸或壓縮變形、絲杠與螺母之間滾道的接觸變形等。由圖 12 可知，絲杠只受進(jìn)給方向載荷F=G=100N。若此時(shí)加上支撐部分的質(zhì)量，則總質(zhì)量為。由式(24)可知，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為：Tf=(F 摩 *Ph)/( 2πηi)=(15*)/(2***2)=滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩：T0=(FYJ*Ph)(1η 02)/( 2πηi) (26)式中：F YJ——滾珠絲杠的預(yù)緊力，一般取滾珠絲杠工作載荷 FM 的 1/3，單位為 N； η 0——滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取 η 0=；由于滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率很高，所以有式(26)算出的 T0 值很小，與Tamax 和 Tf 比起來(lái)，通?？梢院雎圆挥?jì)。算得各零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下：滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js=，滑塊折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jw=。此后 PLC 控制傳送帶電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)帶，前攔截桿收回，瓶子移動(dòng)，前光電傳感器開(kāi)始計(jì)滿瓶數(shù)。從應(yīng)用類型來(lái)看，PLC 的應(yīng)用大致可歸納為以下幾個(gè)方面： 總體方案設(shè)計(jì)本次自動(dòng)飲料灌裝系統(tǒng)生產(chǎn)線是根據(jù)六口自動(dòng)飲料灌裝系統(tǒng)生產(chǎn)線的原理來(lái)設(shè)計(jì)的，其工作流程及原理如下：首先，人工將飲料瓶放置在自動(dòng)化生產(chǎn)線上（自動(dòng)化生產(chǎn)線的寬度僅夠一個(gè)瓶身通過(guò)，且兩端空隙不超過(guò) 2 毫米，瓶與瓶之間無(wú)空隙，傳送帶前后端各有一鐵桿攔住所有瓶子，并且兩端各有一光電傳感器計(jì)瓶數(shù)） 。4) 精度：5mL 相關(guān)預(yù)備知識(shí) PLC 的定義可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PLC（Programmable logic Controller）,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。鑒于 PLC 可靠性高、耐惡劣環(huán)境能力強(qiáng)、使用極為方便三大特點(diǎn)，利用PLC 技術(shù)平臺(tái)自主開(kāi)發(fā)創(chuàng)新，將機(jī)械、電氣和自動(dòng)化等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，將傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制功能用 PLC 代替，構(gòu)成實(shí)用、可靠的飲料灌裝生產(chǎn)線PLC 控制系統(tǒng)。例如：灌裝精度和穩(wěn)定性難以保證、更換灌裝規(guī)格困難等。該控制系統(tǒng)可節(jié)省大量電氣元件、導(dǎo)線與原材料,縮短設(shè)計(jì)周期,減少維修工作量, 提高加工零件合格率,進(jìn)而提高生產(chǎn)率，而且程序調(diào)整修改方便靈活，提高了設(shè)備的柔性和靈活性。我國(guó)的飲料罐裝自動(dòng)化相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)講還有很大的差距。工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)從單機(jī)的 PLC 控制發(fā)展到多 PLC 及人機(jī)界面（HMI，Human Machine Interface）的網(wǎng)絡(luò)控制。這些方式存在一些缺點(diǎn)。提高包裝機(jī)械自動(dòng)化程度的目的：一是為了提高生產(chǎn)率；二是為了提高設(shè)備的柔性和靈活性；三是為了提高包裝機(jī)械完成復(fù)雜動(dòng)作的能力。在恒壓儲(chǔ)液罐灌液不封，里面有上限液位和下線液位傳感器，它們淹沒(méi)時(shí)是 1 狀態(tài)。設(shè)計(jì)要求：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）由學(xué)生本人獨(dú)立完成。另外，還必須有編程器——將用戶程序?qū)戇M(jìn)規(guī)定的存儲(chǔ)器內(nèi)。當(dāng)噴口下壓到下限位時(shí)，噴口下限位行程開(kāi)關(guān)打向另一側(cè)，使 PLC 傳輸信號(hào)給噴口上的電磁閥，電磁閥開(kāi)通，橢圓齒輪流量計(jì)開(kāi)始計(jì)流量，噴口開(kāi)始注水。圖 21 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 電機(jī)的選擇 絲杠電機(jī)的選擇1）絲杠電機(jī)轉(zhuǎn)軸上總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jeq 的計(jì)算加在絲杠電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jeq 是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要參數(shù)之一，它對(duì)選擇電機(jī)具有主要意義。顯然快速上升時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大。取傳送帶兩滾筒軸間的間距為 2m，平均 100mm 放一個(gè)瓶子，每一個(gè)瓶子容量為 ，質(zhì)量為 。2）傳送帶電機(jī)的校核該電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間為 ，則電機(jī)轉(zhuǎn)軸上所受的轉(zhuǎn)矩為：11M= J0*(2πn)/(60t)=(***10 2)/(60*)=以 M 乘以一個(gè)系數(shù) K，即以 KM 來(lái)初選電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩，取 K=4，則傳送帶電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 Tjmax 為：Tjmax=4M=*4=所選電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為 ，滿足要求。再由式(28)計(jì)算得 C= **115==。一般總變形量 σ 不應(yīng)大于規(guī)定精度的一半，本產(chǎn)品精度不大，所以絲杠夠用。 傳送帶電機(jī)聯(lián)軸器的選擇傳送帶電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑為 28mm，所以根據(jù)所傳送的轉(zhuǎn)矩、軸徑及轉(zhuǎn)速，從聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)件中選取聯(lián)軸器型號(hào)：GY4，其主要參數(shù)：軸孔直徑：28mm；軸孔長(zhǎng)度：62mm；許用轉(zhuǎn)矩：；許用轉(zhuǎn)速：9500r/min；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 2； 絲杠電機(jī)聯(lián)軸器的選擇絲杠電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑為 8mm，所以根據(jù)所傳送的轉(zhuǎn)矩、軸徑及轉(zhuǎn)速，從聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)件中選取聯(lián)軸器型號(hào)：NL1，其主要參數(shù)：軸孔直徑：8mm；軸孔長(zhǎng)度：23mm；15公稱扭矩：；許用轉(zhuǎn)速：6000r/min； 灌裝機(jī)儲(chǔ)液箱的尺寸確定儲(chǔ)液箱的長(zhǎng)寬高尺寸是根據(jù)儲(chǔ)液箱的有效容積來(lái)確定，它的長(zhǎng)寬高按 1:1:1或 1:2:3 結(jié)合系統(tǒng)的發(fā)熱和散熱及熱平衡原則來(lái)計(jì)算，因?yàn)橄到y(tǒng)發(fā)熱少，所以無(wú)需熱平衡校核。當(dāng)噴口下壓到下限位時(shí)，噴口下限位行程開(kāi)關(guān)打向另一側(cè)，使 PLC 傳輸信號(hào)給噴口上的電磁閥，電磁閥開(kāi)通，橢圓齒輪流量計(jì)開(kāi)始計(jì)流量，噴口開(kāi)始注水。如表 33 所示。 根據(jù)三個(gè)電動(dòng)機(jī)的額定電流，選擇斷路器 QA0QA0QA04 的型號(hào)為DZ4763C16。接觸器的選型有諸多因素外與負(fù)載密切相關(guān)一般三相異步電機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的 35 倍。 光電傳感器的選型本設(shè)計(jì)采用的是歐姆龍的光電傳感器（光電開(kāi)關(guān)） ，型號(hào)為 E3JK5M3，直流正負(fù) 12~240V，交流 24~240V。 電磁閥的選型國(guó)內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類（即：直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式） ，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個(gè)分支小類（直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)式膜片結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)20活塞結(jié)構(gòu)） 。輸入有兩個(gè)光電傳感器，用來(lái)計(jì)空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)。MB1~MB4 為控制前后擋桿伸出或收回的電磁閥，MB11~MB16 為控制灌裝關(guān)斷的電磁閥。(1)分解被控對(duì)象或機(jī)器把要控制的對(duì)象或機(jī)器分解成相互獨(dú)立的部分，這些分解將影響功能描述及資源的分配。符號(hào)名表不僅包括物理輸入輸出信號(hào)，也包括程序中用到的其他元件。梯形圖易于理解，世界通用，直觀性好，調(diào)試程序時(shí)各觸點(diǎn)通斷及輸出線圈狀態(tài)均可通過(guò)程序一眼看出。計(jì)數(shù)至 6 個(gè)時(shí)，后光電傳感器傳輸信號(hào)給 PLC， PLC 控制后攔截桿，后攔截桿攔截第 7 個(gè)瓶子，后光電傳感器清零。27圖 41 電氣控制系統(tǒng)流程圖 傳送帶前進(jìn) 如圖 42 所示，為傳送帶啟動(dòng)控制程序。30圖 44 噴口下壓控制程序 系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行灌裝如圖 45 所示，當(dāng)噴口下壓到下限位時(shí)，噴口下限位行程開(kāi)關(guān)打向另一側(cè)同時(shí)噴口停止下壓，使 PLC 傳輸信號(hào)給噴口上的電磁閥，電磁閥開(kāi)通，噴口開(kāi)始注水?？梢愿鶕?jù)功能表圖，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用開(kāi)關(guān)或按鈕來(lái)模擬實(shí)際的反饋信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的接通和斷開(kāi)。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受，從對(duì) PLC 控制自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所需技術(shù)和知