两翼自动旋转门设计【优秀毕业论文 答辩通过】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘 要 两翼 自动 旋转门是一种专为扩大人员流动而设计的新型旋转门， 是 集自动旋转门 、 平滑门 和展台功能三 者优点于一身的完美组合 。 本论文主要论述了两翼自动 旋转门的设计过程，其主要对 两翼自动旋转门的门体结构、驱动系统、传动系统、控制系统和检测安全系统 做了详细的分析和设计 。 提出了采用 铝型材和玻璃等组成 门体框架 ， 旋转翼及平滑门 用扁钢固定在一起形成旋转门体， 通过 吊架将旋转门体同六个 被动 滚 轮 连接，使 旋转翼 和 平滑门系统 悬挂在门冠圆形轨道上 ； 采用 三相异步电动机提供动力， 通过一个减速器和一对齿轮齿圈传动 来 驱动 旋转门 体在 门冠 圆形轨道上旋转 ； 用 可编程控制器（ 负责完成控制任务，由变频器来实现门体多段转速的调节功能。 使 用红外线传感器 检测进出旋转门的人员流动 ， 多部 接触式和 非接触式传感器及 光电接近 开关来 确保 通行者 的安全 进出 。 最终 ,设计出了一种功能实用、安全可靠的旋转门。 关键词 两翼自动旋转门 ， 门体， 可编程控制器 ,传感器攀枝花学院本科毕业设计（论文） I wo is of is of s it is a on of of it of is of is of by is to on to on a LC is of of is on of in of is by of by a of a of 文） 目录 1 目 录 摘 要 . . 绪论 . 1 转门的发展概况 .转门作为出入口设计的优点 .转门的发展趋势 .转门研究的必要性 . 方案设计 . 3 案拟定 . 3 翼自动旋转门设计方案一 . 3 翼自动旋转门设计方案二 . 4 案选择 . 5 案比较 . 5 定方案 . 5 3 门体结构设计 . 6 体的总体设计 . 6 体构成 . 6 体规格 . 6 转门体部分设计 . 7 定旋转门体材料 . 7 定旋转门体相关尺寸 . 8 壁设计 . 13 壁的总体设计 . 13 定曲壁材料 . 13 定材料尺寸 . 14 转门体加强 连接 设计 . 15 强型钢的总体设计 . 15 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录 2 强型钢材料选择及尺寸计算 . 15 盖结构设计 . 16 盖的总体设计 . 16 盖材料选择 . 17 盖材料尺寸确定 . 17 4 驱动系统设计 . 19 动系统总体设计 . 19 速机的选择 . 19 转门体的惯性力矩计算 . 19 转门体的摩擦力矩 计算 . 22 择减速机 . 22 5 传动系统设计 . 24 动齿轮齿圈设计 . 24 轮齿圈设计前述 . 24 轮齿圈参数设计 . 24 重滚轮及其轨道设计 . 28 择滚轮 . 28 道设计 . 29 圈连接转盘支架的螺栓设计 . 32 栓直径设计 . 32 圈结构尺寸设计 . 33 盘支架设计 . 34 体吊架设计 . 35 架处连接螺栓的直径设计 . 35 架的尺寸设计 . 36 6 控制系统设计 . 37 制系统的控制过程及其控制功能 . 37 制系统的控制过程 分析 . 37 制系统的控制功能分析 . 37 制系统的选择 . 37 频器的选择 . 38 频器的容量计算 . 38 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录 3 定变频器减速时间 . 38 频器的频率设定 . 40 制系统硬件设计 . 41 机型选择 . 41 接电气元件的选择 . 42 入输出口的保护及分配 . 43 外部接线图 . 45 制系统的软件设计 . 45 制系统软件设计 的 要求分析 . 45 序设计 . 47 7 检测安全系统设计 . 60 测安全系统 的 总体设计 . 60 测系统设计 . 60 测系统的要求 . 60 测传感器的选择 . 60 测传感器的安装 . 60 全系统设计 . 61 全 系统的要求 . 61 全传感器的选择 . 61 全接近开关的安装 . 63 结论 . 65 参考文献 . 66 附录 A：西门子 7性能参数 . 68 附录 B： 件接线图 . 71 附录 C：电气接线图 . 72 致 谢 . 73 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论 1 1 绪论 转门的发展 概况 旋转门起源于 荷兰 ， 至今已有一百年的 历史 ，在这段时间内，从以前意义的转门到今天的全自动旋转门，旋转门经历了一 个漫长的发展历史。其种类较多，按控制方式可 分为全自动旋转门、半自动旋转门和手动旋转门 ； 按旋转翼结构方式可分为两翼旋 转门 、 三翼旋转 门 和 四翼旋转门 ； 按结构材料可分为金属框架旋转门、水晶旋转门（全玻璃旋转门）和木旋转门 。 国外自动旋转门发展较早，其技术也较为成熟。自动旋转门的 传动系统技术具有节能、低噪声、传动平稳、寿命长 、 性能可靠等优点 ； 控制系统采用数字化设计的系统作为控制中枢 ，有 功能更强大，操作更简便 等优点； 检测 安全 系统 采用 先进的红外与微波感应技术，用于感知物体的移动，操纵门体的动行 ，使用各种安全检测传 感器，实现防挤、防夹和防撞功能。与此同时某些厂家生产的 自动旋转门还具有 远程控制 和 液晶显示 功能 。 新中国成立以来，特别是改革开放以后，旋转门也大量的出现在我国的各种公共和高档场合。但由于 我国特殊的国情，使得旋转门技术起步较晚，且其发展受到一定的限制 。因此，我国 在 自动旋转门的 传动系统 、 控制系统 和 检测 安全 系统 上离国外还有一定的差距。 转门 作为出入口设计 的优点 而 自动旋转门作为 出 入口设计 ，其 最大 的 优点在于它对于人员来说，门总可以打开，可对于建筑物来说门又总是关着。 同时，自动旋转门能减少公共场合人们对门体 的接触，能有效的防止了细菌的传播； 增强 门口的 抗风能力，消除了风口效应，减少了能源损耗，有效的阻挡了灰尘，噪音和废气的进入 。 它 还 有 多重安全保护措施 ，通过 安装多部 接触式和 非接触式传感器及独特的安全开关，确保通行者的安全。门体采用铝合金框架组装、可拆式结构，分成几个独立的部分，易于安装，运输方便。门的进出口和旋转部分都装有传感器，高灵敏度的系统保证了大门能即时开启 和 对速度的 随时 调整，保证了通过者最大程度的行走安全。 两翼自动旋转门又是在传统的自动旋转门基础发展起来的。 如想 扩大旋转门门扇之间的距离， 增加 旋转门人员流 量，就 想到 把 旋转门的门扇数量减为两个，这就是两翼自动旋转门的独特之处 同时，设计展箱和中间平滑门， 其展箱具有装饰和展示功能 ； 中间平滑门能 在断电和意外情况下， 能将攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论 2 其 转 停 至安全疏散位置， 这时 平滑门打开，形成一个宽敞的疏散 (紧急 )通道 。 转 门 的发展趋势 自动旋转门 虽然已出现多年， 但 的 技术 发展 仍在不断完善 和提高 。其发展 趋势主要有 以下几个 ：独特 新颖 的总体设计，高度的安全可靠性设计，多种运转使用方式设计，故障即时显示功能设计，楼宇消防智能化控制设计，停电使用功能设计，大通行能力设计，精巧 灵敏的遥控控制系统设计，先进的驱动控制系统设计。同时， 自动旋转门还 能利用 先进的通信和网络技术，使自动门的维护不再受时间、地域和专业维护技术的限制，制造商可通过 设备进行实时交流，校正偏差，让自动门达到最佳运行状态。当出现异常时，可准确传回故障信息，实现远程维护，缩短维护、保养时间；采用液晶显示屏，进行可视化设计，全面显示门体转速、状态和故障等信息 。 转门研究的必要性 由于 国外自动旋转门发展较早，无论是驱动 技术 还是控制技术都 较为成熟。而 我国旋转门技术的发展 起步较晚，其 全自动旋转门 技术来源于荷兰、瑞典、 日本等国。 到目前为止，我国的自动旋转门的技术水平离国外还有一定差距，特别是在结构设计 和驱动控制系统上。我国设计的自动旋转门的安全性能低，运行噪音大， 寿命 短， 所以，仍需设计人员的不断努力，才有希望赶超国外自动旋转门的技术 水平 。 因此 ， 对自动旋转门的研究是 十分 有必要的。 随着我国国民经济持续稳定地增长， 人民生活水平的不断提高，人们对生活环境的要求也越来越高。而 创造美好生活环境 又 必定成为 装饰业发展的巨 大 动力。在 现代城市建筑物装饰装修中 ，人们 对门的选择 已 由单一的功用型向个性化、品位化发展 ， 而 将 高科技应用到建筑物的外观形象上，使城市建筑的入口体现出智能化 也是必然的趋势。此时，两翼自动 旋转门以其全新的概念，宽敞开放的门面 、高格调 和智能化的 设计，自然成为 现代化楼宇建筑的入口 装饰的主流，无可质疑的必选设施。 这也 堪称建筑物的点睛之笔。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 方案设计 3 2 方案设计 案拟定 两翼 自动旋转门的主体结构由门体结构、驱动系统、传动系统、控制系统和检测安全系统五大部分构成，根据对这五大部分作出分析后拟定以下两个两翼旋转门的设计方案。 翼自动旋转门设计方案一 方案 一：主要是根据传统意义的自动旋转门来进 行设计，其主要是采用中轴来支撑 和 安装 整个旋转门体， 并 用中轴上固定齿轮 的方式 来进行传动 ，最终使旋转门体绕着中轴旋转。 其具体方案如下： 门体结构设计 门体结构 分为固定部分和旋转部分 的设计 ，均由铝型材框架和玻璃等组成。旋转门体采用中轴上安装两个旋转扇翼，旋转扇翼由一扇普通门体和一扇圆弧门体构成，这样来实现 建筑屋内和屋外的任何位置的隔离。 门扉一般采用高强度铝合金型材，结构简洁，精密牢固。 同时 每扉门三面安装密封毛条与地面天花及曲壁紧密接触，使门扉在任何位置均处于密闭状态 ； 门扉玻璃采用（ 3+3）夹胶玻璃或 6璃，曲壁玻璃一般采用（ 4+4）夹胶玻璃 或 12 驱动系统设计 由于两扇门翼距离较大且带有两扇圆弧门，使得需要的驱动力矩就较大，那么采用两台三相异步电机对称布置来完成驱动。 传动系统 设计 传动系统主要是完成降速和 力的传动 ，根据要求可采用两台异步电机 输出轴分别 接一台减速器，然后又通过一对齿轮啮合来把动力传递给门体的中轴，使得中轴带动固定在上面的旋转门体转动。从而实现从动力装置到执行装置动力的传递过程。 控制系统 设计 控制系统采用目前小型控制中较为常用的单片机控制系统来实现，同时由变频器 完成调速控制功能，再加上一些功能开关来完成两翼自动旋转门的整个控制要求。 检测安全系统设计 检测安全系统是关系到整个 两翼 旋转门能否 健康 安全 运行的关键一步，主要采用红外线传感器来实现人流的检测，采用各种 接触式和非接触式传感器以及多个接近开关来实现两翼旋转门运行过程中各个危险位置和危险情况的检测，最终攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 方案设计 4 实现两翼自动门的安全运行。 翼自动旋转门设计方案二 方案 二：主要是在传统意义的自动旋转门基础上来进行改造设计的，其主要是采用 圆周导轨悬挂整个旋转门体 ，并用悬挂门体上部转盘的方式来进行传动，最终使旋转 门体绕着门冠的圆形轨道旋转。其具体方案如下： 门体结构设计 门体结构 分为固定部分和旋转部分 的设计 ，均由铝型材框架和玻璃等组成。旋转门体采 用中间平滑门加两扇圆弧门构成 ， 同时，平滑门、圆弧门和一扇普通门 在旋转门体的两边构成一个旋转展台，这个展台即成了旋转扇翼，又能放置展物。这样不仅能形成一种美好的氛围，还能较为完美的实现 建筑屋内和屋外的任何位置的隔离。 门扉一般采用高强度铝合金型材，结构简洁，精密牢固。 同时 每扉门三面安装密封毛条与地面天花及曲壁紧密接触，使门扉在任何位置均处于密闭状态 ； 门扉玻璃采用（ 3+3）夹胶 玻璃或 6壁玻璃一般采用（ 4+4）夹胶玻璃 或 12 驱动系统设计 由于 门体悬挂在圆形轨道上 ， 那么受到的摩擦力矩较小；同时又使用了较大的转盘来传动， 使得 较小的 驱动 力 就能产生较大的力矩。 那么采用 一台 三相异步电机来完成驱动 即可 。 传动系统设计 传动系统主要是完成降速和 力 的传动的，根据要求可采用 在 异步电机输出轴接一台减速器， 将转速降到一定的转速， 然后又通过一对齿轮 齿圈 啮合来把动力传递给 由齿圈形成的门体转盘上 ，使得 转盘带动悬挂门体 在 圆形轨道上 转动。从而实现从动力装置到执行装置动力 的传递过程。 控制系统 设计 控制系统采用 工业 控制中 十分 常用的 可编程控制器（ 实现，同时由变频器完成调速控制功能，再加上一些功能开关来完成两翼自动旋转门的整个控制要求。 检测安全系统设计 检测安全系统是关系到整个两翼旋转门能否健康安 全运行的关键一步，主要采用红外线传感器来实现人流的检测，采用各种 接触式和非接触式传感器以及多个接近开关来实现两翼旋转门运行过程中各个危险位置和危险情况的检测，最终实现两翼自动门的安全运行 。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 方案设计 5 案 选择 案比较 从设计新颖和功能上比较 方案一的设计思路是传统意义 的再 次 设计，没有太多新颖的结构和创新理念，同时门体的结构较其它三翼四翼自动旋转门复杂，且外形不是 太美观。因此，没有多少实际意义和市场价值。而方案二是对传动意义 自动旋转门的创新设计，它能独特的展台设计使其能增加两翼自动旋转门的实用功能。同时， 其独特的传动方式和高格调的外观设计使其能在多种自动旋转门中占有一席之地。 从节能的角度比较 方案一的设计由于采用中轴转动，需要两台电机才能很好的进行驱动。而方案二的设计采用门体悬挂在圆形轨道上，只需要一台同功率的电机就能很好的完成驱动 。那么方 案一的设计就耗能较多，则不宜采用。 从采用的控制系统上比较 方案一 采 用单片机控制系统虽然能很好的完成控制任务，但对设计者来说增加了很多的负担。 它不仅要求进行控制系统的软件设计， 还要进行较为复杂的硬件设计，其硬件包括一些芯片连接，隔离放大电路的设计。 这些在方案二中就很是简单， 根本不需要太多的设计，因为方案二采用的是已有的控制系统。 同时，方案一的 控制系统 由于 对用户来说体积小，结构简单 ，所以较为 适于大批量生产 。但 是 对我们单件 或小批量 生产 来说 设计方案一的控制系统是 不值得的。 定 方案 通过对方案一二的 综合比较，考虑各自方案的利与弊。综合考虑后， 我 决定选择方案二进行设计 。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 门体结构设计 6 3 门体 结构 设计 体的总体设计 体构成 两翼自动旋转门的门体部分设计主要包括旋转门体部分设计和 固定部分 曲壁设计，旋转门体又包括中间旋转平滑门和旋转展箱设计。其中旋转平滑门又由四扇普通推拉门组成，在紧急或是停电的情况下打开进行人员流通，而旋转展箱又是转门的一部分，由圆弧门、平滑门和扇门构成一个展示空间，其都由 铝型材框架和玻璃 构成。 曲壁是旋转门体部分的旋转空间，由进出门口和四块弧形框架 玻璃构成。 体规格 门体规格根据 文献 1两翼旋转门门体尺寸进行设计。体总体外形图如图 表 门体尺寸 内直径 门中线全阔 入口宽度 中间门全开阔度 华盖高度 门扉高度 （ D） E） C） F） A） B） 600 3804 1676 1640 500 2200 图 门体外形图 文） 3 门体结构设计 7 转门体部分设计 定旋转 门体材料 旋转门体 材料 主要包括门体骨架的材料和门体玻璃材料，由于旋转门体由四扇推拉门组成和两扇旋转展箱构成，因此其构成相当于有一栋四扇的推拉门和两扇旋转的圆弧门与两扇扇门。 旋转门体的框架材料 门体框架材料可选用铝型材来构成骨架和安装玻璃的框架，根据相关门体标准 ， 旋转平开门可按 90 系列的推拉门进行设计。门体骨架采用 90 系列推拉门专用铝型材，据 文献 1选择如下。 平滑门的材料选择如表 表 平滑门材料 名称