10吨卧式绕线机的设计说明书【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985毕 业 设 计题 目 10 吨卧式绕线机的设计 学 院 机械工程学院 专 业 工业工程 班 级学 生学 号指导教师买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985- -摘 要卧式绕线机主要是用于电动机、电器绕组的制造，是电压器制造企业的关键生产设备之一。它可以解决绕组在绕制过程中对绕制速度、启动特性、线圈恒张力控制，实现排线架的运动速度与主轴的转速按照一定的函数关系变化，实现同步控制。通过进行文献检索、企业的产品收集，对卧式绕线机的基本整体结构、功能需要进行总结分析，对国内外的卧式绕线机的发展现状进行了深入的了解。本文对卧式绕线机的主要机械结构进行了深入详细的设计并进行了强度的校核，其中对主轴、蜗杆-蜗轮减速器以及带传动、链传动进行详细的设计。同时，除了机械传动的设计外，还另外对卧式绕线机的电气控制系统硬件组成也进行了设计及 PLC 梯形图的设计。通过对绕线机整机机械结构的设计以及电气控制系统的设计，基本能够达到预期的设计要求，符合机械结构的强度需要，实现了卧式绕线机的恒张力、自动排线、自动调速、排线的制动以及主轴制动的功能。关键词：卧式绕线机；张力控制；同步控制；电气控制买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985- I -ABSTRACTHorizontal coiling machine is mainly used to manufacture electric motors and electrical appliances coiling. It is one of the key production equipments for the voltage device manufacturing enterprises. It can realize many characteristics around the winding ,such as the control of the coiling speed, startup behavior and the control of coil constant tension, so as to realize the change of the movement speed of the creelstand and spindle speed according to certain function relation, achieving the ynchronous control. Through the literature retrieval and enterprise product collection, I make some analysis to the basic structure and function requires of the horizontal coiling machines. In this paper ,I make a further detailed design to the horizontal coiling machines main mechanical structure and check the intensity, among of all,such as the detailed design of the spindle, worm - worm gear reducer, belt transmission and chain. At the same time, in addition to the mechanical transmission design outside, also, I have maked the detailed design for the electrical control systems hardware of the horizontal coiling machine and PLC ladder diagram. Based on the mechanical structures design of the winding machine and electrical control systems design, I basicly can achieve the desired design requirements, according with mechanical structural strength need, realizing the functions of the control of the constant tension, automatic coiling , automatic speed,the baking of the creelstand and the spindle in this horizontal coiling machine. Key words： horizontal coiling machine；tension control；synchronous control；electrical control买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985- II -目 录摘要. .IABSTRACT.II1 前言.11.1 绕线机的简介. . . . . .11.1.1 自动绕线机. .11.1.2 立式绕线机. .11.1.3 卧式绕线机. .11.2 国内绕线机的现状. .21.3 卧式绕线机的设计内容.21.3.1 卧式绕线机的基本结构.21.3.2 卧式绕线机的设计方案.31.4 卧式绕线机的技术参数.42 前箱体的设计.52.1 确定主电机功率 .52.1.1 空线圈启动状态下. .52.2.1 线圈在满圈状态下. .62.2 制动器的选择. .82.3 蜗杆-蜗轮减速器. .92.3.1 蜗杆-蜗轮减速器的设计方案. .92.3.2 蜗杆-蜗轮减速器的设计计算. .92.3.3 蜗杆-蜗轮减速器的结构尺寸. 112.3.4 蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核. .112.4 带传动的设计. .132.4.1 带传动的结构尺寸. .132.4.2 带的选择. .142.4.3 带的受力分析. .152.4.4 带轮的结构设计. .152.5 链传动的设计. .162.5.1 链的尺寸设计. .162.5.2 链的校核设计. .17买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985- III -2.5.3 链轮的结构设计. .182.6 主轴的设计. .202.6.1 主轴的结构设计. .202.6.2 主轴的载荷分析. .222.7 链轮主动轴. .242.7.1 链轮主动轴的安装结构. .242.7.2 链轮主动轴的尺寸设计. .252.8 蜗杆轴. .252.8.1 蜗杆轴的安装结构. .252.8.2 蜗杆轴的尺寸设计. .262.9 主动带轮轴-电机轴. .262.9.1 主动带轮轴的结构. .262.9.2 主动带轮轴的尺寸设计. .263 后箱体、排线架的设计.283.1 后箱体主轴的设计 .283.1.1 后箱体主轴的结构. .282.2.1 后箱体主轴的尺寸设计. .283.2 后箱体微调轴. .283.2.1 后箱体微调轴的结构. .283.2.2 后箱体微调轴的尺寸设计. .293.3 后箱体粗调. .293.3.1 蜗杆-蜗轮传动. .293.3.2 蜗杆轴的设计. .303.4 排线架. .303.4.1 滚珠丝杠. .303.4.2 排线机构. .314 电气控制系统及 PLC 的设计.334.1 绕线机的电气控制原理 .334.1.1 绕线机的控制系统硬件选择. .334.1.2 PLC 控制系统的设计. .344.2 PLC 程序编程 .355 结论.37参考文献.38买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985- IV -致谢.39附录. . . . .40买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985- V -买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985- VI -买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985- 0 -1 前言1.1 绕线机的简介变压器绕线机主要是用于绕制变压器线圈的专用设备，在变压器的线圈生产过程中，按照变压器的线圈的电压容量对绕线机设备进行分类，有绕制大型电力变压器线圈的立式绕线机和卧式绕线机；也有绕制配电变压器高、低压线圈的箔式线圈绕线机和自动排线绕线机。目前绕线机已经发展成为多种类的适应多种线圈的绕线机，其中比较典型的有自动排线绕线机、箔式线圈绕制机、立式绕线机、卧式绕线机。1.1.1 自动绕线机自动排线绕线机是绕制配电变压器高压线圈的专用设备。采用这种设备绕制出的线圈，结构紧凑、体积小、强度高。为进一步提高生产效率，新型的绕线机主机转速由 300 rad/min 提高到 500 rad/min。同时配有端绝缘开卷机构、导线张紧机构，计算机可予置多种参数，可使线圈绕制一次完成，自动化程度大大提高，减轻了工人的劳动强度，但是成本相应地提高了。1.1.2 立式绕线机变压器的线圈要求在线圈绕制过程中轴向要压紧，径向要卷紧，采用立式绕线机正好可以利用线圈的自重，轴向可以实现自然压紧，径向使用张紧装置进行控制张力大小。所以现在大型变压器中高压线圈的绕制普遍采用了立式绕线机，即使是低压螺旋式线圈也采用了立式绕线机生产。现在的立式绕线机也开始进一步向大型化发展。原有的立式绕线机载重只有 20 t，现在已提高到 40 t，线圈直径最大使用到3500 mm，最大高度达到到 4000 mm。使用了气囊板式张紧装置，而且可以数字显示张力大小，张力控制更加准确、稳定可靠。为了提高所绕线圈的尺寸精度，控制立式绕线机径向跳动，增加了绕线模轴头固定装置；为了控制轴向跳动，使用了高精度双排辊式大型轴承。因此，使变压器进一步降低损耗、减轻重量、降低成本有了可能。1.1.3 卧式绕线机从变压器的线圈绕组结构设计来看，并不是所有线圈都能使用立式绕线机生产。如层式结构、多螺旋结构式线圈。如果这种线圈使用普通卧式绕线机绕制好后，轴向不加任何压力绕制，线段间隙就会很大，像一个压簧。线圈经压紧后直径变大，线圈和纸筒间将会产生间隙，会造成线圈轴向失稳，遇有轴向电动力，线圈可能造成损坏。因此，带有轴向、径向压紧式卧式绕线机，在大型变压器线圈生产中，得买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985- 1 -到了广泛使用。随着变压器性能要求越来越高，一般中小型变压器的生产，也逐渐开始使用压紧式卧式绕线机。原来的压紧机构使用力矩电机或气缸产生压力，现已通过伺服电机取代。为了控制绕制线圈尺寸公差，绕线机增加了光栅尺，实时地检测线圈尺寸。多轴式放线车上的各线盘放线张力可以实现独立控制，根据绕制线圈的长度，放线车随动跟踪，避免导线的扭曲变形产生新的应力，从而降低绕组的蜗流损耗。1.2 国内绕线机的现状国产的绕线机总体来说较国际技术来讲，无论是技术还是质量或是性能上还与发达国家有一定的差距的。国产的绕线机自动化水平低、控制手段落后是普遍存在的问题。只能应用于绕线要求相对不太高的场合，绕线机的高端设备都有日本、瑞士、德国等进口设备占领市场，而国产设备只能在很小的市场份额里以低价来争得客户，我国绕线机市场目前处于高速发展的时期。目前国内的绕线机也向多种类的适应多种线圈的绕线机方向发展，其中包括自动排线绕线机、箔式线圈绕制机、立式绕线机、卧式绕线机。近年来，国外开发研制了全自动绕线机，可以实现自动排线、自动张紧，提高了绕线线圈的质量。箔式绕线机以前主要用于绕制干式变压器高压线圈，今后会更多应用于绕制油浸式变压器线圈。它具有效率高、绕制线圈的质量好，特别是它具有降低整台变压器的线圈消耗，提高线圈承受短路的应力特点。1.3 卧式绕线机的设计内容卧式绕线机主要用于大容量干式变压器线圈的生产制造，绕线模由主轴花盘与尾座花盘水平支撑，绕线模由主轴驱动旋转，线圈在一定张力作用下有规律地在绕线模上绕线。绕线机采用三相交流异步电动机驱动，经带传动传递动力、无自锁的蜗轮-蜗杆减速器减速（因电机需要正反转）后，采用链传动的方式将动力传递给主轴，由主轴带动绕线机构绕制线圈。由于在绕制过程中，随着线圈半径越来越大，