【正文】 理論計(jì)算書及輔件推薦值，有 利于用戶進(jìn)行合理選用。 C. 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)： 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都 有 (1) 運(yùn)行靜阻力，大車運(yùn)行部分總質(zhì)量：? ? ? ? NNgGQG G 5 2 5 8 1 8 6 0 02 5 0 0 0 ???????? () 因?yàn)槭覂?nèi)運(yùn)行，風(fēng)阻力 01??G ，坡度阻力 0??G ，運(yùn)行摩擦阻力系數(shù) ? = NNGGG GZ 6 8 00 0 2 5 8 1 61 ????? ? ? () (2) 運(yùn)行靜功率： ?yv 75m/min=大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)總效率 ?? KWKWvGP yz 00 8010 001 ????? ? () (3) 運(yùn)行加速功率 取 stsm s ,/ 2 ??? KWKWgt vGPsyG 581 22 ??? ???? ?? () (4) 初選電動(dòng)機(jī) ? ? ? ? KWPPmP MN 11 1 ??????? ?? () 根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣本，選用兩臺(tái) YZR160M16 電動(dòng)機(jī)，當(dāng) %25?JC ， ?NP (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》，該大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率 %25?JC ， CZ=600，穩(wěn)態(tài)負(fù)載平均系數(shù) G=，所以， KWKWvGGP yz ?? ???? ? () 根據(jù)《橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》知，當(dāng) %25?JC ， CZ=600 時(shí)， ?NP ， 即 ,所以電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)通過。 B. 副起升機(jī)構(gòu)： （ 1）初選電動(dòng)機(jī) ? ? ? ? NNgGQG Q 1 5 0 5 05 0 0 00 ??????? () smmv q / in/15 ?? ?? KWKWvGP qQj 5021000 ?? ??? ? () 根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣本，選用 YZR180L8 電機(jī)，當(dāng) S3， %25?JC 時(shí)，電動(dòng)機(jī)允許功率為 13KW。 計(jì)算及電機(jī)的選取 通過對(duì)參考文獻(xiàn)和網(wǎng)上的查閱，得到有關(guān)本設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)如下： 小車車輪直徑： Φ315mm 大車車輪直徑 ： Φ630mm 起重機(jī)總重： 小車自重： 吊鉤自重： 500kg 小車運(yùn)行摩擦阻力系數(shù) ? = 大車運(yùn)行摩擦阻力系數(shù) ? = A. 主起升機(jī)構(gòu)： （ 1）初選電動(dòng)機(jī) ? ? ? ? NNgGQG Q ??????? () smmvq /1 2 i n/ ?? KWKWvGP qQj ????? ? () 根據(jù)電動(dòng)機(jī)樣本，選用 YZR225M8 電動(dòng)機(jī)，當(dāng) S3， %25?JC 時(shí)，電動(dòng)機(jī)允許功率為26KW。普通電機(jī)與變頻電機(jī)在不連續(xù)工作狀態(tài)下特性基本一致 。 變頻起重機(jī)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選型 起重機(jī)起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的 調(diào)速比一般不大于 1:20，且為斷續(xù)工作制，通常接電持續(xù)率電機(jī) 向 前 零 位 向 后 I I I 加速 減速 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 在 60%以下，負(fù)載多為大慣量系統(tǒng)。目前，變頻器己經(jīng)發(fā)展到除非有超同步調(diào)速的要求或呈 1:20 以上的大速比，一般無須選用變頻專用電機(jī)作變頻系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)。隨著高開關(guān)頻率的工 GBT 等電力電子器件的使用 、 PWM調(diào)制、矢量控制、增強(qiáng)型 V/f 控制方法 的應(yīng)用、使變頻器輸出波形、諧波成份、功率因數(shù)及使用效率得到了很大的改善，有效地提高了變頻控制電機(jī)的低速區(qū)轉(zhuǎn)矩。 圖 3 檔主令開關(guān)及增減電阻按鈕示意圖 電機(jī)的選用 變頻調(diào)速對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求 采用變頻調(diào)速時(shí)，由于變頻器輸出波形中高次諧波的影響以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍的擴(kuò)大產(chǎn)生了一些與在工頻電源下傳動(dòng)時(shí)不同的特征。 （ 2） 在按動(dòng)接于 及 的按鈕時(shí)，使加減速檔位存儲(chǔ)器 VB100 中存儲(chǔ)的數(shù)字在 1～5 間依順序變化，以控制輸入電動(dòng)機(jī)的電源頻率大小。該主令控制器延續(xù)了凸輪控制器向前向后操作時(shí)的互鎖，而且符合起重機(jī)操作人員的操作習(xí)慣，使用 兩只按鈕進(jìn)行升降速更加方便，其實(shí)現(xiàn)的控制要求主要有： （ 1） 電動(dòng)機(jī)的方向控制由主令控制器實(shí)現(xiàn)，手柄置向前位時(shí)， 接通，正轉(zhuǎn)接觸器工作，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)；手柄置向后位時(shí)， 接通，反轉(zhuǎn)接觸器工作，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 表 31 三檔主令開關(guān)開合表 輸入端口 向前 零位 向后 x x x 注 x— 觸頭閉合 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都 有 本設(shè)計(jì)使用圖 所示的一個(gè)三檔位的主令控制器及兩只升降速按鈕作為操作器件，使用 PLC 及接觸器模擬凸輪控制器工作。以滿足大電流切換的需要， PLC 的輸出應(yīng)該連接接觸器及繼電器。 圖 橋式起重機(jī)的 PLC控制原理圖 PLC 實(shí)現(xiàn)的主令控制器 繼電接觸器為基礎(chǔ)的橋式起重機(jī)電路，一般都是用凸輪控制器來控制大車、小車、主副鉤的操作。下圖畫出了橋式起重機(jī)的 PLC 控制原理圖。四臺(tái)變頻器分別控制相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)，然后四臺(tái)變頻器所需的輸入口線均接在 PLC 上。使用橋式專用變頻器代替轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，增加了機(jī)械特性硬度，也不存在發(fā)熱問題，提高了系統(tǒng)效率； 5 臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一 臺(tái)主令控制器控制，減少了按鈕數(shù)量，從而提高了系統(tǒng)可靠性。改造中采用 PLC 代替接觸器開關(guān)來解決凸輪控制器的缺點(diǎn)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動(dòng)控制中。另一方面，凸輪控制器中有形的觸點(diǎn)在頻繁的切除中很容易出故障，給維修帶來了不便。所以傳統(tǒng)的繼 電器控制和串電阻調(diào)速會(huì)在操作中存在很多問題： （ 1） 電動(dòng)機(jī)及其所串電阻燒損和斷裂故障經(jīng)常發(fā)生； （ 2） 繼電接觸器控制系統(tǒng)可靠性差，操作復(fù)雜，故障率高； （ 3） 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速調(diào)速效果不理想； （ 4） 所串電阻長(zhǎng)期發(fā)熱，電能浪費(fèi)大，效率低等。 YB1～ YB5 分別為主卷揚(yáng)、副卷揚(yáng)、小車與大車電動(dòng)機(jī)各自的制動(dòng)電磁鐵。 整個(gè)起重機(jī)五臺(tái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)電路如圖 下方圖所示。 該起重機(jī)有 兩個(gè)卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，主鉤起重量為 20 噸，副鉤起重量為 5 噸，分別由電動(dòng)機(jī)M M2 拖動(dòng)。 傳統(tǒng)橋式起重機(jī)的控制原理 傳統(tǒng)的橋式起重機(jī)基本 采用繼電器控制和串電阻調(diào)速，使用凸輪控制器控制各臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其上方有通向走臺(tái)的艙口。在操縱室內(nèi)，主要裝有大小車運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)的操縱系統(tǒng)和有關(guān)裝置，如控制器、保護(hù)箱及照明開關(guān)箱；有關(guān)安全開關(guān)，如緊急開關(guān)、電鈴開關(guān)等。目前我國(guó)生產(chǎn)的橋式起重機(jī)大部分采用分別驅(qū)動(dòng)方式。但分別驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)是用兩臺(tái)同樣型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，用同 一控制器控制。 分別驅(qū)動(dòng)是由兩套獨(dú)立的無機(jī)械聯(lián)系的運(yùn)行機(jī)構(gòu)組成。 其車輪通過角型軸承箱固定在橋架的端梁上，其主要作用是驅(qū)動(dòng)大車車輪沿軌道運(yùn)行。提升機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器等組成，提升電動(dòng)機(jī)通過制動(dòng)輪、聯(lián)軸節(jié)與減速器聯(lián)接，減速 器輸出軸與起吊卷筒相聯(lián)。小車移行機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、 主動(dòng)輪 、制動(dòng)器等組成。小車可沿橋架主梁上的軌道左右移行。 小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)由小車架、小車移行機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)組成。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都 有 2 橋式起重機(jī)的控制 橋式起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式 橋式起重機(jī)由橋架（雙稱大車），裝有起升機(jī)構(gòu)的小車、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)及駕駛室等幾部分組成，如下圖 所示 圖 橋式起 重機(jī)結(jié)構(gòu)圖 橋架是橋式起重機(jī)的基本構(gòu)件， 它 由主梁、端梁、走臺(tái)等幾部分組成。 [8] 經(jīng)過 幾十年的發(fā)展，我國(guó) 國(guó)內(nèi) 橋式起重機(jī) 的控制技術(shù)水平已得到一定程度的提高， 但是與國(guó)際水平還有一定距離 。大型高效起重機(jī)新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。 起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與 控制的改進(jìn)。 [9] 國(guó)內(nèi)外起重機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 隨著 工業(yè) 生產(chǎn)的機(jī)械化程度不斷變高，生產(chǎn)效率不斷提高，生產(chǎn)物件的運(yùn)輸要求也隨之變高，就要求有控制更加便捷化和高速化的起重機(jī) ， 而且要 對(duì) 安全性 和可靠性提出更高的要求。所以有對(duì)橋式起重機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行研究很必要。變頻技術(shù)的運(yùn)用使得起重機(jī)的整體特性得到較大提高，可以解決傳統(tǒng)橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)存在的問題，變頻調(diào)速以其可靠性好、高品質(zhì)的調(diào)速性能、節(jié)能效益顯著的特性在起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)中具有廣泛的發(fā)展前景。 課題設(shè)計(jì)的意義 近幾年自動(dòng)化控制技術(shù)和電氣傳動(dòng)得到了飛快的發(fā)展。所以我們要設(shè)法對(duì)其控制方式進(jìn)行改造，減少電路中的沖擊電流，改變調(diào)速方式，減少操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高系統(tǒng)效率。但是起重機(jī)的工作環(huán)境 一般比較惡劣，較長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)導(dǎo)致碳刷的接觸器磨損較大，加上任務(wù)重，操作流程復(fù)雜，觸頭消蝕嚴(yán)重。大車運(yùn)行速度為 75m/min，小車運(yùn)行速度為 45m/m。 1 駕駛室 2輔助滑線架 3交流磁力控制盤 4電阻箱 5起重小車 6大車拖動(dòng)電動(dòng)機(jī) 7端梁 8主滑線 9主梁 圖 橋式起重機(jī)整體示意圖 本課題研究的內(nèi)容和意義 課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容： 本次設(shè)計(jì)主要研究如何用可編程控制器與變頻器相結(jié)合來取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。 [6] 橋式起重機(jī)一般由 可整體前后移動(dòng)的橫梁 (大車 )、 左右移動(dòng)的 小車、 固定在小車上可上下移動(dòng)的主副鉤、 操縱室、小車導(dǎo)電裝置 (輔助滑線 )、起重機(jī)總電源導(dǎo)電裝置 (主滑線 )等部分組成。其中以吊鉤橋式起重機(jī)應(yīng)用最廣。 通用橋式起重機(jī)又稱 “ 天車 ” 或 “ 行車 ” ，它 是一種橫架在固定 的 跨間上空用來吊運(yùn)各種物件的設(shè)備。因此，起重機(jī)將向現(xiàn)代化、智能化、更安全可靠的方向發(fā)展。 時(shí)至今日，在其承載結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、取物裝置、控制系統(tǒng)及安全裝置各方面都有了很大的發(fā)展。 programmable logic controller 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................... III ABSTRACT .................................................................................................................................. IV 目 錄 ............................................................................................................................................ V 1 緒論 ............................................................................................................................................. 1 橋式起重機(jī)的簡(jiǎn)介 ............................................................................................................... 1 本課題研究的內(nèi)容和意義 ................................................................................................... 1 課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容： ........................................................................................................ 1 課題設(shè)計(jì)的意義 ............................................................................................................ 2 國(guó)內(nèi)外起重機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r ................