双梁桥式起重机电气控制成套设计(50吨/5吨 50米)(适合电气B方向)开题报告
2020-04-15 17:47:47
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写 2000字左右的文献综述: | |
文 献 综 述 1.前言 桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端在高大的水泥柱或者金属支架上,形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行,可以充分利用桥架下面的空间吊运物料,不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。桥式起重机广泛地应用在室内外仓库,厂房,码头和露天贮料场等处[1]。桥式起重机可分为普通桥式起重机,简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 桥式起重机一般由起重小车,桥架运行机构,桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构,小车运行机构和小车架三部分组成。本文主要关注起重机的电气控制部分[2]。 2.发展现状 近年来,随着电子计算机的广泛应用,许多国内外起重机制造商从应用计算机辅助设计系统(CAD),提高到应用计算机进行起重机的模块化设计,在严密的科学理论指导下,拟定起重机结构,机构,部件等多层次的标准化,模块化单元,起重机采用模块单元化设计,不仅是一种设计方法的改革,而且将影响整个起重机行业的技术,生产和管理水平,老产品的更新换代,新产品的研制速度都将大大加快。对起重机的改进,只需针对几个需要的模块:设计新的起重机只需选用不同的模块重新进行组合:提高了同樱花程度,可使单位小批量的产品改换成相对批量的模块生产。亦能以较少的模块形式,组合成不同功能和不同规格的起重机,满足市场的需求,增加竞争能力。[3~7] 3.起重机的综述和原理 桥式起重机的特点和分类:取物装置悬挂在可沿桥架运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机,称为”桥架型起重机”。桥架两端通过运行装置直接支撑在高架轨道上的桥架型起重机,称为”桥式起重机”。[8]桥式起重机一般由装有大车运行机构的桥架、装有起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等几个大部分组成。外形像一个两端支撑在平行的两条架空轨道上平移运行的单跨平板桥。[9]起升机构用来垂直升降物品,起重小车用来带着载荷作横向运动;桥架和大车运行机构用来将起重小车和物品作纵向移动,以达到在跨度内和规定高度内组成三维空间里作搬运和装卸货物用。[10] 桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种[11]。 普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。[11] 起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器,带动卷筒转动,使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下,以升降重物。小车架是支托和安装起升机构和小车运行机构等部件的机架,通常为焊接结构。[12~14] 起重机运行机构的驱动方式可分为两大类:一类为集中驱动,即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮;另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的”三合一”驱动方式,大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整,驱动装置常采用万向联轴器。[15] 起重机运行机构一般只用四个主动和从动车轮,如果起重量很大,常用增加车轮的办法来降低轮压。当车轮超过四个时,必须采用铰接均衡车架装置,使起重机的载荷均匀地分布在各车轮上。[16~17] 桥架的金属结构由主梁和端梁组成,分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的端梁组成,双梁桥架由两根主梁和端梁组成。 主梁与端梁刚性连接,端梁两端装有车轮,用以支承桥架在高架上运行。主梁上焊有轨道,供起重小车运行。桥架主梁的结构类型较多比较典型的有箱形结构、四桁架结构和空腹桁架结构。 箱形结构又可分为正轨箱形双梁、偏轨箱形双梁、偏轨箱形单主梁等几种。正轨箱形双梁是广泛采用的一种基本形式,主梁由上、下翼缘板和两侧的垂直腹板组成,小车钢轨布置在上翼缘板的中心线上,它的结构简单,制造方便,适于成批生产,但自重较大。[18] 偏轨箱形双梁和偏轨箱形单主梁的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成,小车钢轨布置在主腹板上方,箱体内的短加劲板可以省去,其中偏轨箱形单主梁是由一根宽翼缘箱形主梁代替两根主梁,自重较小,但制造较复杂。 四桁架式结构由四片平面衍架组合成封闭型空间结构,在上水平桁架表面一般铺有走台板,自重轻,刚度大,但与其他结构相比,外形尺寸大,制造较复杂,疲劳强度较低,已较少生产。 空腹桁架结构类似偏轨箱形主梁,由四片钢板组成一封闭结构,除主腹板为实腹工字形梁外,其余三片钢板上按照设计要求切割成许多窗口,形成一个无斜杆的空腹桁架,在上、下水平桁架表面铺有走台板,起重机运行机构及电气设备装在桥架内部,自重较轻,整体刚度大,这在中国是较为广泛采用的一种型式。 普通桥式起重机主要采用电力驱动,一般是在司机室内操纵,也有远距离 桥式起重机 控制的。起重量可达五百吨,跨度可达60米。[19] 简易梁桥式起重机又称梁式起重机,其结构组成与普通桥式起重机类似,起重量、跨度和工作速度均较小。桥架主梁是由工字钢或其他型钢和板钢组成的简单截面梁,用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车,小车一般在工字梁的下翼缘上运行。桥架可以沿高架上的轨道运行,也可沿悬吊在高架下面的轨道运行,这种起重机称为悬挂梁式起重机。 冶金专用桥式起重机在钢铁生产过程中可参与特定的工艺操作,其基本结构与普通桥式起重机相似,但在起重小车上还装有特殊的工作机构或装置。这种起重机的工作特点是使用频繁、条件恶劣,工作级别较高。主要有五种类型。[20] 4.桥式起重机对电气控制的要求 1.重物应能沿着上、下、左、右、前、后方向移动,且能在立体方向上同时运动。除向下运动外,其余五个方向的终端都应设置终端保护。 2.要有可靠的制动装置,即使在停电的情况下,重物也不会因自重落下。 3.应有较大的调速范围,在由静止状态开始运动时,应从最低速开始逐渐加速,加速度不能太大。 4.为防止超载或超速时可能出现的危险,要有短时过载保护措施。一般采用过流继电器作为电路的过载保护。 5.要有失压保护环节。 6.要有安全措施。[21] 5.发展前景 起重设备的前景存在着不确定因素 参考文献 1. 裘为章.实用起重机电气技术手册[S].北京:机械工业出版社,2005. 2. 李建兴.戎自强.可编程序控制应用技术[M].北京:机械工业出版社,2005. 3. 杜金城.电气变频调速设计技术[M].北京:中国电力出版社,2002. 4. 廖常初.PLC基础及应用[M]. 北京:机械工业出版社,2004. 5. 徐灏.机械工程设计手册[S].北京:机械工业出版社,2002. 6. 吴宗泽机械零件设计手册[S].北京:机械工业出版社,2003. 7. 能源部西北电力设计院.电力工程设计手册[S].北京:中国电力出版社,1999. 8.张万忠.刘明芹.电器与PLC控制技术[第二版].北京:化学工业出版社,2008. 9.西门子公司SIMATIC S7-200系统手册[S],2002. 10.张万忠,孙晋.可编程控制器入门与应用实例[M].北京:中国电力出版社,2005. 11.王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社.2000. 12.李长永.PLC原理及应用[M].北京:机械工业出版社.2006. 13.张质文.起重机设计手册[M].北京:中国铁道出版社.1998. 14.何衍庆,俞金寿.可编程控制器原理及应用技巧[M].北京:化学工业出版社.1998 15.GB3811-83.起重机设计规范[S].北京:中国标准出版社,1984. 16.GB3811-83.起重机设计规范[S].北京:中国标准出版社,1984. 17.起重机设计手册编写组,起重机设计收藏册[M],北京:机械工业出版社,1980. 18.Purdum,T,Machine Design[M].Journal of Science amp; Engineering,1998. 19.须宙,起重机的现代设计方法[J].起重运输机械,1996(8):3~8. 20.(德)J Kogan,起重机结构应力主动控制.水利电力施工机械 第17卷 第2期 21.孙昌之,武汉理工大学 港口安全 22.王玉彬. 电机调速及节能技术. 中国电力出版社. 23.赵俊生,樊文欣,张保成. 电机与电气控制及PLC.北京:电子工业出版社. 24.赵明.工厂电气控制设备[S] 北京:机械工业出版社1996.1(2008.4重印) 25.李秀忠.PLC在桥式起重机电气控制上的应用[J],南京工业职业技术学院学校.
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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径): |
本课题将对课题设定的额定载荷、最大起升高度、最大起升速度等参数采用先进的起重机设计构思,并使之有较好的产品的性价,在进行成套电气控制设计的同时做到结构性能的优化、可靠、维修和可操作性好。该系统产品采用变频调速技术,可编程控制技术,通过软硬件开发以及各种控制参数的设计,根据负载重量的变化自动切换起升工作速度和大小车走行速度平滑调节。适用于装卸机械的升降、走行系统控制,适应发展需要。包括控制各机构电动机的起动、制造、换向及保护的全套电控。系列保护柜可与凸轮控制器配合控制和保护交流起重机,能提供过载保护、零电压保护和各种限位或联锁保护。 自动控制:PLC将完成所有自动控制的功能,通过现场总线实现对各机构调速装置的速度及定位控制,该方式通讯信息量大,连线简单,可靠性高。可编程控制器简称#8212;#8212;PLC是以微处理器为基础综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一 PLC是在继电器控制逻辑基础上与3C(Computer,Control,Communication)技术相结合不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。 研究对象: 1.电机容量选择及调速电阻器计算 2.主起升机构控制系统主起升机构控制系统主起升机构控制系统主起升机构控制系统 包括主提升控制系统包括制动器,主提升控制系统包括制动器,主提升控制系统包括制动器。 3.副起升机构的系统设计 包括三相异步电动机,凸轮控制,控制器。 4.大车机构控制电路图大车机构控制电路图大车机构控制电路图大车机构控制电路图 b包括三相异步电动机 凸轮控制,控制器。 |