【正文】 設(shè)計(jì)計(jì)算公式 式(）①確定計(jì)算公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)由文獻(xiàn)[3]中圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限； 由文獻(xiàn)[3]中圖1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，由下式得 式() 式()計(jì)算載荷系數(shù)K 式() 查取齒形系數(shù)由文獻(xiàn)[3]中表105查得，；查取應(yīng)力校正系數(shù)由文獻(xiàn)[3]中表105可查得，；計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 式() 式()由上式可得大齒輪的數(shù)值較大。大齒輪齒數(shù)：取這樣的齒輪傳動(dòng)，既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，而且做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。④驗(yàn)算 式() ，合適。其設(shè)計(jì)與一般齒輪設(shè)計(jì)時(shí)完全一樣的。 電機(jī)參數(shù)表 電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（W）額定電流（A）額定電壓（V）效率（%）功率因素電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Y881455038073①驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)對(duì)于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻器必須同時(shí)滿足下列3項(xiàng)計(jì)算公式： 滿足負(fù)載輸出/kVA： 式() 滿足電動(dòng)機(jī)容量/kVA： 式() 滿足電動(dòng)機(jī)電流/A： 式（) 式中： 為變頻器的容量/kVA 負(fù)載要求的電動(dòng)機(jī)軸輸出功率/kw 電動(dòng)機(jī)額定電壓/v電動(dòng)機(jī)額定電流/A電動(dòng)機(jī)效率電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)電流波形補(bǔ)償系數(shù)k是電流波形補(bǔ)償系數(shù)，由于變頻器的輸出波形并不是完全的正弦波，而含有高次諧波的成分，其電流應(yīng)有所增加。②指定變頻器的啟動(dòng)加速時(shí)間變頻器產(chǎn)品型號(hào)所列的變頻容量，一般以標(biāo)準(zhǔn)條件為準(zhǔn)，在變頻器過(guò)載能力以內(nèi)進(jìn)行加減速，在進(jìn)行急劇加速和減速時(shí)，一般利用失速防止功能，以避免變頻器跳閘，但同時(shí)也加長(zhǎng)了加減速時(shí)間。在指定加速時(shí)間的情況下，變頻器所必需的容量計(jì)算如下： 式() 式中： 為變頻器的容量/kVA 電流補(bǔ)償系數(shù),對(duì)PWM控制方式的變頻器,~電動(dòng)機(jī)效率電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速/(r/min) 電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪力矩/()電動(dòng)機(jī)加速時(shí)間/s 負(fù)載轉(zhuǎn)矩/()③指定變頻器的減速時(shí)間 降低變頻器的輸出頻率，就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)減速。當(dāng)變頻器輸出頻率對(duì)應(yīng)的速度低于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)就進(jìn)行再生制動(dòng)。當(dāng)反饋能量過(guò)大時(shí)，變頻器本身的過(guò)電壓保護(hù)電路將會(huì)動(dòng)作并切斷變頻器的輸出，使電動(dòng)機(jī)處于自由減速狀態(tài)，反而無(wú)法達(dá)到快速減速的目的。在電壓星變頻器中，一般都在直流中間回路的電容器兩端并聯(lián)上制動(dòng)三極管和制動(dòng)電阻。制動(dòng)電阻的選擇方法：1)計(jì)算制動(dòng)力矩 式() 式中： 動(dòng)力矩/電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/折算至電動(dòng)機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/減速開(kāi)始速度/() 減速完了速度/()減速時(shí)間/s負(fù)載轉(zhuǎn)矩/2)計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值 在進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，即使不加放電的制動(dòng)電阻，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部也將有20%的銅損被轉(zhuǎn)換為制動(dòng)力矩。 式() 式中： 制動(dòng)電阻直流電路電壓/V 對(duì)200V級(jí)變頻器, =380V 對(duì)400V級(jí)變頻器, =760V制動(dòng)轉(zhuǎn)矩/()電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩/()減速開(kāi)始速度/()上式中，如果，則沒(méi)必要加制動(dòng)電阻。所以制動(dòng)電阻的最小值。有的變頻器生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品目錄中。3)計(jì)算制動(dòng)電阻平均消耗的功率/kW如前所述，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)距的20%制動(dòng)轉(zhuǎn)距由電動(dòng)機(jī)內(nèi)部損失產(chǎn)生，所以可以按下式求得電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電阻上消耗的平均功率： 式() =()1440 =由于三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，故變頻器選用通用型的。因而可以選用通用的變頻器，只要所選用的變頻器滿足一般環(huán)境下使用即可。該變頻器的參數(shù)如下； 變頻器參數(shù)表變頻器型號(hào)JP6CT79適配電動(dòng)機(jī)功率/kW 額定電流額定容量/kVA電壓/V3相,380~440額定頻率/Hz50/60額定電流/A額定過(guò)載短時(shí)間額定電流的150%1min 電 源相數(shù),電壓,頻率3相,380~440,50Hz/60Hz允許波動(dòng)電壓10%~15%,頻率5%~5%瞬間電壓降低范圍310V以上,繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需電源容量/kVA 輸出功率調(diào)整最高頻率/Hz50~400可變?cè)O(shè)定 基本頻率/Hz50~400可變?cè)O(shè)定啟動(dòng)頻率/Hz~60可變?cè)O(shè)定載波頻率/Hz2~6可變?cè)O(shè)定精度模擬設(shè)定設(shè)定分辨率模擬設(shè)定控制電壓/頻率特性用基本頻率可變?cè)O(shè)定320~440V電矩提升自動(dòng):按照負(fù)載轉(zhuǎn)矩,調(diào)整至最佳手動(dòng)設(shè)定:~啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩150%以上(轉(zhuǎn)矩矢量控制) 制動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩100%以上可選使用時(shí)150%以上(用DBR時(shí))直流制動(dòng)可設(shè)定制動(dòng)開(kāi)關(guān)開(kāi)始頻率,時(shí)間等外殼防護(hù)等級(jí)IP40 冷卻方式自冷質(zhì)量/kg①檢測(cè)傳感器的選用檢測(cè)系統(tǒng)是由安裝于門(mén)口上面的四個(gè)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其主要功能是感知人的進(jìn)出從而發(fā)出開(kāi)門(mén)信號(hào)。ADSA型門(mén)傳感器是較好的選擇。那么此檢測(cè)傳感器就可以選擇這個(gè)。②安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)為防止三翼旋轉(zhuǎn)門(mén)在工作過(guò)程中因某些原因而發(fā)生傷人的事故出現(xiàn)，那么就需要配置一定的安全系統(tǒng)。紅外線防夾安全感應(yīng)器防止門(mén)扇與曲壁柱之間夾傷行人，當(dāng)人在門(mén)扇與曲壁立柱安全距離內(nèi)時(shí)，感應(yīng)器與接近開(kāi)關(guān)信號(hào)同時(shí)生效,門(mén)扇應(yīng)馬上停止。每扇門(mén)扉底邊裝有全開(kāi)寬內(nèi)藏式感應(yīng)器，如碰到物體或受壓，門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止門(mén)扇打倒行人，膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常后，轉(zhuǎn)門(mén)也隨之恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。接近開(kāi)關(guān)用于防夾位置區(qū)域設(shè)定、直流制動(dòng)封門(mén)及鎖門(mén)定位。而防夾感應(yīng)器是用來(lái)感應(yīng)人是否處于防夾區(qū)域內(nèi)，而不知道是否門(mén)扇已經(jīng)靠近防夾區(qū)域內(nèi)，所以僅靠防夾傳感器是無(wú)法鑒別人是否即將受夾或正在受夾。如果在防夾區(qū)域內(nèi)，則接近感應(yīng)器發(fā)出信號(hào)表示，如果此時(shí)有人進(jìn)入防夾區(qū)則有可能被夾?？稍O(shè)此距離為接近感應(yīng)器感應(yīng)距離。因此選擇光電式 BR系列接近傳感器,其型號(hào)為BPR100DDT傳感器。2)防夾傳感器的選用 防夾傳感器是用來(lái)檢測(cè)人是否在防夾區(qū)域內(nèi)用的。因此當(dāng)人在防夾區(qū)域時(shí)，傳感器只有通過(guò)豎直檢測(cè)才不會(huì)誤判。兩者信號(hào)同時(shí)有效，使門(mén)體無(wú)故停轉(zhuǎn)，而造成不必要的麻煩。紅外線防夾傳感器安裝在門(mén)的進(jìn)出口的兩個(gè)防夾區(qū)域內(nèi)，即進(jìn)出口的右邊立柱旁的華蓋上，其具體位置根據(jù)調(diào)節(jié)而定。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。這時(shí)我們就需要接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)門(mén)靠近門(mén)停位置時(shí)，就產(chǎn)生信號(hào)發(fā)出制動(dòng)信息，使門(mén)體在這個(gè)位置。感應(yīng)位置過(guò)小，由于接近開(kāi)關(guān)也有一個(gè)響應(yīng)時(shí)間，則使門(mén)停超過(guò)門(mén)應(yīng)停的位置。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)距離過(guò)小都到不了門(mén)體的精確停位，而使得無(wú)法上鎖。根據(jù)相關(guān)自動(dòng)門(mén)產(chǎn)品類(lèi)推，可選用5mm感應(yīng)距離高周波振動(dòng)角柱型接近開(kāi)關(guān)。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。其采用接觸式傳感器防夾安全帶來(lái)實(shí)現(xiàn)，它是以向其施加垂直壓力致使觸帶內(nèi)的導(dǎo)電體互相接觸，這導(dǎo)致電阻和電流改變而產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)的。選用型號(hào)ASR001。6)接近開(kāi)關(guān)的選用 而鎖門(mén)接近開(kāi)關(guān)則時(shí)為了看門(mén)翼是否靠近門(mén)的鎖門(mén)位置，因此應(yīng)該安裝在門(mén)安裝電子鎖的位置附近。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。②自動(dòng)轉(zhuǎn)停功能 來(lái)人時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，并以正常轉(zhuǎn)速動(dòng)轉(zhuǎn)，15s時(shí)無(wú)人進(jìn)出，則自動(dòng)停轉(zhuǎn)并封門(mén)。行人離開(kāi)防夾區(qū)，門(mén)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。⑤防碰功能 行人在旋轉(zhuǎn)門(mén)內(nèi)通行過(guò)程中，如遇到門(mén)扇碰到行人腳后跟，則門(mén)立即停轉(zhuǎn)，以防止碰傷行人。⑥鎖門(mén)功能 采用電磁鎖方式鎖門(mén)，只要轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙既可完成自動(dòng)鎖門(mén)工作，快捷方便。⑧暫停功能(STOP鈕) 與急停功能相當(dāng)，不同的是按STOP鈕后，必須用殘疾，middle和high三個(gè)按鈕中的一個(gè)進(jìn)行恢復(fù)。30s后來(lái)人，門(mén)自動(dòng)以正常速度運(yùn)轉(zhuǎn)。過(guò)載消除后門(mén)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。漏電保護(hù)。紅外線防夾安全感應(yīng)器防止門(mén)扇與曲壁柱之間夾傷行人。防撞膠條安裝于入口右側(cè)門(mén)立柱上，膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式感應(yīng)器，如遇物體碰撞或受壓，門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止夾傷行人。沒(méi)扇門(mén)扉底邊裝有全開(kāi)內(nèi)藏式感應(yīng)器，如碰到物體或受壓，門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止門(mén)扇打倒行人。此外，還采用了四只測(cè)量范圍為5mm的電感式接近開(kāi)關(guān)。 PLC系統(tǒng)控制分析及地址分配設(shè)計(jì)①節(jié)點(diǎn)分析及機(jī)型的選擇 通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)門(mén)控制要求的分析，PLC控制輸入信號(hào)有22個(gè)，輸出接點(diǎn)共8個(gè)。本系統(tǒng)為個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，按一般經(jīng)驗(yàn)來(lái)估算，同時(shí)由上段對(duì)I/O接點(diǎn)的分析主要有：開(kāi)關(guān)量輸入字節(jié)數(shù)：3015=450開(kāi)關(guān)量輸出字節(jié)數(shù)：108=80系統(tǒng)推斷定時(shí)器/計(jì)數(shù)器字節(jié)數(shù)：81=8總計(jì)大約需要538個(gè)字節(jié)數(shù)容量。由以上可得，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性原則。在此系列PLC中設(shè)置了高數(shù)計(jì)數(shù)器，對(duì)來(lái)自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進(jìn)行中斷處理，擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。由PLC型號(hào)主回路電壓AC（100～240）V；輸入端參數(shù)為電壓DC24V，電流5/7mA；繼電器輸出端電壓AC150V，DC30V以內(nèi)。 PLC性能參數(shù)表性能指標(biāo)COM1CPU11E程序存儲(chǔ)容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量1KBI/O電數(shù)128位指令類(lèi)型117種指令基本指令執(zhí)行時(shí)間~擴(kuò)展I/O模塊數(shù)量7塊記時(shí)/記數(shù)區(qū)512記時(shí)器/記數(shù)器②開(kāi)關(guān)的選擇 本控制系統(tǒng)為PLC控制，各種開(kāi)關(guān)的容量要求不高，普通的開(kāi)關(guān)足已，主要考慮輸入?yún)?shù)要求。Middl、high、殘疾、開(kāi)關(guān)為L(zhǎng)A2，急停開(kāi)關(guān)為L(zhǎng)A2（紅色），STOP關(guān)為L(zhǎng)A2A紅色（十字型）。輸入口每一點(diǎn)的電流定額一般為7mA,這個(gè)電流是輸入口短接時(shí)產(chǎn)生的最大電流(端口本身純存在阻抗)。為了保障最小有效電流,輸入口所接器件的總阻抗要小于2000歐。④熔斷器的選擇 為了保護(hù)電路（短路保護(hù)）需要有熔斷器FU,選擇的依據(jù)是熔體的額定電流IR大于線路工作電流I（I=2A），所以選擇RL115，熔體額定電流等級(jí)為4。因此，選擇型號(hào)為ZBA10/24型整流器，它的輸入電壓為交流220V，輸出電壓為直流0～24V，額定電流10A。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、雙向晶閘管輸出、達(dá)林頓晶體管輸出。繼電器輸出價(jià)格便宜，使用電壓范圍廣。但繼電器有舢點(diǎn)；壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動(dòng)作不頻繁的交直流負(fù)載。雙向晶閘管輸出（交流）和達(dá)林頓晶體管輸出（直流）都屬干無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。另外，這兩種形式的輸出均不具備明確的輸出開(kāi)關(guān)斷點(diǎn)，因此對(duì)于有此要求的使用場(chǎng)合會(huì)受到限制。如果負(fù)載電流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)。允許同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)，在選用輸出模塊時(shí)，不但要看一個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力，還要看整個(gè)輸出模塊的滿負(fù)載能力。當(dāng)輸入口端連接電感類(lèi)設(shè)備時(shí),為了防止電路關(guān)斷時(shí)刻產(chǎn)生高電壓對(duì)輸入輸出口造成破壞,應(yīng)在感性元件兩端加接保護(hù)元件。阻容電路中電阻可取51~120歐,~。對(duì)PLC輸入端電阻分析，自帶電阻為3k歐,對(duì)于DC24V的電流為標(biāo)準(zhǔn)電流，對(duì)輸入口保護(hù)不需做特別處理。查有關(guān)資料時(shí)，在直流感性負(fù)載輸出時(shí)可選電流為1A左右的二極管，電阻約為50歐左右。