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目 錄
摘要 3
ABSTRACT 3
1 引言 4
1.1電動(dòng)平車(chē)簡(jiǎn)介 4
1.1.1 軌道供電式電動(dòng)平車(chē) 4
1.1.2 蓄電池式 4
2 設(shè)計(jì)任務(wù)及確定系統(tǒng)方案 5
2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介 5
2.2主要技術(shù)參數(shù) 5
2.3 系統(tǒng)方案確定 6
2.3.1 平車(chē)動(dòng)作描述 6
2.3.2 平車(chē)運(yùn)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 6
2.3.3 電氣控制 6
2.3.4 電動(dòng)平車(chē)技術(shù)要求 8
3 電動(dòng)平車(chē)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.1 原動(dòng)機(jī)選擇 9
3.1.1 方案比較 10
3.1.2 方案確定 10
3.2 電動(dòng)平車(chē)傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 12
3.2.1 平車(chē)車(chē)輪設(shè)計(jì) 12
3.2.2平車(chē)總傳動(dòng)比 12
3.2.3 傳動(dòng)比的分配 13
3.2.4 平車(chē)傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 13
3.3 電動(dòng)平車(chē)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
3.3.1減速器的選擇與計(jì)算 14
3.3.2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 15
3.4電動(dòng)平車(chē)輪軸的設(shè)計(jì) 17
3.4.1主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及校核 17
3.4.2 從動(dòng)軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
3.5 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 25
3.5.1滾動(dòng)軸承的選擇 25
3.5.2 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算及潤(rùn)滑 25
3.6 連接的選擇和計(jì)算 28
3.6.1 鍵連接的選擇和計(jì)算 28
4 整條生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30
4.1 PLC選擇 30
4.2 運(yùn)動(dòng)分析 30
4.3 四種運(yùn)動(dòng)情況分析 31
4.4 輸入點(diǎn)地址分配 33
4.5 輸出點(diǎn)地址分配 35
4.6 控制柜設(shè)計(jì) 36
4.7 電動(dòng)平車(chē)電氣控制 37
本章附錄 39
總結(jié) 64
參考文獻(xiàn) 65
附錄 科技文章翻譯 67
轉(zhuǎn)盤(pán)換軌電動(dòng)平車(chē)系統(tǒng)—電動(dòng)平車(chē)設(shè)計(jì)
摘要
自動(dòng)生產(chǎn)線轉(zhuǎn)盤(pán)換軌電動(dòng)平車(chē)系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)車(chē)間，它提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，可根據(jù)廠房空間具體設(shè)計(jì)，是許多企業(yè)的首選方案。
本書(shū)主要介紹了轉(zhuǎn)盤(pán)電動(dòng)平車(chē)系統(tǒng)中電動(dòng)平車(chē)的設(shè)計(jì)，包括整個(gè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)介、電動(dòng)平車(chē)的整體設(shè)計(jì)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電動(dòng)平車(chē)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
關(guān)鍵詞：電動(dòng)平車(chē)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，設(shè)計(jì)計(jì)算，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
Trolley wheel flat car system —electric flat car design
ABSTRACT
Automatic production line for trolley wheel flat car system has been widely used in various production workshop,It improves productivity and lower production costs it can space in accordance with the specific plant design and it's the first choice for many enterprises program.
This book introduces the electric wheel flat car flat car electric system design, including brief description of the entire system, electric flat car's overall design and electric Control System design, electric flat car body design。
Key words： Electric flat car, transmission, electric wheel, design calculations, control system design.
第一 章 引言
在現(xiàn)代廠房、車(chē)庫(kù)內(nèi)貨物轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，電動(dòng)平車(chē)以其裝卸方便、承載能力強(qiáng)、易操縱而充當(dāng)著重要的角色，電動(dòng)平車(chē)主要有以下形式.
1.1.1軌道供電式電動(dòng)平車(chē)
KPJ系列是卷筒供電電動(dòng)平車(chē)，以電纜卷筒交流380V供電。電纜卷筒為磁滯耦合式，確保電纜受力均勻不易拉壞。交流380V給平車(chē)上YZ起重冶金用電機(jī)提供電力，電機(jī)拖動(dòng)平車(chē)運(yùn)行。平車(chē)運(yùn)行時(shí)電纜卷筒自動(dòng)將電纜卷起或放出，受卷線筒供電長(zhǎng)度影響，一般最大運(yùn)行距離小于200m。
KPD系列是36V單相（三相）低壓軌道供電電動(dòng)平車(chē)，以軌道滑觸線供電。地面降壓變壓器控制柜將單相（三相）交流380V降壓至單相（三相）36V，經(jīng)軌道滑觸線饋送給平車(chē)，再經(jīng)車(chē)載升壓變壓器升壓為單相（三相）交流380V。給平車(chē)用單相電容電機(jī)提供電力（三相時(shí)為YZ起重冶金用電機(jī)）。由于不用電纜，故安全可靠、不怕?tīng)C，不怕砸，不妨礙交叉運(yùn)輸，易實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)化，給廠區(qū)運(yùn)輸布置以很大方便。但其軌道施工要求較高，須保證軌道絕緣，超過(guò)一定的運(yùn)行距離時(shí)軌道應(yīng)加銅排補(bǔ)償線。運(yùn)行距離較長(zhǎng)時(shí)還必須增加降壓變壓器個(gè)數(shù)。
由于KPD 平車(chē)起動(dòng)時(shí)流經(jīng)軌道的起動(dòng)電流非常大（達(dá)1000A），此時(shí)軌道末端有很大的電壓降，造成單相電容電機(jī)起動(dòng)困難，故單相KPD平車(chē)最大載重噸位為50噸，載重50噸以上時(shí)采用三相36V低壓軌道供電，YZ起重冶金用電機(jī)。
產(chǎn)品KPDZ既繼承了KPD平車(chē)的優(yōu)點(diǎn)又避免了原型號(hào)起動(dòng)困難，運(yùn)行距離短的缺點(diǎn)。KPDZ平車(chē)以車(chē)載整流裝置將軌道上的單相（或三相）交流36V整流成直流36V，拖動(dòng)直流牽引電機(jī)使平車(chē)運(yùn)行，直流電機(jī)與交流電機(jī)相比有不易燒損，起動(dòng)力矩大，過(guò)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。即使由于軌道絕緣老化等原因，在欠壓的工況下仍能可靠工
1.1.2蓄電池式
KPX系列是蓄電池電動(dòng)平車(chē)，以蓄電池供電。蓄電池給直流牽引電機(jī)提供電力，直流電機(jī)拖動(dòng)平車(chē)運(yùn)行。直流電機(jī)與交流電機(jī)相比有不易燒損，起動(dòng)力矩大，過(guò)載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)行距離不受限制。它比KPJ、KPD兩種系列平車(chē)具有更大的安全性能和機(jī)動(dòng)性靈活性，運(yùn)行距離不受限制，對(duì)軌道無(wú)絕緣要求，故施工方便費(fèi)用低廉。
平車(chē)都可以加裝工業(yè)無(wú)線遙控裝置。
它比KPJ、KPD兩種系列平車(chē)具有更大的安全性能和機(jī)動(dòng)性靈活性，能在彎道、道岔上行駛，運(yùn)行距離不受限制，對(duì)軌道無(wú)絕緣要求，故施工方便費(fèi)用低廉。
2 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及系統(tǒng)方案
2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介
本課題是應(yīng)某企業(yè)電氣設(shè)備裝配車(chē)間的一條自動(dòng)生產(chǎn)線要求而確定的，本電動(dòng)平車(chē)系統(tǒng)共有A、B、C、D四條軌道，兩縱兩橫，電動(dòng)平車(chē)應(yīng)能夠在這四條軌道上自動(dòng)行駛，換軌通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)裝置。電動(dòng)平車(chē)共有十六個(gè)工位，只要給出控制指令平車(chē)即可自動(dòng)行駛到指定工位。其示意圖如圖2-1所示。
圖2-1系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
2.2主要技術(shù)參數(shù)
軌道長(zhǎng)度：兩條30m，兩條18.5m；
電動(dòng)平車(chē)額定速度30m/min,功率2kW，48v蓄電池供電；
轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速0.5r/min,功率0.75kW，直徑3200mm的線速度為5m/min。
2.3 系統(tǒng)方案確定
2.3.1 平車(chē)動(dòng)作描述
電動(dòng)平車(chē)系統(tǒng)共有A、B、C、D四條軌道，通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)換。假如電動(dòng)平車(chē)起始位置停在A軌道上，目的地是B軌道，操作順序：
在電動(dòng)平車(chē)操作面板上的起始位置A、B、C、D四個(gè)鍵，設(shè)置起始位置為A；目的地A、B、C、D四個(gè)鍵，設(shè)為B。①按啟動(dòng)按鈕；②轉(zhuǎn)盤(pán)接通A軌道；③電動(dòng)平車(chē)向轉(zhuǎn)盤(pán)運(yùn)動(dòng)；④電動(dòng)平車(chē)運(yùn)動(dòng)至轉(zhuǎn)盤(pán)軌道上；⑤鎖緊；⑥轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)接通B軌道；⑦電動(dòng)平車(chē)解除鎖緊；⑧電動(dòng)平車(chē)從轉(zhuǎn)盤(pán)向B軌道運(yùn)動(dòng)；⑨按停止鍵平車(chē)可停任何位置；不按停止鍵平車(chē)在終端限位是停。假如電動(dòng)平車(chē)起始位置，目的地為其他地方，按1類(lèi)似步驟設(shè)置操作。同一軌道上，按電動(dòng)平車(chē)前進(jìn)、后退、停止鍵操作。電動(dòng)平車(chē)及轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)點(diǎn)動(dòng)調(diào)整。電動(dòng)平車(chē)額定速度30m/min,功率2kW。
1、轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速0.5r/min,功率0.75kW，直徑3200mm的線速度為5m/min，設(shè)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)間4s，則停車(chē)后轉(zhuǎn)盤(pán)外圓周行程為。
2、轉(zhuǎn)盤(pán)在設(shè)3個(gè)位置；每個(gè)位置的傳感器動(dòng)作狀態(tài)保持連續(xù)，即應(yīng)在平車(chē)預(yù)停車(chē)信號(hào)后滑行段位置信號(hào)保持。
2.3.2 平車(chē)運(yùn)行程序設(shè)計(jì)方案
1、平車(chē)從某條線上，人工按鍵設(shè)置起始位置，目的線路，起始后平車(chē)按指令從起始位置順序通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)，往指定軌道運(yùn)行。
2、按停車(chē)鍵，平車(chē)可停任意位置；未按停車(chē)鍵，平車(chē)按設(shè)置程序一直運(yùn)行至終點(diǎn)限位停車(chē)。
3、平車(chē)上控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停，通過(guò)遙控信號(hào)傳遞操作指令。
4、平車(chē)的位置方向由地面控制系統(tǒng)布線控制。
5、操作按鍵設(shè)平車(chē)或地面控制柜上。
6、兩臺(tái)平車(chē)編號(hào)區(qū)別，當(dāng)平車(chē)運(yùn)行與另一臺(tái)平車(chē)距離小于1～2m時(shí)，由傳感器檢測(cè)信號(hào)，控制距離減小方向不能運(yùn)行。
2.3.3 電氣控制
1、電動(dòng)平車(chē)采用48V蓄電池供電，設(shè)二個(gè)位置的充電機(jī)充電。
2、轉(zhuǎn)盤(pán)及傳感器采用預(yù)埋線路；控制柜內(nèi)設(shè)PLC程序控制。
3、平車(chē)與地面控制柜采用無(wú)線遙控器控制。
4、可手動(dòng)調(diào)節(jié)平車(chē)及轉(zhuǎn)盤(pán)運(yùn)動(dòng)。
圖2-2動(dòng)平車(chē)外形圖（圖中A=2500MM，L=4000MM,B=2000MM,H=530M,C=1435MM）
2.3.4 平車(chē)技術(shù)要求
1.車(chē)架的材料機(jī)械性能不得低于Q236-A或Q235-A.F的性能。焊條，焊絲與焊劑應(yīng)以被焊材料相適宜。
2.車(chē)架焊接的焊縫坡口形式尺寸應(yīng)符合GB985和GB986.
3.焊縫不得有裂縫，氣孔和夾雜等缺陷。
4.焊縫上的熔渣和兩側(cè)的飛濺物必須清除。
5.車(chē)架臺(tái)面在1m范圍內(nèi)的直線度為4.0mm。
6.鋼板，型材，鑄，鍛件表面除銹應(yīng)達(dá)到GB8923中的St2級(jí)。
7.產(chǎn)品出廠前所有外露加工面應(yīng)進(jìn)行防銹處理。
3 電動(dòng)平車(chē)設(shè)計(jì)
由電動(dòng)平車(chē)設(shè)計(jì)要求，即運(yùn)行速度、供電設(shè)備、控制要求及外形總體尺寸，電動(dòng)平車(chē)系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)擺線針輪減速器和滾子鏈傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳至電動(dòng)平車(chē)驅(qū)動(dòng)輪軸實(shí)現(xiàn)平車(chē)的運(yùn)動(dòng)，控制部分采用PLC電氣控制。
3.1 原動(dòng)機(jī)選擇
由于供電裝置為48v蓄電池，且電動(dòng)平車(chē)所用電機(jī)主要起牽引作用，故選用ZQ系列直流牽引電機(jī)。直流牽引電機(jī)比普通直流電機(jī)性能更好，能承受頻繁的啟動(dòng)和劇烈的過(guò)負(fù)載沖擊，且允許溫度在以上，適合在自動(dòng)生產(chǎn)線上使用。
標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的功率由額定功率表示。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或大于工作要求的功率。所需電動(dòng)機(jī)功率為
-工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，kW；
-工作機(jī)需要的輸入功率，kW；
-為電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率。
由設(shè)計(jì)要求工作機(jī)所需輸入功率為2kW，即為2kW。傳動(dòng)裝置包括彈性器，減速器，鏈傳動(dòng)，查表分別設(shè)其傳動(dòng)效率為，，。。則總傳動(dòng)效率
由于考慮到電動(dòng)平車(chē)整體結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)的緊湊轉(zhuǎn)速較低的電動(dòng)機(jī)為宜，查[3]表4-13選用ZQ-4B電動(dòng)機(jī)。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表3-1所示
額定電壓v
額定功率kw
額定電流A
額定轉(zhuǎn)矩N·m
額定轉(zhuǎn)速
48
3.5
105
35
960
表3-1 電機(jī)參數(shù)
直流牽引電動(dòng)機(jī)故障
電氣主要是電機(jī)不轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速偏高，轉(zhuǎn)速偏低，電機(jī)漏電，火花大，繞組過(guò)熱，絕緣電阻低，電機(jī)受潮，出現(xiàn)頭電纜線及換向器過(guò)熱。
機(jī)械故障主要是尼龍軸襯發(fā)熱磨軸和失油快，電機(jī)振動(dòng)大，軸承過(guò)熱響聲大，電動(dòng)機(jī)內(nèi)有異常響聲等在工作中應(yīng)注意。
3.1.1 方案比較
由原動(dòng)件的選擇，知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為960r/min，而電動(dòng)平車(chē)運(yùn)行轉(zhuǎn)速小于這個(gè)值。須在原動(dòng)件與運(yùn)行件之間裝減速器，通過(guò)減速器將轉(zhuǎn)速減低。而減速器輸出軸與主動(dòng)輪軸件需要傳動(dòng)裝置。方案一選用滾子鏈傳動(dòng)，這種傳動(dòng)價(jià)格便宜，且適用于較復(fù)雜的環(huán)境，采用滴油潤(rùn)滑潤(rùn)滑方便，但是其傳動(dòng)需要較大的空間，且存在噪音。方案二：選用開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)可靠性高，且噪音小，但由于工作環(huán)境灰塵較多對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)影響較大，且不便潤(rùn)滑。
3.1.2 方案確定
由于平車(chē)外形尺寸要求，且為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，及考慮到工作環(huán)境多為礦山及某些需要運(yùn)輸重大物件的場(chǎng)合惡劣換件要求，選用方案一。采用擺線針輪減速器和鏈傳動(dòng)做為傳動(dòng)裝置，又考慮到鏈傳動(dòng)的不均勻性，將鏈傳動(dòng)設(shè)置在低速級(jí)。電動(dòng)平車(chē)穿的方案簡(jiǎn)圖如圖
1- 電動(dòng)機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-擺線針輪減速器；4-小鏈輪；5-鏈條；6-大鏈輪；7主動(dòng)輪軸；8-主動(dòng)輪對(duì)
車(chē)身采用鋼架結(jié)構(gòu)（車(chē)架）和蓋板組合，車(chē)架由空心鋼梁焊接而成，蓋板為鋼板，車(chē)架和改版通過(guò)焊接連接，車(chē)身與輪軸之間通過(guò)支座和螺栓連接，車(chē)身結(jié)構(gòu)如圖所示。
3.2 電動(dòng)平車(chē)傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)
3.2.1 車(chē)輪的設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，車(chē)輪直徑D=500mm，且為軌道車(chē)輪組。由于運(yùn)行要求不是很高且為了降低電動(dòng)平車(chē)制造成本，采用單輪緣式小車(chē)車(chē)輪,代號(hào)為DL。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。
3.2.2計(jì)算總傳動(dòng)比
由電動(dòng)平車(chē)運(yùn)行速度要求v=30m/min和車(chē)輪直徑D=500mm?？捎?jì)算車(chē)輪轉(zhuǎn)速為
式中，v為車(chē)輪速度，m/min; D為車(chē)輪直徑,mm。
則傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為
式中，為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，；為電動(dòng)平車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)速，。
3.2.3 傳動(dòng)比的分配
由傳動(dòng)比推薦鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比在2-3.5之間，故選取傳動(dòng)比為23的擺線針輪減速器作為高速級(jí)傳動(dòng)，即傳動(dòng)比分配為
擺線針輪減速器傳動(dòng)比
滾子鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比
3.2.4平車(chē)傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
1、各軸轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)輸出軸 =960
減速器輸入軸 ==960
減速器輸出軸
平車(chē)輸出輪軸
2、各軸功率
電動(dòng)機(jī)輸出功率
減速器輸入軸功率
減速器輸出軸功率
平車(chē)輸出輪軸功率
3、各軸轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩
減速器輸入軸轉(zhuǎn)矩
減速器輸出軸轉(zhuǎn)矩
車(chē)輸出輪軸轉(zhuǎn)矩
運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)見(jiàn)表4-1
電動(dòng)機(jī)輸出軸
減速器輸入軸
減速器輸出軸
平車(chē)輸出輪軸
轉(zhuǎn)速r/min
960
960
41.739
19.099
功率kW
2.215
2.193
2.083
2.000
轉(zhuǎn)矩
21.919
21.700
474．147
994.570
表4-1
3.3 電動(dòng)平車(chē)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.3.1減速器的選擇
a）選擇減速器類(lèi)型
減速器的選擇首先依據(jù)傳動(dòng)比進(jìn)行選型，由于電動(dòng)平車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)速較低而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)較高，故要求減速器能實(shí)現(xiàn)較大減速比例。若選用普通圓柱齒輪減速器則需選用三級(jí)減速箱，但三級(jí)減速箱安裝尺寸較大會(huì)使這個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不緊湊?？紤]到工作及結(jié)構(gòu)要求，選用擺線針輪減速器較為合適。
擺線針輪減速器，是應(yīng)用行星傳動(dòng)原理，采用擺線針輪嚙合，行星輪齒廓為變幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線，中心線齒廓為圓形。具有傳動(dòng)比大、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、故障少、壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠平穩(wěn)、噪聲低、拆裝方便、容易維修、過(guò)載能力強(qiáng)、慣性力矩小等特點(diǎn)?？蓱?yīng)用于礦山、冶金、起重、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。
工作條件：輸入軸轉(zhuǎn)速1500；工作環(huán)境溫度-15～40℃；可正反雙向運(yùn)轉(zhuǎn)。
b)減速器選型計(jì)算
1、傳動(dòng)比為23
2、計(jì)算功率
式中，查表4-1知工作機(jī)功率=2.193kW，為選用系數(shù)由[4]表6.72和表6.73取 ；為可靠度系數(shù)，查[4]表6.54取=1.25。
3、計(jì)算輸出轉(zhuǎn)矩
=572.309N.m
式中，為減速器輸入功率;為減速器傳動(dòng)比；為減速器效率；為減速器輸入轉(zhuǎn)矩。
考慮到計(jì)算功率和計(jì)算輸出轉(zhuǎn)矩，查[4]表6.66和表6.69得:5號(hào)機(jī)型，傳動(dòng)比為23的輸入功率為5.5，輸出許用轉(zhuǎn)矩為740.5。則5號(hào)機(jī)型滿足要求。故選用ZWD3.5-5A-23型擺線針輪減速器。
3.3.2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)
a) 滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
1) 選小鏈輪齒數(shù)取 =18
大鏈輪齒數(shù)==2.185×18=39.33 取39
2）實(shí)際傳動(dòng)比
===2.167
3）鏈輪轉(zhuǎn)速
小鏈輪轉(zhuǎn)速 =41.739r∕min
大鏈輪轉(zhuǎn)速 ===19.261r∕min
4）修正功率==3.385kw
式中由查表9-7，工況系數(shù)=1.1， 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，=1.42
5) 鏈條節(jié)距 由修正功率=3.385kW和小鏈輪轉(zhuǎn)速=41.739r∕min
查表9-11上選得節(jié)距p為24A-1查表9-1的節(jié)距p=38.1mm。
6）初定中心距 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上未限定，取=（30-50p）=1143-1905mm
取=1200
7） 鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)
取=100節(jié)
8）理論中心距
查機(jī)械設(shè)計(jì)9-7得=0.2489
=P[2-（）]=0.248938.1[2100-(18+39)}1356mm
9）鏈速
m／s
10）有效圓周力F
11）鏈輪水平布置時(shí)壓軸力系數(shù)
則壓軸力=1.154340=4991N
12）鏈條潤(rùn)滑方式的選定
根據(jù)鏈號(hào)24A-1和鏈條速度=0.48 m／s，由[1]圖14.2-4選用潤(rùn)滑范圍即用油壺潤(rùn)滑。
13）鏈條標(biāo)記
根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，采用單排24A-1滾子鏈，節(jié)距為38.1節(jié)數(shù)為100節(jié)，其標(biāo)記為：24A-1×100 GB／T1243-1997
b)滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算
由[1]式14.2-1
≥[n]=8
可知滾子鏈的靜強(qiáng)度滿足要求。
式中 n－靜強(qiáng)度安全系數(shù)；
Q－鏈條極限拉伸載荷（N），查[1]表14.2-4為86.7kN；
－工況系數(shù)，查[1]表14.2-4為1.0；
－離心力引起的拉力，由于鏈速小于4m／s，可忽略不計(jì)；
－懸垂拉力，=742.52
由[1]圖14.2-6得，=20， 由[1]表14.2-9得，滾子鏈每米質(zhì)量，[n] －許用安全系數(shù)，取8
3.4 電動(dòng)平車(chē)輪軸的設(shè)計(jì)
3.4.1 主動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需定出軸的合理外形和全部尺寸。主要考慮以下因素：軸的加工工藝，加工工藝軸上安裝的零件的類(lèi)型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況軸的加工工藝等。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體分析。但必須滿足：軸應(yīng)具有良好的制造工藝性；軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整等。
軸的校核計(jì)算應(yīng)根據(jù)軸的受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并選取其適合的許用應(yīng)力，主動(dòng)輪軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。
a) 主動(dòng)輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
主動(dòng)輪軸上安裝有主動(dòng)論組和大鏈輪，及有用于與車(chē)架連接的支座。與支座的連接為軸承連接，軸與主動(dòng)輪組以及大鏈輪的連接為鍵連接，且大鏈輪和軸承都需要在軸向設(shè)置定位軸肩。輪組跨距為1435mm，車(chē)架寬度為2000mm?？紤]到以上因素，設(shè)計(jì)主動(dòng)輪軸結(jié)構(gòu)如圖所示。
主動(dòng)輪軸上ab段和hi段裝圓錐滾子軸承和軸套，由于選用的軸承的寬度為61.5mm，內(nèi)徑為120mm，設(shè)計(jì)軸套長(zhǎng)度為81mm，故ab段和hi段長(zhǎng)度為141.5mm，直徑為120mm；又軸與滾動(dòng)軸承配合為過(guò)渡配合，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。bc段和gh段裝主動(dòng)輪組，由6.1車(chē)輪的設(shè)計(jì)知車(chē)輪軸徑為130mm，車(chē)輪厚度為130mm，故bc段長(zhǎng)度為130mm，直徑為130mm；由車(chē)輪和軸的配合為間隙很小的配合，故采用H7/h6配合。由于ab段和bc段直徑已定故b初軸肩高度為5mm，又車(chē)輪右端需要軸向定位，故在c處設(shè)計(jì)高度為8mm的軸肩，同理h處和g處分別設(shè)有5mm和8mm的軸肩。
軸上ef段裝配大鏈輪及鏈輪擋盤(pán)，因?yàn)閾醣P(pán)需用螺釘軸向定位，故需在軸上開(kāi)設(shè)螺紋孔，為以免減小軸的強(qiáng)度需在軸上ef段設(shè)計(jì)軸肩。綜合考慮軸的強(qiáng)度和鏈輪結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì)ef段直徑為186mm；又由于鏈輪及鏈輪擋盤(pán)寬度要求，設(shè)計(jì)ef段長(zhǎng)度為73mm，且根據(jù)鏈輪擋盤(pán)與軸的安裝尺寸在距離f處10mm處開(kāi)設(shè)兩個(gè)對(duì)稱的m6的螺紋孔；鏈輪和軸之間的配合為間隙很小的滑動(dòng)配合，故才H7/h9的配合要求。軸上de段處設(shè)置軸肩以用于鏈輪左側(cè)的軸向定位，由于鏈輪沒(méi)有軸向力，故此處軸肩高度和寬度均不用很大，分別取30mm和20mm。
為了使軸與車(chē)架安裝合理，故需約束軸的總長(zhǎng)為1940mm；為了滿足大鏈輪和相應(yīng)小鏈輪的位置要求，滿足鏈傳動(dòng)的要求，需設(shè)計(jì)di段長(zhǎng)度為684mm。至此已經(jīng)初步確定了軸的各段的直徑和長(zhǎng)度。
軸上零件的周向定位，采用鍵連接，實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位和運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。bc段和gh段采用圓頭平鍵連接，根據(jù)bc段直徑由[7]表6-1查得平鍵截面b×h=32mm×18mm，鍵槽用銑削刀加工，長(zhǎng)度為100mm。鏈輪的周向定位和動(dòng)力傳遞也是通過(guò)平鍵實(shí)現(xiàn)的，此處采用平頭鍵連接，同樣根據(jù)此段軸徑由[7]表6-1查得平鍵截面b×h=32mm×18mm，鍵長(zhǎng)為28mm。鏈輪擋盤(pán)的周向采用螺釘定位，用m6的螺釘擰在軸與擋盤(pán)之間定位。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的。在軸的端頭處加工2×45°的倒角。
b) 主動(dòng)輪軸的校核
初步校核軸的最小直徑，由[7]式（15-2）估算最小直徑。選取軸的材料為45剛，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)簡(jiǎn)明機(jī)械手冊(cè)表1.6得A=118
mm
式中，分別為軸的額定功率和轉(zhuǎn)速，其值由表4-1查得。
由6.2.1.2設(shè)計(jì)的軸的結(jié)構(gòu)可知軸的最小直徑滿足要求，現(xiàn)在對(duì)軸進(jìn)行精確校核。 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖和彎矩圖如圖6-3所示。
計(jì)算圖中各力
—鏈輪的壓軸力，由5.2滾子鏈的計(jì)算中得=4282N；
T—專(zhuān)遞的轉(zhuǎn)矩，由表4-1查得T=994.57；
—車(chē)及載重對(duì)軸的壓力，當(dāng)載重為30t自重為6t時(shí)，
=（30+6）×1000×10×=9×；
N—車(chē)輪對(duì)軸的支撐力跟相等；
—左輪水平向支反力，
=F-=4991-1404.324=3586.676N
根據(jù)圖6-3中受力情況，做出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖6-4所示：
a 水平面受力分析圖
c 彎矩圖
圖6-4 主動(dòng)輪軸的彎矩圖和扭矩圖
由圖6-2和圖6-4可知，d截面為危險(xiǎn)截面，算出d截面的總彎矩和扭矩： N.m
T=994570N.mm
按彎扭組合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)[7]式（15-5）及上面所算的d截面的彎矩和扭矩，以及軸運(yùn)動(dòng)時(shí)需正反轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，取=1，軸的計(jì)算應(yīng)力
=51.4M
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由[7]表15-1查得。因此，故安全。
精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
判斷危險(xiǎn)截面
根據(jù)前面的分析計(jì)算，截面b，c，g，h雖然直徑較小，且開(kāi)有鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將消弱軸的疲勞度，且由于只收到扭矩和較小的彎矩作用，所以這些截面都不需校核。從應(yīng)力集中和受載的情況來(lái)看，截面d和f上的應(yīng)力最大。由于截面b左側(cè)和截面f右側(cè)直徑相等，截面b右側(cè)直徑比截面f左側(cè)小，而載荷b截面稍大一點(diǎn)，故只需校核d截面左側(cè)和f截面左側(cè)即可。
截面d左側(cè)
抗彎截面系數(shù) =311213.6
抗扭截面系數(shù)
截面b左側(cè)的彎矩M為
mm
截面b上的扭矩T mm
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由[7]表15-1查=640，，。
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按[7]附表3-2查取。因，,經(jīng)插值后可查 =2.25
=1.82又由[7]附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為
故有效應(yīng)力集中系數(shù)按[7]式（[7]附表3-4）為
由[7]附圖3-2的尺寸系數(shù)；由[7]附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。
軸按磨削加工，由[7]附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按[7]式（3-12）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為
又由[7] 3-1和3-2得碳鋼的特性系數(shù) =0.1 ～0.2，取=0.1
=0.05～0.1，取=0.05
于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按[7]式（15-6）～（15-8）則得
=81.853
=18.003
＞=2， 故可知其安全。
截面f左側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
彎矩M及彎曲應(yīng)力為
扭矩T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 T=994570N.m
=0.773M
過(guò)盈配合處的 ，由[7]附表3-8用插值法求出，并取 =0.8，于是得
=3.16 =0.8×3.16=2.53
軸按磨削加工，由[7]附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為=0.92
故得綜合截面系數(shù)為
=3.25
所以軸在截面f左側(cè)的安全系數(shù)為
=150.2
=44.6
＞=2，故安全。電動(dòng)平車(chē)主動(dòng)輪軸無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，主動(dòng)輪軸的的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束。
3.4.2 從動(dòng)輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
從動(dòng)輪軸上安裝有從動(dòng)論組，還有用于與車(chē)架連接的支座。軸與從動(dòng)輪組以連接為鍵連接，與支座的連接為軸承連接，且軸承需要在軸向設(shè)置定位軸肩。輪組跨距為1435mm，車(chē)架寬度為2000mm?？紤]到以上因素，設(shè)計(jì)從動(dòng)輪軸結(jié)構(gòu)如圖6-5所示。
主動(dòng)輪軸上ab段和ef段裝圓錐滾子軸承和軸套，由于選用的軸承的寬度為61.5mm，內(nèi)徑為120mm，設(shè)計(jì)軸套長(zhǎng)度為81mm，故ab段和ef段長(zhǎng)度為141.5mm，直徑為120mm；又軸與滾動(dòng)軸承配合為過(guò)渡配合，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。bc段和de段裝主動(dòng)輪組，由6.1車(chē)輪的設(shè)計(jì)知車(chē)輪軸徑為130mm，車(chē)輪厚度為130mm，故bc段長(zhǎng)度為130mm，直徑為130mm；由車(chē)輪和軸的配合為間隙很小的滑動(dòng)配合，故采用H8/g6配合。由于ab段和bc段直徑已定故b初軸肩高度為5mm，又車(chē)輪右端需要軸向定位，故在c處設(shè)計(jì)高度為8mm的軸肩，同理h處和g處分別設(shè)有5mm和8mm的軸肩。
為了使軸與車(chē)架安裝合理，故需約束軸的總長(zhǎng)為1940mm；軸上零件的周向定位，采用鍵連接，實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位和運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。bc段和de段采用圓頭平鍵
連接，根據(jù)bc段直徑由[7]表6-1查得平鍵截面b×h=32mm×18mm，鍵槽用銑削刀加工，長(zhǎng)度為100mm。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的。在軸的端頭處加工2×45°的倒角。
從動(dòng)輪軸的結(jié)構(gòu)與主動(dòng)輪軸相似，但由于不受轉(zhuǎn)矩和鏈輪壓軸力，只受自身載重和自重載荷，且由前面主動(dòng)輪軸的校核可知從動(dòng)輪軸強(qiáng)度條件肯定滿足，故不需再校核其強(qiáng)度。
3.5 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算
3.5.1滾動(dòng)軸承的選擇
選用滾動(dòng)軸承是，首先是選擇軸承的類(lèi)型。主要考慮一下因素：①軸承的載荷大小、方向和性質(zhì)；②軸承的轉(zhuǎn)速；③軸承的調(diào)心性能；④軸承的安裝和卸載。
根據(jù)上已章節(jié)車(chē)輪的設(shè)計(jì)，再由[6]表19-4，確定選用32224型4FD系列滾動(dòng)軸承。此類(lèi)軸承可以同時(shí)承受徑向載荷，外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙，成對(duì)使用。
3.5.2 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算
a)主動(dòng)輪軸上滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算
查滾動(dòng)軸承樣本可知圓錐滾子軸承32224型4FD系列的基本額定動(dòng)載荷=758000，基本額定靜載荷=478000。
求兩軸承受到的徑向載荷和
將軸系部件受到的空間力系分解為水平面和鉛垂面兩個(gè)平面力系，分別如圖7-1a和7-1b所示。
（a）
（b）
圖7-1 軸承受力圖
由上一章軸的受力分析可知：
=1404.324N
=3586.673N
=90000N
=90010.96N
=90071.44N
求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和
==90010.96N
==90071.44N
計(jì)算軸承壽命
因?yàn)椋?，所以按軸承1的受力大小計(jì)算
=7347.95h
b)從動(dòng)輪軸軸承壽命計(jì)算
查滾動(dòng)軸承樣本可知圓錐滾子軸承32224型4FD系列的基本額定動(dòng)載荷=758000，基本額定靜載荷=478000。
求兩軸承受到的徑向載荷和
由于從動(dòng)軸只在鉛垂受載，其受力如圖7-2所示。
圖7-2 軸承受力圖
由上一章軸的受力分析可知：
==0N
=90000N
=90000N
=90000N
求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和
==
==
計(jì)算軸承壽命
因?yàn)椋?，所以按軸承1的受力大小計(jì)算
=7349.619h
c) 滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑方式的選擇
由于電動(dòng)平車(chē)軸上滾動(dòng)軸承安裝與軸支座中，考慮到脂潤(rùn)滑形成的潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，能承受較大載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，所以選用脂潤(rùn)滑。
3.6連接的選擇和計(jì)算
3.6.1鍵連接的選擇和計(jì)算
鍵的選擇包括類(lèi)型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類(lèi)型應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來(lái)選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來(lái)決定。電動(dòng)平車(chē)主動(dòng)輪軸和從動(dòng)輪軸與軸上零件的連接大都采用了鍵連接。
a) 車(chē)輪與軸的鍵連接
軸與輪軸之間的鍵連接，主要是傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，故采用圓頭平鍵連接，由車(chē)輪孔徑為130mm，查[7]表6-（P106）得鍵的截面尺寸為鍵寬b×鍵高h(yuǎn)=32mm×18mm，又考慮到車(chē)輪寬度為130mm，故選用鍵長(zhǎng)L=100mm。現(xiàn)在對(duì)鍵進(jìn)行校核。
假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強(qiáng)度條件為
=25.008M
式中，－—傳遞的轉(zhuǎn)矩，由表4-1查得=994.57；
－—鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，=0.5h=0.5×18mm=9mm；
－—鍵的工作長(zhǎng)度，圓頭平鍵=L－b=100－32=68mm;
－—軸的直徑，=130mm；
－—鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，查[7]P106表6-2得=110。
由計(jì)算得鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。
b)大鏈輪與軸的鍵連接
主動(dòng)輪軸與大鏈輪的連接由于結(jié)構(gòu)和載荷要求，采用平頭鍵連接，根據(jù)連接處軸徑的大小參照鍵的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，選用平鍵的截面尺寸為鍵寬b×鍵高h(yuǎn)=32mm×18mm，又考慮到鏈輪輪轂寬度為33mm，故選用鍵長(zhǎng)L=28mm?，F(xiàn)在對(duì)鍵進(jìn)行校核。
假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強(qiáng)度條件為
=42.438M
式中，－—傳遞的轉(zhuǎn)矩，由表4-1查得=994.57N.m；
－—鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，=0.5h=0.5×18mm=9mm；
－—鍵的工作長(zhǎng)度，平頭平鍵=L =28mm;
－—軸的直徑，=186mm；
－—鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，查[7]P106表6-2得=110。
有計(jì)算得鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。
c) 小鏈輪與減速器輸出軸的鍵連接
小鏈輪與減速器輸出軸的鍵連接，采用圓頭平鍵，根據(jù)連接處軸徑的大小參照鍵的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，選用普通平鍵的截面尺寸為鍵寬b×鍵高h(yuǎn)=16mm×10mm，又考慮到鏈輪輪轂寬度為80mm，故選用鍵長(zhǎng)L=70mm。現(xiàn)在對(duì)鍵進(jìn)行校核。
假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強(qiáng)度條件為
=35.477M
由表4-1查得=474.147N.m，k =0.5h=0.5×10mm=5mm， =L－b=70－16=54mm，=55mm。
故有計(jì)算得鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。
第4章 整條生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1PLC的選擇
德國(guó)西門(mén)子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門(mén)子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。
S7-200系列簡(jiǎn)介
S7-200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。
S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 極高的可靠性、極豐富的指令集、易于掌握、便捷的操作、豐富的內(nèi)置集成功能、實(shí)時(shí)特性、強(qiáng)勁的通訊能力、豐富的擴(kuò)展模塊
S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。
4.2 運(yùn)動(dòng)分析
根據(jù)電動(dòng)平車(chē)的起始位置和目的地的不同，其運(yùn)動(dòng)可分為四大類(lèi)。（其中軌道的編號(hào)、工位的編號(hào)、傳感器的編號(hào)、電動(dòng)平車(chē)的編號(hào)等見(jiàn)圖）
1、電動(dòng)平車(chē)的起始位在③、④號(hào)軌道上，目的地在軌道①、②的16個(gè)工位的其中某個(gè)工位上。
2、電動(dòng)平車(chē)的起始位置在①、②號(hào)軌道的16個(gè)工位的其中某個(gè)工位上，目的地是③、④軌道上。
3、電動(dòng)平車(chē)的起始位置在①、②號(hào)軌道的16個(gè)工位的其中某個(gè)工位上，其目的地是另一軌道的其它工位，如起始位置在軌道①上的某一工位，目的地是軌道②上的另一工位，此工序需經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)。
4‘電動(dòng)平車(chē)的起始位置在①、②號(hào)軌道的16個(gè)工位的其中某個(gè)工位上，目的地也是同一軌道上的另一工位，如起始位置在軌道①上的某一工位，目的地也為軌道①上的另一工位，此工序不需經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)。
4.3 四種運(yùn)動(dòng)情況的具體分析：
。
4.3.1第一種運(yùn)動(dòng)情況的具體分析：
因兩臺(tái)電動(dòng)平車(chē)不能同時(shí)工作，所以假設(shè)在平車(chē)b不工作的情況下，平車(chē)a從導(dǎo)軌③處開(kāi)始工作。
1、上料。將工件上到平車(chē)a上。
2、輸入目的工位，在按啟動(dòng)按鈕之前可按取消按鈕重新輸入目的地，一旦平車(chē)運(yùn)動(dòng)后，其它位置按鈕將被鎖定。按下啟動(dòng)按鈕。電動(dòng)平車(chē)開(kāi)始啟動(dòng)，同時(shí)鎖定其它目的地，平車(chē)上工作燈點(diǎn)亮，目的工位與BG3、BG4形成互鎖。
3、當(dāng)平車(chē)運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)盤(pán)上時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)BG1，同時(shí)平車(chē)電機(jī)停止，平車(chē)上制動(dòng)電機(jī)得電啟動(dòng)，由于電動(dòng)平車(chē)的速度不大，制動(dòng)裝置啟動(dòng)可使平車(chē)立即停車(chē)，同時(shí)啟動(dòng)鎖緊裝置鎖緊平車(chē)，電動(dòng)平車(chē)訂車(chē)四秒后再啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)。
4、當(dāng)運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)行程開(kāi)關(guān)時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)電機(jī)失電停車(chē)，同時(shí)轉(zhuǎn)盤(pán)制動(dòng)裝置得電，使轉(zhuǎn)盤(pán)瞬間停止，同時(shí)解除平車(chē)的鎖緊，轉(zhuǎn)盤(pán)停止四秒后平車(chē)啟動(dòng)。（若目的地為1～8號(hào)工位，則平車(chē)電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，若目的地為9～16號(hào)工位，則平車(chē)電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)），平車(chē)沿軌道運(yùn)動(dòng)至目的工位停車(chē)制動(dòng)，工作指示燈熄滅。（在平車(chē)停止的情況下可按點(diǎn)動(dòng)調(diào)整）
5、按停止鍵平車(chē)可在任意位置停車(chē)。
6、平車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在一定范圍內(nèi)遇到障礙，由傳感器BB5發(fā)出信號(hào)，使平車(chē)立即制動(dòng)停車(chē)。
7、在同一軌道上按電動(dòng)平車(chē)的前進(jìn)、后退、停止鍵操作。
4.3.2第二種運(yùn)動(dòng)情況的具體分析：
1、上料； 將工件從工作臺(tái)上取下放在平車(chē)上。
2、輸入目的位置（軌道③、④），在按啟動(dòng)按鈕之前可按取消按鈕重新輸入目的地，一旦平車(chē)運(yùn)動(dòng)后，其它位置按鈕將被鎖定，按下啟動(dòng)按鈕，平車(chē)啟動(dòng)，目的位置③、④分別與BG1、BG2形成互鎖，同時(shí)啟動(dòng)工作指示燈。平車(chē)運(yùn)動(dòng)至轉(zhuǎn)盤(pán)觸及行程開(kāi)關(guān)BG3或BG4時(shí)平車(chē)電機(jī)停止，并啟動(dòng)制動(dòng)裝置，使平車(chē)立即停止，同時(shí)啟動(dòng)緊鎖裝置，鎖緊平車(chē)，平車(chē)停車(chē)四秒鐘后啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)。
3、當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)運(yùn)動(dòng)至觸及相應(yīng)行程開(kāi)關(guān)BG1、BG2時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)電機(jī)停止并啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)制動(dòng)裝置，使轉(zhuǎn)盤(pán)立即停止，同時(shí)可以用點(diǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)盤(pán)的位置精度，鎖緊裝置失電放松平車(chē)，轉(zhuǎn)盤(pán)停止四秒后平車(chē)啟動(dòng)。
4、平車(chē)在軌道③、④上運(yùn)動(dòng)，若不按停止按鈕則一直運(yùn)動(dòng)至終端限位時(shí)停車(chē)，同時(shí)工作指示燈熄滅。
5、按停止按鈕平車(chē)可在任意位置停車(chē)。
6、平車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一定范圍內(nèi)遇到有障礙時(shí)，電機(jī)上的傳感器BG5發(fā)出信號(hào)，使平車(chē)立即制動(dòng)停車(chē)。
7、在同一軌道上，可按平車(chē)前進(jìn)、后退、停止鍵操作。
4.3.3第三種運(yùn)動(dòng)情況的具體分析：
1、上料； 將工件從工作臺(tái)取下裝在平車(chē)上。
2、輸入目的位置；目的位置為另一軌道上的其它工位，在按啟動(dòng)、前進(jìn)、后退按鈕之前可按取消按鈕重新輸入目的地，按啟動(dòng)按鈕平車(chē)啟動(dòng)，平車(chē)啟動(dòng)，同時(shí)鎖定其它目的位置按鈕，工作指示燈點(diǎn)亮。
3、平車(chē)運(yùn)動(dòng)至轉(zhuǎn)盤(pán)觸及行程開(kāi)關(guān)BG3或BG4時(shí)平車(chē)電機(jī)停止，并啟動(dòng)制動(dòng)裝置，使平車(chē)立即停止，同時(shí)啟動(dòng)緊鎖裝置，鎖緊平車(chē)，平車(chē)停車(chē)四秒鐘后啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)。
當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)運(yùn)動(dòng)至觸及相應(yīng)行程開(kāi)關(guān)BG3或BG4時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)電機(jī)停止并啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)制動(dòng)裝置，使轉(zhuǎn)盤(pán)立即停止，同時(shí)可以用點(diǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)盤(pán)的位置精度，鎖緊裝置失電放松平車(chē)，轉(zhuǎn)盤(pán)停止四秒后平車(chē)啟動(dòng)。
4、平車(chē)沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)至指定位置停車(chē)制動(dòng)，工作指示燈熄滅，在停車(chē)時(shí)平車(chē)可通過(guò)點(diǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整其位置精度。
5、按停止按鈕平車(chē)可在任意位置停車(chē)。
6、平車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一定范圍內(nèi)遇到有障礙時(shí)，電機(jī)上的傳感器BG5發(fā)出信號(hào)，使平車(chē)立即制動(dòng)停車(chē)。
7、在同一軌道上，可按平車(chē)前進(jìn)、后退、停止鍵操作。
4.3.4第四種運(yùn)動(dòng)情況的具體分析：
1、上料； 將工件從工作臺(tái)取下裝在平車(chē)上。
2、輸入目的位置；目的位置為同一軌道上的另一工位，在按啟動(dòng)、前進(jìn)、后退按鈕之前可按取消按鈕重新輸入目的地，一旦平車(chē)運(yùn)動(dòng)后，其它位置按鈕將被鎖定。
3、用前進(jìn)、后退、停止、點(diǎn)動(dòng)按鈕完成。
4、在平車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一定范圍內(nèi)遇有障礙，由平車(chē)上的傳感器BB5發(fā)出信號(hào)，使平車(chē)立即停車(chē)。
第四種情況的運(yùn)行則可以直接通過(guò)控制柜上的前進(jìn)、后退、停止及點(diǎn)動(dòng)按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)
4.4輸入點(diǎn)的地址分配：
確認(rèn)/啟動(dòng)按鈕 SF1 I0.0
取消/停止按鈕 SF2 I0.1
行程開(kāi)關(guān) BG1 I0.2
行程開(kāi)關(guān) BG2 I0.3
行程開(kāi)關(guān) BG3 I0.4
行程開(kāi)關(guān) BG4 I0.5
1、2工位限位開(kāi)關(guān) BG5 I0.6
3、4工位限位開(kāi)關(guān) BG6 I0.7
5、6工位限位開(kāi)關(guān) BG7 I1.0
7、8工位限位開(kāi)關(guān) BG8 I1.1
9、10工位限位開(kāi)關(guān) BG9 I1.2
11、12工位限位開(kāi)關(guān) BG10 I1.3
13、14工位限位開(kāi)關(guān) BG11 I1.4
15、16工位限位開(kāi)關(guān) BG12 I1.5
平車(chē)上的傳感器 CC1 I1.6
平車(chē)前進(jìn)按鈕 SF3 I1.7
平車(chē)后退按鈕 SF4 I2.0
平車(chē)點(diǎn)動(dòng)按鈕 SF5 I2.1
轉(zhuǎn)盤(pán)點(diǎn)動(dòng)按鈕 SF6 I2.2
1、2工位按鈕 SF7 I2.3
3、4工位按鈕 SF8 I2.4
5、6工位按鈕 SF9 I2.5
7、8工位按鈕 SF10 I2.6
9、10工位按鈕 SF11 I2.7
11、12工位按鈕 SF12 I3.0
13、14工位按鈕 SF13 I3.1
15、16工位按鈕 SF14 I3.2
導(dǎo)軌3極限限位開(kāi)關(guān) BG13 I3.3
導(dǎo)軌4極限限位開(kāi)關(guān) BG14 I3.4
導(dǎo)軌3的按鈕 SF15 I3.5
導(dǎo)軌4的按鈕 SF16 I3.6
4.5輸出點(diǎn)地址分配：
工作指示燈 PG1 Q0.0
平車(chē)電機(jī) MA1（正轉(zhuǎn)） Q0.1
平車(chē)制動(dòng)電機(jī) MA2 Q0.2
轉(zhuǎn)盤(pán)鎖緊裝置電機(jī) MA3 Q0.3
轉(zhuǎn)盤(pán)電動(dòng)機(jī) MA4 Q0.4
轉(zhuǎn)盤(pán)制動(dòng)電機(jī) MA5 Q0.5
1、2工位指示燈 PG2 Q0.6
3、4工位指示燈 PG3 Q0.7
5、6工位指示燈 PG4 Q1.0
7、8工位指示燈 PG5 Q1.1
9、10工位指示燈 PG6 Q1.2
11、12工位指示燈 PG7 Q1.3
13、14工位指示燈 PG8 Q1.4
15、16工位指示燈 PG9 Q1.5
平車(chē)電機(jī) MA1（反轉(zhuǎn)） Q1.6
3號(hào)軌道指示燈 PG10 Q1.7
4號(hào)軌道指示燈 PG11 Q2.0
4.6 控制柜
4.7 電動(dòng)平車(chē)電氣控制
電動(dòng)平車(chē)的電氣控制采用PLC控制，平車(chē)需控制的動(dòng)作為起動(dòng)、停止、反向及點(diǎn)動(dòng)。設(shè)置系統(tǒng)的輸入/輸出點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的PLC地址
輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)：
前向按鈕 SF1:I0.0 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器QA1:Q0.0
停止按鈕 SF2:I0.1 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器QA2:Q0.I
反向按鈕 SF3:I0.2
前向點(diǎn)動(dòng)按鈕 SF4:I0.3
反向點(diǎn)動(dòng)按鈕 SF5:I0.4
根據(jù)電動(dòng)平車(chē)運(yùn)行功能要求編寫(xiě)PLC程序如下圖所示。
畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)
由于經(jīng)驗(yàn)不足和知識(shí)方面的缺陷以及對(duì)生產(chǎn)線的實(shí)際認(rèn)識(shí)不夠深入，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)有很多不完善的地方。但通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了如何克服困難，提高了我處理事務(wù)的能力和運(yùn)用知識(shí)能力。同時(shí)加深了我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的理解，拓寬了我的知識(shí)面。這些都將成為我以后學(xué)工作的寶貴資源。
在作此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，本人得到了陳老師的指導(dǎo)，正是因?yàn)槔蠋熖峁┐罅康馁Y料來(lái)源，不僅為我設(shè)計(jì)出電動(dòng)平車(chē)提供了大量的知識(shí)貯備，而且使我學(xué)會(huì)了從大量的資料中選擇出自己需要的東西。在此感謝老師和同學(xué)們的幫助，感謝培養(yǎng)我四年的學(xué)校。
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