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機(jī)械-電動(dòng)螺旋起重機(jī)設(shè)計(jì)-電動(dòng)舉高器-資料下載頁(yè)

2024-12-06 02:02本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】螺旋起重機(jī)又稱為螺旋升降機(jī),它的原型就是我們所常見的千斤頂。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、靠性高、使用壽命長(zhǎng)等許多優(yōu)點(diǎn)??梢詥闻_(tái)或組合使用,能大致控制調(diào)整提升的高度,可。以用電動(dòng)機(jī)或其他動(dòng)力直接帶動(dòng),也可以手動(dòng)。桿的軸向運(yùn)動(dòng),從而推動(dòng)物體上升。要闡述在流水線作業(yè)中,螺旋千斤頂?shù)膭?dòng)作原理等。

  

【正文】 T ?? 23 = mmN ?????? 49875701925641T3(4352 mmN? ) 合格 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 聯(lián)軸器是用于連接不同機(jī)構(gòu)中兩軸,使他們?cè)趥鬟f運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過程中一起回轉(zhuǎn)而不脫開。聯(lián)軸器主要有機(jī)械 式,液力式和電磁式三種。機(jī)械式連軸器是應(yīng)用最廣泛的連軸器,它借助于機(jī)械構(gòu)件相互間的機(jī)械作用力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。液力式好電磁式是借助于液力和電磁力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。 聯(lián)軸器廣泛用于船舶,機(jī)車,汽車,冶金礦山,石油化工,其重運(yùn)輸,紡織,輕工,農(nóng)業(yè)機(jī)械,印刷機(jī)械和泵,風(fēng)機(jī),機(jī)床等各類機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)中。 聯(lián)軸器的種類很多,按其性能分為: ( 1) 剛性聯(lián)軸器 1)套筒聯(lián)軸器 2)凸緣聯(lián)軸器 3)夾殼聯(lián)軸器 4)緊箍咒夾殼聯(lián)軸器 ( 2)撓性聯(lián)軸器 1)無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器 2)非金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器 3)金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器 聯(lián)軸器選擇應(yīng)考慮的問題: 在深知所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工況及技術(shù)要求的情況下,選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮以下問題: ( 1)所需傳遞轉(zhuǎn)矩大小、載荷性質(zhì)及產(chǎn)品對(duì)緩沖和減振方面的要求; ( 2)軸的轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大?。? ( 3)兩軸對(duì)位移大?。◤较蛭灰?、軸向位移、角位移); ( 4)聯(lián)軸器的制造、安裝、維修、成本。 在本設(shè)計(jì)中,選擇聯(lián)軸器的基本決定因素是聯(lián)軸器所受扭矩的大小。(也即電機(jī)軸的扭矩) 求得,電機(jī)軸的扭矩 mNmmNT d ???? 24 由于聯(lián)軸器已標(biāo)準(zhǔn)化,只需根據(jù)其所受最大扭矩及軸徑大小選擇聯(lián)軸器,因此 ,綜合考慮,選擇 YL1 型凸緣聯(lián)軸器,其基本參數(shù)見表 42。 表 42YL1 型凸緣聯(lián)軸器基本參數(shù) 公稱扭矩 Tn mN? 許用轉(zhuǎn)速 n r/min 軸孔直徑 mm L mm D mm D1 mm 螺栓 L0 mm 重量 kg 數(shù) 直徑 10 8100 19 30 71 53 3 M6 64 圖 42YL1 型凸緣聯(lián)軸器 25 5 控制電路及過載保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 過載及最大行程保護(hù)元件 熱繼電器 熱繼電器是一種電氣保護(hù)元件。它是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)推動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)使觸頭閉合或斷開的保護(hù)電器,主要用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)、斷相保護(hù)、電流不平衡保護(hù)以及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)時(shí)的控制。 熱繼電器是用于電動(dòng)機(jī)或其它電氣設(shè)備、電氣線路的過載保護(hù)的保護(hù)電器。 電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中,如拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行工作過程中,若機(jī)械出現(xiàn)不正常的情況或電路異常使電動(dòng)機(jī)遇到過載,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大,使電動(dòng)機(jī)的繞組溫度升高。若過載電流不大且過載的時(shí)間較短,電動(dòng)機(jī)繞組不超過允許溫升,這種過載是允許的。但若過載時(shí)間長(zhǎng) ,過載電流大,電動(dòng)機(jī)繞組的溫升就會(huì)超過允許值,使電動(dòng)機(jī)繞組老化,縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺妱?dòng)機(jī)繞組燒毀。所以,這種過載是電動(dòng)機(jī)不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理,在出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不能承受的過載時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電路,為電動(dòng)機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。 使用熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)時(shí),將熱元件與電動(dòng)機(jī)的定子繞組串聯(lián),將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中,并調(diào)節(jié)整定電流調(diào)節(jié)旋鈕,使人字形撥桿與推桿相距一適當(dāng)距離。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),通過熱元件的電流即為電動(dòng)機(jī)的額定電流,熱元 件發(fā)熱,雙金屬片受熱后彎曲,使推桿剛好與人字形撥桿接觸,而又不能推動(dòng)人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態(tài),交流接觸器保持吸合,電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。 若電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過載情況,繞組中電流增大,通過熱繼電器元件中的電流增大使雙金屬片溫度升得更高,彎曲程度加大,推動(dòng)人字形撥桿,人字形撥桿推動(dòng)常閉觸頭,使觸頭斷開而斷開交流接觸器線圈電路,使接觸器釋放、切斷電動(dòng)機(jī)的電源,電動(dòng)機(jī)停車而得到保護(hù)。 可見,熱繼電器通常是直接斷開接觸器的控制回路來(lái)斷開主回路的。 熱繼電器的工作原理如圖 51 圖 51 熱繼電器原理圖 26 由電阻絲做成的熱元件,其電阻值較小,工作時(shí)將它串接在電動(dòng)機(jī)的主電路中,電阻絲所圍繞的雙金屬片是由兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片壓合而成,左端與外殼固定。當(dāng)熱元件中通過的電流超過其額定值而過熱時(shí),由于雙金屬片的上面一層熱膨脹系數(shù)小,而下面的大,使雙金屬片受熱后向上彎曲,導(dǎo)致扣板脫扣,扣板在彈簧的拉力下將常閉 觸點(diǎn)斷開。觸點(diǎn)是串接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中的,使得控制電路中的接觸器的動(dòng)作線圈斷電,從而切斷電動(dòng)機(jī)的主電路。 ( 1)熱繼電器的基本結(jié)構(gòu) 包括加熱元件、主雙金屬片、動(dòng)作機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)以及溫度補(bǔ)償元件。 ( 2)熱繼電器的種類 熱繼電器的種類很多,常用的有 JR0、 JR1 JR16B、 JRS 和 T系列。 ( 3)熱繼電器的型號(hào)及含義 以 JR系列熱繼電器為例,型號(hào)含義如 圖 52: 圖 52 熱繼電器型號(hào)含義 行程開關(guān) 行程 行程開關(guān) 又稱限位 開關(guān) ,用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中,將行程 開關(guān) 安裝在預(yù)先安排的位置,當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程 開關(guān) 時(shí),行程 開關(guān) 的觸點(diǎn)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此,行程 開關(guān) 是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器,它的作用 原理 與按鈕類似。行程 開關(guān) 廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械,用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在電梯的控制電路中,還利 用行程 開關(guān) 來(lái)控制 開關(guān)轎門的速度、自動(dòng) 開關(guān) 門的限位,轎廂的上、下限位保護(hù)。 行程 開關(guān) 按其結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)式、滾輪式、微動(dòng)式和組合式。 ( 1)直動(dòng)式行程 開關(guān) 其結(jié)構(gòu) 原理 如圖 53所示,其動(dòng)作 原理 與按鈕 開關(guān) 相同,但其觸點(diǎn)的分合速度取決于生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)行速度,不宜用于速度低于 / min 的場(chǎng)所。 27 圖 53 直動(dòng)式行程 開關(guān) 1推桿 2彈簧 3動(dòng)斷觸點(diǎn) 4動(dòng)合觸點(diǎn) ( 2)滾輪式行程開關(guān) 其結(jié)構(gòu)原理如圖 54所示,當(dāng)被控機(jī)械上的撞塊撞擊帶有滾輪的撞桿時(shí),撞桿轉(zhuǎn)向右邊,帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng),頂下推桿,使微動(dòng)開關(guān)中的觸點(diǎn)迅速動(dòng)作。當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)械返回時(shí),在復(fù)位彈簧的作用下,各部分動(dòng)作部件復(fù)位。 圖 54滾輪式行程 開關(guān) 1滾輪 2上轉(zhuǎn)臂 11彈簧 4套架 6滑輪 7壓板 9觸點(diǎn) 10橫板 滾輪式行程 開關(guān) 又分為單滾輪自動(dòng)復(fù)位和雙滾輪 (羊角式 )非自動(dòng)復(fù)位式,雙滾輪行移開關(guān) 具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)位置,有“記憶”作用,在某些情況下可以簡(jiǎn)化線路。 ( 3)微動(dòng) 開關(guān) 式行程 開關(guān) 常用的有 LXW11系列產(chǎn)品 本設(shè)計(jì)為方便控制螺桿做線性運(yùn)動(dòng),采用 上海人民電器開關(guān)廠有限公司生產(chǎn)的直動(dòng)式行程開關(guān),其基 本尺寸如圖 55 所示: 28 圖 55 直動(dòng)式行程開關(guān) 電器控制基本電路設(shè)計(jì) 結(jié)合螺旋起重機(jī)控制電路要求隨時(shí)停車以及限制最大起重量以保護(hù)電機(jī)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)并繪制其電器控制基本電路圖,如圖 56 所示。其中, QS:三相電源開關(guān); FU:熔斷器;FR:熱繼電器; KM KM2:接觸器; SB:按鈕; SQ:行程開關(guān); M:電動(dòng)機(jī)。 該電路基本工作原理如下: 按下正向啟動(dòng)按鈕 SB2(上升按鈕) 時(shí),接觸器 KM2 得電吸合,其常開主觸點(diǎn)將電動(dòng)機(jī)定子繞組接通電源,相序?yàn)?U、 V、 W,電動(dòng)機(jī)正向啟動(dòng)運(yùn)行。 按下停止按鈕 SB1 時(shí), KM2 失電釋放,電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 按下反向啟動(dòng)按鈕 SB3(下降按鈕) 時(shí), KM3 線圈得電主觸點(diǎn)吸合,其常開觸點(diǎn)將相序?yàn)?W、 V、 U的電源接至電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)運(yùn)行。 再按下停止按鈕 SB1,電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 SQ 為行程開關(guān),控制重物的最大抬升高度。當(dāng)重物上升至最大高度時(shí), SQ 動(dòng)作,其常閉觸點(diǎn)斷開,使接觸器 KM2失電,整個(gè)電路停電,此時(shí)只需長(zhǎng)按反向啟動(dòng)按狃(下降按鈕) SB3,即可下降。至合適位置時(shí)按下停止按鈕 SB1。當(dāng)螺桿下降至最小高度時(shí), SQ 動(dòng)作,其常閉觸點(diǎn)斷開,使接觸器 KM3 失電,整個(gè)電路停電,此時(shí)只需長(zhǎng)按正向啟動(dòng) 按狃(上升按鈕) SB2,即可上升。至合適位置時(shí)按下停止按鈕 SB1。 29 FRWVUQSFU1KM2KM3KM2KM3SQSQSB3SB2KM3KM2FU2KM3KM2MSB1FR 圖 56 電器控制圖 30 6 系統(tǒng)的改進(jìn)與優(yōu)化 由本設(shè)計(jì)可以看出,它只適用于人工啟動(dòng),手動(dòng)控制。為適應(yīng)生產(chǎn)自動(dòng)流水線作業(yè),使本產(chǎn)品的使用范圍更加廣泛,市場(chǎng)前景更加廣闊,本設(shè)計(jì)的二次開發(fā)及優(yōu)化中可增設(shè)電阻應(yīng)變片式壓力傳感器,其基本動(dòng)作原理是:托盤上有重物時(shí),壓力傳感器變化信號(hào),使電機(jī)啟動(dòng),帶動(dòng)重物上升,上升到指定位置(該指定位置由位置傳感器控制),重物被取走后,壓力傳感器信號(hào) 復(fù)原,使電機(jī)反轉(zhuǎn),到指定位置停轉(zhuǎn)。如此反復(fù)。在這個(gè)過程中,電阻應(yīng)變片式壓力傳感器充當(dāng)?shù)淖饔檬菈毫﹂_關(guān),光電式位置傳感器充當(dāng)?shù)淖饔檬枪怆婇_關(guān),它們隨著壓力的有無(wú)和螺桿位置的變化指導(dǎo)著電機(jī)的正轉(zhuǎn),停止以及反轉(zhuǎn)。因此,必須了解壓力傳感器及位置傳感器的原理及種類。 力學(xué)傳感器 力學(xué)傳感器是將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,力學(xué)量可分為幾何學(xué)量、運(yùn)動(dòng)學(xué)量及力學(xué)量三部分,其中幾何學(xué)量指的是位移、形變、尺寸等,運(yùn)動(dòng)學(xué)量是指幾何學(xué)量的時(shí)間函數(shù),如速度、加速度等。力學(xué)量包括質(zhì)量、力、力矩、壓力、應(yīng)力等。壓電式壓力傳感器 、 壓磁式轉(zhuǎn)矩傳感器 、 壓阻式壓力傳感器 、 變面積式電容壓力傳感器 、 差動(dòng)變極距式電容壓力傳感器 、 應(yīng)變式壓力傳感器 、 應(yīng)變片式轉(zhuǎn)矩傳感器 、 振筒式諧振壓力傳感器 、 振膜式諧振壓力傳感器 、 電阻應(yīng)變式稱重傳感器。 力學(xué)傳感器的種類繁多,如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。 電阻應(yīng)變片力傳感器 某些固體材料受到外力 的作用后,除了產(chǎn)生變形,其電阻率也要發(fā)生變化,這種由于應(yīng)力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”。利用壓阻效應(yīng)制成的傳感器稱為壓阻式傳感器。根據(jù)制作材料的不同,應(yīng)變?cè)梢苑譃閮纱箢悺?一種是利用半導(dǎo)體材料的體電阻做成粘貼式應(yīng)變片,稱為半導(dǎo)體應(yīng)變片,用此應(yīng)變片制成的傳感器稱為半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器,另一種是在半導(dǎo)體材料的基片上用集成電路工藝制成的擴(kuò)散電阻,以此擴(kuò)散電阻的傳感器稱為擴(kuò)散型壓阻傳感器。 ( 1)半導(dǎo)體應(yīng)變片式傳感器 半導(dǎo)體應(yīng)變片 應(yīng)變?cè)墓ぷ髟砘趯?dǎo)體和半導(dǎo)體的“應(yīng)變效應(yīng)”,即當(dāng)導(dǎo)體和半導(dǎo) 體材料發(fā)生機(jī)械變形時(shí),其電阻值將發(fā)生變化。電阻值的相對(duì)變化與應(yīng)變的關(guān)系如式 所示: 31 ?KRR?? 式( ) 式中 ? 為材料的應(yīng)變; K 為材料的電阻應(yīng)變系數(shù),即單位應(yīng)變引起的電阻相對(duì)變化量。金屬材料的 K值約為 2~ 6,半導(dǎo)體材料的 K值可達(dá) 60~ 180。 金屬電阻應(yīng)變片主要有絲式應(yīng)變片和箔式應(yīng)變片兩種結(jié)構(gòu)。如圖 61 所 示。 圖 61 電阻應(yīng)變片結(jié)構(gòu) 絲式應(yīng)變片由金屬絲柵 (亦稱敏感柵 )、基底、引線、保護(hù)膜等組成。敏感柵一般采用直徑 ~ 的金屬絲,用粘合劑固定在厚 ~ 的紙或膠膜基底上。引線是由直徑 ~ 低阻鍍錫銅線制成,用于將敏感柵與測(cè)量電路相連。 箔式應(yīng)變片的敏感柵是用厚度為 ~ 、腐蝕等工藝制成的。優(yōu)點(diǎn)是表面積與截面積之比大,散熱條件好,能承受較大電流和較高電壓,因而輸出靈敏度高,并可制成各種需要的形狀,便于大批量生產(chǎn)。由于上述優(yōu)點(diǎn),它已逐漸取代絲式應(yīng)變片。 應(yīng)變片與彈性元件的裝配可以采用粘貼式或非粘貼式,在彈性元件受壓變形的同時(shí)應(yīng)變片亦發(fā)生應(yīng)變,其電阻值將有相應(yīng)的改變。粘貼式應(yīng)變壓力計(jì)可采用 2 或 4 個(gè)特性相同的應(yīng)變?cè)?,粘貼在彈性元件的適當(dāng)位置上,并分別接入電橋的橋臂,則電橋輸出信號(hào)可以反映被測(cè)壓力的大小。為了提高測(cè)量靈敏度,通常采用兩對(duì)應(yīng)變片,并使相對(duì)橋臂的應(yīng) 變片分別處于接受拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的位置。 應(yīng)變式壓力傳感器所用彈性元件可根據(jù)被測(cè)介質(zhì)和測(cè)量范圍的不同而采用各種型式,常見有圓膜片、彈性梁、應(yīng)變筒等。圖 62給出幾種彈性元件和應(yīng)變式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)及電橋式測(cè)量電路示意圖。 32 圖 62幾種彈性元件和應(yīng)變式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)及電橋式測(cè)量電路示意圖。 電阻應(yīng)變片的工作原理 金屬電阻應(yīng)變片的工 作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象,俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用式 表示: SLR ?? 式( ) 式中:ρ —— 金屬導(dǎo)體的電阻率(Ω178。 cm2/m) S—— 導(dǎo)體的截面積( cm2) L—— 導(dǎo)體的長(zhǎng)度( m) 我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例,當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí),其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)生變化,從上式中可很容易看出,其電阻值即
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