橋式起重機(jī)吊鉤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　電機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　題目1：某橋式起重機(jī)吊鉤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、目的意義</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生在學(xué)完專業(yè)課程“電機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”之后

2、進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過此環(huán)節(jié)，使學(xué)生能結(jié)合已完成的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課對(duì)“電機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”課程的主要內(nèi)容進(jìn)行較為綜合的實(shí)際運(yùn)用，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題的能力，初步掌握設(shè)計(jì)的方法和步驟，增強(qiáng)獨(dú)立查閱資料、分析問題和解決問題的能力，以及刻苦鉆研的工作作風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度。為畢業(yè)設(shè)計(jì)和將來從事實(shí)際工作奠定基礎(chǔ)。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)要求</

3、b></p><p>　　起重機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中用途極為廣泛，從港口碼頭、車站貨場(chǎng)，到各種冶金、機(jī)械、化工、軍事等領(lǐng)域，都離不開起重機(jī)。起重機(jī)最顯著的特點(diǎn)是位能性負(fù)載，交直流電動(dòng)機(jī)均可使用。本專業(yè)學(xué)生應(yīng)充分掌握根據(jù)生產(chǎn)工藝流程，繪制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖，選擇合適的電動(dòng)機(jī)和控制設(shè)備，組成控制系統(tǒng)。包括系統(tǒng)構(gòu)成、設(shè)備及器件選擇、參數(shù)整定計(jì)算以及繪制系統(tǒng)電路原理圖等內(nèi)容，并能用先進(jìn)控制器實(shí)現(xiàn)控制策略。</p>

4、;<p>　?。ㄒ唬┥a(chǎn)工藝流程及基本參數(shù)</p><p>　　起重機(jī)吊鉤的工作循環(huán)為：控鉤下放、重載提升、重載下放和控鉤提升四個(gè)階段。</p><p>　　已知數(shù)據(jù)為：起重量49000N，提升及下放速度均為10.5m/min；提升高度為16m，空鉤重量為2943N，負(fù)載持續(xù)率為30%。 設(shè)提升負(fù)載效率為0.85，下放負(fù)載效率為0.84，提升空鉤效率為0.37，下放空鉤效率為

5、0.1。 電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，卷筒直徑為0.38m，電動(dòng)機(jī)與卷筒間的傳速比為82。</p><p>　　預(yù)選電動(dòng)機(jī)：（ZC%=25%），，，Km=2.9，。設(shè)所有旋轉(zhuǎn)部件（不包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子）的飛輪力矩為GDd2的30%。設(shè)電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為1.6TN, 平均制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為1.4TN, 起制動(dòng)過程中轉(zhuǎn)矩為恒值?？浙^提升及下放時(shí)，電動(dòng)機(jī)接近空載，負(fù)載極小，轉(zhuǎn)矩可修正為0.6 TN（設(shè)I0/I1N=0.6）

6、。</p><p>　　電源電壓為交流380V。</p><p>　?。ǘ?設(shè)計(jì)具體要求</p><p>　　1. 繪制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖，并校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱及過載能力（設(shè)當(dāng)ZC=25%時(shí)，）。</p><p>　　2. 選擇控制器（自主）。</p><p>　　3. 動(dòng)態(tài)指標(biāo)：起制動(dòng)性能好、定位過程無超調(diào)量。<

7、;/p><p>　　3. 系統(tǒng)具有過流、過壓、過載、過熱保護(hù)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　（一）主回路選擇和計(jì)算</p><p><b>　　1. 確定電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　包括：繪制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖，校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱及過載

8、能力，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)整，具體計(jì)算。</p><p>　　2．主回路相關(guān)器件的選擇</p><p>　　3．電路保護(hù)環(huán)節(jié)的選擇和計(jì)算</p><p><b>　?。ǘ┛刂齐娐吩O(shè)計(jì)</b></p><p>　　控制器的選擇輸入輸出通道及其接口設(shè)計(jì)、電流反饋通道、轉(zhuǎn)速反饋通道、位置反饋通道。 </p><

9、p><b>　?。ㄈ├L圖</b></p><p>　　畫出控制系統(tǒng)電路原理圖（包括主電路和控制電路，采用標(biāo)準(zhǔn)圖紙打?。?。</p><p>　?。ㄋ模┫到y(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)（可選項(xiàng)）</p><p><b>　　控制算法設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。ㄎ澹┰O(shè)計(jì)報(bào)告（說明書）要求</p>

10、<p>　　1. 論述全面，敘述簡(jiǎn)潔，層次分明，書寫清楚，圖形、符號(hào)、曲線、數(shù)據(jù)等符合規(guī)范；</p><p>　　2. 有完整的設(shè)計(jì)說明、計(jì)算過程和系統(tǒng)工作原理；</p><p>　　3. 圖紙清晰，規(guī)范，使用標(biāo)準(zhǔn)A×號(hào)圖紙；</p><p>　　4. 封面、任務(wù)書、圖紙、須打?。徽n設(shè)報(bào)告摘要、正文、參考文獻(xiàn)可手寫或打印，統(tǒng)一為A4紙；<

11、;/p><p>　　5. 報(bào)告字?jǐn)?shù)不少于4000字(不含圖紙)。中、英文摘要（各200字左右），關(guān)鍵字（3～5個(gè)），</p><p>　　列出參考文獻(xiàn)（格式規(guī)范）；</p><p>　　6. 裝訂：頁(yè)面左側(cè)裝訂。裝訂順序：封面，任務(wù)書，中、英文摘要，目錄，正文，參考文獻(xiàn)，附錄1：電氣元器件明細(xì)表，附錄2：控制系統(tǒng)電路原理圖。</p><p>&l

12、t;b>　　五、設(shè)計(jì)時(shí)間</b></p><p>　　2015——2016學(xué)年 第2學(xué)期 第16、17周</p><p><b>　　2016-6-1</b></p><p><b>　　摘  要</b></p><p>　　橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)

13、行的一種橋架型起重機(jī)，又稱天車。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。 橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡(jiǎn)易粱橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)三種。 普通橋式起重機(jī)一般由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機(jī)

14、構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成。起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過減速器，帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。</p><p>　　關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī);起重小車;電動(dòng)機(jī)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Bridge crane is a bridge t

15、ype crane running on the elevated track, also known as crane. Bridge crane bridge laying along the elevated track in the vertical sides of runs, heavy cart along the laying on the bridge transverse running track, constit

16、ute a rectangular scope of work, you can make full use of space below the bridge lifting material, from the ground equipment hindered. Bridge crane widely used in indoor and outdoor warehouses, factories, docks and open

17、storage yard, etc.. Bridge crane c</p><p>　　Key words: bridge crane;lifting trolley; motor</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘  要1</b></p><

18、;p>　　Abstract2</p><p><b>　　第1章 緒論4</b></p><p>　　1.1 橋式起重機(jī)4</p><p>　　1.2 橋式起重機(jī)分類4</p><p>　　1.3橋式起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)4</p><p>　　1.4橋式起重機(jī)的發(fā)展

19、史5</p><p>　　1.5橋式起重機(jī)電氣控制發(fā)展趨勢(shì)5</p><p>　　第2章 給定數(shù)據(jù)及預(yù)選電機(jī)6</p><p>　　2.1生產(chǎn)工藝流程及基本參數(shù)6</p><p><b>　　2.2預(yù)選電機(jī)6</b></p><p>　　第3章 繪制轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖7</p>

20、<p>　　第4章 校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱及過載能力11</p><p>　　4.1發(fā)熱校驗(yàn)11</p><p>　　4.2 過載能力校驗(yàn)11</p><p>　　第5章 起升機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)11</p><p>　　5.1控制系統(tǒng)組成11</p><p>　　5.2起升機(jī)構(gòu)控制電路圖12</p>

21、;<p>　　5.3起升機(jī)構(gòu)的工作原理12</p><p>　　5.4系統(tǒng)的保護(hù)14</p><p><b>　　第6章 結(jié)論14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p>　　附錄 控制系統(tǒng)電路原理圖16</p><p&g

22、t;<b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 橋式起重機(jī)</b></p><p>　　現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)要求有各種類型的起重機(jī)械來滿足企業(yè)物流機(jī)械化需求，又要有效地運(yùn)用和增加設(shè)備的利用能力，以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的效果。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，起重機(jī)械被廣泛應(yīng)用于各種物料的起重、運(yùn)輸、裝卸、安裝和人員輸送等作業(yè)中，有些起重機(jī)械還能在生

23、產(chǎn)過程中進(jìn)行某些特殊的工藝操作，成為生產(chǎn)流水作業(yè)中的主體設(shè)備組成部分，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動(dòng)化。 </p><p>　　橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱天車。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。  </p>&l

24、t;p>　　橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。 </p><p>　　1.2 橋式起重機(jī)分類 </p><p>　　橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡(jiǎn)易粱橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)三種。  </p><p>　　普通橋式起重機(jī)一般由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小

25、車又由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成。起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過減速器，帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。本文重點(diǎn)研究起重機(jī)的控制，通過使用串電阻的調(diào)速方法已實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制，從而控制起重機(jī)。 </p><p>　　1.3橋式起重機(jī)的技術(shù)參數(shù) </p><p>　　橋式吊鉤起重機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下。

26、60;</p><p><b>　　1.重量 </b></p><p>　　起重量又稱額定起重量，它是指起重機(jī)實(shí)際允許的起吊最大負(fù)荷量，通常以噸作單位。 </p><p><b>　　2.跨度 </b></p><p>　　起重機(jī)主梁兩端車輪中心線間的距離，即大車軌道中

27、心線間的距離，通常以米作單位。 </p><p><b>　　3.起升高度 </b></p><p>　　吊具或抓取裝置的上極限位置與下極限位置之間的距離，又可稱為起升的最大高度，以米作單位。 </p><p><b>　　4.起升速度 </b></p><p&g

28、t;　　起升機(jī)構(gòu)在電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，取物裝置上吊的速度，用米/分作單位。 5.運(yùn)行速度 </p><p>　　遠(yuǎn)行機(jī)構(gòu)在電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的速度，用米/分作單位。</p><p><b>　　6.外型尺寸 </b></p><p>　　外型尺寸指起重機(jī)長(zhǎng)、寬、高的尺寸，用米作單位。 7. 工

29、作類型 </p><p>　　起重機(jī)各機(jī)構(gòu)按照其載荷率和工作繁忙程度劃分為輕級(jí)、中級(jí)、重級(jí)和超重級(jí)四種工作類型。 </p><p>　　我國(guó)現(xiàn)行通用橋式起重機(jī)指起重量為5—250噸，吊具為吊鉤、抓斗、電磁盤及其兩用與三用的橋式起重機(jī)，其工作環(huán)境溫度為-25-40℃。 </p><p>　　1.4橋式起重機(jī)的發(fā)展史 </p

30、><p>　　起重機(jī)的雛形，中國(guó)古代灌溉農(nóng)田用的桔是臂架型起重機(jī)的雛形。  </p><p>　　14世紀(jì)，西歐出現(xiàn)了人力和畜力驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)臂架型起重機(jī)。  </p><p>　　19 世紀(jì)前期，出現(xiàn)了橋式起重機(jī)；起重機(jī)的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動(dòng)。  <

31、/p><p>　　19世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)。20世紀(jì)20年代開始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力裝置的各種起重機(jī)基本形成。     </p><p>　　目前世界上最大起重量的橋式起重機(jī),是煙臺(tái)來福士海洋工程有限公司自行設(shè)計(jì)建造的巨型起重機(jī)--“泰山”，專為建造大型鉆井平臺(tái)設(shè)計(jì)制造，，設(shè)

32、備總體高度為118米，主梁跨度為125米，采用高低雙梁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)提升重量達(dá)20160噸。 </p><p>　　1.5橋式起重機(jī)電氣控制發(fā)展趨勢(shì) </p><p>　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，新技術(shù)、新工藝的充分應(yīng)用，社會(huì)生產(chǎn)力又躍上了一個(gè)新水平。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，起重機(jī)生產(chǎn)方式也由單件小批量向著多品種的變批量方向發(fā)展。   </p

33、><p>　　(1)設(shè)計(jì)、制作的計(jì)算機(jī)化、自動(dòng)化近年來，隨著電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，許多國(guó)內(nèi)外起重機(jī)制造商從應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，提高到應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行起重機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)。在嚴(yán)密的科學(xué)理論指導(dǎo)下，擬定起重機(jī)結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、部件等多層次的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化單元。起重機(jī)采用模塊單元化設(shè)計(jì)，不僅是一種設(shè)計(jì)方法的改革，而且將影響整個(gè)起重機(jī)行業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)和管理水平，老產(chǎn)品的更新?lián)Q代、新產(chǎn)品的研制速度都將大大加快。對(duì)起重機(jī)的改進(jìn)，只需針

34、對(duì)幾個(gè)需要修改的模塊：設(shè)計(jì)新的起重機(jī)只需選用不同的模塊重新進(jìn)行組合；提高了通用化程度，可使單件小批量的產(chǎn)品改換成相對(duì)批量的模塊生產(chǎn)。亦能以較少的模塊形式，組合成不同功能和不同規(guī)格的起重機(jī)，滿足市場(chǎng)的需求，增加競(jìng)爭(zhēng)能力。例如，德馬克公司開發(fā)了一種標(biāo)準(zhǔn)車輪箱模塊系列，上面有多組聯(lián)接孔，選用不同型號(hào)的驅(qū)動(dòng)單元，可組裝成臺(tái)車?？膳c金屬構(gòu)件組合后用作橋式、門式起重機(jī)或其它軌行式起重運(yùn)輸機(jī)械。其車輪有多種踏面形式可供選用，由于不受輪距的限制，組合更

35、加靈活，用途更加廣泛。</p><p>　?。?)起重機(jī)控制元件的革新與應(yīng)用起重機(jī)的定位精度是對(duì)起重機(jī)的重要要求，多數(shù)采用轉(zhuǎn)角碼盤、齒輪鏈、激光頭與鋼板孔帶來保證。在起重機(jī)起升速度、制動(dòng)器方面的改進(jìn)，則使用低速運(yùn)行的起重機(jī)吊鉤精確定位，起重機(jī)的剎車系統(tǒng)也應(yīng)用微處理進(jìn)行控制和監(jiān)視工作。遙控系統(tǒng)用于橋式起重機(jī)及其它移動(dòng)式起重運(yùn)輸機(jī)械，不僅節(jié)省人力。提高工作效率，而且使操作者的作業(yè)條件得到改善．起重機(jī)的距離檢測(cè)防撞裝置

36、，采用無線電信號(hào)型防撞裝置，防撞裝置由三相系統(tǒng)組成，用來監(jiān)控起重機(jī)前端行駛距離，一般首先發(fā)出信號(hào)警告，接著將大車車速減小到50％，最后切斷電機(jī)電源，將大車制動(dòng)。   </p><p>　　(3)新材料、新工藝的應(yīng)用由于鋼鐵工業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，鋼材質(zhì)量得以提高，在設(shè)計(jì)起重機(jī)主梁強(qiáng)度時(shí)，可使用較高的許用應(yīng)力，而不需要很高的安全系數(shù)，以便減少起重機(jī)材料用量(這并不意味著不安全)，從而降低設(shè)備

37、的重量和價(jià)格。因起重機(jī)重量的減小，可用功率較小的驅(qū)動(dòng)裝置啟動(dòng)，因此而減少電力，節(jié)省開支。在機(jī)加工方面，盡管采用少切削的精密鑄件，尤其是鋁合金鑄件占多；加工設(shè)備大量采用高精、高效的加工中心，數(shù)控自動(dòng)機(jī)床等。既保證加工質(zhì)量，又提高了生產(chǎn)率、降低了成本． 國(guó)內(nèi)外起重機(jī)廠商為了能迅速制造和裝配出品種多樣化的產(chǎn)品來，要求企業(yè)之間密切聯(lián)系和協(xié)調(diào)，企業(yè)走向?qū)I(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化．因?yàn)槭褂脴?biāo)準(zhǔn)件設(shè)備能迅速組合和安裝，減少標(biāo)準(zhǔn)件外組合部分的加工

38、制造就顯得特別重要。組合構(gòu)件的使用比生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)件起重機(jī)來，有助于減少成本。 </p><p>　　第2章 給定數(shù)據(jù)及預(yù)選電機(jī)</p><p>　　2.1生產(chǎn)工藝流程及基本參數(shù)</p><p>　　起重機(jī)吊鉤的工作循環(huán)為：控鉤下放、重載提升、重載下放和控鉤提升四個(gè)階段。</p><p>　　已知數(shù)據(jù)為：起重量49000N，提升及下放速

39、度均為10.5m/min；提升高度為16m，空鉤重量為2943N，負(fù)載持續(xù)率為30%。 設(shè)提升負(fù)載效率為0.85，下放負(fù)載效率為0.84，提升空鉤效率為0.37，下放空鉤效率為0.1。 電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，卷筒直徑為0.38m，電動(dòng)機(jī)與卷筒間的傳速比為82。</p><p><b>　　2.2預(yù)選電機(jī)</b></p><p>　　預(yù)選電動(dòng)機(jī)：（ZC%=25

40、%），，，Km=2.9，。設(shè)所有旋轉(zhuǎn)部件（不包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子）的飛輪力矩為GDd2的30%。設(shè)電動(dòng)機(jī)的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為1.6TN, 平均制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為1.4TN, 起制動(dòng)過程中轉(zhuǎn)矩為恒值。空鉤提升及下放時(shí)，電動(dòng)機(jī)接近空載，負(fù)載極小，轉(zhuǎn)矩可修正為0.6 TN（設(shè)I0/I1N=0.6）。</p><p>　　電源電壓為交流380V。</p><p>　　第3章 繪制轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖</p>&

41、lt;p><b>　　147N.m</b></p><p>　　將提升下放速度轉(zhuǎn)換成電機(jī)轉(zhuǎn)速 721.6r/min</p><p><b>　　GD2的計(jì)算</b></p><p>　　重載提升或者下放重物時(shí)，直線運(yùn)動(dòng)部分折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪慣量為</p><p><b>　　1

42、.12N/m2</b></p><p>　　其中GZ為起重量與空鉤重量之和。</p><p>　　此時(shí)系統(tǒng)總的飛輪矩為</p><p><b>　　24.78N/m2</b></p><p>　　空鉤提升或者下放時(shí)，直線運(yùn)動(dòng)部分折算到電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪慣量為</p><p><b&

43、gt;　　0.06N/m2</b></p><p>　　空鉤運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)總的飛輪慣量為</p><p><b>　　23.72N/m2</b></p><p>　　重載提升計(jì)算（轉(zhuǎn)矩、時(shí)間、距離）</p><p><b>　　各時(shí)間段轉(zhuǎn)矩</b></p><p>

44、　　提升重載加速起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 235.2N/m</p><p>　　提升重載勻速運(yùn)行負(fù)載轉(zhuǎn)矩 141.5N/m</p><p><b>　　141.5/m</b></p><p>　　提升制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 -205.8N/m </p><p>　　各段時(shí)間： 起動(dòng)、加速時(shí)間 0.51s</p><

45、p>　　在tr1期間移動(dòng)的距離 0.04m</p><p>　　制動(dòng)時(shí)間 -0.74s</p><p>　　在tr3期間內(nèi)移動(dòng)的距離 0.06m</p><p>　　等速穩(wěn)定運(yùn)行距離 15.9m</p><p>　　等速穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間 90.86s</p><p>　　2. 重載下放計(jì)算（轉(zhuǎn)矩、

46、時(shí)間、距離）</p><p>　　下放重載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 -235.2N/m</p><p>　　下放重載負(fù)載轉(zhuǎn)矩 101.1N/m</p><p><b>　　101.1N/m</b></p><p>　　下放重物制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 205.8N/m</p><p>　　下放重物加速時(shí)間 -0.36s&

47、lt;/p><p>　　在td1內(nèi)移動(dòng)的距離 0.03m</p><p>　　下放重物制動(dòng)時(shí)間 0.46s</p><p>　　在td3內(nèi)移動(dòng)的距離 0.04m</p><p>　　等速下放重物運(yùn)行距離 15.93m</p><p>　　等速下放重物運(yùn)行時(shí)間 91.02s</p><p>　

48、　3. 空鉤提升計(jì)算（轉(zhuǎn)矩、時(shí)間、距離）</p><p>　　空鉤提升加速轉(zhuǎn)矩 88.2N/m</p><p>　　提升空鉤勻速運(yùn)行負(fù)載轉(zhuǎn)矩 18.4N/m</p><p><b>　　18.4N/m</b></p><p>　　空鉤提升制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 -205.8N/m</p><p>　　空鉤提升

49、加速時(shí)間 0.65s</p><p>　　在tr10內(nèi)上升的距離 0.06m</p><p>　　空鉤提升制動(dòng)時(shí)間 -0.24s</p><p>　　在tr30內(nèi)上升的距離 0.02m</p><p>　　提升空鉤勻速上升的距離 15.92m</p><p>　　提升空鉤勻速上升的時(shí)間 90.97s</

50、p><p>　　4. 空鉤下放計(jì)算（轉(zhuǎn)矩、時(shí)間、距離）</p><p>　　空鉤下放加速起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 -88.2N/m</p><p>　　空鉤勻速下放負(fù)載轉(zhuǎn)矩 0.68N/m</p><p><b>　　0.68N/m</b></p><p>　　空鉤下放制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 205.8N/m</p>

51、;<p>　　空鉤下放加速啟動(dòng)時(shí)間 -0.52s</p><p>　　在td10內(nèi)下降的距離 0.05m</p><p>　　空鉤下放制動(dòng)時(shí)間 0.22s</p><p>　　在td30內(nèi)下降的距離 0.02m</p><p>　　空鉤等速下放運(yùn)行距離 15.93m</p><p>　　空鉤等速下

52、放運(yùn)行時(shí)間 91.02s</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，可繪制出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖 </p><p>　　第4章 校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱及過載能力</p><p><b>　　4.1發(fā)熱校驗(yàn)</b></p><p><b>　　等效轉(zhuǎn)矩法：</b></p><p>&l

53、t;b>　　=89N/m</b></p><p>　　Tdx’= Tdx／√ＦＣ％/ＦＣＸ％+k(Ｆc％/Ｆx％-1)  ( k取1)=74.16N/m</p><p>　　由于Tdx’< TN，故發(fā)熱校驗(yàn)通過。</p><p>　　4.2 過載能力校驗(yàn) </p><p&g

54、t;　　Tmax/TN<=km=1.6<=2.9,故過載能力校驗(yàn)通過。</p><p>　　第5章 起升機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)</p><p>　　5.1控制系統(tǒng)組成 </p><p>　　主提升控制系統(tǒng)包括接觸器控制開關(guān)，三相異步電動(dòng)機(jī)，主令控制器，電壓繼電器，過電流繼電器，中間繼電器，以及限位開關(guān)等。</p><p>　　5

55、.2起升機(jī)構(gòu)控制電路圖</p><p>　　5.3起升機(jī)構(gòu)的工作原理   </p><p>　　合上電源開關(guān)，當(dāng)主令控制器手柄置于0位時(shí)，SA-1閉合，電壓繼電器KV線圈通電并自鎖，為啟動(dòng)作準(zhǔn)備。當(dāng)控制器手柄離開零位，處于其他工作位置是，雖然觸頭SA-1斷開，并不影響KV的吸合狀態(tài)。但電源斷開后，卻必須將控制器手柄返回0位后才能再次啟動(dòng)，這就是零電壓和零位保護(hù)

56、的作用。</p><p>　　1.提升重物的控制?？刂破魈嵘刂?個(gè)檔位，在提升各檔位上，控制器觸頭SA3，SA4，SA6與SA7都閉合，于是將上升行程開關(guān)SGU2接入，起提升限位保護(hù)作用；接觸器KMU,KMB,KM1始終通電吸合，電磁抱閘松開，短接R1電阻，電動(dòng)機(jī)按提升相序接通電源，產(chǎn)生提升方向電磁轉(zhuǎn)矩，在提升1位時(shí)，由于啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，一般吊不起重物，只做張緊鋼絲繩和消除齒輪間隙的預(yù)備啟動(dòng)級(jí)。當(dāng)主令控制器手柄依次

57、扳到上升2至5檔時(shí)，控制器觸頭SA8-SA11依次閉合，接觸器KM2-KM5線圈依次通電吸合，將R2-R5各段電阻逐級(jí)短接。根據(jù)負(fù)載大小選擇適當(dāng)檔位進(jìn)行提升操作，可獲得5種提升速度。 </p><p>　　2.下放重物控制。主令控制器在下放重物時(shí)也有5個(gè)檔位，但在前2個(gè)檔位，正轉(zhuǎn)接觸器線圈KMU通電吸合，電動(dòng)機(jī)仍以提升相序接線，產(chǎn)生向上的電磁轉(zhuǎn)矩，只有在下降的后3個(gè)檔位，反轉(zhuǎn)接觸器KMD才通電吸合，電動(dòng)

58、機(jī)產(chǎn)生向下的電磁轉(zhuǎn)矩，所以，前2個(gè)檔位為倒拉反接制動(dòng)下放，而后3個(gè)檔位為強(qiáng)力下放。</p><p>　　（1）下放1檔位預(yù)備檔。此時(shí)控制器觸頭SA4斷開，KMB斷電釋放，制動(dòng)器未松開；觸頭SA6，SA7，SA8閉合，接觸器KMU,KM1，KM2通電吸合，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻R1，R2被短接，定子按提升相序接通三相交流電源，但此時(shí)由于制動(dòng)器未打開，故電動(dòng)機(jī)并不旋轉(zhuǎn)。該檔位是為適應(yīng)提升機(jī)構(gòu)由提升變換到下降重物，消除因機(jī)械傳

59、動(dòng)間隙產(chǎn)生沖擊而設(shè)定的。所以此檔不能停留，必須迅速通過該檔扳向下放其他檔位，以防電動(dòng)機(jī)在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下時(shí)間過長(zhǎng)而燒毀電動(dòng)機(jī)。 </p><p>　　（2）下放2檔是為載荷低速下放而設(shè)的。此時(shí)控制器觸頭SA4，SA6，SA7,SA8閉合，接觸器KMB,KMU,KM1，KM2線圈通電吸合，制動(dòng)器打開，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入R1，R2電阻，定子按提升相序接線，載荷獲得倒拉反接制動(dòng)低速下放。所以，控制器手柄在該檔位時(shí)，將穩(wěn)

60、定運(yùn)行低速下放載荷。 </p><p>　　在上述制動(dòng)下放的2個(gè)檔位，控制器觸頭SA3始終閉合，將提升限位開關(guān)SQU2接入，其目的在于預(yù)防對(duì)吊物重量估計(jì)不準(zhǔn)。重物不但不下降反而上升，此時(shí)SQU2起上升限位作用。 </p><p>　?。?）控制器手柄在下放3,4,5檔位時(shí)為強(qiáng)力下放。此時(shí)，控制器觸頭SA2，SA4，SA5,SA7，SA8始終閉合，接觸器KMD,KMB,K

61、M1，KM2線圈通電吸合，制動(dòng)器打開，電動(dòng)機(jī)定子按下放重物相序接線，轉(zhuǎn)子電阻逐級(jí)短接，提升機(jī)構(gòu)在電動(dòng)機(jī)下放電磁轉(zhuǎn)矩和重力矩共同作用下，是重物下放。</p><p>　　3.電路的聯(lián)鎖與保護(hù)。由過流繼電器KI5實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；電壓繼電器KV與主令控制器SA實(shí)現(xiàn)零電壓保護(hù)欲零位保護(hù)；行程開關(guān)SQU2實(shí)現(xiàn)上升的限位保護(hù)，KMU,KMD實(shí)現(xiàn)上升與下降的聯(lián)鎖保護(hù)，在加速接觸器KM3，KM4，KM5線圈電路中串接了前一級(jí)加速接

62、觸器的常開輔助觸點(diǎn)，確保轉(zhuǎn)子電阻按順序依次短接，實(shí)現(xiàn)機(jī)械特性平滑過渡，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐級(jí)提高。 </p><p>　　接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。</p><p>　?、匐姶畔到y(tǒng)：電磁系統(tǒng)包括電磁線圈和鐵心，是接觸器的重要組成部分，依靠它帶動(dòng)觸點(diǎn)的閉合與斷開。  </p><p>　　②觸點(diǎn)系統(tǒng)：觸點(diǎn)是接觸器的執(zhí)

63、行部分，包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)的作用是接通和分?jǐn)嘀骰芈?，控制較大的電流，而輔助觸點(diǎn)是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求。 </p><p>　?、蹨缁∠到y(tǒng)：滅弧裝置用來保證觸點(diǎn)斷開電路時(shí)，產(chǎn)生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對(duì)觸點(diǎn)的損傷。為了迅速熄滅斷開時(shí)的電弧，通常接觸器都裝有滅弧裝置，一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩，并配有強(qiáng)磁吹弧回路。  </p><p&g

64、t;　?、芷渌糠郑河薪^緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。  </p><p>　　工作原理：當(dāng)接觸器電磁線圈不通電時(shí)，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點(diǎn)保持?jǐn)嚅_位置。當(dāng)電磁線圈通過控制回路接通控制電壓(一般為額定電壓)時(shí)，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動(dòng)主觸點(diǎn)閉合，接通電路，輔助接點(diǎn)隨之動(dòng)作 </p><p>　　采用串電阻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：繞線式

65、異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速最為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，適合于低速運(yùn)行要求不高的場(chǎng)合，因此仍廣泛的應(yīng)用于各種對(duì)調(diào)速性能要求不高的起重機(jī)械運(yùn)輸上。 </p><p><b>　　5.4系統(tǒng)的保護(hù) </b></p><p>　　橋式起重機(jī)的動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，通過控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，以及速度來控制橋式起重機(jī)，所以對(duì)于起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)要進(jìn)行保護(hù)。 </p>

66、<p>　　在許多需要連續(xù)運(yùn)行的重要的生產(chǎn)單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內(nèi)船舶裝卸等均采用輸送機(jī)，輸送機(jī)的動(dòng)力傳輸裝</p><p>　　置是電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)在高溫、高濕、多塵埃的工況條件下，容易使電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)、短路、斷相、漏電和長(zhǎng)期過負(fù)荷導(dǎo)致絕緣受損等故障。一旦輸送機(jī)的動(dòng)力傳輸裝置電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，拆卸更換和修理電動(dòng)機(jī)需要很長(zhǎng)時(shí)間，這必將造成其所在生產(chǎn)線的停工,

67、60;它甚至?xí)绊懻麄€(gè)大生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程。另外，由于電機(jī)的故障、損壞所造成的其它事故以及導(dǎo)致工廠停產(chǎn)所造成的間接經(jīng)濟(jì)損失則更為巨大。因此, 超前、準(zhǔn)確、及時(shí)地判斷電動(dòng)機(jī)的故障, 就能有效地防止災(zāi)難性事故的發(fā)生。目前使用的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置中，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器集過(輕)載保護(hù)、缺相、過(欠)壓、堵轉(zhuǎn)、漏電、接地及三相不平衡保護(hù)等低壓保護(hù)于一身,具有設(shè)定精度高、節(jié)電、動(dòng)作靈敏、工作可靠等優(yōu)點(diǎn),并且可以遠(yuǎn)程控制，十分適合對(duì)電動(dòng)機(jī)

68、的保護(hù)，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器在橋式起重機(jī)上通過保護(hù)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)的保護(hù)缺相和相不平衡保護(hù)： </p><p>　　由于缺相能引起電動(dòng)機(jī)三相電流嚴(yán)重不平衡,故在設(shè)計(jì)時(shí)將缺相和相不平衡故障綜合考慮。根據(jù)電動(dòng)機(jī)使用規(guī)范,相間不平衡及缺相的計(jì)算公式如下：</p><p>　　式中：IMAX——三相最大電流 IMIN——三相最小電流 IP——三相平均電流 <

69、/p><p>　　電動(dòng)機(jī)的相間不平衡采用反時(shí)限動(dòng)作原理,即δ數(shù)越大,動(dòng)作時(shí)間越短,考慮到電動(dòng)機(jī)本身因素和測(cè)量值誤差,δ為10%時(shí)開始累加,大于150%時(shí),保護(hù)器立即動(dòng)作 </p><p><b>　　接地保護(hù)： </b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)內(nèi)部最常發(fā)生的故障是定子繞組故障。究其原因，一般是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間或周期性過熱，導(dǎo)

70、致絕緣狀況惡化。由于電動(dòng)機(jī)定子繞組安裝在接地金屬外殼內(nèi)，所以電動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生的絕大部分故障都表現(xiàn)為接地故障。采用的接地保護(hù)類型及TA(電流互感器)的連接方式與發(fā)生接地故障時(shí)接地故障電流的大小相關(guān)。而接地故障電流的大小則與系統(tǒng)接地方式有關(guān)。</p><p><b>　　第6章 結(jié)論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)主要采用了在主令控制器，凸輪控制器

71、的控制調(diào)節(jié)作用，研究橋式橋式起重機(jī)的主提升，大車，下車的控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括介紹分析橋式起重機(jī)的現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外發(fā)展，以及分析它的工作原理和重要部件的電氣控制過程。 </p><p>　　本設(shè)計(jì)主要解決了以下幾個(gè)問題</p><p>　　1．繪制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖，校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱及過載能力，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)整，具體計(jì)算。</p><p>　　2．主回路相

72、關(guān)器件的選擇</p><p>　　3．電路保護(hù)環(huán)節(jié)的選擇和計(jì)算</p><p><b>　　4. 控制電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制（第四版），武漢：華中科技大學(xué)出版2001  </

73、p><p>　　[2]鞏云鵬. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 遼寧：東北大學(xué)出版社，2000.  [</p><p>　　[3]姜廣緒. 電力拖動(dòng) 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2008  </p><p>　　[4]濮良貴、紀(jì)名剛等.《機(jī)械設(shè)計(jì)》，高等教育出版社，2001  </