20-5t桥式起重机控制线路设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】

买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 毕 业 设 计 设计题目： 205t 桥式起重机控制线路设计 系 别：机械工程系 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成时间： 第二章 凸轮控制器，变频器 2 目录 摘要 第一章 20/5t 桥式起重机常用电器，电机及选用 用低压电器 断器 开关 20/5t 桥式起重机变频调速系统主要辅件选用 0/5t 桥式起重机变频调速系统电动机容量选用 0/5t 桥式起重机变频调速系统变频器容量选用 阻器和频敏变阻器 磁铁 第二章 凸轮控制器，变频器 轮控制器 频器 第三章 20/5t 桥式起重机电气控制线路 式起重机的电气控制要求 钩凸轮控制器控制电路 护电路 结束语 参考文献 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 摘 要 桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就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。 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。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易粱桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。 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。 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。 第二章 凸轮控制器，变频器 2 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第二章 凸轮控制器，变频器 2 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。 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。 桥架的金属结构由主粱和端粱组成，分为单主粱桥架和双粱 桥架两类。单主粱桥架由单根主粱和位于跨度两边的端粱组成，双粱桥架由两根主粱和端粱组成。 主粱与端粱刚性连接，端粱两端装有车轮，用以支承桥架在高架上运行。主粱上焊有轨道，供起重小车运行。桥架主粱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粱、偏轨箱形双粱、偏轨箱形单主粱等几种。正轨箱形双粱是广泛采用的一种基本形式，主粱由上、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。 偏轨箱形双粱和偏轨箱形单 主粱的截面都是由上、下翼缘板和不等厚的主副腹板组成，小车钢买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 轨布置在主腹板上方，箱体内的短加劲板可以省去，其中偏轨箱形单主粱是由一根宽翼缘箱形主粱代替两根主粱，自重较小，但制造较复杂。 四桁架式结构由四片平面桁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粱，由四片钢板组成一封闭结构，除主腹板为实腹工字形粱外，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，也有远距离控制的。起重量可达五百吨，跨度可达 60 米。简易梁桥式起重机又称粱式起重机，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。桥架主粱是由工字钢或其他型钢和板钢组成的简单截面粱，用手拉葫芦或电动葫芦配上简易小车作为起重小车，小车一般在工字粱的下翼缘上运行。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粱式起重机。 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。铸造起重机：供吊运铁水注入混铁炉、炼钢炉和吊运钢水注入连续铸锭设备或钢锭模等用。主小车吊运盛桶，副小车进行翻转盛桶等辅助工作。 夹钳起重机：利用夹钳将高温钢锭垂直地吊运到深坑均热炉中，或把它取出放到运锭车上。 脱锭起重机：用以把钢锭从钢锭模中强制脱出。小车上有专门的脱 锭装置，脱锭方式根据锭模的形状而定：有的脱锭起重机用项杆压住钢锭，用大钳提起锭模；有的用大钳压住锭模，用小钳提起钢锭。加料起重机：用以将炉料加到平炉中。主小车的立柱下端装有挑杆，用以挑动料箱并将它送入炉内。主柱可绕垂直轴回转，挑杆可上下摆动和回转。副小车用于修炉等辅助作业。锻造起重机：用以与水压机配合锻造大型工件。主小车吊钩上悬挂特殊翻料器，用以支持和翻转工件；副小车用来抬起工件。 第二章 凸轮控制器，变频器 2 he is of on s on on s a s in so on by is by is to or to is a s so on s is an to 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 to to a a of s to be if is s to s to on s is of is of at is of to be by on On s of so on is is of in on s is is is is in a is is of in s is by a 第二章 凸轮控制器，变频器 2 is is by of is to is is is is is a by of on of to a s in is is is 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第一章 20/5t 桥式起重机常用电器，电机及选用 用低压电器 压电器的分类 电器是指用于接通和断开电路或对电路和电气设备进行保护，控制和调节的电工器件。在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中，电器的应用极为广泛。 压配电电器和低压控制电器 低压配电电器用于低压配电系统中，对电器及用电设备进行保护和通断，转换电源和负载。工作可靠，在系统发生异常情况下动作准确， 并有足够的热稳定性和动稳定性。如：熔断器，刀开关，低压断路器等。 低压控制电器用于低压电力传动，自动控制系统和用电设备中，使其达到预期的工作状态。它体积小，重量轻，工作可靠。如：按钮，行程开关，接触器，继电器等。 低压电器的额定电压在工厂电气控制中，采用三相四线制供电，动力线路电压为 380V，照明线路电压为 220V。 断器 低压熔断器是低压供配电系统和控制系统中最常用的安全保护电器。主要用于短路保护，有时也可用于过载保护。其主体是用低熔点的金属丝或金属薄片制成的溶体，串联在被保护电路中。在正常情况 下，溶体相当于一根导线，当电路短路或过载时，电流很大，熔体因过热而熔化，从而切断电路，起到保护作用。 断器的技术参数 低压熔断器的主要技术参数有额定电压，熔断器额定电流，熔体额定电流。 . 熔断器的额定电压是熔断器长期正常工作能承受的最大电压。 熔断器额定电流是指熔断器（绝缘底座）允许长期通过的电流。查常用低压熔断器主要技术参数表可知：一个额定电流等级的熔断器可以选配若干个额定电流等级的熔体。 熔体额定电流是指熔体长期正常工作并不熔断的电流，熔体额定电流不能大于熔断器的额定电流。 断器的选用 第二章 凸轮控制器，变频器 2 选用低压熔断器时一般考虑熔断器的额定电压，熔断器的额定电流和熔体额定电流三项参数。 江阴职业技术学院毕业设计说明书 含 纸和论文 最新答辩完整资料 低压熔断器的额定电压应不小于电路的工作电压。 低压熔断器的额定电流应不小于所装熔体的额定电流。 体额定电流选用： 1. 电炉和照明等电阻性负载熔体额定电流 小于电路的工作电流 2. 配电电路 为防止越级动作而扩大停电范围 ,后一级 (近电源 ) 熔体 的额定电流比前一级熔体的额定电流至少要大一个等级 ,同时 ,必需要校核熔断器的极限分断能力 . 3. 电动机 1对于单台电动机 ,熔体的额定电流应不小于电动机额定电流的 即 2对于多台电动机 ,熔体的额定电流应不小于最大一台电动机额定电流 ,加上同时使用的其它电动机额定电流之和 即 3轻载起动或起动时间短时 ,系数 可取小些 ;重载起动或起重时间长时 ,系数可取大些 . 4因电动机的起动电流很大 ,熔体的额定电流应保证熔断器不会因电动机起动而熔断 ,熔断器一般用于短路保护 . 刀开关 刀开关是低压供配电系统和控制系统中最常用的配电电器 也可用于不频繁地接通和断开小电流配电电路或直接控制小容量电动机的起动和停止 ,是一种手动操作电器 . 刀开关的技术参数 刀开关的技术参数主要有额定电压 ,额定电流和分断能力 . ， 刀开关的额定电压是刀开关长期正常 工作能承受的最大电压 . 刀开关的额定电流是刀开关在合闸位置上允许长期通过的最大工作电流 . 刀开关的分断能力是刀开关在额定电压下能可靠分断的最大电流 . 刀开关的选用 刀开关的选用一般考虑刀开关的额定电压 ,额定电流等 . 刀开关的额定电压应不小于电路实际工作的最高电压 . 刀开关的额定电流 1当用作隔离开关或控制一般照明，电热等电阻性负载时，其第二章 凸轮控制器，变频器 2 额定电流应等于或稍高于负载的额定电流。 2当用于电动机直接起动控制时，瓷底胶盖闸刀开关只能控制容量小于 电动机 ，其额定电流应大于电动机的额定电流。组合开关的额定电流应不小于电动机额定电流的 2。 20/5t 桥式起重机变频调速系统主要辅件选用 起重机变频调速系统主要辅件包括断路器，接触器，交电流电抗器，制动电阻器等。 为避开变频器投人时直流回路电容器的峰值，变频器配制的断路器容量为电动机额定电流的 ，整定值为断路器额定值的 3。 接触器在变频器主回路中仅在变频器辅助器件或控制回路故障时起断开主回路的作用，一般不作回路开断器件用，故可按电动机额定电流选用接触器容量，无须按开断次数考核其寿 命。 为抑制变频器造成的高峰值电流，在变频器的输入端加接交流电抗器。同时，交流电抗器的进入端还可以起到降低电动机的噪声，改善起动转矩，在电动机轻载时改善功率因数的作用。 交流电抗器容量按电动机容量配置，计算公式如下： L（ 2% U 2中 L电抗器容量（ H） U额定电压（ V） I电动机额定电流（ A），电抗电流值为电动机额定电流值的 。 f最大周次数（ （ 2% U 的选择根据速比要求定，速比愈 大百分比愈大。 制动电阻借助制动单元消耗电动机发电制动状态下从动能转换来的能量。计算公式如下： n . . . 式中： 流回路电压（ V） 动转矩（ N. 动机额定转矩（ N. n电动机额定转速（ r 在制动晶体管和制动电阻构成的能耗回路中沉区最大电流受晶体管许用电流 此在选择制动电阻时不可小于其最小制动电阻值。 江阴职业技术学院毕业设计说明书 含 纸和论文 最新答辩完整资料 ） 式中： 流回路电压（ V） 制动晶体管允许的最大电流（ A） 因此：制动电阻 按 关系选用。 0/5t 桥式起重机变频调速系统电动机容量选用 起重机运行机构的转动惯量较大，为了加速电动机需要有较大的起动转矩，故电动机容量需要由负载功率 加速功率 P a 两部分组成。一般情况下电动机容量 P 为： P（ P a+ 式中： 电动机平均起动转矩倍数 。 若使电动机在额定转速下接近满载运行，且能承受电网电压的波动，则要求电动机的过载力矩倍数 M 大于 。或适当增加加速时间，减小加速速率。 起重机起升机构的负载特点是起动时间短（ 1只占等速运动时间的较小比例；转动惯量较小，占额定起升转矩的（ 10%，其电动机容量为： P 1000）（ 式中： 重机额定起升负载（ v额定起升速度（ m s） g重力加速度（ g m s） 机构总效率 此外，为使电动机能提升 试验载荷，能承受电压波动的影响，其最大转矩值必需大于 2。否则，必需让电动机放容，从而降低电动机在额定运行时的工作效率。 0/5t 桥式起重机变频调速系统变频器容量选用 起升机构的平均起动转矩一般说来为额定力矩的 。考虑到电源电压波动 因素及需要通过 125%超载实验等因素，此时变频器容量为： K 1000 式中 动机的功率因素， 起升额定负载所需功率（ M电动机效率， M 频器容量（ K系数， K 2 第二章 凸轮控制器，变频器 2 起升机构变频器容量依据负载功率 计算，并考虑 2 倍的安全力矩。若用在电动机额定功率选定的基础上提高一档的方法选择变频器的容量，在变频器功率选定的基础上，做电流验证，公式如下： 中 频器额定电流 动机额定电流 阻器和频敏变阻器 电阻器是电动机的起动，制动，和调速控制的重要附件。 电阻器选用的一般原则： 1 根据控制要求选择电阻器系列 2 根据电动机的电流选择电阻器的型号 频敏变阻器是一种利用铁磁材料的损耗岁频率变化来自动 改变等效阻值的低压电器。 频敏变阻器 能使电动机实现平滑起动，主要用于绕线转子回路作为起动电阻，实现电动机的平稳无级起动。 频敏变阻器选用的一般原则： 1 根据电动机所拖动的生产机械的起动负载特性和操作频繁程度，选择 频敏变阻器。 2 按电动机功率的大小选择频敏变阻器。 电磁铁 电磁铁是利用电磁吸力来吸钢铁零件，操纵，牵引机械装置以完成预期的动作的低压电器。 电磁铁选用的一般原则： 1 根据机械负载的要求选择电磁铁的种类和机构形式。 2 根据控制系统电压选择电磁铁线圈电压。 3 电磁铁的功率应不小于制动或牵引功率。 江阴职业技术学院毕业设计说明书 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第二章 凸轮控制器，变频器 凸轮控制器 凸轮控制器是一种利用凸轮来操作动触点动作的控制电器。主要用于容量小于 30制电动机的起动，停止，调速，反转和制动，广泛用于桥式起重机。 凸轮控制器主要由手柄，触点系统，转轴，凸轮和外壳组成。如图： 变频器在起重机中的应用 变频控制技术， 制技术和计算机技术的发展，为 桥式起重机变频控制应用提供了有利的条件， 制的桥式起重机变频调速系统。 制的桥式起重机变频调速系统框图如图所示： 第二章 凸轮控制器，变频器 2 副钩主钩小车大车主令控制器变频器变频器变频器变频器制的桥式起重机变频调速系统框图 制的桥式起重机变频调速系起动，制动快速，起动过程平稳，运行平稳，可靠，操作简单灵活，生产效率高，系统维护方便，安全性高。 拖动转矩 日立 列变频器具有无速度传感器矢量控制技术，当变频器有 出时即有 150%以上的高起动转矩，保证悬空起动及低速运转时的电机力矩，并可在 10： 1 的速度范围内（ 6 100%转矩连续运行。速度调速偏差小于 1%。并利用一个高速微处理器和装备 提高响应速度，在提升设备中对防止“滑落”很有效果，转矩响应时间约 便可达到 100%的转矩。 能耗制动单元 “桥抓”在操作抓斗下落时，变频器将受到较高电势的能量释放过程，为保证变频器不过压跳闸不被击坏，增设能耗制动单元来保 证变频器的正常工作。进行制动时放电电阻与电机内部的有功损耗部分结合成制动转矩，大约为电机额定转矩的 20%。制动电阻的计算如下； 1) 式中： 直流回路电压； 制动转矩； 电动机额定转矩； 开始减速时的速度； 江阴职业技术学院毕业设计说明书 含 纸和论文 最新答辩完整资料 由制动单元和制动电阻构成的放电回路中，其最大电流受制动单元的最大允许电流 限制。制动电阻的最小允许值 ： C （ 2） 因此，制动电阻应满足以下选择范围 制 动电阻所需功率 算如下： n1 *10 功能参数 变频器调式投用时，功能参数的设置，直接关系到变频器与设备运行工况是否配合恰当的重要环节。比如 出额定频率的设定， 速时间的设定， 速时间的设定， 别是电机参数的测定，均需通过“桥抓”使用过程中结合设备运行情况不断摸索修正。否则，由于某参数设置不合理，也可能使变频器工作不正常或造成电机过热等未能预想的异常情况发生而损坏电气设备。 运行环境 由于变频 器应用与桥抓上，工作环境差。如粉尘多，振动大，雨天空气潮湿等。因此，运行中应注意变频器的紧固与防潮以确保变频器的安全运行。 第二章 凸轮控制器，变频器 2 第三章 20/5t 桥式起重机电气控制线路 式起重机的电气控制要求 桥式起重机经常带负载起动，需要保证有较大的起动转矩和较小的起动电流，因此，采用转子串电阻起动。它的负载为恒转矩负载，一般重载时，转速可降低到额定转速的50%工作方式为反复短时工作制，允许过载运行。负载力矩为位能性反抗力矩，必需采用安全可靠的制动方式。此外 ，必需具备必要的零位，短路，过载和终端保护。 凸轮控制器触点分合情况，通常用触点分合表表示。（注：“”表示触点闭合，“ 0”表示触点分断）。 江阴职业技术学院毕业设计说明书 含 纸和论文 最新答辩完整资料 副钩凸轮控制器的控制过程如图： 副钩上升 主接触器 电，总电源接通。 轮转至向上“ 1”位置， 触点 1W， 1W 闭合； 锁触点 5 闭合； 锁触点 6 断开； 电阻电动机正转起动，低速带动副钩上升。此时，制动电磁铁 圈得电，闸瓦与闸轮分开。 轮依次转至向上“ 2” “ 5”位置， 5 对常开辅助触点依次闭合，短接电阻 11速逐渐升高到预定转速。 副钩下降 轮转至向下“ 1”位置， 触点 1U 和 1U 闭合。电源相序改变， 转带动副钩低速下降， 轮依次转至向下“ 2” “ 5”位置， 速逐渐升高。 制动 轮转至“ 0”位置 电； 圈失电； 速制 动停车。 副钩带有重载时，考虑到重力的作用，在下降负载时，应先把手轮逐级扳到“下降”的最后一档，然后根据速度要求逐级退回升速以免下降过快。 保护电路 5 与 6， 5 与 6， 5 与 6 分别为 2， 正反转连锁触点，是电动机的正反转连锁保护。行程开关 小车的横向限位保护， 大车的纵向限位保护， 副钩提升的限位保护，当运动部件的行程超过极限位置时，利用移动部件上的档铁压下行程开关，使电动机失电并制动。7， 7， 7 是零位连锁触点，保证所有凸轮控制处于“ 0”位时，主接触器线圈才能得电，起重机才能工作。过电流继电器 别为第二章 凸轮控制器，变频器 2 总电源， 过载和过电流保护。 结束语 我在毕业设计期间，得到许文静老师的精心指导，许老师治学严谨，学识渊博，视野雄廓，为我营造了一种良好的精神氛围。置身许老师的指导过程中，不仅我的思想观念焕然一新，也改善了我的思考方式，而且还明白了许多待人接物与为人处世的道理。其严以律己，宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格 魅力，令我如沐春风，倍感温馨。一股暖意细水长流，源