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南工院自动生产线导轨设计带机械图

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南工院 自动生产线 导轨 设计 机械
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毕 业 设 计课题名称自动生产线导轨设计系/专 业 机械工程系/机电一体化技术班 级 机 电XX学 号 XXXX学生姓名 XXX指导教师:XXX2017年 5 月 20 日摘 要 它是高效运输的备件和材料,制造工艺的成本有效的必要条件。铁路运输系统提供,包括移动的材料,从一个位置到另一篇文章或自动线操作。为了减少加工时间,经营成本可设计为手动或自动运行无人值守,包括装载和卸载,不管走哪条路铁路运输系统产品线,基于提高安全性,减少损失的材料和设备,以避免伤害到经营者的风险控制系统。钢铁工业公司在发达国家已经非常重视包装和改善,以确保安全储存、 运输、 和提升产品的质量 !高度时,放一大堆的核心业务和技术和自动化包装设备。这个自动生产线导轨进行系统设计、 机械结构的设计,和最后的控制的 PLC 控制系统设计的主要部分。关键词 : 自动生产线;导轨设计;机械结构;自动上料AbstractEfficient transport components and materials are essential for any industrial process cost-effective. Line rail transport system to provide these functions, including transporting material from one location to another or sequentially into the automated material handling station. To minimize processing time and operating costs, the production line track delivery system may be designed for the manual or automatic unattended including handling, either way, in order to improve the control system with built-in safety features to reduce the loss of materials and equipment risks and to avoid injury to the operator. Iron and steel enterprises in industrialized countries attach great importance to packaging, to raise it to ensure the safety of storage, improve product quality! Height, develop a complete packaging technology and equipment, the basic realization of automated packaging. Automatic paper production line rail system design, the main portion to complete the mechanical structure design, and finally a control system is designed to control PLC. Keywords: automatic production line; rail design; mechanical structure; automatic feeding装订线南京工业职业技术学院毕业论文目 录摘 要IIAbstractIII1.绪论11.1 自动生产线导轨选题意义11.2 自动生产线导轨国内外发展状况11.3 自动生产线导轨的运行过程11.4 自动生产线导轨研究内容和方法22.自动生产线导轨总体方案设计42.1 总体设计要求42.2 自动生产线导轨总体结构42.3 传动装置的结构42.4 自动生产线导轨车轮组安装结构42.5自动生产线导轨行走机构的设计52.6选择车轮与轨道并验算其强度52.6.1轮压值校核及选择车轮和轨道52.6.2车轮疲劳计算52.6.3车轮强度计算62.7 运行阻力计算62.7.1摩擦阻力矩计算62.7.2摩擦阻力计算72.8 选择电动机72.8.1类型的选择72.8.2功率的确定72.8.3工作机的阻力72.8.4电动机的转速的确定82.9计算传动装置的运动参数和动力参数82.9.1 计算总传动比i82.9.2各轴的转速82.9.3 各轴的功率82.9.4各轴的转距82.9.5链轮、链条的选取校核92.9.6 轴承的选取校核102.10轴的设计与校核102.10.1轴的设计102.10.2 轴的强度校核103.液压部分设计133.1 液压系统原理设计133.2计算液压缸尺寸及工况143.3液压缸主要尺寸确定173.3.1顶升油缸壁厚及外径计算173.3.2工作行程确定184.系统总体设计204.1 总体思路204.2 主电路设计204.3 PLC选型214.4 系统变量定义及分配表214.5 PLC系统接线图224.6系统软件设计22参考文献24致谢25装订线南京工业职业技术学院毕业论文1 绪论1.1 自动生产线导轨选题意义设备生产的金属板,自动送纸功能是一项重要职能的基础。中旬 90 年代当地 koiling,钢铁生产设备自动装置。饲料的自动控制是控制带钢宽度和高度的主要部分。自动化的手段高孔高度方向自动对齐辊 aunkoiler、 营养可以完全在鼓上设置。自动显示是指建立一个卷轴卷轴,在中场的中心。二、 自动滚动顺序控制的全过程。高度的自动检测与控制在不同的方式和形式的演示文稿。汽车关键件的设备。该装置在整个系统中起着至关重要的作用,可以直接从洗线条件和冷影响产量和产品质量运行。自动过程控制下载,整个过程,如果失败,则它会损坏设备,甚至危及人身安全。因此,它应该是一辆车上和准确、 及时、 安全、 可靠的自动控制。在冷连轧生产线自动进口的大小和位置的鞍高度和直径测量、 民、 卷钢显示开放中场芯机中心。这种方式,您可以更正开卷机开车离开,一本打开的书。1.2 自动生产线导轨国内外发展状况自动生产线导轨身结构主要包括升降装置,导向装置,行走装置和其他设备。那里是路径的一部分不是如此有趣。当在垂直延伸的纵向运动和水平运动的车辆不能做,可以用他们需要移动专用平车。在入口处的交通,当地指导,线驱动器到国外的先进设备,但有是还有很多提高。第一钢自动运输在运输过程中定位的解决方案。根据钢模台车运动,以及附加机器和前面的自动发挥作用。一些车辆可以由计算机控制,自动创建它。五个冷库机甚至会自动退出自动材料轧机导的业务流程指南线自动线 钢卷大小运输车辆在运输、 移动设备传输类型束中的一个步骤中的滚动位置停了车,定位于电梯装置、 磁带昌发挥拆卸机器包装; 和继续高钢辊服装,然后导航到的位置的运输和储存的钢辊抬起头,旋转关闭钢滚动,穿用。然后,而不是中心线的鼓水平,去打开的位置、 排空和滑轮 aunkoiler。当电梯、 汽车,在地上提升装置油缸位置的后端。整个过程中,你要控制你的机器人控制器,根据软件。其次,轨道设计是另一回事。运行下载非常大的铁路汽车为了满足高承载能力,就必须使用共同的轨道压板。跟踪使用标准铁路轨道和支持,以提高该地区的力量,增加铁路运力。此外,消除对轨道跟踪亟待解决的问题。1.3 自动生产线导轨的运行过程指导线是热轧带钢生产线一条,和将主要用于从拆除和运输站,除了 koiling 功能收集材料。受两个全液压压路机模型驱动,因为不同的需要和不同的模型车。根据项目要求,传输距离,主要由组成的液压发动机线圈体选择字体目录需要援助工作绕组鼓形线圈车和支持铁路部分转让。运输路径由两条轨道,水平安装在一致的基础上。轨道是从桶底延伸到车站。增加线圈汽车包括体、 支撑辊和滑轮和水平驱动油缸,气缸垂直升降油缸鼓式制动器,等等。四个固定的支持旅游在阀体内昌,电梯波结构的框中的框架部分,由放置在本体,双固定辊升降架表面昌,双辊志坚安装盘式制动器,制动块两卷,卷带升降油缸框架垂直升降油缸,举不胜举发动机油垂直固定在商代,固定在身体其他结束电梯下。整个窗体,由组成的四个层次的影响开始备份在轨道的顶端。水平与缸,其他端头支架底座固定的一端相连。汽车驱动线圈缸驱动路由。三个功能站点上的盘车在水平轨道上,卷筒位置接受,看台上的卷,请在等待这两个站点之间的位置的网站。和每个功能有限的信号控制系统来控制水平线手册的位置。立式液压缸位移缸高度内置传感器,控制辊高度控制系统。压力传感器来检测室,控制力缸燃油压力。在非制动鼓式制动器,检测限位开关、 制动控制制动油缸控制系统。行轴卷绕 Rails 芯棒或删除从心轴,并根据生产梁步行的要求。检查后,检查站自动链接生产线回 Rails,步进梁式后称重,撤离磨。由于绕组轴步进梁式,选择不同的轴垂直高度和水平位置,直到三个自动生产线、 自动生产线指南之间的铁路有水平和垂直运动,水平变频马达驱动,液压缸驱动的垂直运动。铁路铁路线如图1.1 所示。 图1.1 自动生产线导轨的行走路线1.4 自动生产线导轨研究内容和方法以指导设计的全自动生产流水线,下面的过程和方法1 自动生产线,收集有关类似铁路运行属性信息和生产,并对相关信息的访问中存在的问题。2,集设计、 设计、 存在的问题,改进和分析方案的审查。3,电动机容量选择的传输系统。4,主要部分的设计,对设计,以确保强度和刚度要求。5,绘制总计划和一些零件图零件图。6,要求提出的远程控制系统设计要求和设计方法。7、 经济分析与评价的设计。32 自动生产线导轨总体方案设计2.1 总体设计要求指导设计的水力自控设备生产线电气和机械半自动,工作原理 铁路自动生产线设计、 主要建议垂直水平运动的行走机构的液压缸。应用程序使用交流电运行齿轮,驱动频率调制转换速度。液压缸可以使用向上和向下运动,踏板的速度。钢卷机钱最高幻灯片大小表面作用反转手柄,使我的头从 CD 运行的吊装钢卷应,开关将车上光盘驱动器,减少水平移动目的地的路径,然后运行一个重要的趋势,速度较慢,网站支持v,或跌入低谷的钢顶部的列,自动线移动按钮汽车的使用手册,出去。2.2 自动生产线导轨总体结构长 x 宽 x 高 = 1420 x 700 x 694 毫米整体设计,主板为焊接框架结构长下磨利提供大小 x = 180 宽 x 90 毫米、 20 毫米钢板厚度、 三根肋骨和板焊接中间,升级磁盘单元自动焊接框架平台指南时线 Q235 固体板周围,以确保可靠的整体刚度和台湾稳定极限下载包含。背心是缸墙厚度 50 毫米,焊接钢巴士在底部,周围每个焊缝长度 x 宽度 = 1090 x 80 毫米厚钢板 50 毫米,以增加稳定性的钢筒及由 Q235 列起重尺寸长度 x 宽度 x 高度 = 4415 750 50 毫米板焊接在一起,关于与四个滑块的具有半沉头螺栓的列组。2.3 传动装置的结构使用此驱动器系列,此指南线的基础上的机构的工作。通过安装轴承和车轮轮驱动轴半轴驱动的汽车沿着轨道,处理。支架传输主要取决焊接在一起,这主要是由于需要制造和安装,但也由于焊接结构有其优势,节省材料和可以很小,小的企业,且易于实现。因此,整体结构是简单,易于制造。因此,与在车轮下框架连接安装在螺栓上的转移。2.4 自动生产线导轨车轮组安装结构自动生产线焊接铁轨边焊接钢框架、 钢 Q235 钢矩形和楼上,以增加稳定性和可靠性,在第一卷的矩形框架和固定的轮分别设置在上面焊接有垂直和水平,与 45 钢。0.05 m m,垂直度 2046年并行中央间距要求毫米,0.05 毫米,安装轮组可以确保四轮驱动同一平面上的花纹。2.5自动生产线导轨行走机构的设计初始数据参数 最大起重 Q = 15T、200 米/分钟的速度。发展方案分析速度和容量要求,选择压缩驱动器链,传动比,装饰着高水平的债务,得到较小的尺寸结构,允许稳定轨道产能效率和可持续性的改进。传输如下图:2.6选择车轮与轨道并验算其强度2.6.1轮压值校核及选择车轮和轨道选择车轮与轨道并验算其强度:车轮的最大轮压:=(Q+) (1.1)式子里 :自重,设=5000。你Q=15000(举升最大重量15T)。载荷率:=31.6选择车轮:当运行速度(=200m/min)60m/min,1.6,工作中级,车轮直径:=400mm,轨道:P38,许用轮压:16t.2.6.2车轮疲劳计算等效载荷: (1.2)式子里 :等效系数 参看标准得车轮的计算轮压: (1.3)式子里 :冲击系数,按标准查:当载荷为第一种时,运行速度:V 1时,=1: 载荷变化系数,当1.6时,=0.8。计算接触疲劳应力: (1.4)式子里 ,按标准,轨顶弧形半径。车轮:,参看书本找到标准,得出=17000-19000。比较得,疲劳条件满足。2.6.3车轮强度计算按点接触进行接触力的强度校核: (1.5)式子里 :冲击系数,参看书本找到标准,得出车轮:,参看书本找到标准,得出:=20000-23000。比较得,强度条件满足。2.7 运行阻力计算2.7.1摩擦阻力矩计算摩擦总阻力矩: (2.1)参看书本找到标准,知:车轮的相关参数:轴承:7520型,内径值:;参看书本找到标准,得出:滚动摩擦系数;轴承摩擦系数:;附加阻力系数:。代入上式得:2.7.2摩擦阻力计算 运行摩擦阻力式: (2.2)2.8 选择电动机 2.8.1类型的选择 选择本设计合适的经综合考虑后,选择Y型系列三相异步电动机。2.8.2功率的确定 所需的功率Pw 工作机所需的功率Pw由工作机阻力和运动参数算出:式子里 Fw:工作机的阻力(N) Vw:工作机的线速度(m/s) Tw:工作机的转矩 (N.M) :工作机的效率 2.8.3工作机的阻力已知:V=200m/min3.33(m/s)又F=G1G2=150005000=20000(N)Fw=20000(N)参看书本找到标准,得出:车轮与钢轨的滚动摩擦系数f0.050.07。 本设计: f0.15,Fw=f.F200000.15 3000(N)工作机的效率:参看书本找到标准,得出,链传动的0.97 工作机的功率Pw。 电机的输出功率 P0由工作机所需功率和传动装置的总效率可求得电动机所需的输出功率。式子里:为电动机至主传动装置的总效率:值的计算 12参看书本找到标准,得出链轮传动:10.97滚动球轴承:2 0.99因此: 0.970.99 0.96所以: 确定电动机的额定功率 Pm:根据下面的公式来确定发动机额定功率在Pm = (1 1.3) 根据决策权力负载条件,技术表 y 中的第一个证据大小 P0,字符串参数需要发动机额定功率 Pm11KW,达到了设计要求。2.8.4电动机的转速的确定从动轴的转速: r/min参看书本找到标准,得出:推荐传动比的范围,链轮传动的传动比:i1,所以,电机可选择的转速范围为n电动机型号的确定:选择JK系列减速电机Y2160M-4 减速机:DCY200-2N i=402.9 计算传动装置的运动参数和动力参数2.9.1 计算总传动比i 传动装置的总传动比: 1. 式子里Nm:电动机满载转速。Nw:轴转速。2.9.2各轴的转速 I电动机转速: n129r/min轴: 29r/m2.9.3 各轴的功率 I 轴P1Pm2110.99510.945(kw)II轴 P2P11310.9450.970.99=10.51KW。2.9.4各轴的转距 电机轴 :T03640(NM)I 轴: T1T03640(NM)II 轴:=3461N2.9.5链轮、链条的选取校核设轴径:d50mm,链传动比:i1选择链轮齿数:确定:Z33定链的节距设KA1.0,齿数系数KZ0.73,单排链,那么,计算功率:1. 选择链条型号和节距按Pcm8.03KW及n129r/min,参看书本找到标准,得出:选32A 得出:链条节距:P=50.8.2. 计算链节数和中心距选中心距:a0=(3050)P=(3050)x50.8mm=15242540mm。设:a0=1550 相应的链长节数: 取链长节数Lp=94节链长L=LpP/1000=94*50.8/1000=4.8m。参看书本找到标准,得出:中心距计算系数:f1=0.24467,那么链传动的最大中心距为:2337.6mm3. 计算链速V,确定润滑方式从v=0.810m/s及链号32A,知用滴油润滑。4. 计算压轴力Fp有效圆周力为:链轮水平布置时的压轴Kfp=1.15, 那么压轴力:Fp=KfpFe=1.1513580.2=15617.2N计算结果总汇:链条规格:32A单排链,94节,长4.8m大小齿轮数:33,中心距:a=1550压轴力:15617.2N, 轴径:d=76,轮径:D=209mm2.9.6 轴承的选取校核设运输车工作速度:20m/min则每个轴承所承受的压力:F=525000/4=131250N转速:则查表6-4,选调心滚子轴承,22214C.基本参数:d=70mm D=125mm B=31mm =158KN =205KN 径向载荷:=131250N轴向载荷:=0N / =0h 故轴承寿命满足条件。则轴承选取合适。2.10 轴的设计与校核2.10.1轴的设计2.10.2 轴的强度校核当应该检查所选的轴强度计算载荷及应力情况和采取相应的计算方法并选择适当的许用应力。只是进行计算扭矩扭矩轴; 轴应只为片刻,弯曲强度计算弯曲,受弯和轴承轴扭矩应该计算根据第二次也需要调优的要求,要彻底检查电源疲劳的标准。驱动轴轴承结构图表,传动轴受力结构简图如下:1.校核轴的强度计算应力:轴的扭转强度条件:轴直径:2.校核轴的强度:按第三方强度理论,计算应力:对于直径:d的圆轴,弯曲应力:,扭转切应力:,将,代进式式得轴的弯扭合成强度条件:式子里:轴的计算应力,MPa M:轴所受的弯矩,N.mm T:轴所受的扭矩,N.mm W:轴的抗弯截面系数, :对称循环变应力时轴的许用弯曲应力。3.按疲劳强度条件进行精确校核求出计算安全系数并应使其稍大于或至少等于设计安全系数S,即:3.4.2.4轴的刚度校核计算轴的弯曲刚度校核计算:式子里:阶梯轴第i段的长度,mm :阶梯轴第i段的直径,mm :阶梯轴的计算长度,mm :阶梯轴计算长度内的轴段数。当载荷作用与两支承之间时,Ll(l为支承跨距);当载荷作用于悬臂端时,L=l+K(K为轴的悬臂长度,mm)。轴的弯曲刚度条件为:挠度 偏转角 式子里:轴的允许挠度,mm:轴的允许偏转角,rad轴的扭转刚度校核计算轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。圆轴扭转角的计算公式为:光轴 阶梯轴 式子里:T:轴所受的扭矩,N.mm G:轴的材料的剪切弹性模量,MPa,对于钢材, :轴的截面的极惯性矩,对于圆轴, L:阶梯轴受扭矩作用的长度,mm ,分别代表阶梯轴第i段上所受的扭矩,长度和极惯性矩,单位同前 Z:阶梯轴受扭矩作用的轴段数。轴的扭转刚度条件:式子里,为轴每米长的允许扭转角,与轴的使用场合有关。26装订线南京工业职业技术学院毕业论文3 液压部分设计3.1 液压系统原理设计液压系统、 升降油缸和上升,下降的速度不是自己,每一自己的速度,一般要求流畅的动作和良好的速度下载属性、 油缸快速一再次在控制电路路速度瓶颈。液压系统设计、 举升缸阀的性能和气缸,油泵放电电路包含进程,本设计采用换向阀类型 m 废除在循环中的位置是位于。考虑到下载速度更改工作流中液压缸系统差异很大,从节约能源,减少使用变量油泵的热泵系统。当定位圆筒杰克到最高职位,甚至有油液压缸液压锁 单向阀和确定的核心部门考虑组成和规定,以方便液压回路图 3-13 的基础上其他因素的影响。3.2计算液压缸尺寸及工况1.顶升油缸a ,缸内径D,活塞杆直径d的确定由式子 可求得杆径D。式子里 F液压缸的受负载(N) P1液压缸设定工作压力(mpa) P2液压缸工作背压(mpa) Gcm液压缸机械效率一般=0.90.97 本设计中去g=0.9。所以 = =209mm电液压缸内径D与活塞直径d的关系:选d/D0.7。参看相关标准,液压缸内劲标准值为D1=200mm。因而得出:活塞杆直径d1=D1*0.7=200*0.7=140mm。参看相关标准,算出:直径标准值为d1=140mm。2.油缸各面积计算无杆面积 : A1=有杆面积 :活塞杆面积:3.计算油缸在工作循环中各阶段所需压力流量和功率:计算油缸在工作循环中各阶段所需压力流量和功率列于表中34中表34各工况所需压力流量和功率工况计算公式F0(N)液压缸P1(MPa)qv(l/mm)P(KW)上升49001.59109.9017.474顶起2695008.6109.90 94.544下降49003.011434.2 3.3液压缸主要尺寸确定3.3.1顶升油缸壁厚及外径计算由前面计算可知顶升油缸内径D1=200mm。活塞杆直径d1=140mm。液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算:液压缸壁厚一般指最薄厚度辊喷嘴。材料力学,不同缸内压应力分布的墙体厚度和计算下可大致分成薄壁圆筒和厚墙钢瓶的起重机和工程机械的液压设备一般用无缝钢管材料多结构缸和壁厚薄壁圆筒计算公式为 式子里g液压缸壁厚(m); D液压缸内径(m); PY实验压力; 6缸筒材料的许用应力;设6=100-110mpa无缝钢管。所以D外D128200225250mm。3.3.2工作行程确定液压缸工作行程长度根据执行机构实际工作的最大行程来确定所以顶升缸实际最大行程并参照有关标准查:标准值为L12000mm。某自动生产线上,使用有轨来运转工序之间的物件,的驱动采用电动机拖动,其行驶示意图如图1-1所示。电机正转,前进;电机反转,后退。 图3-1行驶示意图控制过程为:(1) 从原位A出发驶向1号位,抵达后立即返回原位;(2) 接着直向2号位驶去,抵达后立即返回原位;(3) 第二次出发一直驶向3号位,到达后返回原位;(4) 必要时,像上述一样出发二次运行一个周期能停下来;(5) 根据需要也能重复上述过程,不停的运行下去,直到按下停止按钮为止。要求:画出主电路,PLC外部接线图,梯形图4 系统总体设计4.1 总体思路PLC 自动控制系统的基础上,通过各种接收的输入的信号输入,输出控制信号输出经过处理后,通过开环继电器开关控制器向左,向右和停止。课程设计的 PLC 西门子 Simatic S7-200 系列 S7-200 系列 PLC 适用于各行各业,在不同的场合中的检测、 监测和控制的自动化、 S7-200 系列是功能强大,可以实现复杂的控制功能。S7-200 系列具有很高的价格,可靠性,丰富的指令集,简单,操作方便,紧凑,功能丰富集成,具有较强的沟通技能和特点定时和扩展模块。根据控制任务,方案流程如图2-1所示: 图4-1 自动行驶控制系统方案流程图你可以看到,基本思想设计 汽车 PLC 控制转发和反向前进和后退,和在某些情况下停止运行实现自动控制,和满足工业生产的要求。4.2 主电路设计这种设计的电机是一个关键的因素,在设计中的反向控制逻辑和自动反向决定撤退,这是一个积极思考电机设计合理逻辑的必要任务和非常重要的。设计的三个相异步电机正反转不知道汽车交换两个阶段的转动方向相反的三个阶段。确保承包商不能有两个在同一时间,提高了可靠性,并对联锁回路,也加入了设定的条件基于以上所述的控制系统在主燃烧室如图 4-2 所示。 图4-2 控制系统的主电路图4.3 PLC选型根据设计要求,有一个系统,输入的音量 凯和挂起信号按钮; 圆顶、 位、 第二、 第三和位,位信号开关位有限; 信号连续操作开关点开关信号站点是有点有限,和系统输出信号 指示操作和现场的点指示输出信号; 需要控制的前线和后方的电机驱动器连接设备信号,实际总输入点 7A,由四个点。224PLC,数 14,西门子 S7-00 可以输出 6 点,以满足设计输入的要求。4.4 系统变量定义及分配表可将控制系统所有输入和输出元件分别分配到PLC各个输入输出点上,如下表3-1所示:序号符号地址名称1SB1X0启动按钮2SQ0X1原位点限位开关3SQ1X21号位限位开关4SQ2X32号位限位开关5SQ3X43号位限位开关6SX6连续运行开关7SB2X7停车按钮8KM1Y0原点指示9KM2Y1运行指示10KM3Y2前进11KM4Y3后退 表4-1系统变量分配表4.5 PLC系统接线图按分配表4-1再画出PLC的硬件接线图,如下图4-3所示: 图4-3 PLC的硬件接线图4.6系统软件设计PLC控制系统梯形图如图4-4: 图4-4 PLC控制系统梯形图总 结以指导设计的全自动生产线和操作方法1 自动生产线,收集有关类似铁路运行属性信息和生产,并对相关信息的访问中存在的问题。2,集设计、 设计、 存在的问题,改进和分析方案的审查。3,电动机容量选择的传输系统。4,主要部分的设计,对设计,以确保强度和刚度要求。5,绘制总计划和一些零件图零件图。6,要求提出的远程控制系统设计要求和设计方法。7、 经济分析与评价的设计。参考文献1 李建兴.可编程控制器应用技术 M.机械工业出版社,2004.2 张爱铃,李岚,梅丽凤.电力拖动与控制 M.机械工业出版社,2003.3 张广溢,郭前岗.电机学 M.重庆大学出版社,2006.4 张运波,刘淑荣.工厂电气控制技术M.高等教育出版社,2004.5 易泓可.电气控制系统设
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