智能全自動門設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀設(shè)計 第 1 章 緒 論 言 智能全自動門設(shè)計 是樓宇設(shè)備中的光機電一體化技術(shù)產(chǎn)品，它給人以親切大方的感覺，同時營造出奢華的氣氛，其全新的概念，寬敞的開放門面和高格調(diào)的設(shè)計，堪稱建筑物的點睛之筆，立足于建筑時代大潮的最前端。 能全自動門的優(yōu)缺點 大廈在需要持續(xù)不斷的人流出入的同時，又要保持建筑物內(nèi)良好的空氣循環(huán)及環(huán)境的優(yōu)美，這是建筑師所遇到的一大難題，而 智能全自動門 為大廈提供了理想的解決方案，它可有效地防風(fēng)、防塵和隔音，從而改善了大廈入口附近的環(huán)境。 智能全自動門 的最大優(yōu)點在于 它”永遠開門，又永遠關(guān)門”，即對于行人來說，門總可以打開，可對于建筑物來說門又總是關(guān)著。自動旋轉(zhuǎn)門由于其永遠開啟的同時又永遠關(guān)閉的特點，使其動態(tài)密封效果較好 。 在經(jīng)濟飛速發(fā)展的中國，在我們高樓聳立的大都市，在大廈、賓館、酒店、銀行、商場和寫字樓，自動 旋轉(zhuǎn) 門已經(jīng)是隨處可見。自動門不但能給我們帶來人員進出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好處，更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。 同時， 隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定地增長， 2008 年北京申奧成功和 加入。 旋轉(zhuǎn)門的市場前景將越來越大。 但是智能全自動門也 存在著缺點 ,第一它適用范圍有一定的局限性 ,它只能應(yīng)用在一些高檔場合 可能出現(xiàn)傷人事件。 能全自動門的發(fā)展 能全自動門 發(fā)展的狀況 自 1903 年寶盾公司在荷蘭生產(chǎn)出第一座 智能全自動門 ， 智能全自動門 至今已有一百年的歷史，發(fā)展到今天，旋轉(zhuǎn)門已具有可靠的安全系統(tǒng)和先進的驅(qū)動技術(shù)，其智能化高格調(diào)的設(shè)計為現(xiàn)代化樓宇建筑提供了完美的選擇。 國外自動旋轉(zhuǎn)門發(fā)展較早，其技術(shù)成熟。 智能全自動門 的傳動系統(tǒng)技術(shù)具有節(jié)能、低噪聲、傳動平穩(wěn)、壽命長、性能可靠等優(yōu)點；控制系統(tǒng)采用數(shù)字化設(shè)計的 系統(tǒng)作為控制中樞 ，有功能更強大，操作更簡便等優(yōu)點；檢測安全系統(tǒng)采用先進的紅外與微波感應(yīng)技術(shù)，用于感知物體的移動，操縱門體的動行，使用各種安全檢測傳感器，實現(xiàn)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 防擠、防夾和防撞功能。與此同時某些廠家生產(chǎn)的 自動旋轉(zhuǎn)門還具有 遠程控制和液晶顯示。利用當(dāng)前先進的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，當(dāng)出現(xiàn)異常時，可準(zhǔn)確傳回故障信息。 國 智能全自動門 技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 我國的 智能全自動門 技術(shù)來源于荷蘭、瑞典、日本等國。 90年代后期旋轉(zhuǎn)門開始在我國建筑領(lǐng)域中得到迅速推廣和廣泛的使用。國內(nèi)旋轉(zhuǎn)門生產(chǎn)專業(yè)廠家主要有：北京有凱必盛、寶 盾、青木寶盾、信步、歐立寶盾、京躍等。上?？涤?、廣州盛維、青島福田等。 以京躍公司的產(chǎn)品為例，國內(nèi)自動旋轉(zhuǎn)門在控制系統(tǒng)方面已有較大的發(fā)展，技術(shù)也趨于成熟主控部分基本可實現(xiàn)自主生產(chǎn)設(shè)計。但就節(jié)能方面的設(shè)計仍存在較多問題，如旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)和溫控系統(tǒng)設(shè)計等。 現(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中，將高科技應(yīng)用到建筑物的外觀形象上，使城市建筑的入口體現(xiàn)出智能化。對門的選擇由單一的功用型向個性化、品位化發(fā)展，旋轉(zhuǎn)門以其全新的概念，寬敞開放的門面和高格調(diào)的設(shè)計，自然成為當(dāng)代的建筑裝飾的主流，無可質(zhì)疑的必選設(shè)施，堪 稱建筑物的點睛之筆。因此，目前國內(nèi)四翼自動旋轉(zhuǎn)門的發(fā)展趨勢主要有：新穎獨特的總體設(shè)計，高度的安全可靠性設(shè)計，多種運轉(zhuǎn)使用方式設(shè)計，故障即時顯示功能設(shè)計，樓宇消防智能化控制設(shè)計，停電使用功能設(shè)計，大通行能力設(shè)計，精巧靈敏的遙控控制系統(tǒng)設(shè)計，先進的驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計。 能全自動門的分類 能全自動門的基本類型 (1)自穩(wěn)定性自動旋轉(zhuǎn)門 三翼和四翼旋轉(zhuǎn)門軸通過軸承機構(gòu)垂直安裝于地面，三個或四個門翼呈發(fā)散式固定在中心門軸上，各門扇之間的角度相等，人在內(nèi)扇之間推動（按順時針）門扇，就成為一個手動旋轉(zhuǎn)門。 中心門軸的上方安裝電動機及其他電氣控制部件，再配以感應(yīng)裝置和安全裝置，就成為自動旋轉(zhuǎn)門。 (2)懸掛式自動旋轉(zhuǎn)門 （兩翼旋轉(zhuǎn)門）為進一步擴大旋轉(zhuǎn)門人員流量，擴大旋轉(zhuǎn)門門扇之間的距離，可以考慮將旋轉(zhuǎn)門的門扇數(shù)量減為兩個。中心門軸結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)兩翼旋轉(zhuǎn)門的緊急打開功能。于是兩翼旋轉(zhuǎn)門采用了上部圓周導(dǎo)軌懸掛整個門體的設(shè)計，以一個或兩個電機驅(qū)動。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 (3)全玻璃自動旋轉(zhuǎn)門 從結(jié)構(gòu)上看，全玻璃自動旋轉(zhuǎn)門與自穩(wěn)定性自動旋轉(zhuǎn)門一樣。也分三翼和四翼兩種。也是地面支撐的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)。所不同的是，驅(qū)動裝置埋在地下 。上部和下部各有一個連接門扇的金屬盤，金屬盤上有固定門扇的門夾，門扇玻璃在中間直接相結(jié)合，省略了中心門軸，極大地提高了門軸的通透性。 圖 轉(zhuǎn)門具體方案的確定 在選擇了旋轉(zhuǎn)門的類型后，本設(shè)計還必須確定其設(shè)計的具體方案。通過查閱大量的資料，本設(shè)計出以下幾種方案： 第一個方案：采用立柱式的旋轉(zhuǎn)門，控制系統(tǒng)采用單片機控制。 第二個方案：采用懸掛式的旋轉(zhuǎn)門，控制系統(tǒng)采用 第三個方案：采用中軸式的旋轉(zhuǎn)門，控制系統(tǒng)采用 對于第一個方案 由于采用立柱式的旋轉(zhuǎn)門，它在修建的時候必須把立柱修好。如果我們想改變一下旋轉(zhuǎn)門的位置必須另外修建一個立柱?？刂葡到y(tǒng)采用單片機控制，它在大規(guī)模生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)門的情況下是非常實用的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 對于第二個方案 由于使用了懸掛式的旋轉(zhuǎn)門，故其 旋轉(zhuǎn)門的每個分隔可以容納更多的人 ?？刂葡到y(tǒng)采用 適合于旋轉(zhuǎn)門的小批量生產(chǎn)。 對于第三種方案 由于采用了中軸式旋轉(zhuǎn)門，故旋轉(zhuǎn)門的每個分隔將可以容納較少的人，控制系統(tǒng)采用 制，它適合于旋轉(zhuǎn)門的小批量生產(chǎn)。 由于設(shè)計的是一般的高檔賓館，其出入的人數(shù)比較少， 并且要進行小批量的生產(chǎn)，故選用第三種方案，利用 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 2 章 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 本設(shè)計選擇自穩(wěn)定性自動旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計（四翼） 由于本設(shè)計設(shè)計的是一般高檔賓館大門，故必須滿足豪華、氣派的要求，而旋轉(zhuǎn)門剛好符合上述的條件。但是旋轉(zhuǎn)還分為幾大類，由于高檔賓館的出入人數(shù)不是很多，故選擇一般的自穩(wěn)定性旋轉(zhuǎn)門就滿足其要求了。并且它還具有 穩(wěn)定性、可靠性很高，使用壽命長 的特點 。 四翼自動旋轉(zhuǎn)門的門體部分設(shè)計主要包括旋轉(zhuǎn)門體部分設(shè)計和 固定部分 曲壁設(shè)計，旋 轉(zhuǎn)門體又包括中間旋轉(zhuǎn)門扇和中軸。其中旋轉(zhuǎn)門扇都由 鋁型材框架和玻璃 構(gòu)成。曲壁是構(gòu)成旋轉(zhuǎn)門體部分的旋轉(zhuǎn)空間，由進出門口和四塊弧形框玻璃構(gòu)成。 根據(jù)文獻可以確定四翼自動旋轉(zhuǎn)門的尺寸，其具體尺寸如表 示： 表 翼旋轉(zhuǎn)門尺寸表 門旋轉(zhuǎn)直徑 E 3600凈高 A 2163總高 B 2633出入口尺寸 C 2427外徑 D 3760扇門半徑 005 翼旋轉(zhuǎn)門結(jié)構(gòu)尺寸圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 定門扇材料 門扇主要包括門扇骨架的材料和門扇玻璃 相關(guān)門體標(biāo)準(zhǔn) ,可按 90 系列的推門進行設(shè)計。門扇骨架采用 90 系列推拉門專用鋁型材 ,根據(jù)文獻，確定門扇骨架鋁型材具體選擇如表 示： 表 90 系列平開門鋁型材 類型 代號 光企 企 橫 橫 0 系列鋁型材的截面如圖 示： （ a） 光企截面圖 （ b） 勾企截面圖 （ c） 上橫截面圖 （ d） 下橫截面圖 圖 0系列鋁型材的截面 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 其它附加物體的，并且在上橫、下橫上安裝的毛條與一般的平開門的安裝方式是不由于 90系列平開門與一般的旋轉(zhuǎn)門是有區(qū)別的，旋轉(zhuǎn)門是不用在勾企安裝一樣的，故我們旋轉(zhuǎn)門的截面圖都采用光 企的截面圖。 定門扇玻璃 門扉玻璃一般有幾種選擇 ,一是防彈玻璃 ,二是夾膠玻璃 ,三是鋼化玻璃 寫字樓等高檔場所 ,一般無特殊要求 并且無多大實際用處 ,而夾膠玻璃它安裝的透光性不是較好 考其他相關(guān)產(chǎn)品的選擇情況 ,可以選 6鋼化透明玻璃 . 定門扇的尺寸 . 根據(jù)前面的總體設(shè)計可知，旋轉(zhuǎn)門尺寸可按 90 系列的平開門的尺寸進行計算。 光企和勾起的長度為： L=h (=2200252130 其中： L 為光企或勾企的長度， A 門凈高的高度 ， L為門體上下所留的間隙， 上橫和下橫的寬度為： B=1 (=1005+64 =1069 中： 而玻璃的長度為 : (=213064+2 12 =2026中： 玻璃的寬度為 : (=106964+24 =965壁部分設(shè)計 曲壁由 8根角鋼做為支撐體，每 4根構(gòu)成一邊曲壁體。角鋼豎在水泥板上 ,進出口買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 各布置 1 根，曲壁圓弧中間布置兩根。其中安裝在圓弧中間的兩根角鋼是焊接在一起的。曲壁由四塊相同的圓弧玻璃組成。 定材料 由于曲壁上圓弧梁必須選用專用的鋁型材， 根據(jù)中國建材網(wǎng)選用 6063 專用弧形材，其截面如圖 示。由于支撐架必須承受電機和華蓋的重量，故支架的強度要求比較高。根據(jù)文獻選用 80 80 的角鋼。其截面形式如圖 圖 鋼截面圖 圖 063 鋁合金截面圖 由于曲壁玻璃必須做成圓弧形，必須選用專用玻璃。因此選用 8 定材料尺寸 根據(jù)表 四翼旋轉(zhuǎn)門直徑 E =3600出入口尺寸 C=2427對應(yīng)的圓心角為： q =2)=2427/2/3600/2)=96 度。 則兩邊曲壁各對應(yīng)的圓心角應(yīng)為： 2曲q(2962 84= 所以兩邊曲壁對應(yīng)的弧長為： 23602 曲曲 (買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 6 0 02 則每扇曲壁的弧長為： 2 曲 其中： 。 確定玻璃尺寸： 每一扇玻璃的弧長 ： 3 6 02 曲玻 ）（ ( 1320 玻璃的高度為： h= (=22007512 =2026中： 063鋁合金的截面長度， 80 80 角鋼尺寸確定： 由于要保持角鋼的穩(wěn)定性 ,預(yù)埋在地下的角鋼尺寸為 h 角 =A+300+l (=2200+300+230 =2730中： 角鋼與 6063 專用鋁合金是靠螺釘連接的，同時它與上華蓋也是靠螺釘連接的。6063專用鋁合金與下華蓋也是通過螺釘連接的 蓋的總體設(shè)計 華蓋骨架是由上下兩塊鋼板和穿過華蓋的八根角鋼組成。它主要用來安裝軸承、買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 電機、控制裝置等。 由于華蓋要用來安裝電機、軸承座等，重量比較大。故選擇的材料要求其強度比較高。根據(jù)文獻選擇一般結(jié)構(gòu)用熱扎鋼 板。其厚度為 5毫米，長度為 4000 毫米，寬度為 4000毫米。上下各一張。 下華蓋的設(shè)計： 由表 760下面的鋼板要做成一個直徑為 3760心軸要通過下華蓋，故需要在鋼板中心鉆一個直徑為 170孔。與此同時角鋼也要通過下華蓋，還需要在鋼板上加工八個槽。其具體尺寸如圖 示。 上華蓋的設(shè)計： 由于旋轉(zhuǎn)門的外徑為 3760上面的鋼板要做成一個直徑為 3760面的鋼板要用來安裝電機，故必須在其上面打孔。同時為了保證鋼板用足夠的強度 圖 華蓋圖 來支撐電機的重量，則必須在鋼板上打鋼架。鋼架與鋼板通過焊接連接。由于電機的重量不大，故根據(jù)文獻選擇型號為 8的熱軋槽鋼。具體尺寸如圖 示。 圖 華蓋圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 屬盤與軸承支座的設(shè)計 屬盤的設(shè)計 由表 得旋轉(zhuǎn)門直徑 E =3600扇門半徑 005軸的直徑D=E 6001005530中 h 為門扇與曲壁之間的間隙 )為軸太大不利于安裝和加工。為了解決上述矛盾，我們需要設(shè)計一個金屬盤，它一部分連接到軸上，一部分連接到門體上，這樣就很好的解決了因軸太小而不能滿足標(biāo)準(zhǔn)尺寸的要求。其具體尺寸如圖 圖 為了讓門體固定在金屬盤上，需要使用兩根扁鋼，上下各一根。扁鋼的一部分與門體連接，另一部分與金屬盤連接。根據(jù)文獻 ,選用寬 為 32，厚度為 10的熱扎扁鋼。 承座及防塵蓋的設(shè)計 為了防止灰塵進入軸承，則必須在軸承座上面安裝防塵蓋，其具體尺寸如圖 圖 防塵蓋 圖 防塵蓋 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 旋轉(zhuǎn)門沒有固定軸承的地方，則需要設(shè)計軸承座來固定軸承。由于要使用兩個軸承，則軸承座也要使用兩個，上下各一個。對于軸承座，其內(nèi)徑為軸承的外徑，其厚度必須滿足強度要求。又由于軸承受 到的軸向力比較大，故需要設(shè)計一個凸臺，防止軸承的向下滑動，其具體的尺寸與結(jié)構(gòu)如下圖 圖 圖 章小結(jié) 本章內(nèi)容為門體設(shè)計，既對門的基本幾何形狀設(shè)計。從門款的選材到定型，再到門的相關(guān)零件的設(shè)計，使門的基本情況有了進一步的闡述。門體選材為常見材料，大大的節(jié)約成本。支撐部分結(jié)構(gòu)簡單，材料也選用熱軋鋼板，避免了加工精度的要求，是設(shè)計極可能的簡單化。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 3 章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 整個門體的傳動系統(tǒng)由減速電機提供動力 ,減速電機通過一次減速后，再通過一對齒輪把動力傳給軸 ,而金屬盤將門扇與軸相連接，這樣就實現(xiàn)了動力裝置到執(zhí)行裝置的動力的傳遞過程。 扇門的質(zhì)量計算 由于四翼旋轉(zhuǎn)門的四扇成對稱分布，其質(zhì)量完全一樣 ,所以計算一扇門的質(zhì)量，再乘以四就是整個門體的質(zhì)量。由文獻查得鋁合金的線密度為 m。 則每扇門框的質(zhì)量為： l (= (2 L+2 B) =(2 =扇門玻璃的質(zhì)量： 玻 (2 5 0 00 0 單扇門的質(zhì)量： m=m1+中： 為線密度， l 為鋁合金邊框的總長度， B 為鋁合金邊框的寬度 , 為玻璃密度。 部分轉(zhuǎn)動慣量的計算 假設(shè)門扇為均勻的質(zhì)量體 ,其在寬度方向的面密度 s 可以用下式計算 , 其中 R 為門扇的寬度， L 為門扇的長度。 則門扇對中心慣量可用下式計算： R R 2/0 22221 122 由平行軸定理知，門扇相對于軸的轉(zhuǎn)動慣量為： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 212 )2(12 （ 22 )20 6 6 其中： 旋轉(zhuǎn)門的中心到門扇的距離， R 為門體總的長度。 旋轉(zhuǎn)門體的最大轉(zhuǎn)速為 6r/角速度 560 62 。由于傳感器一般在 2m 范圍內(nèi)檢測人的來臨 ,當(dāng)人邁進門邊時 ,門體要加速到正常速度轉(zhuǎn)動。按照一般情況下，人走過兩米需要的時間最小為 2 秒，但是此時間還要減去變頻器、 感器等的滯后時間 。所以電機的加速時間設(shè)為 。在 m/度 ,則角加速度 2/52 ,由于電機要帶動門體轉(zhuǎn)動 ,有一個加速過程 ,此過程需要克服旋轉(zhuǎn)門體的慣性力矩才能使其轉(zhuǎn)動。根據(jù)力矩轉(zhuǎn)動慣量和角速度的關(guān)系 : 4 ( 擇電機 根據(jù)機械設(shè)計中電機所需功率按下式計算 : ()1000k wa 由電動機至轉(zhuǎn)動軸的傳動總效率為： 33241 (式中 1h ， 2h ， 3h 分別為滾子軸承，齒輪，聯(lián)軸器的傳動效率。 取1 ，2 ，3 ，則總的傳動效率為： 4 =可以計算出電機的功率： 由于一般電機輸出的轉(zhuǎn)速較大 ,一般在 1500r/右。門體的最大轉(zhuǎn)速為才6m/需要減速器進行減速。減速電機既能提供動力，又能進行減速。故買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 選用減速電機提供動力。根據(jù)相關(guān)要求 ,可以選用一個 列電機 ,列異步電機按照 準(zhǔn)設(shè)計制造 ,廣泛用于輕工 ,紡織 ,建筑機械行業(yè) 大轉(zhuǎn)距 ,且有轉(zhuǎn)速型譜寬 ,運轉(zhuǎn)平衡 ,噪聲低 ,高效節(jié)能 ,體積小 ,重量輕 ,規(guī)格多 ,選用方便等特點。 由上面計算出所需電機功率為 是門體還應(yīng)能承受一定的風(fēng)阻 ,以及旋轉(zhuǎn)門體周圍無條件與曲壁門體間的摩擦阻力。盡管其產(chǎn)生的力較小 ,但由于門體直徑過大 ,則會產(chǎn)生較大的阻力矩 有考慮的因素 ,應(yīng)該選擇電機功率在 上的電動機才行。 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和齒輪傳動，可見方案 2比較合適。即選用 具體參數(shù)如 表 動機傳動方案 圖 表 動機的參數(shù) 方案 型號 額定功率 (轉(zhuǎn)矩 (同步轉(zhuǎn)速 （ r/滿載轉(zhuǎn)速 總傳動比 齒輪傳 動比 減速器 動比 2 007 1500 1440 240 3 電動機主要外形見圖 安裝尺寸見表 圖 電動機外形圖 方案 型號 額定功率 (轉(zhuǎn)矩 (同步轉(zhuǎn)速 （ r/滿載轉(zhuǎn)速 總傳動比 齒輪傳 動 比 減速器 動比 1 500 1440 240 1 2 007 1500 1440 240 3 3 500 1440 240 9 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 表 動安裝尺寸（單位為毫米） P E M 2 4 D b h B 4 9 82 660 134 110 25 8 31 220 輪的設(shè)計 定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 按傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。四翼旋轉(zhuǎn)門是一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度（ 查文獻 ,選擇小齒輪材料為 45質(zhì)），硬度為 280齒輪的材料選用 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240材料硬度相差 40小齒輪齒數(shù) 1z =17，大齒輪齒數(shù) 7 2z =96。 齒面接觸強度設(shè)計 確定公式內(nèi)的各計算參數(shù) 由設(shè)計公式進行計算，即 3 11 12 (試選用載荷系數(shù) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 根據(jù)表 0 0 7 0 0 m m=由文獻選取齒寬系數(shù) 1。 由文獻查得材料的彈性系數(shù) 1 21 8 9 P= 。 由文獻按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 600，大齒輪的接觸疲勞強度極限 550。 由根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 811 3 0 082( (782 N (由文獻查得接觸疲勞壽命系數(shù)： 1 ，2 。 計算 接觸疲勞許用應(yīng)力 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 取失效概率為 1，安全系數(shù) S=1，得 M P 1l i (M P 2l i (計算 試計算小齒輪的分度圓 1代入 中較小的值 3 211 )(122 32(3 241 )d =58.6 計算圓周速度 v t /8100060 1 (計算齒寬 由文獻取 1 11 =1 (計算齒寬和齒高之比 b/h 模數(shù)：11/ 5 8 . 6 / 1 7 3 . 4 5d z m m= = =(齒高： (計算載荷系數(shù) 根據(jù) v=s， 7 級精度，由文獻查得動載系數(shù) 齒輪，假設(shè)/ 1 0 / b N m 適。 的校核 在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取 a 值。對于推力調(diào)心滾子軸承，由文獻查得 a=此，作簡支梁的軸的支承跨距 l=2301據(jù)軸的計算簡圖作出 軸的彎矩圖和扭矩圖如圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 將計算列于表 按彎扭合成應(yīng)力校核的軸的強度進行校核時，只需對軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強度。根據(jù)文獻取 a=的計算應(yīng)力為： ( ) 22a ()170154(1(1701)7260004322=中 W 為抗彎、抗扭截面系數(shù)， 34 1W 0 . 1 ( 1 ) , - =， 鋼管的內(nèi)徑， 根據(jù)前面已選定軸的材料為 0質(zhì)處理，由文獻查得 1 60M = 。因此 1，故安全 . 圖 表 的彎扭數(shù)據(jù) 載荷 垂直面 水平面 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 支反力 8 4 8 4 3 2 3 2 彎矩 M 8 421 T 1 0 0 m=? 總彎矩 2726M N m=? 扭矩 1 0 0 m=? 章小結(jié) 本章內(nèi)容對自動旋轉(zhuǎn)門機械傳動部分進行了一系列的而設(shè)計。旋轉(zhuǎn)門的工作原理更加清晰。門體轉(zhuǎn)動慣量計算和門體質(zhì)量計算為設(shè)計提供了理論依據(jù)。電機選擇則為門體提供了旋轉(zhuǎn)動 力。電機選擇的是減速電機，故齒輪設(shè)計十分重要。軸的設(shè)計是為了使門體有一個強度很好的機構(gòu)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 4 章 控制部分總體設(shè)計 控制系統(tǒng)主要是接受來自檢測安全系統(tǒng)傳感器的相關(guān)信號和門體的相關(guān)按鈕信號，然后對這些信號進行處理后對門體的運轉(zhuǎn)進行控制。門體的控制主要是門體轉(zhuǎn)動的啟停狀態(tài)控制，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速狀態(tài)控制，制動狀態(tài)控制，鎖門狀態(tài)控制以及故障自動報警控制等。由于四翼自動旋轉(zhuǎn)門要實現(xiàn)多種轉(zhuǎn)速的變化，則要實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的控制，電機轉(zhuǎn)速的控制可采用變頻器來實現(xiàn)。 控制器的控制信號通過變頻器來控制電機的啟停和轉(zhuǎn)速變化。四翼自動旋轉(zhuǎn)門的控制系統(tǒng)必須要求有高的可靠性，控制性能高，能適應(yīng)較為多變的控制要求，控制器價格不不能太高。 制系統(tǒng)的控制功能 （ 1）變速功能。旋轉(zhuǎn)門設(shè)有低速、中速和高速 3種旋轉(zhuǎn)速度，分別對應(yīng)殘疾、中速和高速三個按鈕進行切換，以適應(yīng)殘疾人通過、正常運轉(zhuǎn)和緊急疏散對轉(zhuǎn)速的不同要求。 （ 2）自動轉(zhuǎn)停功能。來人時自動啟動，并以正常轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn) ,15無人進出，則自動停轉(zhuǎn)并封門。 （ 3）防夾功能。當(dāng)門扇運轉(zhuǎn)靠近曲壁立柱時，如果行人試圖從兩者之 間（防夾區(qū)）進入旋轉(zhuǎn)門，則門立即自動停轉(zhuǎn)以防夾傷行人。行人離開防夾區(qū)，門自動恢復(fù)運轉(zhuǎn)。 （ 4）防撞功能。當(dāng)行人緊靠右側(cè)立柱或遇物體碰撞右側(cè)立柱時，則旋轉(zhuǎn)門馬上停轉(zhuǎn)，以防止撞傷行人或撞壞物體。行人或物體離開右側(cè)立柱，門自動恢復(fù)運轉(zhuǎn)。 （ 5）防碰功能。行人在旋轉(zhuǎn)門內(nèi)通行過程中，如遇門扇碰行人腳后跟，則門立即自動停轉(zhuǎn)，以防止碰傷行人。行人離開門扇，門自動恢復(fù)運轉(zhuǎn)。 （ 6）鎖門功能。采用電磁鎖方式鎖門，只要轉(zhuǎn)動鎖匙即可完成自動鎖門工作，快捷方便。 （ 7）急停功能。當(dāng)出現(xiàn)緊急意外事故時，按下急 停按鈕，門立即停轉(zhuǎn)，解除急停信號，門又自動恢復(fù)運轉(zhuǎn)。 （ 8）暫停功能 （ ）。與急停功能相當(dāng)，不同的是按暫停按鈕后，必須用殘疾、中速或高速三個按鈕中的一個進行恢復(fù)。 （ 9）殘疾優(yōu)先功能。當(dāng)按下殘疾按鈕后 ,30內(nèi)門始終以 2r/時按高速或中速鈕無效，以確保殘疾人安全通過。 30后來人，門自動買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 以正常速度運轉(zhuǎn)。 （ 10）電動機過載保護功能。當(dāng)電動機過載時 ,門停轉(zhuǎn)并且指示燈閃爍報警。過載消除后門自動恢復(fù)運轉(zhuǎn)。 變頻器報警輸出和延時自動復(fù)位功能。當(dāng)變頻器過壓或過流時 ,關(guān) 閉輸出，門停轉(zhuǎn)并報警 （指示燈閃爍） ,延時 3自動復(fù)位。 頻器的選擇 變頻器容量的選用由很多因素決定，例如電動機容量、電動機加速時間等，其中，最主要的是電動機的額定電流。 擺線針輪減速電機是選用的 動機，根據(jù) 4確定其參數(shù)如表 表 機參數(shù) 額 定 功率（ W） 額定電流（ A） 額定電壓（ V） 效率（ %） 功率因素 最大轉(zhuǎn)矩（ 電機轉(zhuǎn)動慣量 飛輪轉(zhuǎn)動慣量 550 80 驅(qū)動一臺電機 對于連續(xù)運轉(zhuǎn)的變頻器必須滿足下列 3 項計算公式： 查表 ， 550w,K 取 h =380V, 滿 足負載要求輸出：CM 滿足電動機容量： 10 3( 滿足電動機電流： ( 式中： h 是電動機的效率、 動機功率因素、 由于變頻器的輸出波形不是完全的正弦，而含有高次諧波的成分，其電流應(yīng)有所增加。對于 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 定變頻器啟動加速時間 變頻器產(chǎn)品型號所列的變頻器容量，一般以標(biāo)準(zhǔn)條件為準(zhǔn)，在變頻器過載能力以內(nèi)進行加速。在進行急劇地加速和減速時，一般利用失速防止功能，以避免變頻器跳閘，但同時也加長了加減速時間。 如果生產(chǎn)設(shè)備對加速時間有特殊要求時，必須事先核算 變頻器的容量是否能夠滿足所要求的加速時間，如不能，則要選用加大一擋的變頻器容量。 在指定加速時間的情況下，變頻器所必需的容量計算如下： 根據(jù)表 n=1440r/2。由文獻知，電機的加減速時間為 2600s。紅外線感應(yīng)器在 2當(dāng)人到達旋轉(zhuǎn)門時，必須加速到指定速度。人一般的最大速度為 1m/s，則人在 2米的距離。但是我們不能將此時間 作為加速時間，我們還要減去變頻器、 感器的滯后時間 電機的加減速時間為 t 75c ( 5 4 7 式中 波形補償系數(shù)、 動機功率因素、 2動機軸上飛輪力矩。 定變頻器減速時間 降低變頻器的輸出功率，就可以實現(xiàn)電動機減速。加快變頻器輸出頻率的降低速率，可使電動機更快地減速。當(dāng)變頻器對應(yīng)的速度低于電動機實際轉(zhuǎn)速時，電動機就進行再生制動。在這種情況下，異步電機將變成異步發(fā)電機，而負載的機械能將被轉(zhuǎn)換成電能并反饋給變頻 器。當(dāng)反饋能量過大時，變頻器本身的過電保護電路將會動作并切斷變頻器輸出，使電動機處于自由減速狀態(tài)，反而無法達到快速減速的目的。 為避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象，使上述能量在直流中間回路的其他部分消耗，而不造成電壓升高。在電壓變頻器中，一般都在直流中間回路的電容器兩端并聯(lián)上制動三極管和制動電阻。當(dāng)直流中間回路的電壓上升到一定的電壓值時，制動三極管就會導(dǎo)通，使直流電壓通過制動電阻放電，即將電動機回饋給變頻器的直流中間回路的能量，以熱的形式在制動電阻消耗掉。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 制動電阻的選擇方法： 計算制動力矩 表 440r/ n2=n1/i=1440/43= 12( ) ( )955 n =- (43/1 4 401 4 40)( 2= 中： 計算制動電阻的阻值： 在進行再生制動時，即使不加放電的制動電阻，電動機內(nèi)部也將有 20%的銅損轉(zhuǎn)換為制動轉(zhuǎn)矩?？紤]到這個因素，可以先按下式初步計算制動電阻的預(yù)選植。 21( 0 . 2 )0 . 1 0 4 7 B T n=- (1 4 4 0) 0 4 8 02 =630 歐姆 式中： 200V 級變頻器， 380V，對于 400V 級， 760V）、 計算制動電阻的平均消耗功率： 如前所述，電動機額定轉(zhuǎn)矩的 20%制動轉(zhuǎn)矩由電動機內(nèi)部損失產(chǎn)生，所以可按下式求得電動機制動時，制動電阻上消耗的平均功率 13 )01 0 4 7.0 (1 4 4 0) 0 4 8 02 =于四翼自動旋轉(zhuǎn)門是恒轉(zhuǎn)矩負載，故變頻器選用通用型的。又因為四翼旋轉(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)速不允許超過額定值，電機不會過載。一般變頻器出廠標(biāo)注的額定容量買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 都具有一定的余量系數(shù)，所以選擇變頻器容量與驅(qū)動的電機容量 相同即可。再根據(jù)以上計算的數(shù)據(jù)，選擇森蘭變頻器型號為 其具體數(shù)據(jù)和接線圖見附錄 A 測裝置的選擇 （ 1）直流制動接近開關(guān)選用 由于當(dāng)電動機停轉(zhuǎn)時，門要停在指定的位置。門停轉(zhuǎn)時，電機要先停轉(zhuǎn)，但門體有一定慣性，使得門無法停在指定的位置上。這時我們就需要接近開關(guān)，當(dāng)門靠近門停位置時，就產(chǎn)生信號發(fā)出制動信息，使門體停在這個位置。 接近開關(guān)的感應(yīng)距離過大，會使門制動后停在指定位置的前邊。感應(yīng)位置過小，由于接近開關(guān)也有一個響應(yīng)時間，則使門停超過門應(yīng)停的位置。同時由于門框是金屬的，則接近開關(guān)應(yīng)能感應(yīng)金屬物體。根據(jù)相關(guān)自動門產(chǎn)品類型，可選用5號為 開觸點， 線連接。相關(guān)參數(shù)見附錄 B。 (2)鎖門接近開關(guān)的選用 當(dāng)鎖門時，為了讓門精確的停位 在上鎖的位置，同樣需要一接近開關(guān)提前感應(yīng)鎖門位置的臨近。當(dāng)門體接近鎖門位置時，鎖門接近開關(guān)就發(fā)出鎖門信號使門體精確停在這個位置，便于我們上電磁鎖和機 械鎖。而無需人再來推門體使其準(zhǔn)確停位。 接近開關(guān)的感應(yīng)距離過小不能精確停位，而使得無法上鎖。所以感應(yīng)距離為適當(dāng)才可。根據(jù)相關(guān)自動門產(chǎn)品類推，可選用 4應(yīng)距離的電磁感應(yīng)接近開關(guān)?？蛇x擇 參數(shù)見附錄 B。 (3)防夾接近開關(guān)的選用 在出入口兩個防夾區(qū)域內(nèi)安裝了防夾傳感器，而防夾感應(yīng)器是用來感應(yīng)人是否處于防夾區(qū)域內(nèi)，而不知道是否門扇已經(jīng)靠近防夾區(qū)域內(nèi)，所以僅靠防夾傳感器是無法鑒別人是否即將受夾或正在受夾。則需要一接近開關(guān)來判斷門翼是否走到了防夾區(qū)域內(nèi)。當(dāng)防夾傳感器和防夾接近開關(guān)同時發(fā)出信號時，人就 有可能被夾，這時電機必須停轉(zhuǎn)。 由于人的人的寬度一般在 設(shè)此距離為接近感應(yīng)器感應(yīng)距離。當(dāng)門翼靠近曲壁門柱 近傳感器就可以發(fā)出信號。而門翼是在曲壁門柱的前端面，因此選擇光電式 擇感應(yīng)距離為 檢測前端物體的接近傳感器，型號為 感器。 (4)防夾傳感器的選用 防夾傳感器是用來檢測人是否在防夾區(qū)域內(nèi)用的。應(yīng)采用紅外線傳感器檢買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 測，其檢測方式是豎直的。當(dāng)人在防夾區(qū)域時，傳感器只有通過豎直檢測才不會誤判。假如傳感器不是豎直的，而是發(fā)散的，如人 正常經(jīng)過轉(zhuǎn)門區(qū)時，防夾傳感器就有可能檢測到人的存在，而此時門翼又有可能正好在防夾接近傳感器范圍內(nèi)。兩者信號同時有效，使門體無故停轉(zhuǎn)，而造成不必要的麻煩。故選擇型號為參數(shù)見附錄 B。 (5)防碰傳感器的選用 為了保證行人在旋轉(zhuǎn)門內(nèi)通行過程中，如遇門扇碰后跟，則立即自動停轉(zhuǎn)，防止碰傷行人。行人離開門扇，門扇自動恢復(fù)運轉(zhuǎn)。則必須在每扇門底邊裝有全開寬內(nèi)藏式感應(yīng)器。其型號為 6)防撞傳感器的選用 防撞膠條安裝于入口右側(cè)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 扇馬上停止轉(zhuǎn)動。膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常后，旋轉(zhuǎn)門也隨之恢復(fù)正常。故選擇型號為 撞傳感器。 (7)紅外線被動式感應(yīng)器的選用 為了保證來人時自動啟動，并一正常轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動， 15自動停轉(zhuǎn)并封門。必須在四翼旋轉(zhuǎn)門的進口和出口華蓋上，每處安裝兩個紅外線感應(yīng)器，感應(yīng)人體進入門體。由於門體的高度是 2且要保證能夠在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)觀測到人，應(yīng)選擇 具體參數(shù)見附錄 B。 傳感器和接近開關(guān)的安裝位置如圖 圖 近開關(guān)安裝圖 制系統(tǒng)硬件 設(shè)計 機型選擇 旋轉(zhuǎn)門的動作過程比較固定，環(huán)境條件較好，控制過程不復(fù)雜，因此選用整體式結(jié)構(gòu)的三菱 型。因為四翼控制是開關(guān)量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，而且控制速度不高 ,在四翼旋轉(zhuǎn)門過程控制中沒有模擬量輸入，也沒有比較環(huán)節(jié)等，因此不買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 需要 A/節(jié)功能，閉環(huán)控制功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能。四翼旋轉(zhuǎn)門的過程控制對 需要采用高速響應(yīng)模塊。使用的指令主要是主要應(yīng)包括邏輯指令、運算指令和控制主要應(yīng)包括邏輯指令、運算指令和功能指令 。 析控制系統(tǒng)的 I/O 接點數(shù) 通過對旋轉(zhuǎn)門控制要求的分析， 4個（按鈕開關(guān) 6個、傳感器 12個、接近開關(guān) 4個、變頻器報警輸入 1個、電機過熱輸出 1個共 24個），輸出接點共 8個（報警輸出 1個、電磁鎖繼電器輸出 1個，速度控制 2 個、直流制動 1個、變頻器復(fù)位 1個共 7個大）。按照預(yù)留 15%接點數(shù)來計算，輸入接點至少要 28個，輸出接點至少要 10個。 本系統(tǒng)為個簡單控制系統(tǒng)，按一般經(jīng)驗來估算，同時由上段對 I/關(guān)量輸入字節(jié)數(shù)： 32 15=480 開 關(guān)量輸出字節(jié)數(shù)： 10 7=70 系統(tǒng)推斷定時器 /計數(shù)器字節(jié)數(shù)： 8 1=8 總計大約需要 558 個字節(jié)數(shù)容量。加上預(yù)留 30%，有 1 由以上兩個 身主要方面，兼顧經(jīng)濟性原則，在眾多市面上的 具特色、最具代表性的微型 來自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進行中斷