三翼自动旋转门设计
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PLC梯形图.cpt
PLC梯形图.dwg
三翼自动旋转门设计文献综述.doc
三翼自动旋转门设计论文.doc
上轴承座.dwg
变频器接线图.dwg
接线图.dwg
梯形图.dwg
电气接线图.dwg
轴的校核.dwg
轴的零件图.dwg
门体装配图.dwg
齿圈零件图.dwg
齿轮图.dwg
摘 要
三翼自动旋转门作为自动门中的顶级产品，旋转门给人以亲切大方的感觉，同时营造出奢华的气氛，堪称建筑物的点睛之笔。
该论文主要论述了三翼自动旋转门的设计过程，主要对门体、驱动系统、控制系统、安全系统做了详细的分析和设计，提出了采用铝合金和玻璃等组成门体框架。驱动部分由减速电机和齿轮箱减速机构组成，且安装在门中心顶部的华盖内。控制系统用PLC负责完成控制任务，由变频器来实现门体多种转速的调节功能。安全系统采用红外线传感器检测进出旋转门的人员流动，使用多个接触式和非接触式传感器及光电接近开关来确保通行安全。设计出了一种安全可靠实用的三翼旋转门。
关键词： 旋转门 结构 系统 设计
ABSTRACT
Three wings automatic revolving door is leading products in automatic doors, it can give generously warm and feeling and creating luxurious atmosphere, Meanwhile, it is a eye in modern buildings .
This paper mainly discusses the design about gate body system、transmission system、 control system and safely system of the three wings automatic revolving door.It proposed that the door frame is composed of glass and aluminum framework. Transmission system is fixed on the top of shaft that include a reduer and gears transmition. PLC is responsible for the task of controller and the function of rotational speed is rely on the VVF. People passing in and of the revolving door is checked by the infrared ray sensor, the safety of people are ensured by many contact and non-contact sensors and photoelectric proximity switches. Ultimately, have designed a kind of function practical、safety dependablely revolving door.
Key words : Revolving door, Structure, System, Design
目 录
摘 要………………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ
1 绪论……………………………………………………………………1
1.1旋转门的课题背景…………………………………………………………………………1
1.2 国内外旋转门发展现状…………………………………………………………………1
1.2.1国外旋转门发展现状………………………………………………………………1
1.2.2国内旋转门发展现状………………………………………………………………2
2 方案确定………………………………………………………………………………………3
2.1 方案一的设计……………………………………………………………………………3
2.2 方案二的设计……………………………………………………………………………3
2.3 方案的选择………………………………………………………………………………4
3 门体结构设计…………………………………………………………………………………5
3.1 门结构材料的选用………………………………………………………………………5
3.2 门结构尺寸的确定………………………………………………………………………7
3.3 中间轴的设计与轴承的选用……………………………………………………………8
3.4 曲壁部分设计……………………………………………………………………………9
3.5 华盖的设计………………………………………………………………………………9
4 驱动系统设计………………………………………………………………………………12
4.1轴和轴承设计计算………………………………………………………………………12
4.1.1轴的尺寸设计………………………………………………………………………12
4.1.2轴承的选择与验算…………………………………………………………………12
4.2轴的校核…………………………………………………………………………………13
4.3 电机的确定………………………………………………………………………………15
4.3.1确定各扇门的质量…………………………………………………………………15
4.3.2各部分转动惯量的计算……………………………………………………………16
4.3.3惯性力矩的计算……………………………………………………………………16
4.3.4电机的确定…………………………………………………………………………16
4.4齿轮的设计计算…………………………………………………………………………18
4.4.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数…………………………………………18
4.4.2按齿面接触强度设计………………………………………………………………18
4.4.3按齿根弯曲强度设计……………………………………………………………20
4.4.4几何尺寸计算………………………………………………………………………21
5 控制系统部分设计…………………………………………………………………………23
5.1硬件的设计………………………………………………………………………………23
5.1.1变频器容量选择计算………………………………………………………………23
5.1.2传感器与安全系统的设计…………………………………………………………27
5.1.3控制系统功能特…………………………………………………………………29
5.1.4控制系统驱动控制原理……………………………………………………30
5.1.5 PLC控制系统节点分析及地址分配设计…………………………………………30
5.2 软件设计……………………………………………………………………………35
5.2.1控制系统程序设计……………………………………………………………35
5.2.2 PLC梯形图………………………………………………………………………47
5.2.3 指令程序…………………………………………………………………47
结论……………………………………………………………………………………………48
参考文献………………………………………………………………………………………49
附录 A：指令程序表…………………………………………………………………………50
致 谢……………………………………………………………………………………………55
2 方案的确定
旋转门主要设计是从门体,传动系统,控制系统，检测系统,安全系统等几个方面进行考虑。从上面几个方面具体分析可以设计两种方案
2.1方案一的设计
①框架总成： 分为固定部分和旋转部分，均由铝型材框架和玻璃等组成。立柱、曲壁、门扉一般采用高强度铝合金型材，结构简洁，精密牢固。圆周导轨悬挂整个旋转门体及其驱动设计，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6mm厚钢化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夹胶玻璃，安全可靠。
②传动系统：由二个三相交流电机提供动力，用减速器带动旋转转盘驱动。
③控制系统：由单片机、变频器、功能开关组成。由可编程控制器PLC、变频器、功能开关组成。
④检测系统：由红外传感器实现有无人自动检测，自动对电机启停进行操作。
⑤安全系统：主要有接触和非接触安全感应器。 旋转门入口立柱均装有安全胶条，防止行人夹伤，自动门入口右侧立柱胶条内装有内藏式防夹感应器，如受挤压门扉即马上停止运转。胶条恢复正常，门扉则自动转动;每扇门扉底边胶条内装有内藏式防碰感应器，碰到物体或行人门扉立即停止运转。胶条恢复正常，门扉则自动转动。
2.2方案二的设计
? ①框架总成：分为固定部分和旋转部分，均由铝型材框架和玻璃等组成。立柱、曲壁、门扉一般采用高强度铝合金型材，结构简洁，精密牢固。采用中心门轴结构安装和驱动旋转门体设计，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6MM厚钢化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夹胶玻璃，安全可靠。
②驱动系统：由一个三相交流电机提供动力，用减速器带动中心门轴驱动。
③控制系统：由可编程控制器PLC、变频器、功能开关组成。
④检测系统：由红外传感器实现有无人自动检测，自动对电机启停进行操作。
⑤安全系统：主要有接触和非接触安全感应器。 旋转门入口立柱均装有安全胶条，防止行人夹伤，自动门入口右侧立柱胶条内装有内藏式防夹感应器，如受挤压门扉即马上停止运转。胶条恢复正常，门扉则自动转动;每扇门扉底边胶条内装有内藏式防碰感应器，碰到物体或行人门扉立即停止运转。胶条恢复正常，门扉则自动转动。
2.3方案选择
三翼旋转门采用方案二这种结构，即中心门轴通过轴承机构垂直安装于地面，三个呈发散式固定在中心门轴上，各门扇之间的角度相等。中心门轴的上方安装电动机及其他电气控制部件，再配以感应装置和安全装置，就成为一个完整的自动旋转门。但是，这种旋转门门翼与中心轴的固定方式决定了门扇宽度不能太大，所以这种旋转门的直径最大只有约4m。为了解决这一问题，工程师们将中心门轴设计成了门扇固定在大钢管上面，相对减小了门扇宽度，增加了电机对门中心的旋转作用力矩，使这种旋转门的最大直径扩大到6m。这种结构是稳定性，使用的可靠性很高，使用寿命长。考虑到旋转门在停止时一定耍密封，所以三翼旋转门的每个分隔可以容纳更多的人，可是门的净开口宽度较小。而方案一由于采用两个电机驱动也给驱动系统带来了许多麻烦，同时也不利于节能。在控制系统上，由于单片机的程序设计和接口设计较为繁杂，只利于大批量生产，不适于单件设计。综合两种方案进行比较，可以看出第二种方案在具体设计中更具有实用性，完善性。故选择第二种方案。
结论
通过设计任务的分析与国内外相关课题的调研,提出较为合理的设计方案,完成了设计任务.主要进行了以下几个方面的设计：
(1)门体的结构设计：根据建筑标准对门体的材料、尺寸和结构进行选择与设计
(2)驱动部分设计：根据机械标准对传动系统进行结构设计。
(3)对控制部分的设计：控制部分的软件和硬件设计。
通过本次毕业设计达到了预期的目的，对PLC应用有了深入的理解，得到了很好的锻炼，大大提升了理论知识在实践中的应用能力。同时，由于对建筑规范及建材类型不甚了解，因此在材料的选用及具体细节结构方面存在一定问题，有待今后改进。通过这次设计相信将会对以后的进入工作都会起到重要的作用！
参考文献
[1] 房海容，李建勇主编.现代机械工程综合实践教程[M].机械工业出版社.2001
[2] 扬帮文主编.现代新潮传感器应用手册[M].机械工业出版社.2004
[3] 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著.机械设计[M].高等教育出版社.2001
[4] 国家机械工业局编.中国机电产品目录（14）[M].机械工业出版社.2004
[5] 机械设计手册编委会编.机械设计手册（3）[M].机械工业出版社.2004
[6] 洪向道主编.新编常用建筑材料手册[M].中国建筑工业出版社.2005
[7] 王寿华主编.建筑门窗手册[M].中国建筑工业出版社.2002
[8] 成大先主编（轴承）.机械设计手册[M].化学工业出版社.2000
[9] 王延才，王伟主编.变频器原理及应用[M].机械工业出版社.2005
[10]建筑设计资料集(第二版) [M].中国建筑工业出版社.2004
[11]求是科技编著.PLC应用开发技术与工程实践[M].2004
[12]袁任光编著.交流变频调速器选用手册[M].广东科技出版社.2004
[13] Machine Tools N.chernor 1984
[14] Machine Tools Netalworking John L.Feirer 1973
[15] Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984
[16] 光纤传感器
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