門式起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)電氣控制設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

門式起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)電氣控制設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 1第1章緒論 11．起重機(jī)概述 11.1起重機(jī)介紹 11.2起重機(jī)分類 21.2.1橋架型起重機(jī) 21.2.2臂架型起重機(jī) 41.3起重機(jī)的發(fā)展 5第二章起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和性能參數(shù) 82.1起升機(jī)構(gòu) 82.1.1卷繞系統(tǒng) 102.1.2吊載裝置 112.2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 132.2.1旋轉(zhuǎn)支撐裝置 132.2.2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置 142.3運(yùn)行機(jī)構(gòu) 172.4變幅機(jī)構(gòu) 182.5起重機(jī)主要性能參數(shù) 19第三章變幅機(jī)構(gòu)的選型 223.1變幅機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)： 223.2非工作性變幅機(jī)構(gòu)和工作性變幅機(jī)構(gòu) 223.2.1非工作性變幅機(jī)構(gòu) 223.2.2工作性變幅機(jī)構(gòu) 223.3運(yùn)行小車式變幅機(jī)構(gòu)和臂架式變幅機(jī)構(gòu) 233.3.1運(yùn)行小車式變幅機(jī)構(gòu) 23第四章機(jī)電傳動(dòng)方案的分析與擬定 274.1變幅機(jī)構(gòu)特性分析 274.2三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)特性分析 274.2.1逐級切除啟動(dòng)電阻法 274.2.2頻敏變阻器啟動(dòng)法 284.3變幅機(jī)構(gòu)調(diào)速特性分析 294.3.1變頻調(diào)速 294.3.2轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速 294．4保護(hù)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì) 294.4.1超負(fù)荷限制器幅度保護(hù) 294.4.2過電流保護(hù) 304.4.3零位連鎖保護(hù) 304.4.4左右旋轉(zhuǎn)形成限位保護(hù) 304.5主令控制器設(shè)計(jì) 30第五章變幅機(jī)構(gòu)PLC控制線路設(shè)計(jì) 315.1PLC工作原理及特點(diǎn) 315.2PLC輸入/輸出地址表 323.3PLC外部接線圖 323.4PLC梯形圖程序 323.5PLC指令語句表程序 32第六章變幅機(jī)構(gòu)電路工作原理 386.1工作原理: 386.2變幅機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)調(diào)速過程： 386.3電動(dòng)機(jī)3M的制動(dòng)過程： 396.4變幅機(jī)構(gòu)的保護(hù)措施 39設(shè)計(jì)小結(jié) 40致 41參考文獻(xiàn) 42

摘要在門座式起重機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，首先綜合介紹了門座式起重機(jī)的特點(diǎn)、分類、結(jié)構(gòu)以及其現(xiàn)況及發(fā)展前景。接下來確定總體方案，畫出門座式起動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖，并對各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。在起重機(jī)的重要部分起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)是確定相應(yīng)噸位的吊鉤、鋼絲繩，卷筒的尺寸計(jì)算及電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器等的選擇。最后的門座式起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分為臂架設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，臂架是采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法來做的，通過Matlab軟件得出結(jié)果。關(guān)鍵詞：門座式起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)，變幅機(jī)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計(jì)

AbstractInthedesignprocessportalcraneyouarefirstcomprehensivedescribesthecharacteristicsofthehoistclassificationstructureanditscurrentstatusandprospects，NextdeterminetheoverallschemedrawadiagramofthePortalStarterofinstitutionsandonindividualexecutivebodyofthemainargumentsareevaluated.Animportantpartofthecraneliftingmechanismdesignitwasimportanttodeterminetheappropriatetonnageofhookwireropereelsizecalculationandmotorspeedreducersbrakesetc.ThelastofthehoistmechanismdesignintoarmanddrivemechanismdesigntheboomistheoptimizationofmethodstodothefindingsthroughMatlabsoftware.KeyWords：Portalcranehoistmechanismmechanismoptimaldesign第1章緒論1．起重機(jī)概述起重機(jī)(Crane)屬于起重機(jī)械的一種，是一種作循環(huán)、間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。一個(gè)工作循環(huán)包括：取物裝置從取物地把物品提起，然后水平移動(dòng)到指定地點(diǎn)降下物品，接著進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)，使取物裝置返回原位，以便進(jìn)行下一次循環(huán)。起重機(jī)械，是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移動(dòng)重物的機(jī)電設(shè)備，其圍規(guī)定為額定起重量大于或者等于0.5t的升降機(jī)；額定起重量大于或者等于1t，且提升高度大于或者等于2m的起重機(jī)和承重形式固定的電動(dòng)葫蘆等。1.1起重機(jī)介紹歐式起重機(jī)歐式起重機(jī)采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念，具有尺寸小，重量輕，輪壓小的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)起重機(jī)相比，吊鉤至墻面的極限距離最小，凈空高度最低，科力起重機(jī)更能貼近前面作業(yè)，起升高度更高，實(shí)際增加了現(xiàn)有廠房的有效工作空間。由于起重機(jī)具有重量輕，輪壓小的特點(diǎn)，新廠房空間可以設(shè)計(jì)的更小，功能更齊全。1.2起重機(jī)分類在建橋工程中所用的起重機(jī)械，根據(jù)其構(gòu)造和性能的不同，一般可分為輕小型起重設(shè)備、橋式類型起重機(jī)械和臂架類型起重機(jī)三大類。輕小型起重設(shè)備如：千斤頂、氣動(dòng)葫蘆、電動(dòng)葫蘆、平衡葫蘆（又名平衡吊）、卷揚(yáng)機(jī)等。橋架類型起重機(jī)械如梁式起重機(jī)、龍門起重機(jī)等。臂架類型起重機(jī)如固定式回轉(zhuǎn)起重機(jī)、塔式起重機(jī)、汽車起重機(jī)、輪胎、履帶起重機(jī)等。在一定圍垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多動(dòng)作起重機(jī)械。又稱吊車。屬于物料搬運(yùn)機(jī)械。起重機(jī)的工作特點(diǎn)是做間歇性運(yùn)動(dòng)，即在一個(gè)工作循環(huán)中取料、運(yùn)移、卸載等動(dòng)作的相應(yīng)機(jī)構(gòu)是交替工作的。按結(jié)構(gòu)形式，，起重機(jī)主要分為橋架型起重機(jī)和臂架型起重機(jī)兩類。1.2.1橋架型起重機(jī)可在長方形場地及其上空作業(yè)，多用于車間、倉庫、露天堆場等處的物品裝卸，有梁式起重機(jī)、橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、纜索起重機(jī)、運(yùn)載橋等。（1）梁式起重機(jī)梁式起重機(jī)主要包括單梁橋式起重機(jī)和雙梁橋式起重機(jī)。單梁橋式起重機(jī)橋架的主梁多采用工字型鋼或鋼型與鋼板的組合截面。起重小車常為手拉葫蘆、電動(dòng)葫蘆或用葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)部件裝配而成。按橋架支承式和懸掛式兩種。前者橋架沿車梁上的起重機(jī)軌道運(yùn)行；后者的橋架沿懸掛在廠房屋架下的起重機(jī)軌道運(yùn)行。單梁橋式起重機(jī)分手動(dòng)、電動(dòng)兩種。手動(dòng)單梁橋式起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的工作速度較低，起重量也較小，但自身質(zhì)量小，便于組織生產(chǎn)，成本低，時(shí)候用于無電源后搬運(yùn)量不大，對速度與生產(chǎn)率要求不高的場合。手動(dòng)單梁橋式起重機(jī)采用手動(dòng)單軌小車作為運(yùn)行小車，用手拉葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)，橋架由主梁和端梁組成。主梁一般采用單根工字鋼，端梁則用型鋼或壓彎成型的鋼板焊成。電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)工作速度、生產(chǎn)率較手動(dòng)的高，起重量也較大。電動(dòng)單梁橋式起重機(jī)由橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)葫蘆及電氣設(shè)備等部分組成。（2）橋式起重機(jī)：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)用在室外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。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)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)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)。（3）門式起重機(jī)門式起重機(jī)一般根據(jù)門架結(jié)構(gòu)形式、主梁形式、吊具形式來進(jìn)行分類。按門框結(jié)構(gòu)形式分（a）全門式起重機(jī)：主梁無懸伸，小車在主跨度進(jìn)行。（b）半門式起重機(jī)：支腿有高低差，可根據(jù)使用場地的土建要求而定。（c）雙懸臂門式起重機(jī)：最常見的一種結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)的受力和場地面積的有效利用都是合理的。（d）單懸臂門式起重機(jī)：這種結(jié)構(gòu)形式往往是因場地的限制而被選用。按主梁結(jié)構(gòu)形式分（a）單主梁門式起重機(jī)單主梁懸臂門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造安裝方便，自身質(zhì)量小，主梁多為偏軌箱形架結(jié)構(gòu)。與雙主梁門式起重機(jī)相比，整體剛度要弱一些。因此，當(dāng)起重量Q≤50t、跨度S≤35m時(shí),可采用這種形式。單主門梁式起重機(jī)門腿有L型和C型兩種形式.L型的制造安裝方便，受力情況好,自身質(zhì)量較小，但是,吊運(yùn)貨物通過支腿處的空間相對小一些。C型的支腳做成傾斜或彎曲形，目的在于有較大的橫向空間,以使貨物順利通過支腳。(b)雙梁橋式起重機(jī)雙梁橋式起重機(jī)承載能力強(qiáng)，跨度大、整體穩(wěn)定性好，品種多，但自身質(zhì)量與相同起重量的單主梁門式起重機(jī)相比要大些，造價(jià)也較高。根據(jù)主梁結(jié)構(gòu)不同，又可分為箱形梁和桁架兩種形式。目前一般多采用箱形結(jié)構(gòu)。1.2.2臂架型起重機(jī)（1）懸臂起重機(jī)有立柱式、壁掛式、平衡起重機(jī)三種形式.①柱式懸臂起重機(jī)是懸臂可繞固定于基座上的定柱回轉(zhuǎn)，或者是懸臂與轉(zhuǎn)柱剛接，在基座支承一起相對于垂直中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的由立柱和懸臂組成的懸臂起重機(jī)。它適用于起重量不大，作業(yè)服務(wù)圍為圓形或扇形的場合。一般用于機(jī)床等的工件裝卡和搬運(yùn)。柱式懸臂起重機(jī)多采用環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆作為起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)，較少采用鋼絲繩電動(dòng)葫蘆和手拉葫蘆。旋轉(zhuǎn)和水平移動(dòng)作業(yè)多采用手動(dòng)，只有在起重量較大時(shí)才采用電動(dòng)。②壁上起重機(jī)是固定在墻壁上的懸臂起重機(jī)，或者可沿墻上或其他支撐結(jié)構(gòu)上的高架軌道運(yùn)行的懸臂起重機(jī)。壁行起重機(jī)的使用場合為跨度較大、建筑高度較大的車間或倉庫，靠近墻壁附近處吊運(yùn)作業(yè)較頻繁時(shí)最適合。壁行起重機(jī)多與上方的梁式或橋式起重機(jī)配合使用，在靠近墻壁處服務(wù)于一長方體空間，負(fù)責(zé)吊運(yùn)輕小物件，大件由梁式或橋式起重機(jī)承擔(dān)。③平衡起重機(jī)俗稱平衡吊，它是運(yùn)用四連桿機(jī)構(gòu)原理使載荷與平衡配重構(gòu)成一平衡系統(tǒng)，可以采用多種吊具靈活而輕松地在三維空間吊運(yùn)載荷。平衡起重機(jī)輕巧靈活，是一種理想的吊運(yùn)小件物品的起重設(shè)備，被廣泛用于工廠車間的機(jī)床上下料，工序間、自動(dòng)線、生產(chǎn)線工件、砂箱吊運(yùn)、零部件裝配，以及車站、碼頭、倉庫等各種場合1.3起重機(jī)的發(fā)展中國古代灌溉農(nóng)田用的桔是臂架型起重機(jī)的雛形。14世紀(jì)，西歐了人力和畜力驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)臂架型起重機(jī)。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)。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)和燃機(jī)工業(yè)迅速發(fā)展，以電動(dòng)機(jī)或燃機(jī)為動(dòng)力裝置的各種起重機(jī)基本形成。近20年世界起重機(jī)行業(yè)發(fā)生了很大變化。RT（越野輪胎起重機(jī)）和AT（全地面起重機(jī)）產(chǎn)品的迅速發(fā)展，打破了原有產(chǎn)品與市場格局，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展及市場激烈競爭沖擊下，導(dǎo)致世界市場進(jìn)一步趨向一體化。目前世界工程起重機(jī)年銷售額已達(dá)75億美元左右。主要生產(chǎn)國為美國、日本、德國、法國、意大利等，世界頂級公司有10多家，世界市場主要集中在北美、日本/亞洲和歐洲。美國既是生產(chǎn)工程起重機(jī)的主要國家，又是最大的世界市場之一。由于日本、德國起重機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展及RT和AT產(chǎn)品的興起，美國廠商曾在60～70年代世界市場中占有的主導(dǎo)地位受到削弱，從而形成美國、日本和德國三足鼎立之勢。近幾年美國經(jīng)濟(jì)回升，市場活躍，外國廠商紛紛參與競爭。美國制造商的實(shí)力也有所增強(qiáng)，特雷克斯起重機(jī)公司的崛起即是例證。特雷克斯起重機(jī)公司前身是美國科林起重機(jī)廠。1995年以來，通過一系列的兼并活動(dòng)，已發(fā)展成為世界頂級公司之一。年銷售額從1992年的5000萬美元猛增到1998年的7.71億美元，1999年有望突破10億美元。日本從70年代起成為工程起重機(jī)生產(chǎn)大國，產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量提高很快，已出口到歐美市場，年總產(chǎn)量居世界第一。自1992年以來，由于受日元升值、國基建投資下降和亞洲金融危機(jī)影響，年產(chǎn)量呈下降趨勢。年總產(chǎn)值從1991年約5100億日元下降到1997年的3100億日元左右，1998年又比1997年下降1/3以上。1998年日本工程起重機(jī)總產(chǎn)量為25560臺(tái)，其中，RT產(chǎn)品2087臺(tái)，汽車起重機(jī)820臺(tái)，履帶起重機(jī)692臺(tái)，隨車起重機(jī)15032臺(tái)，其他兩類機(jī)種共7029臺(tái)。RT產(chǎn)品年總產(chǎn)值達(dá)550億日元，為各機(jī)種之首，其次為履帶起重機(jī)，約400億日元。1991年日本5t以上的輪式起重機(jī)市場總銷售量達(dá)6700臺(tái)，目前日本市場年需求量為3000臺(tái)。歐洲市場是潛力很大的市場。歐洲各工業(yè)國既是工程起重機(jī)的出口國，也是重要的進(jìn)口國。德國是最大的歐洲市場，其次為英國、法國、意大利等國。在德國AT產(chǎn)品市場份額中，利勃海爾占53%，格魯夫占16%，德馬泰克占14%，多田野和特雷克斯各占10%和5%。今天，起重機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀日漸繁盛，逐漸被越來越多的人士關(guān)注，發(fā)展也越來越好，現(xiàn)在中國是世界上最大的起重機(jī)市場。中國目前共有起重機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)約500家。從2001年開始，受益于出口持續(xù)高速增長、冶金行業(yè)的持續(xù)發(fā)展、高速增長的房地產(chǎn)市場等積極因素的拉動(dòng)，中國起重機(jī)行業(yè)持續(xù)保持著快速發(fā)展，從產(chǎn)量上看，2001-2007年起重設(shè)備復(fù)合增長率高達(dá)36%。2009年起重運(yùn)輸設(shè)備行業(yè)出口規(guī)模為35.68億美元，比2008年下降了12%；同時(shí)起重機(jī)械行業(yè)外貿(mào)依存度為10%；出口比例最高的產(chǎn)品是集裝箱裝卸橋，占42%，其次是龍門式起重機(jī)，占19%；從出口國家來看，2009年起重運(yùn)輸設(shè)備行業(yè)出口國家比較分散，主要國家是是國、印尼和西班牙。

第二章起重機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)2.1起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)中不可少的機(jī)構(gòu)，其作用是提升貨物。起升機(jī)構(gòu)有驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、卷繞系統(tǒng)等組成。圖所示的起升機(jī)構(gòu)中，電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器同齒輪減速器相連接。機(jī)構(gòu)工作時(shí)，減速器輸出軸上得卷筒將鋼絲繩卷進(jìn)或放出，通過滑輪組系統(tǒng)，使吊鉤上得物品起升或下降。停止升降后懸吊的物品依靠制動(dòng)器制動(dòng)。吊鉤升降則通過電動(dòng)機(jī)換向開動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。起升機(jī)構(gòu)還包括電器或液壓等傳動(dòng)和操縱設(shè)備，以及支撐構(gòu)架、安全裝置等等。圖2-1起升機(jī)構(gòu)總裝圖1-電動(dòng)機(jī)；2-聯(lián)軸器制動(dòng)輪；3-制動(dòng)器；4-速度限制器；減速器；6-卷筒；7-行程限位器圖2-2起升機(jī)構(gòu)示意圖1-減速器；2-制動(dòng)器；3-聯(lián)軸器兼制動(dòng)輪；4-電動(dòng)機(jī)；5-卷筒；6-鋼絲繩；7-導(dǎo)向滑輪；8-導(dǎo)向滑輪及定滑輪組；9-動(dòng)滑輪組夾套及吊鉤 2.1.1卷繞系統(tǒng)卷筒與物品之間通過撓性件構(gòu)成連接，撓性件一次通過個(gè)卷繞構(gòu)建（滑輪和卷筒），形成卷繞系統(tǒng)，如圖所示。卷繞裝置將卷筒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成物品的直線運(yùn)動(dòng)，并且還改變運(yùn)動(dòng)的方向和速度。所以卷繞裝置實(shí)際上是傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，他參與著運(yùn)動(dòng)形式及能量轉(zhuǎn)化的作用。圖3-3起升卷繞系統(tǒng)簡圖1-卷筒2-導(dǎo)向滑輪3-鋼絲繩4-鋼絲繩托輥5-平衡滑輪6-動(dòng)滑輪圖3-4無長軸卷筒與與減速器鉸接2.1.2吊載裝置在開動(dòng)起升機(jī)構(gòu)升降和裝卸物品時(shí)，吊載裝置是直接聯(lián)系物品的執(zhí)行構(gòu)件，因此它對勞動(dòng)安全和生產(chǎn)效率具有重要的意義。由于機(jī)構(gòu)工作對象種類繁多，如件裝得、散粒的、液態(tài)的、的等等，他們的物理性質(zhì)和幾何形狀又各具特點(diǎn)，為適應(yīng)各類物品的吊裝工作，常用的有吊鉤、吊環(huán)、扎具、夾鉗、電磁盤、真空吸盤、料斗、抓斗、盛統(tǒng)。下面對吊鉤以及其夾具加以概略介紹。吊鉤分單勾和雙鉤兩種方式。一般在小起重量的情況下，都用單勾，而在起重量較大的情況下，適宜采用雙鉤。圖3-5截面應(yīng)力分析圖3-6片式雙鉤圖3-7單勾圖3-8雙鉤圖3-9單勾及雙鉤夾套2.2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括支撐裝置和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分。旋轉(zhuǎn)支撐裝置為起重機(jī)旋轉(zhuǎn)部分踢狗穩(wěn)定的支撐，并將來自旋轉(zhuǎn)部分的壓力傳遞給門架。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)則用來驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)部分相對于門架實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用是繞起重機(jī)的垂直軸線在水平平面沿圓弧弧線運(yùn)移物品，當(dāng)旋轉(zhuǎn)與變幅配合動(dòng)作時(shí)，起重機(jī)的服務(wù)圍將是一個(gè)以最小和最大幅度為外半徑的圓環(huán)面。2.2.1旋轉(zhuǎn)支撐裝置旋轉(zhuǎn)部分必然有支撐裝置。旋轉(zhuǎn)支撐裝置分柱式和轉(zhuǎn)盤式兩大類。支撐裝置所取的形式對整臺(tái)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)情況具有實(shí)質(zhì)性的影響。起重機(jī)也因此隨旋轉(zhuǎn)支撐裝置的形式面分為轉(zhuǎn)柱式、轉(zhuǎn)盤式等，這兩種形式在門座起重機(jī)中較常見。本設(shè)計(jì)采用轉(zhuǎn)柱式旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)。采用轉(zhuǎn)柱式旋轉(zhuǎn)集成裝置的起重機(jī)具有一個(gè)圖3-10轉(zhuǎn)柱上、下支撐結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)部分裝成一體的轉(zhuǎn)柱，轉(zhuǎn)柱插入門架，依靠上、下支撐座支撐，并通過驅(qū)動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。支承座有良好的密封潤滑裝置以及保證適當(dāng)?shù)墓ぷ鳁l件，此外還必須考慮裝拆維修時(shí)的操作要求。2.2.2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置1）傳動(dòng)形式的選擇門座起重機(jī)一般都采用齒圈式旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通常旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置都裝在旋轉(zhuǎn)部分上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的小齒輪與固定在門架上得大齒圈相嚙合，這最后一對齒輪可做成外嚙合的，也可以做成嚙合的。圖3-11旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減速器最近國外有用大力矩徑向柱塞液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)與大齒圈嚙合的小齒輪。當(dāng)用多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)，各套驅(qū)動(dòng)季候用液壓系統(tǒng)并聯(lián)，因而他們能夠可以均勻地承受載荷。當(dāng)旋轉(zhuǎn)功率較大時(shí)，可將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成兩套獨(dú)立的裝置，這樣既便于布置，也有利于驅(qū)動(dòng)裝置標(biāo)準(zhǔn)化。圖3-12豎軸式圓柱齒輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3)制動(dòng)裝置對門式起重機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用常開式可操縱的制動(dòng)器（如圖13所示）較為合適，即使當(dāng)風(fēng)力和旋轉(zhuǎn)部分的慣量所引起的載荷劇烈變化時(shí)，他仍能使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)獲得平穩(wěn)的制動(dòng)。此外，它可以允許臂架在非工作狀態(tài)時(shí)自動(dòng)順風(fēng)調(diào)向，以減少迎風(fēng)面積。制動(dòng)器應(yīng)該按中作狀態(tài)最大風(fēng)力、臂架處于最不利位置、懸掛著的物品有最大偏角的條件進(jìn)行計(jì)算。在裝有極限力矩聯(lián)軸器的情況下制動(dòng)器按極限力矩計(jì)算。制動(dòng)器以裝在電動(dòng)機(jī)與極限力矩聯(lián)軸器之間為宜。常開式制動(dòng)器一般都采用腳踏操縱，并通過鋼絲繩、杠桿、液壓或氣壓等傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)上閘制動(dòng)。4)緩沖裝置為了減緩旋轉(zhuǎn)慣性載荷與沖擊，有些門座起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝有彈簧緩沖器。減速器通過其輸出軸的上下兩個(gè)軸承支撐在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)機(jī)架上，這樣減速器就可以繞該垂直輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，平臺(tái)上裝設(shè)兩只雙向作用的彈簧緩沖器，緩沖器的頂桿與減速器的殼體相連接，起重機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由頂桿通過彈簧將反力傳給平臺(tái)。2.3運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的作用是用來改變門座起重機(jī)的工作位置，從而達(dá)到在水平方向上移動(dòng)物品或改變起重機(jī)工作圍的目的。門座起重機(jī)是有軌運(yùn)行式的起重機(jī)，他只能沿著專門鋪設(shè)的軌道運(yùn)行?，F(xiàn)代門座起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)均采用分別驅(qū)動(dòng)，既每一支腿下面的驅(qū)動(dòng)輪均有一臺(tái)或多臺(tái)獨(dú)立餓驅(qū)動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)輪所占總輪數(shù)的比例，應(yīng)根據(jù)啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)車輪不打滑的要求來確定。一般驅(qū)動(dòng)輪數(shù)目為總輪數(shù)的一半。門座起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)有多種傳動(dòng)布置方案本設(shè)計(jì)采用蝸輪減速器和開式齒輪傳動(dòng)，這種方案傳動(dòng)比比較大，為盡量減小橫向尺寸，電動(dòng)機(jī)縱向布置。圖3-14門座起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)簡圖1-電動(dòng)機(jī)；2-制動(dòng)器；3-聯(lián)軸器；4-蝸輪減速器；5-中均衡梁；6-門架支腿；7-大均衡梁；8-彈簧緩沖器；9-軌道；10-齒輪傳動(dòng)；11-手動(dòng)夾軌器；12-驅(qū)動(dòng)車輪；13-從動(dòng)車輪2.4變幅機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)的用途是改變起重機(jī)的幅度或伸距，即改變吊鉤(或抓斗)中心至起重機(jī)旋轉(zhuǎn)中心軸線的水平距離，以適應(yīng)起重機(jī)在不同條件下裝卸貨物。變幅機(jī)構(gòu)按作業(yè)要求分為非工作性變幅和工作性變幅兩種，按性能要求又可分為非平衡變幅和平衡變幅兩種。非平衡變幅就是在臂架擺動(dòng)時(shí)，臂架的重心和物品的重心都要升高或降低，在減少幅度時(shí)，需要耗費(fèi)很大的驅(qū)動(dòng)功率；而在增大幅度時(shí)，則引起較大的慣性載荷，影響使用性能。因此，非平衡變幅大多用在桅桿起重機(jī)、塔式起重機(jī)或流動(dòng)起重機(jī)等非工作性變幅，即不帶物的變幅。其變幅的速度較低，一般在10～20米份。工作性變幅的起重機(jī)在每--I作循環(huán)中都要變幅，為提高生產(chǎn)率，節(jié)約驅(qū)動(dòng)功率和使操作平衡可靠，需要采用平衡變幅。即應(yīng)用各種方法使起重機(jī)在變幅過程中物品的重心沿水平線或近似水平線移動(dòng)，而臂架系統(tǒng)的重量由活動(dòng)平衡重所平衡，兩者的合成重心也沿水平線移動(dòng)。這種起重機(jī)的變幅可以較大，用于安裝工作時(shí)，變幅速度為10～35米／分：用于裝卸作業(yè)時(shí)，變幅速度為40～90米／分或更高；小起重量時(shí)，取較高速度；大起重量時(shí)，取較低速度。平衡變幅的臂架系統(tǒng)須與起升繩的卷繞和布置方式同時(shí)考慮，根據(jù)不同的工作要求合理選擇臂架的型式及其桿件尺寸，當(dāng)臂架擺動(dòng)時(shí)，使起升繩的伸縮補(bǔ)償?shù)蹉^的垂直位移，達(dá)到吊鉤作水平移動(dòng)的茸的。根據(jù)補(bǔ)償原理，臂架的型式可分為單臂架系統(tǒng)和組合臂架系統(tǒng)兩種。在單臂架系統(tǒng)中，都采用繩索補(bǔ)償法補(bǔ)償?shù)蹉^的垂直位移，以使吊鉤作近似水平移動(dòng)。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，又分滑輪組補(bǔ)償法、轉(zhuǎn)柱導(dǎo)向滑輪補(bǔ)償法、平衡滑輪補(bǔ)償法和平衡卷筒補(bǔ)償法等四種。其中，平衡滑輪補(bǔ)償法的結(jié)構(gòu)簡單、鋼絲繩磨損小，目前在大中起重量門座起重機(jī)上應(yīng)用較多。繩索補(bǔ)償法都具有一些共同的特點(diǎn)，如鋼絲繩長，纏繞的滑輪多，在交幅時(shí)鋼絲繩要在滑輪上滾移，因而加速了鋼絲繩的磨損。但由于鋼絲繩長，在起升物品時(shí)緩沖性能較好，這能減少結(jié)構(gòu)的振動(dòng)；同時(shí)這類補(bǔ)償都使用單臂架，重量輕，設(shè)計(jì)也簡單。近年來，隨著鋼絲繩質(zhì)量的提高，滑輪組補(bǔ)償法和平衡滑輪補(bǔ)償法都應(yīng)用的較多。若不用伸縮補(bǔ)償法，便要用組合臂架系統(tǒng)。組合臂架由臂架、象鼻梁和拉桿等組成。起升繩從吊鉤引至卷筒時(shí)，可以平行或不平行于拉桿軸線或臂架軸線。總的來說，組合臂架系統(tǒng)的顯著優(yōu)點(diǎn)是不需要單臂架那樣的補(bǔ)償滑輪，因此起升繩長度短、卷繞滑輪少、鋼絲繩壽命長；其吊鉤位移曲線要比單臂架的吊鉤位移曲線平滑；吊鉤至象鼻梁端點(diǎn)的距離(即懸掛高度)短，且在變幅時(shí)基本不變，這有助于減少物品的擺動(dòng)，改善變幅工作的性能。詳細(xì)的介紹可以看第二部分變幅機(jī)構(gòu)的方案選型。2.5起重機(jī)主要性能參數(shù)起重機(jī)主要性能參數(shù)指標(biāo)：對于臂架類型起重機(jī)來說，其額定起重量是隨幅度而變化的，其起重特性指標(biāo)是用起重力矩來表征的。標(biāo)牌上標(biāo)定的值是最大起重量。起重機(jī)標(biāo)牌上標(biāo)定的起重量，通常都是指起重機(jī)的額定起重量，應(yīng)醒目表示在起重機(jī)結(jié)構(gòu)的明顯位置上。當(dāng)取物裝置可以放到地面或軌道頂面以下時(shí)，其下放距離稱為下降深度。即吊具最低工作位置與起重機(jī)水平支承面之間的垂直距離。起重機(jī)主要參數(shù)是表征起重機(jī)主要技術(shù)性能指標(biāo)的參數(shù)，是起重機(jī)設(shè)計(jì)的依據(jù)，也是重機(jī)安全技術(shù)要求的重要依據(jù)。1、起重量G起重量指被起升重物的質(zhì)量，單位為kg或t。可分為額定起重量、最大起重量、總起重量、有效起重量等。（1）．額定起重量Gn額定起重量為起重機(jī)能吊起的物料連同可分吊具或?qū)倬撸ㄈ缱ザ?、電磁吸盤、平衡梁等質(zhì)量的總和。（2）總起重量Gz總起重量為起重機(jī)能吊起的物料連同可分吊具和長期固定在起重機(jī)上的吊具和?。òǖ蹉^、滑輪組、起重鋼絲繩以及在起重小車以下的其他起吊物）的質(zhì)量總和。(3)有效起重量Gp有效起重量為起重機(jī)能吊起的物料的凈質(zhì)量。該參數(shù)需要說明如下：第一，起重機(jī)標(biāo)牌上標(biāo)定的起重量，通常都是指起重機(jī)的額定起重量，應(yīng)醒目表示在起重機(jī)結(jié)構(gòu)的明顯位置上。第二，對于臂架類型起重機(jī)來說，其額定起重量是隨幅度而變化的，其起重特性指標(biāo)是用起重力矩來表征的。標(biāo)牌上標(biāo)定的值是最大起重量。第三，帶可分吊具（如抓斗、電磁吸盤、平衡梁等）的起重機(jī)，其吊具和物料質(zhì)量的總服額定起重量，允許起升物料的質(zhì)量是有效起重量。2、起升高度H起升高度是指起重機(jī)運(yùn)行軌道頂面（或地面）到取物裝置上極限位置的垂直距離，單位為m。通常用吊鉤時(shí)，算到吊鉤鉤環(huán)中心；用抓斗及其他容器時(shí)，算到容器底部。(1)．下降深度h當(dāng)取物裝置可以放到地面或軌道頂面以下時(shí)，其下放距離稱為下降深度。即吊具最低工作位置與起重機(jī)水平支承面之間的垂直距離。(2).起升圍D起升圍為起升高度和下降深度之和，即吊具最高和最低工作位置之間的垂直距離。3、跨度S跨度指橋式類型起重機(jī)運(yùn)行軌道中心線之間的水平距離，單位為m。橋式類型起重機(jī)的小車運(yùn)行軌道中心線之間的距離稱為小車的軌距。地面有軌運(yùn)行的臂架式起重機(jī)的運(yùn)行軌道中心線之間的距離稱為該起重機(jī)的軌距。4、幅度L旋轉(zhuǎn)臂架式起重機(jī)的幅度是指旋轉(zhuǎn)中心線與取物裝置鉛垂線之間的水平距離，單位為m。非旋轉(zhuǎn)類型的臂架起重機(jī)的幅度是指吊具中心線至臂架后軸或其他典型軸線之間的水，平距離。當(dāng)臂架傾角最小或小車位置與起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心距離最大時(shí)的幅度為最大幅度；反之為最小幅度。5.工作速度V工作速度是指起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)在額定載荷下穩(wěn)定運(yùn)行的速度。(1)．起升速度Vq起升速度是指起重機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，額定載荷的垂直位移速度，單位為m/min。(2).大車運(yùn)行速度Vk大車運(yùn)行速度是指起重機(jī)在水平路面或軌道上帶額定載荷的運(yùn)行速度，單位為m/min。(3).小車運(yùn)行速度Vt小車運(yùn)行速度是指穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，小車在水平軌道上帶額定載荷的運(yùn)行速度，單位為m/min。(4).變幅速度V1變幅速度是指穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，在變幅平面吊掛最小額定載荷，從最大幅度至最小幅度的水平位移平均線速度，單位為m/min。(5).行走速度V。行走速度是指在道路行駛狀態(tài)下，流動(dòng)式起重機(jī)吊掛額定載荷的平穩(wěn)運(yùn)行速度，單位為km/ho(6).旋轉(zhuǎn)速度ω(7).旋轉(zhuǎn)速度是指穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，起重機(jī)繞其旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)速度，單位為r/min。

第三章變幅機(jī)構(gòu)的選型3.1變幅機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)：用來改變起重機(jī)幅度的機(jī)構(gòu)稱為起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)。變幅機(jī)構(gòu)可以擴(kuò)大起重機(jī)的作業(yè)圍，當(dāng)變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)協(xié)同工作時(shí)，起重機(jī)的作業(yè)圍是一個(gè)環(huán)形空間，變幅機(jī)構(gòu)包括臂架系統(tǒng)和變幅傳動(dòng)系統(tǒng)。變幅機(jī)構(gòu)按照工作性質(zhì)可分為非工作性變幅機(jī)構(gòu)和起作用性變幅機(jī)構(gòu)；按照結(jié)構(gòu)形式可分為運(yùn)行小車式和臂架式（伸縮臂架式和擺動(dòng)臂架式）；按照臂架的變幅性能可分為普通臂架變幅機(jī)構(gòu)和平衡變幅機(jī)構(gòu)。3.2非工作性變幅機(jī)構(gòu)和工作性變幅機(jī)構(gòu)3.2.1非工作性變幅機(jī)構(gòu)非工作性變幅機(jī)構(gòu)只在空載條件下改變幅度，變幅使起重機(jī)調(diào)整到適于調(diào)運(yùn)物品的位置，因?yàn)樵S多起重機(jī)由于受傾翻穩(wěn)定性和構(gòu)件承載能力的限制，在吊運(yùn)重物時(shí)必須將幅度調(diào)整到允許圍以，物品搬運(yùn)過程中，幅度不再改變，因此變幅過程屬于非工作性的，稱為非工作性變幅機(jī)構(gòu)，亦稱為調(diào)整性變幅機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)變幅次數(shù)很少，變幅阻力較小，變幅時(shí)間對起重機(jī)的生產(chǎn)效率影響小。可采用較低的變幅速度，其特點(diǎn)是構(gòu)造簡單，自重輕。3.2.2工作性變幅機(jī)構(gòu)工作性變幅機(jī)構(gòu)能在帶載的條件下實(shí)現(xiàn)起重機(jī)幅度的改變，為了提高起重機(jī)的生產(chǎn)率和更好地滿足作業(yè)要求，常常需要在吊運(yùn)重物時(shí)，改變起重機(jī)的幅度。這種變幅是在帶載條件下進(jìn)行的，其變幅過程是起重機(jī)工作循環(huán)的主要環(huán)節(jié)。這類變幅機(jī)構(gòu)成為工作性變幅機(jī)構(gòu)。工作性變幅機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)是變幅次數(shù)頻，繁變幅時(shí)間對裝卸生產(chǎn)率有直接影響，一般采用較高的變幅速度。工作性變幅機(jī)構(gòu)工作機(jī)動(dòng)性好，但工作驅(qū)動(dòng)功率較大，變幅裝置構(gòu)造復(fù)雜，重量大。3.3運(yùn)行小車式變幅機(jī)構(gòu)和臂架式變幅機(jī)構(gòu)3.3.1運(yùn)行小車式變幅機(jī)構(gòu)運(yùn)行小車式變幅機(jī)構(gòu)是通過小車沿著水平臂架運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)變幅的。運(yùn)行小車式有自行式和繩索牽引式兩種。運(yùn)行小車式變幅機(jī)構(gòu)在變幅時(shí)重物做水平移動(dòng)。易于安裝就位給安裝工作帶來了方便，缺點(diǎn)是比價(jià)承受較大的彎矩，結(jié)構(gòu)自重大，在大起重量起重機(jī)上的應(yīng)用受到限制，常用中小型上回轉(zhuǎn)式塔式起重機(jī)中。（2）臂架式變幅機(jī)構(gòu)臂架式變幅機(jī)構(gòu)分為臂架擺動(dòng)式和臂架伸縮式兩種，臂架式變幅機(jī)構(gòu)起升高度大，拆裝比較方便，廣泛應(yīng)用于各類旋轉(zhuǎn)類起重機(jī)上。其缺點(diǎn)是幅度的有效利用率低，變幅速度不均勻，不帶補(bǔ)償裝置變幅圖3-1時(shí)重物不能做到水平移動(dòng)，不便于安裝就位，變幅功率較大，臂架有傾角，有時(shí)會(huì)與建筑相碰，影響使用性能。2.4.普通臂架和平衡臂架變幅機(jī)構(gòu)普通臂架變幅機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，一般用在塔式起重機(jī)或流動(dòng)式起重機(jī)上，而卻主要是非工作性變幅。平衡臂架變幅比普通臂架變幅機(jī)構(gòu)復(fù)雜。但對于需要經(jīng)常帶載變幅的起重機(jī)來說，由于提高的性能足以彌補(bǔ)構(gòu)造復(fù)雜、自重大等缺點(diǎn)。因此在門座起重機(jī)及塔式起重機(jī)的應(yīng)用日益廣泛。變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求：無論是單臂架系統(tǒng)還是組合臂架系統(tǒng)，他的設(shè)計(jì)要求都是：在整個(gè)變幅過程中使吊鉤的運(yùn)動(dòng)軌跡盡量接近于水平線。變幅機(jī)構(gòu)的形式綜合根據(jù)變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求可得知，我們需要尋找一種機(jī)構(gòu)，使機(jī)構(gòu)上某點(diǎn)的軌跡接近于直線，而實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求的機(jī)構(gòu)也很多有四桿機(jī)構(gòu)、平行四邊形連桿組合機(jī)構(gòu)等。另外根據(jù)平衡變幅的臂架系統(tǒng)需要與起升繩的卷繞和布置方式同時(shí)考慮，根據(jù)不同的工作要求，合理的選擇臂架的形式和桿件尺寸，使臂架擺動(dòng)時(shí)，起升繩的伸縮得到補(bǔ)償而達(dá)到吊鉤水平的目的，又可分為單臂架繩索補(bǔ)償和組合臂架的補(bǔ)償。下面就列舉幾種滿足要求的機(jī)構(gòu)：（1）單臂架繩索補(bǔ)償式四桿變幅機(jī)構(gòu)圖為四桿機(jī)構(gòu)，A、B、C處均沒有滑輪。通過起升繩的補(bǔ)償，當(dāng)設(shè)計(jì)達(dá)到AB+BC-A1B1+B1CH時(shí)，吊鉤可以近似水平移動(dòng)。從卷筒出來的鋼絲繩，經(jīng)過裝在擺動(dòng)桿上面的導(dǎo)向滑輪B，然后通過臂架頭部A。裝有補(bǔ)償導(dǎo)向滑輪的杠桿通過拉桿與臂架連接，實(shí)質(zhì)上就構(gòu)成了四桿機(jī)構(gòu)。（2）組合臂架式四桿變幅機(jī)構(gòu)圖3-21—象鼻梁2—拉桿3—?jiǎng)颖凵蠄D即為組合臂架式四桿機(jī)構(gòu)的工作原理示意圖。臂架系統(tǒng)式組合式的，它由臂架、象鼻梁和剛性拉桿三部分組成，連同機(jī)架一起構(gòu)成一個(gè)平面四連桿機(jī)構(gòu)。如果臂架系統(tǒng)的尺寸選擇合適，則在有效的幅度圍，象鼻梁的端點(diǎn)將沿著接近水平線的軌跡移動(dòng)。當(dāng)起升繩沿著拉桿或臂架到象鼻梁從其頭部引出時(shí)，可滿足物品水平變幅的要求。上圖中象鼻梁端點(diǎn)的軌跡是雙葉曲線，曲線下部近似水平。為了布置方便，起升繩都平行于拉桿的軸線。（3）平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)圖3-3圖所示的平行四邊形組合臂架，通過拉桿、象鼻梁、臂架與連桿構(gòu)成的平行四邊形機(jī)構(gòu)，可保證物品嚴(yán)格地走水平線。但其在工作中會(huì)產(chǎn)生物品的偏擺，鋼絲繩偏擺的角度相同時(shí)，鋼絲繩懸掛長度（擺長）大的物品，尤其是圓弧偏擺幅度也大。在同樣幅度情況下，直臂架的物品懸掛長度比較組合臂架大1.4~1.7倍。尤其當(dāng)小幅度的時(shí)候，差別更大，因此物品的圓弧擺幅度差不多也以同樣的倍數(shù)增大，這既給操作工序帶來不便，而且也對電動(dòng)機(jī)造成不穩(wěn)定載荷。綜上所述的方案中，選取第二方案，其優(yōu)點(diǎn)是：物品的懸掛長度減小，擺動(dòng)現(xiàn)象減輕，起升繩的長度和磨損減小，壽命長。吊鉤的水平位移平滑。雖然連桿機(jī)構(gòu)不適于告訴運(yùn)動(dòng)場和，而這里的場合也不宜高速，同時(shí)它所具有的各種優(yōu)點(diǎn)，性能均滿足要求。

第四章機(jī)電傳動(dòng)方案的分析與擬定4.1變幅機(jī)構(gòu)特性分析變幅機(jī)構(gòu)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng);有增減幅要求,故要求電動(dòng)機(jī)能正反兩方向運(yùn)行;分四級起動(dòng);且有調(diào)速要求.變幅機(jī)構(gòu)帶有部分位能負(fù)載特征,并且屬于變負(fù)載機(jī)構(gòu),在全伸出時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩可能超載,需加超負(fù)荷限制器幅度保護(hù);另外變幅機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中的沖擊與振動(dòng)較大,特別是在大小行程終點(diǎn)更是如此,因此其調(diào)速要求較高.為保證制動(dòng)過程平穩(wěn),采用雙制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)軟制動(dòng).4.2三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)特性分析4.2.1逐級切除啟動(dòng)電阻法原理：啟動(dòng)剛開始時(shí)，觸電1KM,2KM,3KM均斷開，啟動(dòng)電阻全部接入，KM閉合，將電動(dòng)機(jī)接入電網(wǎng)。電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖2所示，Tst=TA,負(fù)載轉(zhuǎn)矩為TL，加速轉(zhuǎn)矩Ta1=TA-TL,轉(zhuǎn)速沿直線上升，軸上輸出轉(zhuǎn)矩下降，當(dāng)下降到TB時(shí)，為使系統(tǒng)保持較大的加速度，KM3閉合使各相電阻中的Rst3被短接，啟動(dòng)電阻由R3減為R2，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線由Ⅲ變?yōu)棰?，只要R2的大小選擇合適，并掌握好切除時(shí)間，就能保證在電阻剛被切除的瞬間電動(dòng)機(jī)軸上輸出轉(zhuǎn)矩重新回升到TA，使電動(dòng)機(jī)重新獲得最大的加速轉(zhuǎn)矩。以后各段電阻的切除過程與上述相似，直到電阻完全被切圖4-1逐級切除電阻的啟動(dòng)過程優(yōu)點(diǎn)：這種方法能使整個(gè)啟動(dòng)過程中電機(jī)能保持較大的加速轉(zhuǎn)矩4.2.2頻敏變阻器啟動(dòng)法原理：啟動(dòng)開始時(shí)，n=0，s=1，轉(zhuǎn)子電流的頻率高，鐵損大相當(dāng)于R大，且X∝f2，所以X也很大，即等效阻抗大，從而限制了啟動(dòng)電流，另一方面由于啟動(dòng)時(shí)鐵損大，頻敏變阻器從轉(zhuǎn)子取出的有功電流也很大。從而提高了轉(zhuǎn)自電路的功率因數(shù)，增大了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。隨著轉(zhuǎn)速的逐步上升，轉(zhuǎn)子頻率f2逐漸下降，從而使鐵損減少，感應(yīng)電動(dòng)勢也減少，即由R和X組成的等效阻抗逐漸減少，這就相當(dāng)于啟動(dòng)過程中逐漸自動(dòng)切除電阻和電抗。當(dāng)轉(zhuǎn)速n=nN時(shí)，f2很小，X和R近似為零，這就相當(dāng)于轉(zhuǎn)子被短路，啟動(dòng)完畢，進(jìn)入正常運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)：具有自動(dòng)平滑調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的良好啟動(dòng)特性，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，無需經(jīng)常維修；其缺點(diǎn)是：功率因數(shù)低，因而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的增大受到限制，且不能作為調(diào)速電阻。綜述：門座起重機(jī)啟動(dòng)過程重要保證足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因而選擇逐級切除啟動(dòng)電阻法。4.3變幅機(jī)構(gòu)調(diào)速特性分析4.3.1變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速正比于定子電源的頻率f，若連續(xù)的調(diào)節(jié)定子電源頻率f，即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。優(yōu)點(diǎn)：具有高效率,寬圍,高精度的調(diào)速性能。4.3.2轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速這種方法只適合繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其啟動(dòng)電阻可間作調(diào)速電阻用;轉(zhuǎn)子電路串電阻結(jié)構(gòu)簡單，但是它是有級調(diào)速，這種調(diào)速方法大多用在重復(fù)短期運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械中，如在起重運(yùn)輸設(shè)備中運(yùn)用的非常廣泛。綜述：選用轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速。軟制動(dòng)器調(diào)速原理:用兩個(gè)制動(dòng)器分兩級先后制動(dòng),在第一級制動(dòng)時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小,允許有一些轉(zhuǎn)動(dòng),第二級制動(dòng)時(shí)才完全停止,這樣制動(dòng)平穩(wěn)4．4保護(hù)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)4.4.1超負(fù)荷限制器幅度保護(hù)熱繼電器FR的發(fā)熱元件串在電動(dòng)機(jī)的主回路中，而起觸電串在控制電路接觸器線圈的回路中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，熱繼電器的發(fā)熱元件就發(fā)熱，控制電路的動(dòng)觸電斷開，接觸器線圈失電，觸電斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。4.4.2過電流保護(hù)用熔斷器串聯(lián)在主電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí)，它的熔體能自動(dòng)迅速熔斷，從而切斷電路，使電器設(shè)備不致?lián)p壞。4.4.3零位連鎖保護(hù)主令控制器與萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)廣泛應(yīng)用再控制線路中，以滿足需要多聯(lián)鎖的電力拖動(dòng)系統(tǒng)的要求，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換線路的遙遠(yuǎn)控制。4.4.4左右旋轉(zhuǎn)形成限位保護(hù)用行程開關(guān)，根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械要求運(yùn)動(dòng)的位置通過行程開關(guān)發(fā)出信號，再通過控制電路中的繼電器和接觸器來控制電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。4.5主令控制器設(shè)計(jì)主令開關(guān)主要用來切換控制線路。由于主令控制器的觸頭多，在電氣傳統(tǒng)系統(tǒng)圖除了用下圖中圖形符號外，為了更清楚的表示其觸點(diǎn)的分合狀況，還常用下圖中所示的觸點(diǎn)合斷表來表示。表中，×表示手柄轉(zhuǎn)動(dòng)在該位置下，觸點(diǎn)閉合，空格代表斷開。如手柄從0位置向左轉(zhuǎn)動(dòng)到1位后，觸點(diǎn)2、4閉合：當(dāng)手柄從0位置向右轉(zhuǎn)動(dòng)到1位后，觸點(diǎn)2、3閉合，其他類推。

第五章變幅機(jī)構(gòu)PLC控制線路設(shè)計(jì)5.1PLC工作原理及特點(diǎn)工作原理:多年來，可編程控制器（以下簡稱PLC）從其產(chǎn)生到現(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)了接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的PLC在處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力都已大幅提高，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用。PLC的應(yīng)用特點(diǎn)

1．可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)2．配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)3．易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎4．系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作量小，維護(hù)方便，容易改造5.2PLC輸入/輸出地址表現(xiàn)場器件部等效繼電器地址號說明輸入LK:1400變幅零位檔LK:3401變幅增幅LK:5402變幅減幅LK:7403變幅多速檔一LK:9404變幅多速檔二3QS405總開關(guān)3FR1406熱繼電器一3FR2407熱繼電器二SQ1410增幅限位保護(hù)SQ2411減幅限位保護(hù)3KI1412變幅過流保護(hù)3KI2413變幅過流保護(hù)輸出3KMF430變幅增幅3KMR431變幅減幅3KA4323YM2制動(dòng)3KM1433多速設(shè)定一3KM2434多速設(shè)定二3KM3435自動(dòng)調(diào)速一3KM4436自動(dòng)調(diào)速二3.3PLC外部接線圖見附錄A3.4PLC梯形圖程序見附錄B3.5PLC指令語句表程序步序指令地址號說明1LDX4002ORM1003ANIX4124ANIX4135OUTM1006MC100M007LDX4018ANDX4109ANIY43110OUTY43011LDX40212ANDX41113ANIY43014OUTY43115LDY43016ORY43117ANDX40318OUTY43219ANIY43620OUTT45021K522LDT45023ORY43324ANDX40325ANIY43426OUTY43327OUTT44128K529LDX40430OUTM10131MCM10132LDY43333ANDT45134ORY43435ANIY43536OUTY43437OUTT45238K539LDY43440ANDT45241ORY43542ANIY43643OUTY43544OUTT45345K546LDY43547ANDT45348ORY43649OUTY43650MCRM10151MCRM10052END

附錄A

附錄B

第六章變幅機(jī)構(gòu)電路工作原理6.1工作原理:門機(jī)變幅是由電動(dòng)機(jī)3M帶動(dòng)減速箱和單齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，變幅機(jī)構(gòu)的主電路如圖紙所示，變幅用電動(dòng)機(jī)3M，經(jīng)由三相閘刀3QS，正、反轉(zhuǎn)接觸器KMF3、KMR3，從電網(wǎng)獲得電能，其中兩相電源線上串有過電流繼電器線圈，作為3M的過電流保護(hù)之用。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子中接有RS3啟動(dòng)電阻。3KM1—3KM4是加速接觸器。3YM1、3YM2是電力液壓推桿上的油泵電動(dòng)機(jī)，他們得電后，制動(dòng)閘瓦松開，3M可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。齒條傳動(dòng)變幅是由齒輪減速箱的齒輪與齒輪密切嚙合完成的。由于慣性大，并且是鋼制結(jié)構(gòu)，如果制動(dòng)太快，沖擊力就很大。一個(gè)制動(dòng)器制動(dòng)過快，因而用兩個(gè)制動(dòng)器分兩級分別制動(dòng)，在第一級制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩最小，允許由一些轉(zhuǎn)動(dòng)，第二級制動(dòng)時(shí)才完全停止，這樣就制動(dòng)平穩(wěn)了。KA31是控制3YM的中間繼電器。FU6是制動(dòng)器電器設(shè)備的短路保護(hù)熔斷器，F(xiàn)R是電動(dòng)機(jī)3M的長期過載保護(hù)用的熱繼電器。6.2變幅機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)調(diào)速過程：以增幅為例，主令開關(guān)處中位零檔時(shí)，線圈3KA3、3KA4均失電，液壓推桿制動(dòng)器閘瓦報(bào)警電動(dòng)機(jī)3M，3M不能運(yùn)轉(zhuǎn).主令控制開關(guān)扳到左1擋，主令開關(guān)觸點(diǎn)K2，K4閉合，使得線圈KA33，KT5，KMR3得電，線圈KA33得電，使得主電路中KA33閉合，3YM1工作，使得一級制動(dòng)器松閘，線圈KT5得電，使得觸點(diǎn)KT5立即閉合，線圈KA34得電，主電路觸點(diǎn)KA34閉合，電動(dòng)機(jī)3YMR2啟動(dòng)，二級制動(dòng)器松閘。使電動(dòng)機(jī)3M可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。而線圈KMR3得電，使得主電路及控制電路中常開觸頭，KMR3均閉合常閉觸點(diǎn)均斷開，電動(dòng)機(jī)3M啟動(dòng)開始增幅，此時(shí)由于全電阻接入，轉(zhuǎn)速較低。主令開關(guān)扳到2擋，主令開關(guān)K2，K4，K5，K6均閉合。除以上的功能運(yùn)轉(zhuǎn)不變外，線圈KM31得電，使得主電路和控制電路中觸電KM31均閉合，此時(shí)一級電阻切除，變幅速度加快。主令開關(guān)扳到3檔，主令開關(guān)觸點(diǎn)K2，K4，K5，K6均閉合。除以上運(yùn)轉(zhuǎn)功能不變外，線圈KM32得電，二級電阻切除，線圈KT6得電，觸點(diǎn)KT6延時(shí)閉合，延時(shí)閉合后，KM33得電，三級電阻切除，同時(shí)線圈KT6失電（由于觸點(diǎn)KM33起到自鎖作用，故線圈KM33長期得電）線圈KM33得電后，線圈KT7得電，觸點(diǎn)KT7延時(shí)閉合，延時(shí)后，線圈M34得電，四級電阻切除，電動(dòng)機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)，變幅速度最大，線圈KM34得電的同時(shí)，線圈KT7失電，（由于觸點(diǎn)KM34起到自鎖作用，線圈KM34長期得電）。6.3電動(dòng)機(jī)3M的制動(dòng)過程如下：電掛電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，3KA3，KT5立即得電，油泵電動(dòng)機(jī)3YM1，3YM2轉(zhuǎn)動(dòng)，松開制動(dòng)閘瓦。欲使3M停轉(zhuǎn)，可以將3LK手柄回零，KA33釋放，油泵電動(dòng)機(jī)3YM1失電，液壓推桿對3M進(jìn)行制動(dòng)。