橋式起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)電氣控制

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(jí) 電本 班姓 名 學(xué)號(hào) 4120208xxxx指導(dǎo)教師周劍利江培蕾田紅霞2014 年2 月 22 日至12月25日2014年12月24日1橋式起重機(jī)的說(shuō)明12起重機(jī)設(shè)計(jì)要求22.1設(shè)計(jì)要求22. 2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)23起重機(jī)的選擇33.1提升機(jī)構(gòu)的工作原理33. 2電動(dòng)機(jī)的選擇33.2.1初選電動(dòng)機(jī)33.2.2電機(jī)制動(dòng)器的選擇43.2.3電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)53. 2. 4檢驗(yàn)過(guò)載能力73.2.5電阻計(jì)算73.2.6實(shí)現(xiàn)5加/min下放載荷（倒拉反接制動(dòng)）94制圖104.1起升機(jī)構(gòu)的工作原理104. 2電路圖104. 3電

2、路圖分析114.3.1起升機(jī)構(gòu)的工彳乍原壬里114.3.2電路的聯(lián)鎖與保護(hù)125總結(jié)13參考文獻(xiàn)14附錄yzr280st0參數(shù)151橋式起重機(jī)的說(shuō)明橋式起重機(jī)在國(guó)內(nèi)外工程施工中得到廣泛應(yīng)用，而橋式起重機(jī)大型化代表著 一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平和科技水平。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模 的擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的提高，起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣，作用愈 來(lái)愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多跨學(xué) 科的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法岀現(xiàn)，這些都促使起重機(jī)的技術(shù)進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段。橋式起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)，是任何起重機(jī)任何起重機(jī)必須具備的，使物品獲得 升降運(yùn)動(dòng)的基本組成。起升機(jī)構(gòu)工作的好

3、壞將直接影響整臺(tái)起重機(jī)的工作性能， 是起重機(jī)最主要的機(jī)構(gòu)之一。2. 2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)(1)起重量:g = 20000kg(3)減速器傳動(dòng)比:z； =60(5)卷筒直徑：ds = 0.36/71(7)鋼繩直徑：ds = 0.02m(9)動(dòng)滑輪效率: =0.982起重機(jī)設(shè)計(jì)要求2.1設(shè)計(jì)要求橋式起重機(jī)跨距40m,起重量20t,起升高度20m,工作類型為中型(fc = 25%),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) 5/n/min, 8m/min, 11m/min三級(jí)速度，調(diào)速電阻同吋兼做起動(dòng)電阻?？蓪?shí)現(xiàn) 5m/min下放額定載荷。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

4、控 制設(shè)計(jì)，繪制電氣原理圖，撰寫說(shuō)明書。卷筒飛輪轉(zhuǎn)矩：gd； = sokg m2(4)減速器效率：,=0.96(6) 空鉤重:go =600檢(8)動(dòng)滑輪承載繩數(shù)：n = 2(10)卷筒效率：r/s = 0.983起重機(jī)的選擇3. 1提升機(jī)構(gòu)的工作原理屯動(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(guò)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電動(dòng)機(jī)的選擇3. 2. 1初選電動(dòng)機(jī)(1) 額定效率:z = 7 = 0.98 * 0.96 * 0.98 = 0.92（2）

5、空鉤負(fù)載系數(shù):= gg = 20000 600 =（空鉤提升）（空鉤下放）(3) 查表得：(=03177 =2 = -1.3337(4) + ds = 0.36 + 0.02 = 0.38m曰卩=60a(6)負(fù)載轉(zhuǎn)矩：(kgm)折算到電機(jī)軸上 ； = 6°°5芥 * (-1.333) = 2.5327畑 on2i2*60 maj_ = 600 * 0.38 * 丄=6.333蚣血jz() 2i z 2*600.36訃筈瀘=（20000覽呼38二70%. m2*60*0.92.|_(g + g°)d _(20000+600)*0.38m_2z-(2-)2*60*2i

6、 0.92；= 7l45kgm從而可得:_ 1(- 25327f + 6.333? + 70少 + 71.45?_ v4=50.44kg m(7) 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速：rv二二°兀d、二 60*11= 553r/min3.14*0.38(8)電機(jī)額定功率:50 44*553p°=k955= 1.15* de 小=33.59皿955選擇電機(jī)的型號(hào)為yzr280s-10其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：定子電流=78.7 a轉(zhuǎn)子電流q = 141.84轉(zhuǎn)速 4 =578/7 min輸出公率p = 37 kw轉(zhuǎn)差率5e = 0.053轉(zhuǎn)動(dòng)慣量j = l4kg-m2額定功率p = 42kw額定電壓e =

7、380v最大電磁轉(zhuǎn)矩tnl = 2.88 m3. 2. 2電機(jī)制動(dòng)器的選擇mj=.8mfz (=1.8*71.45 = 12&61kg加優(yōu)選長(zhǎng)行程，選擇的制動(dòng)器yw200-220的飛輪轉(zhuǎn)矩為gd； = 36 * 9.81 * 0.22 = 14.126 kg m23. 2. 3電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校驗(yàn)p33 59me = 9550-亠=9550 *= 554焰-m(1) 兔578(2) 選擇電機(jī)起動(dòng)過(guò)程最大轉(zhuǎn)矩(提升和下降)m q max = 1.8m= 1.8 * 554 = 999 kg m(3) 最小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：mqsm,n = 1.25m 駅 t= 1.25* 70.9 = 88.625k

8、g"=125m 急1.25*71.45 = 89.3畑加(4) 提升、下降時(shí)的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：q max999+ 8&6252=543.8畑-mq max 999 + 89.3=544.15kg"拖動(dòng)系統(tǒng)折算到電動(dòng)機(jī)軸的飛輪轉(zhuǎn)矩gd2 = gd + 365 +ne十 9恥14 + 365少°°°° + &°°卜9"3燈 5782= 556.752/2此時(shí)應(yīng)考慮電磁鐵飛輪轉(zhuǎn)矩折算：空鉤：gd= gd>365g°0= 549.36 +365*600*9.81*0.18325782

9、=549.587v - m2卷筒:g恥譽(yù)斜。.0222皿(6)空鉤下放起動(dòng)時(shí)間的確定。:gdi 二 gd： + gd； + gd + 365g()v= 549.36 + 14.126 + 0.0222 +365 * 600 *9.81* 0.18325782= 563.72n 加3cu s 375 t(/得：0=1.589$(7)負(fù)荷提升起動(dòng)時(shí)間gd“+害” 365 * 20000 *9.81*0.1832 =563.72 +；5782= 570.9n 加$由 m -mr t= a q 375 t(2得：2=186s(8) 負(fù)荷下放起動(dòng)時(shí)間由嘰+ m仏© 處 375匕得：c/3 =

10、1.43$(9) 空鉤提升起動(dòng)時(shí)間°：由 mq, - m 左.()gd： ne375 s得：tq4 = 1.625(10) 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間幾的確定:工藝要求四段的幾相同，則:,_fc%-%+匕 + °+g)幾=4_ 115 * 0.25 - (1.589 +1.86 +1.43 +1.625)_4=5.56$(11) 電機(jī)運(yùn)行時(shí)的等效轉(zhuǎn)矩:%匕2 +s)+ m：(° +g)+(m2。/+mj t+m；.z+md t)幾vtfc%卩43.器 * (1 & +1.625)+ 544寧 * (1.589 +1.43)+ (- 2.5327尸 + 6.333? +

11、70.9? + 71.45?) v115*0.25=259.41kg m當(dāng) fc%二25%時(shí),me = 554kg mm(lx<me,滿足發(fā)熱方面的耍求條件。3.2.4檢驗(yàn)過(guò)載能力3. 2. 5電阻計(jì)算(1)關(guān)于轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率的計(jì)算如3:p= 60*50 = 600r/min5按耍求實(shí)現(xiàn)三級(jí)速度:兀d:6° 幻 1=553/7 min3.14*038=叢=血 8= 402.3廠 / min兀 d、 3.14*0.386°° 一 402.3 “.329560060*5"產(chǎn)需tlr251.4r/min(2) 串入電阻的計(jì)算:fqoar、=se= 0.05

12、3 * 乍=0.082qv3z.,75*141.8負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定時(shí):se " s,/?,.sj-rsjl se 1 s貝ij： rjx =0.817q 串入©可以實(shí)現(xiàn)11/71/min速度提升負(fù)載。經(jīng)計(jì)算得：rj2 = 0.42q 再串入rj? = 0.397q可以實(shí)現(xiàn)8/7?/ min速度提升載荷。經(jīng)計(jì)算得：rj3 = 0.039q 再串入7?.3=o.381q可以完成5m/min速度提升負(fù)載。 接入能產(chǎn)生0.4m*起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的負(fù)載電阻以防止起動(dòng)沖擊。oame得：s4 =0.4*0.053 = 0.02121 = 8.2 = 0.2050rj4 =0166q3. 2.6實(shí)現(xiàn)5

13、刃/ min下放載荷（倒拉反接制動(dòng)）iv 60*5一莎一 3.14*0.38=251 ar / min= 1.419_ nq + nc _ 600 + 2514 c /70600rn non才x 斶0.082v3q可串入© =2.113q電阻實(shí)現(xiàn)。4制圖4. 1起升機(jī)構(gòu)的工作原理合上電源開(kāi)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(kāi)零位，處于其他工作位置是， 雖然觸頭sa-1斷開(kāi)，并不影響kv的吸合狀態(tài)。但電源斷開(kāi)后，卻必須將控制器 手柄返冋0位后才能再次啟動(dòng)，這就是零電壓和零位保護(hù)的作用。4. 2電路圖4. 3電路圖分

14、析4. 3. 1起升機(jī)構(gòu)的工作原理(1) 下放1檔位預(yù)備檔。此時(shí)控制器觸頭sa4斷開(kāi)，kmb斷電釋放，制動(dòng)器 未松開(kāi)；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rl, 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(kāi)，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)由提升變換到下降垂物，消除 因機(jī)械傳動(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(guò)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(guò)長(zhǎng)而燒毀電動(dòng)機(jī)。(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, k

15、mu, km1, km2線圈通電吸合,制動(dòng)器打開(kāi)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 子串入rl, 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)定運(yùn)行低速下放載荷。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(kāi)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。（3）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, km1, km2線圈通電吸合,制動(dòng)器 打開(kāi)，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

16、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。4. 3. 2電路的聯(lián)鎖與保護(hù)由過(guò)流繼電器k15實(shí)現(xiàn)過(guò)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(kāi)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線圈電路中吊接了前一級(jí)加速接觸 器的常開(kāi)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(guò)渡，電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐級(jí)提高。5總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)工業(yè)電氣控制技術(shù)有了進(jìn)一步理解，這是一次綜 合復(fù)習(xí)和應(yīng)用。這一段時(shí)間的課程設(shè)計(jì)，使我得到很多經(jīng)驗(yàn)，并鍛煉綜合及靈活 運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，正確使用技術(shù)資源的能力，鞏固和加深以及擴(kuò)大了專業(yè)知 識(shí)面。在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握 一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分 工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷 幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邊向社會(huì)，從事 職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程。千里z行始于足下，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深 體會(huì)到這句千古名言的真正含義。認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一 步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基