橋式起重機(jī)起升結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)課件

1、唐 山 學(xué) 院 工廠電氣控制 課 程 設(shè) 計(jì) 題 目 橋式起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)電氣控制 系 (部) 信息工程系 班 級 電本一班 姓 名 馬維東 學(xué) 號 4120208106 指導(dǎo)教師 周劍利 江培蕾 田紅霞 2014 年 12 月 22 日至 12月 25 日 共 1 周2014 年12 月24日 1目錄1 引言11.1橋式起重機(jī)的簡介11.2橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)組成12 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求32.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容32.2 設(shè)計(jì)要求33 起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇43.1提升機(jī)構(gòu)工作原理43.2選擇提升機(jī)構(gòu)電機(jī)所需技術(shù)數(shù)據(jù)43.3初選電機(jī)43.4電機(jī)制動(dòng)器的選擇53.5電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)53.6檢驗(yàn)過載能力73.7

2、電阻計(jì)算74 制圖105總結(jié)12參考文獻(xiàn)13附錄14課程設(shè)計(jì)說明1 引言1.1橋式起重機(jī)的簡介橋式任何生產(chǎn)機(jī)械都由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)構(gòu)和操縱控制設(shè)備等組成。如果以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)，則它的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)裝置通常稱為電力拖動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)、控制操縱部分，電氣電路和電氣器件等等習(xí)慣統(tǒng)稱電氣設(shè)備。 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。這種起重機(jī)廣泛用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露

3、天貯料場等處。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡易梁橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)3種。龍門式起重機(jī)是屬于橋式類型起重機(jī)的一種。懸臂梁的作用可使起重小車在主梁上的走行距離延長，擴(kuò)大作業(yè)范圍。龍門起重機(jī)的使用大大降低了裝卸工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工人的操作條件，提高了裝卸作業(yè)生產(chǎn)能力和勞動(dòng)生產(chǎn)率，是保證施工生產(chǎn)質(zhì)量和效益的關(guān)鍵起重設(shè)備。龍門起重機(jī)廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中，例如在電力場合設(shè)備的地面組合、設(shè)備的敘作加工配合、水泥框架的預(yù)制、物件的吊運(yùn)等，在鐵路貨場裝卸火車、汽車，在船里吊裝船段，在水電站大壩起吊閘門，在港口碼頭裝卸集裝箱，在工廠內(nèi)部起吊和搬運(yùn)笨重的成件物品，在建筑安裝工地進(jìn)行施工作業(yè)，在儲(chǔ)

4、木場堆識木材等場合。龍門式起重機(jī)由機(jī)械傳動(dòng)、金屬結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備三大部分組成。機(jī)械傳動(dòng)部分又由起升機(jī)構(gòu)、小車走行機(jī)構(gòu)、大車走行機(jī)構(gòu)等構(gòu)成，此三者即為門式起重機(jī)的三大工作機(jī)構(gòu)，它們分別實(shí)現(xiàn)吊裝貨物的上下升降，左右(橫向)搬移和前后(縱向)搬運(yùn)三個(gè)動(dòng)作，構(gòu)成一個(gè)作業(yè)區(qū)域。1.2橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)組成任何生產(chǎn)機(jī)械都由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)構(gòu)和操縱控制設(shè)備等組成。如果以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)，則它的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)裝置通常稱為電力拖動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)、控制操縱部分，電氣電路和電氣器件等等習(xí)慣統(tǒng)稱電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的功用主要在于：由電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，通過傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作機(jī)構(gòu)；控制

5、設(shè)備通過各種控制器件和電器元件用來控制電動(dòng)機(jī)按工作機(jī)構(gòu)的要求完成各種動(dòng)作。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)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。小車架是支托和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)包括制動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)、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。小車架是支托和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方

6、式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動(dòng)，即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪；另一類為分別驅(qū)動(dòng)、即兩邊的主動(dòng)車輪各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。中、小型橋式起重機(jī)較多采用制動(dòng)器、減速器和電動(dòng)機(jī)組合成一體的“三合一”驅(qū)動(dòng)方式，大起重量的普通橋式起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動(dòng)裝置常采用萬向聯(lián)軸器。2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容橋式起重機(jī)跨距40m，起重量20t，起升高度20m，工作類型為中型(FC25)，可進(jìn)行貨物的裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)及堆放等作業(yè)。提升額定起重量時(shí)可實(shí)現(xiàn),三級速度，調(diào)速電阻同時(shí)兼做起動(dòng)電阻。可實(shí)現(xiàn)下放額定載荷。2.2 設(shè)計(jì)要求完成提升機(jī)構(gòu)拖動(dòng)電機(jī)選擇及其起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速電氣控制設(shè)計(jì)，繪制電氣原理圖，

7、撰寫說明書。課程設(shè)計(jì)要像正式設(shè)計(jì)一樣，以高度的責(zé)任感，嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍的態(tài)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，通過課程設(shè)計(jì)樹立起正確的設(shè)計(jì)思想和良好的工作作風(fēng)。課程設(shè)計(jì)中應(yīng)深入研究現(xiàn)有的資料和典型結(jié)構(gòu)，并充分利用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；既不盲目抄襲，也不脫離實(shí)際的“閉門造車”；應(yīng)該在學(xué)習(xí)和繼承的基礎(chǔ)上調(diào)查研究，進(jìn)行改造和創(chuàng)新。3 起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇3.1提升機(jī)構(gòu)工作原理電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器，補(bǔ)償器，制動(dòng)輪聯(lián)軸將動(dòng)力傳遞給減速器的高速軸端，經(jīng)減速器將動(dòng)力電動(dòng)機(jī)高速數(shù)降低到低速數(shù)，由低速軸輸出，經(jīng)卷筒內(nèi)齒圈，把動(dòng)力傳遞給卷筒組，再通過鋼絲繩和滑輪組使吊鉤進(jìn)行升降，完成升降重物的任務(wù)。3.2選擇提升機(jī)構(gòu)電機(jī)所

8、需技術(shù)數(shù)據(jù)(1)起重量： (2)卷筒飛輪轉(zhuǎn)矩：(3)減速器傳動(dòng)比： (4)減速器效率：(5)卷筒直徑： (6)空鉤重：(7)鋼繩直徑： (8)動(dòng)滑輪承載繩數(shù)：(9)動(dòng)滑輪效率： (10)卷筒效率：3.3初選電機(jī) (1)額定效率： (2)空鉤負(fù)載系數(shù)： (3)查表得： (空鉤提升) (空鉤下放) (4) (5) (6)負(fù)載轉(zhuǎn)矩：()折算到電機(jī)軸 從而可得： (7)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速： (8)電機(jī)額定功率： 選擇電機(jī)的型號為YZR280S-10 其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：定子電流 轉(zhuǎn)子電流 轉(zhuǎn)速輸出功率 轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量額定功率 額定電壓 最大電磁轉(zhuǎn)矩F級溫升 3.4電機(jī)制動(dòng)器的選擇 優(yōu)選長行程，選擇的制動(dòng)器的飛

9、輪轉(zhuǎn)矩為3.5電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)(1) (2)選擇電機(jī)起動(dòng)過程最大轉(zhuǎn)矩(提升和下降) (3)最小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩： (4)提升、下降時(shí)的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩： (5)拖動(dòng)系統(tǒng)折算到電動(dòng)機(jī)軸的飛輪轉(zhuǎn)矩 此時(shí)應(yīng)考慮電磁鐵飛輪轉(zhuǎn)矩折算： 空鉤： 卷筒： (6)空鉤下放起動(dòng)時(shí)間的確定： 由 得： (7)負(fù)荷提升起動(dòng)時(shí)間： 由 得： (8)負(fù)荷下放起動(dòng)時(shí)間：由 得： (9)空鉤提升起動(dòng)時(shí)間：由 得： (10)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間的確定：工藝要求四段的相同，則： (11)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的等效轉(zhuǎn)矩： 當(dāng)FC%=25%時(shí)， ，滿足發(fā)熱方面的要求條件。3.6檢驗(yàn)過載能力 電動(dòng)機(jī)的過載通常是三相均衡過載，一般只需要一相設(shè)置電流互感器，就能檢測出

10、電動(dòng)機(jī)的過載狀態(tài)。檢驗(yàn)電機(jī)的過載能力，發(fā)現(xiàn)在一定的電流范圍內(nèi)，所選電動(dòng)機(jī)能夠正常運(yùn)行，因此電機(jī)選擇合適。3.7電阻計(jì)算 (1)關(guān)于轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率的計(jì)算 按要求實(shí)現(xiàn)三級速度： 553r/min (2)串入電阻的計(jì)算： 負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定時(shí)： ， ， 則： 串入可以實(shí)現(xiàn)速度提升負(fù)載。 經(jīng)計(jì)算得： 再串入 可以實(shí)現(xiàn)速度提升載荷。 經(jīng)計(jì)算得： 再串入 可以完成速度提升負(fù)載。 接入能產(chǎn)生0.4起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的負(fù)載電阻以防止起動(dòng)沖擊。 由 得： (3)實(shí)現(xiàn)下放載荷(倒拉反接制動(dòng)) 可串入電阻實(shí)現(xiàn)。4 制圖 4.1 起重機(jī)電氣原理圖圖4-1 起升機(jī)構(gòu)電氣原理圖4.2起升機(jī)構(gòu)控制電路工作原理主電路由刀開關(guān)QS和三個(gè)過流KA

11、1、KA2、KA3；制動(dòng)器電機(jī)由接觸器KM3主觸頭控制；KM1、KM2控制電動(dòng)機(jī)定子電路，使電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)；KM4、KM5為反接制動(dòng)接觸器，控制反接電阻R1、R2；KM6、KM7、KM8、KM9起動(dòng)加速接觸器，用來控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻的切斷與串入，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的速度；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串有7段三相對稱電阻，其中R1、R2為反接制動(dòng)限流電阻，R3-R6為起動(dòng)加速電阻，R7為常接電阻，用來軟化機(jī)械特性，SQ5、SQ6為上升與下降極限限位開關(guān)?？刂齐娐酚芍髁羁刂破鱏A和PQR10型磁力控制屏組成，上升和下降各分為六檔上升6檔中各檔依次短接電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中的電阻，使電動(dòng)機(jī)加速運(yùn)行，而定子電路的接法保持不變。下降

12、6檔中，前3檔(C、1、2)，電動(dòng)機(jī)相序接法與上升時(shí)間相同，但轉(zhuǎn)子中串入了較大的電阻，在一定的位能轉(zhuǎn)矩負(fù)載下電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在速度反向的倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)，從而得到較小的下降速度，適用于重負(fù)載下降。在后3檔(3、4、5)，電動(dòng)機(jī)按下降方向運(yùn)轉(zhuǎn)，得到強(qiáng)力下放，適用于輕載(空鉤)下降。主令控制器SA共12對觸點(diǎn)，通過控制繼電器老控制電動(dòng)機(jī)定子電路，使其正反轉(zhuǎn)，控制轉(zhuǎn)子電路上的電阻的切斷來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于是通過繼電器來控制的，可以采用對稱控制電阻切斷。5總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)對我而言，是對工廠電氣控制技術(shù)的一次綜合復(fù)習(xí)和應(yīng)用。這一段時(shí)間的課程設(shè)計(jì)，使我得到了很多經(jīng)驗(yàn)，并且鞏固加深以及擴(kuò)大了專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識的能力。在本次設(shè)計(jì)中，我而且完成了：起升機(jī)構(gòu)控制線路的設(shè)計(jì)以及主線路原理圖的設(shè)計(jì)；并對電機(jī)進(jìn)行了選型；最后完成了布線圖。不過在本次的課程設(shè)計(jì)當(dāng)中仍然存在一些缺陷：起重機(jī)的起升和下方的時(shí)間過長；未能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)控制，從而在電氣室里控制起重機(jī)。參考文獻(xiàn)1 趙國君.通用橋式和門式起重機(jī)M.機(jī)械工業(yè)出版社,20022 周紹英.電力拖動(dòng)M.冶金工業(yè)出版社,20063 廖常初.PLC編