大型悬挂式电动推拉门的设计研究

抗 风 插 销 底 部 采 用 3组 隐 藏 式 导 向轮 门 体 骨 架 的 计 算 采 用 3 D3 S软 件 按 照 钢 结 构 设 计 规 范 和 建 筑 结 构 荷 载 规 范 进 行 设 计 和 校 核 计 算 设 定 了 两 组 基 本 工 况 如 图 2所 示 图 2 a 为 门 体 推 拉 状 态 风 速 1 5 m s以 内 边 界 条 件 设 为 考 虑 到 结 构 顶 部 至 少 有2组 承 重 轮 和 2组 导 向 轮 会 贴 紧 上 轨 道 可 简 化 成 2个 铰 接 节 点 同 时 承 受 重 力 和 侧 向 力 考 虑 到 门 在 移 动 过 程 中 的 任 何 位 置 都 至 少 有 2个 导 向 轮 与 导 向 槽 接 触 按 最 危 险 位 置 确 定 一 端 和 中 部 2个 导 向 承 受 侧 向力 图 2 b 为 门体 关 闭 状 态 极 限 风 速 4 1 m s 边 界 条 件 设 为 大 门结 构 在 承 受 极 限 风 速 情 况 下 大 门 门 体 会 发 生 弹 性 变 形 考 虑 到 结 构 顶 部 有 5组 承 重 轮 和 6组 导 向 轮 在 风 荷 载 作 用 下 均 可 以 逐 步 贴 紧上 轨 道 可 简 化 成 5个 铰 接 节 点 同 时 承 受 重 力 和 侧 向 力 两 侧 6个 插 销 贴 紧 位 于 门侧 的 导 槽 以 承 受 侧 向 力 底 部 3个 导 向轮 也 会 贴 紧 大 门 底 部 导 槽 一 侧 以 承 受 侧 向 力 通 过 3 D3 S软 件 分 析 这 两 种 基 本 工 况 的 最 大 挠 度 变 形 均 控 制 在 1 4 0 0 l 最 大 应 力 比 值 均 小 于 0 6 满 足 规 范 要 求 门 体 结 构 采 用 平 面 框 架 杆 件 节 点 采 用 高 强 度 螺 栓 连 接 方 式 为 增 加 刚 度 框 架 四 周 节 点 采 用 栓 焊 结 合 方 式 这 种 结 构 设 计 方 案 使 门 体 可 以成 套 进 行 标 准 化 生 产 制 造 安 装 均 十 分 方 便 为 面 层 例 如 保 温 夹 芯 彩 板 或 聚 氨 酯 板 安 装 提 供 了 较 大 的 空 问 2 2 门 体 密 封 由 于 门体 的 结 构 形 式 特 点 以及 对 地 面 通 道 的特 殊 要 求 原 因 门 体 的 四 面 密 封 采 用 了 不 同 的 密 封 形 式 包 括 顶 部 密 封 侧 密 封 和 底 部 密 封 3种 其 中 顶 部 密 封 和 侧 密 封 为 被 动 式 密 封 底 部 密 封 为 采 用 电 动 推 杆 的 主 动 式 密 封 2 2 1 顶 部 密 封 如 图 3所 示 密 封 板 沿 门 体 上 横 梁 设 置 左 端 通 过 2 0 1 3 9 螺 栓 安 装 在 门 框 埋 件 上 右 端 与 门 体 上 的 通 长 异 型 密 封 条 形 成 密 封 构 造 在 门 体 完 全 关 闭 时 形 成 顶 部 完 全 密 封 这 种 密 封 形 式 构 造 简 洁 密 封 效 果 好 便 于 安 装 和 维 护 缺 点 在 于 对 密 封 板 的 平 面 加 工 精 度 要 求 高 异 型 密 封 条 的 磨 损 较 大 这 可 以 通 过 定 期 调 整 密 封 条 位 置 或 更 换 密 封 条 加 以解 决 2 2 2倾 密 封 如 图 4所 示 密 封 件 沿 门 体 纵 向 通 长 布 置 左 端 固 定 在 密 封 件 支 架 上 右 端 通 过 与 门体 挤 压 形 成 密 封 构 造 在 门 体 完 全 关 闭 时 门 体 与 密 封 件 挤 压 接 触 压 缩 量 通 过 行 程 限 位 控 制 在 2 0 mlT l 左 右 以 形 成 良好 的 挤 压 密 封 这 种 密 封 形 式 是 典 型 的 被 动 式 密 封 方 式 易 于 实 现 可 靠 性 高 也 有 采 用 主 动 式 密 封 形 式 即 采 用 电 力 推 杆 或 液 压 推 杆 将 密 封 件 推 动 到 密 封 位 置 密 封 效 果 好 如 底 部 密 封 形 式 但 主 动 式 密 封 在 密 封 长 度 长 的情 况 下 较 难 实 现 为 确 保 同 时 密 封 将 增 加 推 杆 数 量 即 使 采 用 机 械 连 杆 也 因 存 在 连 杆 装 配 累 积 误 差 而 产 生 密 封 效 果 不 佳 的 问题 2 2I 3底 部 密 封 如 图 5所 示 门 体 的 底 部 密 封 采 用 电 动 推 杆 系 统 电 动 推 杆 系 统 与 门 体 的 驱 动 系 统 在 电 气 上 进 行 互 锁 在 门 体 完 全 关 闭 后 电 动 推 杆 系 统 才 能 工 作 这 时 推 杆 系 统 推 动 密 封 件 压 向 地 面 与 地 面 挤 压 接 触 形 成 密 封 构 造 密 封 件 挤 压 接 触 地 面 压 缩 量 通 过 行 程 限 位 控 制 在 2 0 mi l l左 右 以 形 成 良好 的 挤 压 密 封 门 体 开 启 时 电 动 推 杆 先 回 抽 解 除 密 封 回 抽 到 位 后 门 体 驱 动 系 统 才 能 开 始 工 作 带 动 门 体 平 移 推 拉 2 3抗 风 插 销 由 于 门 体 高 度 过 高 为 防 止 关 门 时 风 荷 载 导 致 门 体 变 形 过 大 而 损 坏 在 门 体 内 3档 弦 杆 位 置 设 置 了抗 机械制造5 1 卷 第5 8 9 期 轮 架 上 装 配 大 滚 轮 与 门体 结 构 上 的 大 滚 轮 架 配 合 推 动 门 体 水 平 移 动 大 滚 轮 设 计 成 可 以水 平 旋 转 可 以 抵 消 大 滚 轮 与 门 体 大 滚 轮 架 相 互 作 用 时 产 生 的 切 向力 减 速 电 机 的计 算 和 选 用 参 照 了 起 重 机 设 计 手 册 中 行 走 机 构 运 行 电 机 减 速 器 的 计 算 和 选 型 根 据 门 体 的 运 行 情 况 选 定 机 构 工 作 级 别 为 M4 2 按 照 已 知 条 件 根 据 手 册 计 算 选 定 带 制 动 器 的 三 相 异 步 变 频 电 机 为 确 保 使 用 安 全 减 速 器 的 服 务 系 数 F B 要 求 1 O E 以 上 减 速 电 机 输 出 端 设 计 成 空 轴 套 形 式 与 驱 动 轴 采 用 平 键 传 动 以 便 于 将 来 驱 动 轴 和 减 速 电 机 的 维 修 更 换 机 座 采 用 扭 矩 臂 形 式 与 驱 动 轮 架 连 接 可 以节 省 空 间 这 种 驱 动 设 计 比较 紧 凑 适 合 应 用 在 有 美 观 要 求 或 者 空 间 有 限 的 场 合 链 轮 链 条 传 动 较 为 精 确 传 动 效 率 也 高 缺 点 在 于 装 配 精 度 要 求 高 驱 动 时 有 少 许 噪 声 也 有 采 用 钢 丝 绳 传 动 方 案 的 可 靠 性 高 噪 声 小 但 是 占 用 空 间 大 传 动 精 确 性 相 对 低 一 些 3 4伸 缩 式 下 导 向 件 厂 房 在 功 能 设 计 时 要 求 重 型 设 备 在 进 出 厂 房 时 不 得 有 振 动 门 洞 范 围 内 不 能 有 任 何 障 碍 物 因 此 地 面 导 轨 和 固 定 导 向 器 均 不 能 使 用 对 此 专 门 设 计 了 可 伸 缩 式 导 向 器 该 装 置 在 关 门 时 升 出 地 面 满 足 导 向 和 关 门 后 承 受 侧 向 力 在 门 开 敞 时 缩 回 地 面 以 下 保 证 门 洞 范 围 内 满 足 功 能 设 计 对 地 面 平 坦 无 障 碍 物 的 要 求 这 种 下 导 向 件 如 图 1 0所 示 通 过 人 力 踩 压 实 现 伸 缩 其 机 械 组 成 包 括 导 向 轮 导 向 轴 异 型 齿 啮 合 机 构 反 力 弹 簧 机 架 等 导 向 轮 可 水 平 转 动 与 门 体 下 横 梁 的 导 槽 通 过 滚 动 接 触 实 现 导 向 功 能 为 防 止 雨 水 侵 蚀 除 了在 机 械 上 考 虑 必 要 的 密 封 措 施 外 机 架 本 体 进 行 镀 锌 处 理 内 部 零 件 采 用 抗 腐 蚀 的 不 锈 钢 材 质 制 作 在 基 坑 中 还 设 置 了 排 水 管 可 以避 免 下 导 向 件 的 浸 泡 腐 蚀 电气 控 制 设 计 首 先 要 确 保 安 全 运 行 在 此 基 础 上 重 点 考 虑 功 能 满 足 操 作 简 单 便 于 维 护 等 设 计 上 采 用 了 变 频 调 速 电 机 可 调 速 控 制 门体 运 行 速 度 采 用 P L C控 制 电 路 简 化 了 系 统 线 路 按 钮 指 示 灯 和 行 程 开 关 均 采 用 2 4 V 低 压 电 路 保 证 了 安 全 性 系 统 供 电 电 源 3 8 0 V 频 率 5 0 Hz 大 门 驱 动 电 机 采 用 变 频 调 速 控 制 设 减 速 和 停 止 两 档 限 位 开 关 定 位 两 套 电 动 推 杆 采 用 直 通 定 速 控 制 同 时 推 拉 各 设 推 拉 限 位 开 关 大 门 与 推 杆 具 有 运 动 互 锁 关 系 控 制 上 采 用 机 械 互 锁 方 式 大 门 关 到 位 推 杆 推 上 推 杆 拉 到 位 大 门 打 开 控 制 系 统 采 用 P L C控 制 单 元 包 括 C P U 和 扩 展 I o 模 块 以 简 化 中 间 继 电 器 及 复 杂 的 接 线 电 路 P L C控 制 单 元 中 间 继 电 器 限 位 开 关 和 指 示 灯 均 采 用 直 流 2 4 V供 电 控 制 系 统 采 用 就 近 操 作 方 式 可 以 通 过 控 制 柜 门 上 的 操 作 按 钮 分 别 对 大 门 和 电 动 推 杆 进 行 操 作 为 便 于 操 作 和 观 察 设 有 指 示 灯 用 于 显 示 大 门 和 推 杆 的 运 行 状 态 控 制 柜 到 门 体 驱 动 电 机 的 主 电 缆 和 信 号 缆 采 用 履 带 式 拖 链 方 式 供 电 既 小 巧 灵 活 又 便 于 保 养 维 护 控 制 柜 中 变 频 器 不 仅 可 以 驱 动 变 频 电 机 实 现 大 门 的缓 起 缓 停 还 可 以 实 现 电机 的 过 流 过 载 过 热 缺 相 等 保 护 P L C单 元 根 据 开 关 量 的 输 入 输 出 实 现 功 能 控 制 扩 展 I O 模 块 预 留 有 一 定 数 量 的 端 口 可 以 按 业 主 要 求 进 行 功 能 扩 充 例 如 增 加 声 光 报 警 防 撞 激 光 帘 等 安 全 功 能 大 门 采 用 多 重 限 位 保 护 大 门 设 置 有 开 门 到 位 限 位 开 门减 速 限 位 关 门 到 位 限 位 关 门 减 速 限 位 两 个 推 杆 控 制 分 别 有 推 进 收 回 行 程 限 位 控 制 系 统 具 有 故 障 显 示 功 能 包 括 变 频 器 故 障 行 程 故 障 故 障 急 停 能 够 提 示 用 户 操 作 和 维 护 4电气 控制设计 5 结束语 2 0 1 3 9 本 文 较 为 详 细 地 介 绍 了 悬 挂 式 电 动 推 拉 门 的 设 计 思 路 和 实 施 方 案 并 对 方 案 中 的 关 键 设 计 进 行 了 探 讨 通 过 优