電機提升裝置畢業(yè)論文

滁州職業(yè)技術學院機電系畢業(yè)設計課題電動提升裝置的繞輪設計設計時間2010年11月20日班級08機電一體化（1）班學號20081401109姓名張偉指導教師譚志銀完成日期2010年12月8日答辯須知1、畢業(yè)設計須經(jīng)指導教師認真審閱簽名后，提交答辯委員會進行答辯資格審核。2、學生要準備畢業(yè)設計答辯提綱，介紹畢業(yè)設計的主要內(nèi)容及有關情況。時間為1015分鐘。3、答辯教師提問及學生回答1520分鐘。4、答辯以公開方式進行，允許其他學生旁聽。5、答辯結(jié)束，答辯小組應為每位答辯學生寫出不少于100字的評語，并給予等級評定（優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格）；對于評定成績有異議的學生，由答辯委員會作出處理，或組織二次答辯。6、答辯工作結(jié)束，答辯委員會根據(jù)答辯小組的意見，正式給學生確定成績和等級。畢業(yè)設計成績表畢業(yè)設計說明書及有關圖紙、必要文檔（40）答辯發(fā)言（25）答辯提問（35）答辯教師簽名評語評定等級答辯委員會簽名年月日1目錄第一部分設計序言11引言3312電動提升裝置概述3313電動提升裝置簡介33第二部分設計任務書21畢業(yè)設計的目的3322設計內(nèi)容3323具體技術要求33原理簡圖3325進度安排3326設計工作量第三部分電氣部分的設計選型31電氣部分的功能要求3332電氣控制總體方案的確定3333主要電氣元件的計算和選型3334繪制電氣控制原理圖33第四部分機械部分系統(tǒng)設計41機械部分的功能要求3342機械部分總體方案的確定3343支架部分的設計計算3344繞輪部分的設計計算33245保持機構的設計計算3346輔助部分的設計選型3347機械部分零件圖與總裝圖33第五部分電機提升裝置的總體裝配圖與功能描述51總體裝配圖3352功能描述33機械提升裝置在實際應用中的發(fā)展前景第六部分總結(jié)與展望總結(jié)展望33附錄33參考文獻33一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一3一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一第一部分設計序言11引言我國工程起重機研制起步于20世紀五六十年代，經(jīng)歷了七十年代末至八十年代的引進、吸收以及九十年代以來的自主開發(fā)階段，國內(nèi)工程起重機行業(yè)歷經(jīng)風雨，自1993年銷量開始一路下滑，直到1999年市場回升。近年來，工程機械市場持續(xù)井噴，全行業(yè)出現(xiàn)了少見的普遍景氣，每年行業(yè)的利潤和銷售額平均增幅超過35。與此同時，工程起重機行業(yè)經(jīng)歷了五年的快速發(fā)展，銷量屢創(chuàng)新高，我國起重機行業(yè)在全球市場的地位不斷提升，行業(yè)的競爭更加激烈。2008年我國工程起重機行業(yè)上半年經(jīng)歷了超高速發(fā)展，下半年隨著世界金融危機的爆發(fā)和蔓延，我國起重機市場也開始放緩了增長速度，以至嚴重下滑，但從全年來看仍保持了正增長。2008年全行業(yè)銷售收入達2727億元，同比增長602，利潤總額達到261億元，同比增長46，銷售四大類起重機（汽車起重機、履帶起重機、隨車起重機和輪胎起重機）共28萬臺。從2009年9月份開始我國起重機市場全面回暖。到2009年12月份，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的穩(wěn)定性進一步增強，以及年底鐵路、公路等新開工項目的集中釋放，我國起重機市場呈現(xiàn)出大幅增長的態(tài)勢，大大超出市場預期，表現(xiàn)相當強勢。12機械提升裝置概述近年來隨著科技的飛速發(fā)展，電動提升裝置的應用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制調(diào)速技術日益更新。在起重運輸應用系統(tǒng)中，電動提升裝置往往作為一個核心部件來使用，僅電動提升裝置知識是不夠的，還應根據(jù)具體的使用環(huán)境和要求，加以完善。展望國內(nèi)起重機行業(yè)的未來發(fā)展，隨著中國各類建設的發(fā)展和民用起重機技術水平的不斷提高及產(chǎn)量的擴大，今后在更多的領域起重機必將被更多的使用。在所學有限的情況下，我們將設計方向定位于小型低成本提升裝置。由于此類提升裝置有較強的適應和制造性，可以更易實現(xiàn)低成本，小范圍的提升要求，有優(yōu)越能夠適應小范圍不同工作的要求。13電動提升裝置簡介此類電動提升裝置能適用于各種場合起重1000公斤以下的物質(zhì)，特別適用于普通用戶能方便地吊起較重的生活用品，并適用于各種場合吊卸小件貨物。結(jié)構簡單、安裝方便、小巧玲瓏，且用單相電作為動力源，用途十分廣泛，也可被應用于機械制造、電子、汽車、造船、工件總裝以及高新技術工業(yè)區(qū)等現(xiàn)代化工業(yè)的生產(chǎn)線、流水線、裝配機、物流輸送等小型貨物場合。對在倉庫、碼頭、配料、吊籃和空間較窄小的工作場地作業(yè)，更能顯示出它的優(yōu)良品質(zhì)。關鍵詞電動提升裝置變頻器電機4第二部分設計任務書21畢業(yè)設計的目的1、通過本畢業(yè)設計，使同學們初步具有分析解決實際工程能力，即查閱資料能力、綜合創(chuàng)新能力、分析計算能力、繪制機械圖能力、攥寫技術文檔能力等。2、通過設計使學生綜合運用有關課程的知識，鞏固、深化、擴展有關機械設計方面的知識，樹立正確的設計思想。3、培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，使學生掌握簡單機械的一般設計方法和步驟。4、提高學生的有關設計能力，如計算能力、繪圖能力等，使學生熟悉設計資料的使用，掌握經(jīng)驗估算等機械設計的基本技能。22設計內(nèi)容設計一種單臂簡易提升裝置，實現(xiàn)一定載荷貨物的提升、換向、釋放等運動動作，用來模擬人工搬運過程中的提升、換向、下降等動作，為實現(xiàn)某些特定領域內(nèi)的貨物搬運機械化作一定的技術儲備。23具體技術要求1、機械結(jié)構要求1、單臂支撐、懸臂梁結(jié)構2、鋼絲滑輪牽引方式3、手動換向調(diào)節(jié)4、保持機構（保證電機不工作時，貨物不自降）5、手動調(diào)節(jié)支架高度6、安全防護裝置2、動力源及電氣部分要求1、220V交流電機變頻器控制一定范圍內(nèi)速度可以調(diào)節(jié)2、提升/下降動作點動控制3、功能參數(shù)設定參數(shù)組別1234最大提升載荷KN24234最大提升速度M/S06060404最大提升高度M33335最小提升高度M1111最大換向轉(zhuǎn)角180180180180最大釋放速度M/S04040303工作額定載荷KN141162工作額定速度M/S04040303滾輪直徑M00500500500524原始工作原理簡圖25進度安排步驟主要內(nèi)容時間比例設計準備工作1熟悉任務書，明確設計的內(nèi)容和要求2熟悉設計指導書，有關資料、圖紙等3查閱相關資料，了解常見提升機構工作原理及機構組成106總體設計階段1確定總體機構方案；2確定總體傳動方案3完成總體設計報告書10詳細設計階段機械部分詳細設計1裝置三維造型2繪制零件圖3繪制裝配圖45電氣部分詳細設計1電機選型2電氣控制元件選型3電氣原理圖繪制251編寫詳細設計說明書，包括設計過程中，包括所有的計算、設計過程、選型依據(jù)，并附必要的簡圖2寫出設計總結(jié)，包括課題完成情況，以及個人收獲體會5答辯總結(jié)1作好答辯準備（概述自己設計的思路和過程，設計的特點）2參加答辯（包括個人陳述和答辯組老師提問）526設計工作量要求2周時間內(nèi)完成以下任務1、總體設計報告書1份、設計總結(jié)1份2、裝置裝配圖1張（A0或A1）3、主要結(jié)構涉及的零件圖（A3）（包括支架、基座、手動換向調(diào)節(jié)機構、保持機構、手動調(diào)節(jié)支架高度機構、安全防護裝置等）4、電氣原理圖1張5、電氣元件、電機、變頻器選型報告、分析計算報告6、答辯7第三部分電氣部分的設計選型31電氣部分的功能要求32電氣控制總體方案的確定正反轉(zhuǎn)控制運用生產(chǎn)機械要求運動部件能向正反兩個方向運動的場合。如機床工作臺電機的前進與后退控制；萬能銑床主軸的正反轉(zhuǎn)控制；電梯、起重機的上升與下降控制等場所。本次設計要求實現(xiàn)一定載荷貨物的提升、換向、釋放等動作，所以就要求電動機能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)。A、電機要實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制將其電源的相序中任意兩相對調(diào)即可（簡稱換相），通常是V相不變，將U相與W相對調(diào)。B、由于將兩相相序?qū)φ{(diào)，故須確保2個KM線圈不能同時得電，否則會發(fā)生嚴重的相間短路故障，因此必須采取聯(lián)鎖。為安全起見，常采用按鈕聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路。按鈕聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路圖8C、停止控制按下SB3，整個控制電路失電，接觸器各觸頭復位，電機M失電停轉(zhuǎn)雖然上述設計實現(xiàn)了電動機的正反轉(zhuǎn)，但是電動機必須可以調(diào)速。三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為N60F/P1S所以，若要改變異步電動機的轉(zhuǎn)速，可以有以下三種方法改變電動機的磁極對數(shù)P。改變電動機的轉(zhuǎn)差率S。改變電動機的電源頻率F1。具體調(diào)速方式調(diào)壓調(diào)速改變電動機定子電壓來實現(xiàn)調(diào)速的方法稱調(diào)壓調(diào)速。調(diào)壓調(diào)速，對于單相電動機，可在0220V之間的某值；對于三相電動機，可在0380V之間的某值。調(diào)壓用變壓器，如果變壓器的調(diào)壓是有級的，電動機的調(diào)速也是有級的，如果變壓器的調(diào)壓是無級的，那么電動機調(diào)速也是無級的。變極調(diào)速改變電動機定子繞組的接線方式來改變電動機的磁極對數(shù)，從而可以有級地改變同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)速有級調(diào)速。這種調(diào)速電動機目前有定型系列產(chǎn)品可供選用，比如單繞組多速電動機。變頻調(diào)速9改變異步電動機定子端輸人電源的頻率，且使之連續(xù)可調(diào)來改變它的同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)電動機調(diào)速的方法稱為變頻調(diào)速。電磁調(diào)速通過電磁轉(zhuǎn)差離合器來實現(xiàn)調(diào)速的方法稱電磁調(diào)速。電磁調(diào)速異步電動機（俗稱滑差電動機）是一種簡單可靠的交流無級調(diào)速設備。電動機采用組合式結(jié)構，由拖動電動機、電磁轉(zhuǎn)差離合器和測速發(fā)電機等組成，測速發(fā)電機是作為轉(zhuǎn)速反饋信號源供控這用。由以上比較可知，最節(jié)能、最高效的就是變頻調(diào)速，而且可以實現(xiàn)無級調(diào)速，只需要在電源部分安裝變頻器。變頻器調(diào)速的優(yōu)點效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；應用范圍廣，可用于籠型異步電動機；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高。（三）主要電氣元件的計算和選型1電動機的選型本次設計所用的功能參數(shù)設定是第三組數(shù)據(jù)，所以計算如下選擇額定功率PN要約大于P的電動機，所以P15KW即可Y系列電機是為貫徹國家“以冷代熱“產(chǎn)業(yè)政策而開發(fā)出來的國內(nèi)第一個完整的全系列采用冷軋硅鋼片為導磁材料的基本系列電機，填補了國內(nèi)在這一領域的空白。主要性能達到國際同類產(chǎn)品的先進水平，在國內(nèi)處于領先，共效率指標滿足GB181632002中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評價值的能效限定值，也達到歐洲EFF2效率標準，確定效率的電阻基準溫度為95C，符合最新IEC600342標準規(guī)定，有利于擴大出口要求。0053752204/MIN16/MIN002560601615287/MIN2231475152871295499549DTFNMNMRADRADRNRADTNPKWKW10Y系列電機系全封閉、外扇冷式、鼠籠型結(jié)構。具有設計新穎、造型美觀、噪聲低、轉(zhuǎn)矩高、起動性能好、結(jié)構緊湊、使用維護方便等特點。與德國西門子公司的同類產(chǎn)品的效率、功率因數(shù)、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩等性能相當。采用F級絕緣，且全系列溫升按B級考核，從而大大提高了安全可靠性。電機的安裝尺寸符合IEC標準規(guī)定，可廣泛應用于機床、風機、水泵、壓縮機和交通運輸、農(nóng)業(yè)食品加工等各類機械傳動設備。Y系列電動機型號大全，如圖31所示圖31型號額定功率額定電流轉(zhuǎn)速效率功率因數(shù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流最大轉(zhuǎn)矩噪聲振動速度重量額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩1級2級KWAR/MINCOS倍倍倍DBAMM/SKG同步轉(zhuǎn)速3000R/MIN2級Y80M1207518283075008422652366711817Y80M221125283077008622702366711818Y90S21534284078008522702370751822Y90L22248284080508622702370751825Y100L2364288082008722702374791834Y112M2482289085508722702374791845Y132S1255111290085508820702378831867Y132S227515290086208820702378831872Y160M12112182930872088207023828728115Y160M22152942930882088207023828728125Y160L21853552930890089207022828728145Y180M2224222940890089207022879228173Y200L12305692950900089207022909528232Y200L22376982950905089207022909528250Y225M245842970915089207022909728312Y250M2551032970915089207022929745387Y280S2751392970920089207022949945515Y280M2901662970925089207022949945566Y315S211020329809250891868229910445922Y315M2132242298093008918682299104451010Y315L1216029229809350891868229910445108511Y315L22200365298093508918682299104451220Y355M122203992980942089126922109451710Y355M222504472985945090127022111451750Y355L122804992985947090127122111451900Y355L223155602985950090127122111452105型號額定功率額定電流轉(zhuǎn)速效率功率因數(shù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流最大轉(zhuǎn)矩噪聲振動速度重量額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩1級2級KWAR/MINCOS倍倍倍DBAMM/SKG同步轉(zhuǎn)速1500R/MIN4級Y80M1405515139073007624602356671817Y80M240752139074507623602356671817Y90S41127140078007823652361671825Y90L41537140079007923652362671826Y100L14225143081008222702365701834Y100L24368143082508122702365701835Y112M4488144084508222702368741847Y132S455116144085508422702370781868Y132M475154144087008522702371781879Y160M4112261460880084227023758218122Y160L4153031460885085227023778218142Y180M41853591470910086207022778218174Y180L4224251470915086207022778218192Y200L4305681470922087207022798418253Y225S4377041480918087197022798418294Y225M4458421480923088197022798418327Y250M4551031480926088207022818628381Y280S4751401480927088197022859028535Y280M4901641480935089197022859028634Y315S41102011480935089186822939828912Y315M4132240148094008918682296101281048Y315L14160289148094508918682296101281105Y315L24200361148094508918682296101281260Y355M14220407148894408714682210645169012Y355M342504611488947087146822108451800Y355L242805151488949087146822108451945Y355L343155781488952087146922108451985詳細參數(shù)列表查表知，功率為15KW的電動機有Y90S2、Y90L4由于本次設計N等于15287RAD/MIN,所以電動機的轉(zhuǎn)速不能太高，Y90S2的轉(zhuǎn)速為2840RAD/MIN,Y90L4的轉(zhuǎn)速為1400RAD/MIN,Y90L4的電動機比較合適。13所以Y90L4的電動機基座中心高度為90MM，長度為L，極數(shù)為4。電動機安裝形式如下圖32所示14圖3215電動機的尺寸數(shù)據(jù)如下圖所示機座號凸緣號極數(shù)機座軸伸凸圓端蓋ABACADHDLAA/2BCHKDEFGMNPRST孔數(shù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所以電動機Y90L4的主軸直徑為24MM。2變頻器的選型變頻器類型選擇的基本原則是根據(jù)負載的要求進行選擇。選擇方法如下（1）本次設計為提升裝置屬于恒轉(zhuǎn)矩負載。多數(shù)負載具有恒轉(zhuǎn)矩特性，但在轉(zhuǎn)速精度及動態(tài)性能等方面要求一般不高，例如擠壓機、攪拌機、傳送帶、廠內(nèi)運輸電車、吊車的平移機構、吊車的提升機構和提升機等。選型時可選V/F控制方式的變頻器，2依照對于多數(shù)的恒轉(zhuǎn)矩負載，可以按照這個方式選擇變頻器規(guī)格式中，ICN是變頻器額定電流；IM是電動機額定電流；K1是電流裕量系數(shù)，根據(jù)應用情況，一般可取為105115。對于K1，一般情況可取小值，在電動機持續(xù)負載率超過80時則應該取大值，因為多數(shù)變頻器的額定電流都是以持續(xù)負載率不超過80來確定的。通用變頻器的選擇，包括變頻器類型的選擇和容量的選擇。選擇變頻器規(guī)格時應注意根據(jù)要求采用合適的選擇方式和計算公式，根據(jù)工程實際情況確定具體調(diào)速方案，包括逆變器與電機的對應關系、整流器與逆變器的對應關系（是否采用成組驅(qū)動）、制動部分的結(jié)構方式及配置規(guī)模、采用哪種控制方式等等。變頻器所適用的電機功率（KW）是以標準的2或4極電機為對象，在變頻器的輸出額定電流以內(nèi)可以傳動的電機功率。由于選擇了15KW的電動機，為了和電動機的匹配，變頻器選擇33KW的最合適。2變頻器額定電流由可得IM129A,K1115CN1MIKI17ICN11512914835A可得變頻器額定電流為14835（A）。歐姆龍3G3MV系列是順應了“更小，操作更容易”的需求，操作簡便的變頻器。采用了獨特的電壓矢量控制，實現(xiàn)了高精度、髙力矩。下面關于3G3MV型號說明由于本次設計采用單相電壓所以變頻器應選擇，18變頻器功率要比電動機大一型號才能合理匹配，所以變頻器應選擇002，綜合在一起變頻器應選擇3G3MVAB022型號的變頻器。圖形如下圖所示1920關于3G3MVAB022變頻器的使用變頻器電源接線端子200V三相輸入電源規(guī)格200V單相輸入電源規(guī)格400V三相輸入電源規(guī)格3G3MVA23G3MVAB3G3MVA4接R/L1,S/L2,T/L3上接在R/L1,S/L2上接在R/L,S/L2,T/3上3空氣開關的選擇ABB是一個在歐洲乃至全世界都享有盛譽的品牌，在電廠，化工，造紙，冶金等各行各業(yè)更是被廣泛應用。ABB的終端電器產(chǎn)品已發(fā)展成為包括各類功能元件、配電箱和附件在內(nèi)的完善產(chǎn)品系列。為了進一步滿足市場的不同需要，ABB公司向中國市場推出了S2系列微型斷路器，S500系列微型斷路器，S9系列微型斷路器S2系列微型斷路器為ABB公司90年代進入市場的限流型產(chǎn)品，用于住宅、商21品及一般工業(yè)用途的終端配電線路的過電流保護。其產(chǎn)品系列包括S230、S250、S250S、S270、S280、S290等系列。S500系列微型斷路器裝有熱脫扣器和電磁式脫扣器，保護線路、電機系統(tǒng)、開關設備和系統(tǒng)不受過載和短路電流的影響。并且高分段容量50KA、400VAC和快速分斷時間小于2MS,為上級和下級過電流保護裝置提供了一個十分靈活的選擇。S9系列微型斷路器是ABB公司最新投入中國市場的單模數(shù)微型斷路器，它在滿足微型斷路器諸多特點的同時，增加中性極設計，確保符合國際IEC組織和中國有關產(chǎn)品標準的關于“可開閉中性極應比保護極先閉合后斷開”的電氣隔離要求。本次設計選擇S2系列微型斷路器即可。脫扣特性及曲線C特性C脫扣特性微型斷路器符合IEC898（GB10963）標準，適用于對感性負荷和高感照明系統(tǒng)的線路提供保護。D特性D脫扣特性微型斷路器符合IEC898（GB10963）標準，適用于對感性負荷和有較大沖擊電流產(chǎn)生的配電系統(tǒng)提供線路保護。K特性K脫扣特性微型斷路器符合IEC9472（GB14048）標準，適用于對電動機系統(tǒng)及變壓器配電系統(tǒng)等領域的線路設備提供可靠保護。本次設計選擇C特性脫扣特性即可。S250S系列微型斷路器結(jié)構設計獨特核心在于采用了有專用生產(chǎn)線生產(chǎn)的，集觸頭、過載保護、短路保護和自由脫扣機構于一體的動作機芯，與機構靠外殼定位配合的其它產(chǎn)品相比，此設計保證了產(chǎn)品分斷不受外界因素影響，而具有ABB專利技術的錘式動鐵芯快速電磁系統(tǒng)和其她技術保證了產(chǎn)品的限流性。22由于本次設計采用單相電路，所以空氣開開選擇級比較合適。23S250S系列微型斷路器的額定電流空氣開關的的額定電流為變頻器的1至15倍左右比較匹配，所以空氣開關選擇額定電流為安培的比較合適。綜上所述空氣開關的選擇型號為ABBS252SC16實體圖如下圖所示24二、詳細參數(shù)34繪制電氣控制原理框圖圖見附錄25第四部分機械部分系統(tǒng)設計41機械部分的功能要求1、單臂支撐、懸臂梁結(jié)構2、鋼絲滑輪牽引方式3、手動換向調(diào)節(jié)4、保持機構（保證電機不工作時，貨物不自降）5、手動調(diào)節(jié)支架高度6、安全防護裝置42機械部分總體方案的確定43支架部分的設計計算一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一431設計方案優(yōu)選1號方案龍門吊1方案結(jié)構穩(wěn)定的強度高，但體積大重量大，使用起來須在固定均分，不方便移動，適合于起吊重量大的物體。故不適合于提升此類質(zhì)量小的物體。2號方案起重機2方案使用靈活，提升載荷大，升限高，移動方便，但其結(jié)構復雜，制造成本昂貴。對于提升小重物并不經(jīng)濟。263號方案塔吊3方案制造及安裝成本均很高，并要操作人員有一定的經(jīng)濟素質(zhì)。成本很大，其一般只適合于建筑，航天等方面。4號方案4方案具有裝卸方便，成本低，結(jié)構簡單。操作方便，一定靈活。選著4方案的理由和道理由于提升重物的質(zhì)量并不大（最大24KN）故在考慮到方便及成本方面的因素，綜上1方案一般只適用于工地裝卸物料。2方案適用于大質(zhì)量物體。3方案適合于建筑物等固定地點的起吊。4適合于本方案每部分的機械功能1支架具有支撐支架和狀物的功能。272底座具有支撐整個機構的作用，是整個機構存在于一個整體。同時具有配重的作用，當?shù)跗鹬匚飼r，避免重心偏移發(fā)生傾倒。與坐上的孔，反孔中的軸承具有約束的支架的作用，及時支架轉(zhuǎn)動。其選材為鑄造件通過砂型鑄造的方法制造以降低制造成本。3小套筒使支架固定在套筒中可轉(zhuǎn)動，及上下升降。其制造方法可選用型材進行銑削加工。螺紋孔用鉆頭先打孔后攻絲套筒蓋可用型材板料銑削加工而成。螺栓應選GB/T5780M12804套筒上的手柄其具有使支架左右轉(zhuǎn)動的功能，起到了調(diào)整支架方向功能。其28可用鋼筋折彎焊接制作。5支架與橫桿間的連接鉸鏈具有使橫桿轉(zhuǎn)動的作用。6橫桿具有拉起重物的作用。7連桿鉸鏈使橫桿和豎桿連接并調(diào)節(jié)橫桿角度，調(diào)節(jié)支架高度。298銷軸連接支架，固定支撐和約束作用，保持機構的穩(wěn)定。9滑輪固定裝置具有支撐約束滑輪和鋼絲繩的作用。3011鉸鏈連接橫桿與支架的作用。12套筒連接底座與支架，并使支架可以轉(zhuǎn)動。13鉸鏈使橫桿和支架保持軸向固定，并使橫桿可以縱向轉(zhuǎn)動。3114軸承一、滾動軸承的主要功能在保證軸承有足夠壽命條件下，用以支承旋轉(zhuǎn)（或擺動）零件，傳遞負荷，減少運動副之間的摩擦，使之旋轉(zhuǎn)（或擺動）靈活。二、對軸承的基本要求能夠滿足工作條件所要求的負荷、轉(zhuǎn)速、工作精度、動態(tài)性能（噪聲、振動）、環(huán)境溫度和使用壽命。三、滾動軸承的基本結(jié)構由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架（俗稱四大件）組成。內(nèi)圈與軸、外圈與軸承座孔裝配在一起。當內(nèi)圈或外圈為旋轉(zhuǎn)套圈時采用的是緊配合，不是旋轉(zhuǎn)套圈時采用的是過渡配合。滾動體（鋼球、滾子或滾針）是滾動軸承的核心零件，當內(nèi)外圈相對轉(zhuǎn)動時，滾動體在內(nèi)外圈的滾道之間滾動。滾動體的形狀、大小和數(shù)量直接影響軸承的負荷能力和使用性能。保持架能夠使?jié)L動體均勻分布、引導滾動體旋轉(zhuǎn)及改善軸承內(nèi)部潤滑性能。四、滾動軸承的材料32套圈和滾動體材料必須具有的特性接觸疲勞強度高；硬度高；純潔度高；耐磨性好；組織穩(wěn)定性好；機械加工性能好。常用的軸承材料（套圈和滾動體）高碳鉻軸承鋼GCR15、GCR15SIMN等含鉻合金鋼，熱處理硬度一般為6065HRC。是目前使用最廣泛的軸承材料。滲碳軸承鋼20CRMO、20CRNIMO等，滲碳熱處理后表面硬度一般為5964HRC，心部硬度一般為3045HRC。韌性好，能夠承受較大沖擊負荷。保持架根據(jù)要求可以采用08或10鋼板沖壓保持架、HPB591黃銅實體保持架、GRPA66工程塑料保持架等。五、軸承的游隙滾動軸承的徑向游隙系指一個套圈固定不動，而另一個套圈在垂直于軸承軸線方向，由一個極端位置移動到另一個極端位置的移動量。軸承游隙的選擇正確與否，對機械運轉(zhuǎn)精度、軸承壽命、摩擦阻力、溫升、振動與噪聲等都有很大的影響。如對向心軸承游隙的選擇過小時，則會使承受負荷的滾動體個數(shù)增多，接觸應力減小，運轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，但是，摩擦阻力會增大，溫升也會提高。反之，則接觸應力增大，振動大，而摩擦阻力減小，溫升低。因此，根據(jù)軸承使用條件，選擇最合適的游隙值，具有十分重要的意義。六、滾動軸承的公差等級和配合特點滾動軸承的公差等級分為0（普通），6X，6，5，4，2級精度等級。33等級由0普通級2級依次提高。其中6X級是針對圓錐滾子軸承所采用的介于0（普通）級與6級之間的公差等級，一般情況下的軸承所采用的是0（普通）級的公差等級。公差等級以P6、P5等形式在軸承代號中表示，0（普通）級在代號中不表示。滾動軸承是機械零件中標準化、系列化程度很高的零件之一，適宜大批量生產(chǎn)。軸承與其它零部件的配合時，規(guī)定軸承內(nèi)徑與軸的配合采用基孔制公差配合，軸承外徑與軸承座孔的配合采用基孔制公差配合。都是以軸承的內(nèi)、外徑為基準來選擇配合的松緊。5功能描述，工作方式此機器是一種提升裝置，實現(xiàn)了對最大提升載荷24KN，工作額定載荷14KN，重物在1M3M范圍內(nèi)的提升，在0180范圍內(nèi)的換向，以04M/S最大速度的釋放。以04M/S的額定速度工作。當藥吊起重物時，先開啟電動機使電機反轉(zhuǎn)，使吊鉤下放以使吊鉤掛撈物體，中午質(zhì)量不得大于14KG。后在啟動電動機正轉(zhuǎn)，起吊物體。起吊速度小于06M/S，提升3M釋放重物，電動機釋放速度不應大于04M/S。當突然斷電時，即使重物懸于空中保持機構的作用中午也不34會落下。當支架要旋轉(zhuǎn)以使重物移動位置時。應手動推動套筒上的換向調(diào)節(jié)機構，由于支架與套筒之間有軸承連接，故可是支架旋轉(zhuǎn)至指定位置，其最大換向轉(zhuǎn)角為180當需要調(diào)節(jié)機構提升高度以使其提升高度在13（M）范圍時，由于橫桿與豎桿間用鉸鏈連接，故可通過橫桿端部的鋼絲繩燒過支架頂部的滑輪調(diào)節(jié)支架提升高度范圍。當要提升開始時，手動拉動鋼絲繩的使橫桿翹起107118C3339551002PPDCNN解得254DMM又因軸徑向開有鍵槽軸直徑D實際135DD實際30MM取軸最小直徑30MM1銷選型36銷受剪應力則每處的剪力不同由QA材料為45鋼不經(jīng)淬火165MPA而0608支架橫桿頂端銷4Q460007606080608165DMM取8MM支架、橫桿鏈接處銷4Q415000120306080608165DMM取12MM支架通用銷4Q430005406080608165DMM取6MM2支架選型對設計要求分析選取支架上桿為無縫鋼管345，支架下套桿為423以下為鋼管選用的力學校核。其支架受力分析可得XYAF0F0M037得333610N,0610,1510AXAYFFNFN解對橫桿支架受壓應力FA,4FD因選取無縫鋼管型材為外徑為34MM，內(nèi)徑為24MM，管型塑性材料0608，系數(shù)選取08由MAXQA可得24F460012424080606314165DMM（四）繞輪部分的設計計算繞輪的功能需求分析繞輪的功能需求分析主要從其作用、結(jié)構、設計方法等方面介紹了繞輪的基本作用和設計過程，對繞輪的總體設計思路有了一個鋪墊。21繞輪的作用本課題設計的繞輪，是指在重物提升或下降過程中，卷繞或釋放鋼絲繩的裝置。因此，它是提升機構中重要的傳動部件之一。通過聯(lián)軸器連接，可以將電機與繞輪軸連接在一起，實現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)運動。同時，當繞輪軸隨著電機旋轉(zhuǎn)運動時，纏繞在繞輪軸上的鋼絲繩，也做同步旋轉(zhuǎn)運動。這樣，電機的正反轉(zhuǎn)運動，通過繞輪機構傳動，可以改變鋼絲繩的凈提升量如圖11，L,，從而達到提升或釋放重物的目的。COSSINSINXAYFFGFFGABFAB38圖1122主要結(jié)構概述繞輪主要由五大部分組成。繞輪主要是用來纏繞鋼絲繩和旋轉(zhuǎn)的作用，首先選用轉(zhuǎn)動軸來做繞輪的主軸部分；其次是用于固定轉(zhuǎn)動軸的支撐架；為了使轉(zhuǎn)動軸和支撐架分離，在軸和支撐架之間安裝一個軸承；用于固定軸承的位置在支撐架上安裝兩塊擋板（兩種一種是固定軸承，另一種固定鋼絲繩的方向）來限制軸承的活動；軸轉(zhuǎn)動的動力是電動機提供的，所以它們的連接選用聯(lián)軸器來相連。23設計方法及步驟概述繞輪的設計是根據(jù)其所組成零件來具體設計的，同時也要根據(jù)承受的載荷強度來設計。步驟如下1、擬定繞輪設計的總體方案2、分析繞輪機構裝配零件組成3、依據(jù)零件的數(shù)據(jù)畫出零件三維造型圖4、計算校核零件的強度5、調(diào)試24原始條件分析我是參加電動提升裝置畢業(yè)設計的第三組成員，在第三組主要負責繞輪設計這一部分，繞輪設計最初技術功能參數(shù)設定如表12所示表12功能參數(shù)設定參數(shù)組別1234最大提升載荷KN24234最大提升速度M/S0606040439最大提升高度M3333最小提升高度M1111最大換向轉(zhuǎn)角180180180180最大釋放速度M/S04040303工作額定載荷KN141162工作額定速度M/S04040303滾輪直徑M005005005005第三章繞輪零件的詳細設計本章節(jié)介紹了繞輪中主要的零件設計，包括轉(zhuǎn)動軸、軸承、聯(lián)軸器、支撐架、擋板的具體設計和選型過程。為整個繞輪的完成提供了材料。31繞輪軸的設計311繞輪軸的功能分析繞輪的功能是由組成繞輪的每個零件功能的綜合。繞輪軸的形狀設計是依據(jù)轉(zhuǎn)動軸和繞輪上其他零件能夠裝配成功并能夠?qū)崿F(xiàn)電力拖動而設計的，轉(zhuǎn)動軸的形狀設計成階梯形。常見的軸多為階梯軸，由軸頸、軸頭和軸身組成，本課題設計的軸選為階梯軸，圖例如下所示圖31階梯軸（1）繞輪上轉(zhuǎn)動軸為了能使其能夠旋轉(zhuǎn)，安裝方面設計了兩個支撐架，支撐架上打了孔，將轉(zhuǎn)動軸放入其中，距地面有一定的距離，使其不至于碰到地面，造成磨損。支撐架的孔和轉(zhuǎn)動軸的軸頸相配合。（2）轉(zhuǎn)動軸的設計還考慮到了軸和鋼絲繩的固定方式問題，為了解決這一問題，在中間軸的偏中心處打了通孔，將鋼絲繩穿過孔再將其固定。轉(zhuǎn)動軸上還開了槽，這是為了裝配鋼絲繩擋板而設計的，并在相應的位置開了孔，為了使軸和擋板能40夠固定而設計的。（3）轉(zhuǎn)動軸是輔助動力裝置，在整個電力拖動裝置中，轉(zhuǎn)動軸和電動機一起組合使用才能實現(xiàn)電力拖動的動力源。為了實現(xiàn)這一目標，在軸和電動機軸之間安裝了傳動裝置聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的使用不僅實現(xiàn)了動力源而且得到了軸和電動機同步的轉(zhuǎn)速。聯(lián)軸器的安裝位置在軸的軸頭部分，一端和轉(zhuǎn)動軸相連，一端和電動機的轉(zhuǎn)軸相連，實現(xiàn)傳遞功能。軸的設計圖如圖31所示圖31轉(zhuǎn)動軸示圖（4）在軸的另一端也開了槽，這一端是為了實現(xiàn)和制動器的安裝而設計的，制動器和軸的安裝是為了在拖動重物時實現(xiàn)空中剎車，方便了搬運產(chǎn)品的不同高度需求，提高了工作效率。312繞輪軸材料與軸徑計算3121概述軸是機器中最重要的零件之一，對整個機器能否起正常工作有正常影響。軸的主要功用是定位及支撐回轉(zhuǎn)零件，傳遞運動和動力。根據(jù)軸的承載性質(zhì)不同可將軸分成轉(zhuǎn)軸、傳動軸和心軸。轉(zhuǎn)軸在工作中既承受彎矩有傳遞扭矩的軸，傳動軸則承受扭矩，心軸則承受彎矩而不傳遞扭矩的軸。根據(jù)軸線形狀不同，軸又可分為直軸、曲軸和繞性軸。此外，按軸的結(jié)構、形狀等又可分為階梯軸、光軸。其中階梯軸易于做到等強度設計，且軸上的零件拆裝方便，應用廣泛。3122軸的材料及選型軸工作時，內(nèi)部應力多為交變循環(huán)應力，所以，軸的損壞多為疲勞破壞，軸41對應力集中很敏感。有些軸的表面直接作為運動副的一部分，對耐磨性也有一定的要求。軸的選材還要考慮從毛坯到后期加工的工藝性好壞?；谝陨峡紤]，軸的材料主要選用碳素鋼和合金鋼，毛坯對位軋制圓鋼或鍛件。碳素鋼的強度低于合金鋼，但是它的價格低廉，對應力集中的敏感性低，通過適當?shù)臒崽幚硪材芴岣咂淠湍バ院涂蛊趶姸龋?，選用碳素鋼制造軸最普遍。另外，常溫下碳素鋼和合金鋼相比，兩者的彈性模量相差不大，靠用和合金鋼來增大軸的鋼度并不合適。軸的材料選合金鋼的目的是降低軸的尺寸重量等，或是利用合金鋼良好的淬火性來滿足軸局部表面的耐磨性要求。制造軸最常用的碳素鋼是45號鋼，其他諸如35號、40號鋼等也可選用。要求高時，也可選用Q235A、Q275等普通碳素鋼。為發(fā)揮其機械性能，選用此類鋼要進行調(diào)質(zhì)或正火處理。合金鋼中較常用于制造軸的主要是20CR、40CR、35CRMO、35SIMN等。表31軸的常用材料及主要機械性能