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設(shè)計(jì)說明書 1 摘要 通過強(qiáng)度計(jì)算分析，認(rèn)為現(xiàn)有 GW-40 彎曲機(jī)的大部分零件有較大的設(shè)計(jì)裕 量，需要改變個(gè)別零部件及電動(dòng)機(jī)功率即可大幅度提高加工能力，滿足 40 鋼筋的彎曲 加工。還可以升級(jí)為 GW-50 鋼筋彎曲機(jī)。 GW40 型半自動(dòng)鋼筋彎曲機(jī)適用于彎曲 6-40 毫米鋼筋之用，本機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用 全封閉式，變速桿換擋，可使工作盤得到兩種轉(zhuǎn)速，鋼筋的彎曲角度由工作盤側(cè)面的擋 塊調(diào)節(jié)，機(jī)械部分通過電器控制實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)。 關(guān)鍵詞 鋼筋彎曲機(jī) 始彎矩 終彎矩 主軸扭矩 控制設(shè)備 【Abstract】 Adopt analyze and count of the intensity ,we believe that the components of the Steel reinforcing bar- curved equipment have the huge design foreground . we can Improve the ability of machining, only change very few components and the electric Motors efficiency. It can be contented to the machining of the 40 screw thread steel and go up to the 50 steel reinforcing bar curved equipment. Key words: steel reinforcing bar-curved equipment first curved last curved Main shaft curved. 設(shè)計(jì)說明書 2 目錄 第一章 引言 1 第二章 系統(tǒng)性能與參數(shù) 2 第三章 工作原理及框圖 3 第四章 彎矩計(jì)算與電動(dòng)機(jī)選擇 4 4.1 工作狀態(tài) 4 4.2 材料達(dá)到屈服極限時(shí)的始彎矩 4 第五章 v 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 6 5.1 V 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 第六章 第一級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì) 9 6.1 選擇材料 9 6.2 接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 9 6.3 齒輪校核 10 6.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算 13 第七章 第三級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì) 15 7.1 選擇材料 15 7.2 接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 15 7.3 齒輪校核 16 7.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算 19 第八章 中間軸設(shè)計(jì) 21 8.1 計(jì)算作用在軸上的力 21 8.2 計(jì)算支力和彎矩 22 8.3 截面校核 23 第九章 主軸設(shè)計(jì) 26 9.1 計(jì)算作用在軸上的力 26 9.2 計(jì)算支力和彎矩 26 9.3 截面校核 28 設(shè)計(jì)說明書 3 第十章 軸承的選擇 30 10.1 滾動(dòng)軸承選擇 30 第十一章 控制設(shè)備的選擇.31 11.1 變頻器的概述31 11.2 變頻器的選工作原理31 11.3 變頻器的參數(shù) 33 第十二章 電機(jī)的選擇 37 9.1 電機(jī)的介紹 37 9.2 電機(jī)的選擇原則 37 小結(jié) 40 總結(jié) 41 參考文獻(xiàn) 42 設(shè)計(jì)說明書 4 第一章 引言 我國(guó)工程建筑機(jī)械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過引進(jìn)國(guó) 外先進(jìn)技術(shù)提升自身產(chǎn)品檔次和國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本低廉是一個(gè)原因，另一方面 國(guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極的財(cái)政政策更是促使行業(yè)增長(zhǎng)的根本動(dòng)因。 受國(guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極財(cái)政政策的刺激，包括西部大開發(fā)、西氣東輸、 西電東送、青藏鐵路、房地產(chǎn)開發(fā)以及公路（道路） 、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等一 大批依托工程項(xiàng)目的實(shí)施，這對(duì)于重大建設(shè)項(xiàng)目裝備行業(yè)的工程建筑機(jī)械行 業(yè)來說可謂是難得的機(jī)遇，因此整個(gè)行業(yè)的內(nèi)需勢(shì)頭旺盛。同時(shí)受我國(guó)加入 WTO 和國(guó)家鼓勵(lì)出口政策的激勵(lì)，工程建筑機(jī)械產(chǎn)品的出口形勢(shì)也明顯好轉(zhuǎn)。 我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本環(huán)境、建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本狀況、建筑 機(jī)械行業(yè)創(chuàng)新、建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國(guó)內(nèi)建筑機(jī)械公司與國(guó)外建 筑機(jī)械公司的競(jìng)爭(zhēng)力比較以及 2004 年我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢(shì)進(jìn)行 了深入透徹的分析。 設(shè)計(jì)說明書 5 第二章 系統(tǒng)性能與參數(shù) GW40 型鋼筋彎曲機(jī)適用于建筑行業(yè)彎曲 640 鋼筋之用。 本機(jī)工作程序簡(jiǎn)單，彎曲形狀一致，調(diào)整簡(jiǎn)單，操作方便，性能穩(wěn)定，它能將 Q23540 圓鋼或 832 螺紋鋼筋彎曲成工程中所需要的各種形狀。 彎曲鋼筋直徑 6-40mm 工作盤直徑 350mm 工作盤轉(zhuǎn)數(shù) 7 轉(zhuǎn)/分 電動(dòng)機(jī) Y100L-4-3KW 外型尺寸 760760685 整機(jī)重量 4000kg 設(shè)計(jì)說明書 6 第三章 系統(tǒng)工作原理及框圖 3.1 GW-40 彎曲機(jī)的工作框圖（見圖 3.1）： 圖 3.1 工作框圖 其中減 速 箱由軸 軸承和齒輪組成 3.2 GW-40 彎曲機(jī)的工作原理圖（見圖 3.2） 3.3 工作原理 GW-40 彎曲機(jī)的工作機(jī)構(gòu)是一個(gè)在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤，如圖所示，把鋼 筋置于圖中虛線位置，支承銷軸固定在機(jī)床上，中心銷軸和壓彎銷軸裝在工作圓盤上， 圓盤回轉(zhuǎn)時(shí)便將鋼筋彎曲。為了彎曲各種直徑的鋼筋， 在工作盤上有幾個(gè)孔，用以插壓 彎銷軸，也可相應(yīng)地更換不同直徑的中心銷軸。 電動(dòng)機(jī) 帶 輪 減 速 箱 控制設(shè)備 工作臺(tái) 設(shè)計(jì)說明書 7 第四章 彎矩計(jì)算與電動(dòng)機(jī)選擇 4.1 工作狀態(tài) 1.鋼筋受力情況與計(jì)算有關(guān)的幾何尺寸標(biāo)記圖 1。設(shè)鋼筋所需彎矩：M t= 式中 F 為撥斜柱對(duì)鋼筋的作用力；F r為 F 的徑向分力;a 為 F 與鋼筋軸sini0LFr 線夾角。 當(dāng) Mt 一定，a 越大則撥斜柱及主軸徑向負(fù)荷越?。籥=arcos(L 1/Lo)一定，L o越大。 因此，彎曲機(jī)的工作盤應(yīng)加大直徑，增大撥斜柱中心到主軸中心距離 L0 GW-50 鋼筋彎曲機(jī)的工作盤設(shè)計(jì)：直徑 400mm，空間距 120mm，L 0=169.7 mm，Ls=235，a=43.8 0 a工 作 盤 ； 2-中 心 柱 套 ； 3撥 料 柱4擋 料 柱 ； 5鋼 筋 ； 6插 入 座17.45圖 1 鋼 筋 受 力 情 況 2.鋼筋彎曲機(jī)所需主軸扭矩及功率 按照鋼筋彎曲加工規(guī)范規(guī)定的彎曲半徑彎曲鋼筋，其彎曲部分的變形量均接近或過材 料的額定延伸率，鋼筋應(yīng)力超過屈服極限產(chǎn)生塑性變形。 4.2 材料達(dá)到屈服極限時(shí)的始彎矩 1.按 40 螺紋鋼筋公稱直徑計(jì)算 M0=K1W s式中，M 0為始彎矩，W 為抗彎截面模數(shù)，K 1為截面系數(shù)，對(duì)圓截面 K 1=1.7；對(duì)于 25MnSi 螺紋鋼筋 M0=373（N/mm 2）,則得出始彎矩 M0=3977（Nm） 設(shè)計(jì)說明書 8 2. 鋼筋變形硬化后的終彎矩 鋼筋在塑性變形階段出現(xiàn)變形硬化（強(qiáng)化） ，產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩：M=（K 1+K0/2Rx）W s式中，K 0為強(qiáng)化系數(shù)，K 0=2.1/ p=2.1/0.14=15, p為延伸率，25MnSi 的 p=14%，R x=R/d0,R 為彎心直徑，R=3 d 0， 則得出終彎矩 M=11850（Nm） 3. 鋼筋彎曲所需距 Mt=(M0+M)/2/K=8739（Nm）式中，K 為彎曲時(shí)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，K=1.05 按上述計(jì) 算方法同樣可以得出 50I 級(jí)鋼筋（ b=450 N/mm2）彎矩所需彎矩：M t=8739（Nm）, 取較大者作為以下計(jì)算依據(jù)。 4. 電動(dòng)機(jī)功率 由功率扭矩關(guān)系公式 A0=Tn/9550=2.9KW,考慮到部分機(jī)械效率 =0.75，則電動(dòng)機(jī) 最大負(fù)載功率 A= A0/=2.9/0.75=3.9（KW） ，電動(dòng)機(jī)選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為 =4（KW）,額定轉(zhuǎn)速 =1440r/min。e en 5. 電動(dòng)機(jī)的控制 （如圖 2 所知） 圖 2 鋼 筋 彎 曲 電 氣 圖 制 動(dòng) 剎 車電 機(jī) 反 轉(zhuǎn)電 機(jī) 正 轉(zhuǎn) 設(shè)計(jì)說明書 9 第五章 v 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 5.1 V 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 電動(dòng)機(jī)與齒輪減速器之間用普通 v 帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)為 Y112M-4，額定功率 P=4KW，轉(zhuǎn) 速 =1440 ，減速器輸入軸轉(zhuǎn)速 =514 ，輸送裝置工作時(shí)有輕微沖擊，每天工1nmir2nmir 作 16 個(gè)小時(shí) 1. 設(shè)計(jì)功率 根據(jù)工作情況由表 8122 查得工況系數(shù) =1.2， = P=1.2 4=4.8KWAKdPA 2. 選定帶型 根據(jù) =4.8KW 和轉(zhuǎn)速 =1440 ，有圖 812 選定 A 型dP1nmir 3. 計(jì)算傳動(dòng)比 = = =2.821n540 4. 小帶輪基準(zhǔn)直徑 1d 由表 8112 和表 8114 取小帶輪基準(zhǔn)直徑 =75mm1d 5. 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 = （1- ）i1d 取彈性滑動(dòng)率 =0.02 = （1- ）=2.8 =205.8mm2di1d )02.(75 實(shí)際傳動(dòng)比 = =2.85i)(12d 從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速 = = =505.262ni85.40minr 轉(zhuǎn)速誤差 =1.7%1652 對(duì)于帶式輸送裝置，轉(zhuǎn)速誤差在 范圍是可以的% 6. 帶速 = =5.6210647501ndsm 設(shè)計(jì)說明書 10 7. 初定軸間距 0a 0.7（ + ） （ + ）1d201d2 0.7（75+205） （ 75+205） 196 560a 取 =400mm 8. 所需 v 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0dL =2 +0dLa021214)()(add =2 )75()75(4 2 =800+439.6+10.56 =1250.16mm 查表 818 選取 mLd1250 9. 實(shí)際軸間距 a =400mm200d 10. 小帶輪包角 1 = -1080123.57ad = 006. = 1238 11. 單根 v 帶的基本額定功率 1p 根據(jù) =75mm 和 =1440 由表 8127（c）用內(nèi)插法得 A 型 v 帶的1d1nmir =0.68KWp 12. 額定功率的增量 1p 設(shè)計(jì)說明書 11 根據(jù) 和 由表 8127（c）用內(nèi)插法得 A 型 v 帶的min140rn5.2 =0.17KWp 13. V 帶的根數(shù) Z Z= Ldk)(1 根據(jù) 查表 8123 得 =0.9503.6k 根據(jù) =1250mm 查表得 818 得 =0.93DL Z= = =6.38Ldkp)(1 93.05)7.06.(4 取 Z=7 根 14. 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F =500（ 由表 8124 查得 A 型帶 m=0.100F2)15.2mzpkd mkg 則 =500（ =99.53N0 2).d 15. 壓軸力 QF = =2 =1372N2sin10Z238.16sin75.90 16. 繪制工作圖 3.27圖 帶 輪 設(shè)計(jì)說明書 12 第六章 圓柱齒輪設(shè)計(jì) 6.1 選擇材料 確定 和 及精度等級(jí)limHliF 參考表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為：大，小齒輪均為 40Cr，并經(jīng)調(diào) 質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為 48-50HRc，精度等級(jí)為 6 級(jí)。按硬度下限值，由圖 8 38（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 = =1120Mpa；由圖 839（d）中的 MQlimHliF 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 FE1= FE2=700Mpa, Flim1= Flim2=350 MPa 6.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 1. 確定中心距 a(按表 8328 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)) aCmAa(+1) 321HKT =1mC483 K=1.7 NT1624.0MPaH8 取ma17520 2. 確定模數(shù) m (參考表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=1.44, 取 m=3mm 設(shè)計(jì)說明書 13 3. 確定齒數(shù) z ,z12 z = = =20.51 取 z =211)(ma)5.(301 z =z =5.5 21=115.5 取 z =1162 2 4. 計(jì)算主要的幾何尺寸（按表 835 進(jìn)行計(jì)算） 分度圓的直徑 d =m z =3 21=63mm1 d =m z =3*116=348mm2 齒頂圓直徑 d = d +2h =63+2 3=69mm1aa d = d +2h =348+2 3=353mm2 端面壓力角 0 基圓直徑 d = d cos =63 cos20 =59.15mm1b 0 d = d cos =348 cos20 =326.77mm2 齒頂圓壓力角 =arccos =31.021at1ab0 = arccos =22.632at 2abd0 端面重合度 = z （tg -tg ）+ z (tg -tg )a11at 22at =1.9 齒寬系數(shù) = = =1.3d1b6380 縱向重合度 =0 6.3 齒輪校核 1. 校核齒面接觸強(qiáng)度 （按表 8315 校核） 強(qiáng)度條件： = H 設(shè)計(jì)說明書 14 計(jì)算應(yīng)力： =Z Z Z Z Z 1HBE1bdFKktHVA = 21BD 式中： 名義切向力 F = = =2005Nt10dT6317.0 使用系數(shù) K =1（由表 8331 查?。〢 動(dòng)載系數(shù) =（ ）VK20B 式中 V= smnd7.1654.316 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35（由表 8332 按硬齒面齒輪，裝配時(shí)檢修調(diào)整，H 6 級(jí)精度 K 非對(duì)稱支稱公式計(jì)算）H34.1 齒間載荷分配系數(shù) （由表 8333 查?。?.1HK 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5（由圖 8311 查取）Z 重合度的系數(shù) （由圖 8312 查?。?. 螺旋角系數(shù) （由圖 8313 查取）0 彈性系數(shù) （由表 8334 查?。㎝PaZE8.19 單對(duì)齒嚙合系數(shù) Z =1B = = 143.17MPa1H2 806325.1035.180.7.1895. 許用應(yīng)力： = XWRVLNTHZZSlim 式中：極限應(yīng)力 =1120MPali 設(shè)計(jì)說明書 15 最小安全系數(shù) =1.1（由表 8335 查?。﹍imHS 壽命系數(shù) =0.92（由圖 8317 查?。㎞TZ 潤(rùn)滑劑系數(shù) =1.05（由圖 8319 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由圖 8320 查?。￢,7.1s 粗糙度系數(shù) =0.9（由圖 8321 查取）RZ 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由圖 8322 查?。￤ 尺寸系數(shù) =1（由圖 8323 查?。 則： = =826MPaH0.1596.012.10 滿足 H 2. 校核齒根的強(qiáng)度 （按表 8315 校核） 強(qiáng)度條件： = 1F 許用應(yīng)力： = ； FVASaFnt KYbm1212SFF 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由圖 8315（a）查?。?Y2 應(yīng)力修正系數(shù) ， （由圖 8316（a）查取）6.Sa7.SaY 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù) =1.0（由圖 8314 查?。℡ 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按表 8330 計(jì)算）FKNH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由表 8333 查?。?則 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.127 設(shè)計(jì)說明書 16 許用應(yīng)力： = （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中： 極限應(yīng)力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按表 8335 查取）limFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2（按表 8330 查?。㏕Y 壽命系數(shù) =0.9（按圖 8318 查取）S 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按圖 8325 查?。﹔elT 齒根表面狀況系數(shù) =1（按圖 8326 查?。﹍YR 尺寸系數(shù) =1（按圖 8324 查取）X 則 =FMPa497.025.13 滿足， 驗(yàn)算結(jié)果安全1F 6.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算 1.確定齒厚偏差代號(hào)為：6KL GB1009588（參考表 8354 查取） 2.確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考表 8358 查?。┑诠罱M 檢驗(yàn)切向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按表 8369 計(jì)算，由表1iFifP 8360，表 8359 查取)；第公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）1ifi tptf =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （按表 8369 計(jì)算，由表 8359 查?。?；第公差 組檢驗(yàn)齒向公差 =0.012（由表 8361 查取） 。 3.確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考表 8358 選擇）對(duì)齒輪，檢驗(yàn)公法線長(zhǎng) 度的偏差 。按齒厚偏差的代號(hào) KL，根據(jù)表 8353m 的計(jì)算式求得齒厚的上偏差wE =-12 =-12 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-0.144mm；公法sptfsiEptf 線的平均長(zhǎng)度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSsETF02 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-02sin36.0awisi T 0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8319 及其表注說明求得公法02 設(shè)計(jì)說明書 17 線長(zhǎng)度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長(zhǎng)度偏差可表示為： ,對(duì)齒knW 10.26.587 輪傳動(dòng)，檢驗(yàn)中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距 a=200mm，由表查得 8365 查得 =f f ；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 8364 查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于 40%，沿齒長(zhǎng)不小于023. 70%；檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根據(jù)表 8358 的表注 3，icF 由表 8369，表 8359 及表 8360 計(jì)算與查取） ；檢驗(yàn)齒切向綜合公差 =0.0228mm， （根據(jù) 8358 的表注 3，由表 8369，表 8359 計(jì)算與查?。?。對(duì)icf 箱體，檢驗(yàn)軸線的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由表 8363 查取） 。確xfyf 定齒坯的精度要求按表 8366 和 8367 查取。根據(jù)大齒輪的功率，確定大輪的孔 徑為 50mm，其尺寸和形狀公差均為 6 級(jí)，即 0.016mm，齒輪的徑向和端面跳動(dòng)公差為 0.014mm。 3. 齒輪工作圖 0.81.6 圖 4 大 齒 輪 二 由于第一級(jí)齒輪傳動(dòng)比與第二級(jí)傳動(dòng)比相等，則對(duì)齒輪的選擇，計(jì)算以及校核都與 第一級(jí)一樣 設(shè)計(jì)說明書 18 第七章 第三級(jí)圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 7.1 選擇材料 1.確定 Hlim和 Flim及精度等級(jí)。 參考表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為：大，小齒輪均為 40Cr，并經(jīng)調(diào) 質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為 4850HRc，精度等級(jí)為 6 級(jí)。按硬度下限值，由圖 8 38（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 Hlim= Hlim=1120Mpa；由圖 839（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 FE1= FE2=700Mpa, Flim1= Flim2=350 Mpa. 7.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 1. 確定中心距 a(按表 8328 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)) aCmAa(+1) 21HKT =1C483 K=1.7 mNT1624.0MPaH86 則 a=325mm 取 a=400mm 設(shè)計(jì)說明書 19 2. 確定模數(shù) m (參考表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=2.88, 取 m=4mm 3. 確定齒數(shù) z ,z12 0421z z = = =28 取 z =281)(ma)16(1 z =172 取 z =1722 2 4. 計(jì)算主要的幾何尺寸（按表 835 進(jìn)行計(jì)算） 分度圓的直徑 d =m z =4 28=112mm1 d =m z = =688mm2724 齒頂圓直徑 d = d +2h =112+2 4=120mm1aa d = d +2h =688+2 4=696mm2 齒根圓直徑 mzf 1025.1 f 6782 端面壓力角 0 基圓直徑 d = d cos =112 cos20 =107.16mm1b0 d = d cos =688 cos20 =646.72mm2 齒頂圓壓力角 =arccos =1at1ab07.26 = arccos =2at 2abd0. 端面重合度 = z （tg -tg ）+ z (tg -tg )a11at 22at =1.15 齒寬系數(shù) = = =1.3 d1b6380 設(shè)計(jì)說明書 20 齒寬 mab1604.0 縱向重合度 =0 7.3 校核齒輪 1.校核齒面接觸強(qiáng)度 （按表 8330 校核） 強(qiáng)度條件： = H 計(jì)算應(yīng)力： =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA = 2H1BD 式中： 名義切向力 F = = =34107Nt10dT631902 使用系數(shù) K =1（由表 8331 查?。〢 動(dòng)載系數(shù) =（ ）VK20B 式中 V= smnd09.16716 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.05VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35（由表 8332 按硬齒面齒輪，裝配時(shí)檢修調(diào) 6H 級(jí)精度 K 非對(duì)稱支稱公式計(jì)算）H34.1 齒間載荷分配系數(shù) （由表 8333 查?。?.H 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5（由圖 8311 查?。㈱ 重合度的系數(shù) （由圖 8312 查取）93. 螺旋角系數(shù) （由圖 8313 查?。? 彈性系數(shù) （由表 8334 查?。㎝PaZE8.1 設(shè)計(jì)說明書 21 單對(duì)齒齒合系數(shù) Z =1B = = 301.42MPa1H2 806325.1035.180.7.1895. 許用應(yīng)力： = XWRVLNTHZZSlim 式中：極限應(yīng)力 =1120MPali 最小安全系數(shù) =1.1（由表 8335 查?。﹍imH 壽命系數(shù) =0.92（由圖 8317 查取）NTZ 潤(rùn)滑劑系數(shù) =1.05（由圖 8319 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由圖 8320 查?。￢,7.1s 粗糙度系數(shù) =0.9（由圖 8321 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由圖 8322 查?。￤ 尺寸系數(shù) =1（由圖 8323 查?。 則： = =826MPaH0.1596.012.10 滿足 H 2. 校核齒根的強(qiáng)度 （按表 8315 校核） 強(qiáng)度條件： = 1F 許用應(yīng)力： = ； FVASaFnt KYbm1212SFF 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由圖 8315（a）查?。?Y2 應(yīng)力修正系數(shù) ， （由圖 8316（a）查取）6.Sa7.SaY 設(shè)計(jì)說明書 22 重合度系數(shù) =1.9Y 螺旋角系數(shù) =1.0（由圖 8314 查?。? 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按表 8330 計(jì)算）FKNH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由表 8333 查?。?則 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.127 許用應(yīng)力： = （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中： 極限應(yīng)力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按表 8335 查取）limFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2（按表 8330 查?。㏕Y 壽命系數(shù) =0.9（按圖 8318 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按圖 8325 查?。﹔elT 齒根表面狀況系數(shù) =1（按圖 8326 查?。﹍YR 尺寸系數(shù) =1（按圖 8324 查?。 則 =FMPa497.025.13 滿足， 驗(yàn)算結(jié)果安全1F 7.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算 1.確定齒厚偏差代號(hào)為：6KL GB1009588（參考表 8354 查?。?2.確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考表 8358 查?。?第公差組檢驗(yàn)切向綜合公差 ，1iF = =0.063+0.009=0.072mm,(按表 8369 計(jì)算，由表 831iFfP 60，表 8359 查取)； 設(shè)計(jì)說明書 23 第公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）1ifi tptf =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （按表 8369 計(jì)算，由表 8359 查 ?。?； 第公差組檢驗(yàn)齒向公差 =0.012（由表 8361 查取） 。F 3.確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考表 8358 選擇） 對(duì)齒輪，檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度的偏差 。按齒厚偏差的代號(hào) KL，根據(jù)表 8wE 353 的計(jì)算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12sptf 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-0.144mm；公法線的it 平均長(zhǎng)度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSEsTF02 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-0.144 cos02sin36.0awiEsiTF +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8319 及其表注說明求得公法0 線長(zhǎng)度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長(zhǎng)度偏差可表示為：kn 對(duì)齒輪傳動(dòng)，檢驗(yàn)中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距10.26.587 f a=200mm，由表查得 8365 查得 = ；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 83f02. 64 查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于 40%，沿齒長(zhǎng)不小于 70%；檢驗(yàn)齒輪副的切向 綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根據(jù)表 8358 的表注 3，由表 83icF 69，表359 及表 8360 計(jì)算與查取） ；檢驗(yàn)齒切向綜合公差 =0.0228mm， （根據(jù) 8358 的表注 3，由表 8369，表 8359 計(jì)算icf 與查?。?。對(duì)箱體，檢驗(yàn)軸線的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由表 8363 查取） 。xfyf 4. 確定齒坯的精度要求按表 8366 和 8367 查取。根據(jù)大齒輪的功率，確定大 輪的孔徑為 50mm，其尺寸和形狀公差均為 6 級(jí)，即 0.016mm，齒輪的徑向和端 面跳動(dòng)公差為 0.014mm。 5. 齒輪工作圖如下 設(shè)計(jì)說明書 24 圖 5 小 齒 輪1.61.608 第八章 軸的設(shè)計(jì) 8.1 計(jì)算作用在軸上的力 大輪的受力： 圓周力 = =1F12dTN8.95.347 徑向力 1rtg726.00 軸向力 a 小輪的受力： 圓周力 = 2FNdT10246372 設(shè)計(jì)說明書 25 徑向力 =2rFr Ntg3968.012402 軸向力 =a 8.2 計(jì)算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力： BR NlcFb 62213048.95)(21 lac 805.9.6104)(2 2. 水平面中的支反力： lcbFdcFdRrarfaB )(5.5.0 12211 = 343700496874.9 =2752.3N ldFadFbaR frfarc 11222 5.5. = 3748.9076.104.16398 =261N 3. 支點(diǎn)的合力 ， ：BRC =B N684027562 RCC 18422 軸向力 Faa 2.908.5012 應(yīng)由軸向固定的軸承來承受。aF 4. 垂直彎矩： 截面 1wM1 mNaRB4.751.962 截面 C.36884 5. 水平彎矩： 截面 設(shè)計(jì)說明書 26 mNaRMBw 27.305.49271 dFBa 86.1.18.1 截面 mNCRw 2.5026 11 dFbaMarBa =2752 74957265. =504N m 6. 合成彎矩： 截面 mNMww 30.8210956422 aa 75..72 截面 www 9.1368.4.1368 2222 mNMaa 4570 7. 計(jì)算軸徑 截面 TdWw 5837.0.16217.0)(13322 截面 mMaw 745..98.323222 設(shè)計(jì)說明書 27 52103741.Fraar軸 的 受 力 和 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 簡(jiǎn) 圖 8.3 對(duì)截面進(jìn)行校核 1. 截面校核 mNMw8203mNnPT 34725.91015.96633328dW390mT （由表 412 得）MPa351 . 齒輪軸的齒 k472.16.06470.19k （由表 4117 得）3. （由表 4117 得）268.1k9. 設(shè)計(jì)說明書 28 78.5492.1.3431 TWKMS8.1 S1.8 則 軸的強(qiáng)度滿足要求 2. 截面校核 mNMw136890mNnPT 34725.105. 6333.97242dW31.5mT （由表 412 得）MPa31 .0 齒輪軸的齒 k472.16.0647.19k （由表 4117 得）8.0 （由表 4117 得）0.3k271.1976.52.1343TWKMS8.1 S1.8 則 軸的強(qiáng)度滿足要求 設(shè)計(jì)說明書 29 3. 如下圖 6.3452圖 軸 第九章 主軸設(shè)計(jì) 9.1 計(jì)算作用在軸上的力 1.齒輪的受力： 扭矩 T T= mN9.105379.25 設(shè)計(jì)說明書 30 圓周力 = =1F12dTN68.12349.057 徑向力 1rtg.05.60 軸向力 a 2. 工作盤的合彎矩 Mt=(M0+M)/2/K=8739（Nm）式中，K 為彎曲時(shí)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，K=1.05 按上述計(jì) 算方法同樣可以得出 50I 級(jí)鋼筋（ b=450 N/mm2）彎矩所需彎矩： Mt=8739（Nm） 由公式 Mt= 式中 F 為撥斜柱對(duì)鋼筋的作用力；F r為 F 的徑向分力;a 為sini0LFr F 與鋼筋軸線夾角。 08.43mL71690 則 NFr 工作盤的扭矩 mNLTr 1.270496.1086sin02 所以 T 齒輪能夠帶動(dòng)工作盤轉(zhuǎn)動(dòng)2 9.2 計(jì)算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力： BR NlcFb 8.53421837.0245.6.2)(21 lac 1.6..1037)(2 2.水平面中的支反力： lcbFdFRrrfaB )(5.0 1211 = 8325.16.075.63468.2 =11198.37N ldFadFbaR frfarc 11222 ..0 設(shè)計(jì)說明書 31 = 1833468.275.6025.1608 =-3217.9N 3.支點(diǎn)的合力 ， ：BRC =B N6.124073.98.53422 RCC ..71222 軸向力 NFa68. 應(yīng)由軸向固定的軸承來承受。aF 4.垂直彎矩： 截面 1wM1 mNaRB 58.3247.6085342 截面 C9..1 5.水平彎矩： 截面 mNaRBw 3.68075.3.1981 dFMBa 3.1427.4.221 截面 mNCRw 7.65.0937 2 11 dFbaarBa =11198.37 3468.5.06.5.6 =-66.77N m 6.合成彎矩： 截面 mNMww 38.12.4517.0322 aa 7469 截面 設(shè)計(jì)說明書 32 mNMwww 65.243.582.5422aa 7.計(jì)算軸徑 截面 mTMdWw 60357.04.119827.0)(13322 截面 aw 85...33222 9.3 對(duì)截面進(jìn)行校核 1.截面校核 mNMw3180mNnPT 1508.2430595.96633312dW340mT （由表 412 得）MPa351 . 齒輪軸的齒 k472.16.06470.19k （由表 4117 得）3. （由表 4117 得）268.1k9. 設(shè)計(jì)說明書 33 47.68.53431 TWKMS8.1 S1.8 則 軸的強(qiáng)度滿足要求 2. 如下圖 圖 7 主 軸 第十章 軸承的選擇 設(shè)計(jì)說明書 34 10.1 滾動(dòng)軸承選擇. 1. 根據(jù)撥盤的軸端直徑選取軸承，軸承承受的力主要為徑向力，因而采用深溝球軸承， 選定為型號(hào)為 16008 的軸承,其中 16008 的技術(shù)參數(shù)為： d=40mm D=68mm B=9mm 2. 16008 軸承的配合的選擇： 軸承的精度等級(jí)為 D 級(jí)，內(nèi)圈與軸的配合采用過盈配合,軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基 孔制，由此軸的公差帶選用 k6,查表得在基本尺寸為 200mm 時(shí)，IT 6DE 公差數(shù)值為 29um， 此時(shí)軸得基本下偏差 ei=+0.017mm，則軸得尺寸為 mm。外圈與殼體孔的配合采用046.17 基軸制，過渡配合，由此選用殼體孔公差帶為 M6，IT 6基本尺寸為 68mm 時(shí)的公差數(shù)值為 0.032mm，孔的基本上偏差 ES=-0.020，則孔的尺寸為 mm。02.58 第十一章 控制設(shè)備的選擇 11.1 變頻器的概述 設(shè)計(jì)說明書 35 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝 置。把工頻電源(50Hz 或 60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè) 備，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電 路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。對(duì)于如矢量控制 變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的 CPU 以及一些 相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。 變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電 流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為 PAM 控制變頻器、PWM 控制變頻器和高載 頻 PWM 控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為 V/f 控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻 器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高 頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。 （1） 檢知異常狀態(tài)后自動(dòng)地進(jìn)行修正動(dòng)作，如過電流失速防止，再生過電壓失速 防止。 （2）檢知異常后封鎖電力半導(dǎo)體器件 PWM 控制信號(hào)，使電機(jī)自動(dòng)停車。如過電流 切斷、再生過電壓切斷、半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過熱和瞬時(shí)停電保護(hù)等。 11.2 變頻器的工作原理 目前，通用型變頻器絕大多數(shù)是交直交型變頻器，通常尤以電壓器變頻器為通 用，其主回路圖，它是變頻器的核心電路，由整流回路（交直交換），直流濾波電路 （能耗電路）及逆變電路（直交變換）組成，當(dāng)然還包括有限流電路、制動(dòng)電路、控 制電路等組成部分。 1） 整流電路 如圖 1.2 所示，通用變頻器的整流電路是由三相橋式整流橋組成。它的功能是將工 頻電源進(jìn)行整流，經(jīng)中間直流環(huán)節(jié)平波后為逆變電路和控制電路提供所需的直流電源。 三相交流電源一般需經(jīng)過吸收電容和壓敏電阻網(wǎng)絡(luò)引入整流橋的輸入端。網(wǎng)絡(luò)的作用， 是吸收交流電網(wǎng)的高頻諧波信號(hào)和浪涌過電壓，從而避免由此而損壞變頻器。當(dāng)電源電 壓為三相 380V 時(shí)，整流器件的最大反向電壓一般為 12001600V，最大整流電流為變頻 器額定電流的兩倍。 設(shè)計(jì)說明書 36 2）濾波電路 逆變器的負(fù)載屬感性負(fù)載的異步電動(dòng)機(jī)，無論異步電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)或發(fā)電狀態(tài)，在直流 濾波電路和異步電動(dòng)機(jī)之間，總會(huì)有無功功率的交換，這種無功能量要靠直流中間電路 的儲(chǔ)能元件來緩沖。同時(shí)，三相整流橋輸出的電壓和電流屬直流脈沖電壓和電流。為了 減小直流電壓和電流的波動(dòng)，直流濾波電路起到對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行濾波的作用。 通用變頻器直流濾波電路的大容量鋁電解電容，通常是由若干個(gè)電容器串聯(lián)和并聯(lián) 構(gòu)成電容器組，以得到所需的耐壓值和容量。另外，因?yàn)殡娊怆娙萜魅萘坑休^大的離散 性，這將使它們隨的電壓不相等。因此，電容器要各并聯(lián)一個(gè)阻值等相的勻壓電阻，消 除離散性的影響，因而電容的壽命則會(huì)嚴(yán)重制約變頻器的壽命。 3）逆變電路 逆變電路的作用是在控制電路的作用下，將直流電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換成頻率和 電壓都可以任意調(diào)節(jié)的交流電源。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，所以逆變電路是 變頻器的核心電路之一，起著非常重要的作用。 最常見的逆變電路結(jié)構(gòu)形式是利用六個(gè)功率開關(guān)器件（GTR、IGBT、GTO 等）組成的 三相橋式逆變電路，有規(guī)律的控制逆變器中功率開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，可以得到任意 頻率的三相交流輸出。 通常的中小容量的變頻器主回路器件一般采用集成模塊或智能模塊。智能模塊的內(nèi) 部高度集成了整流模塊、逆變模塊、各種傳感器、保護(hù)電路及驅(qū)動(dòng)電路。如三菱公司生 產(chǎn)的 IPMPM50RSA120，富士公司生產(chǎn)的 7MBP50RA060，西門子公司生產(chǎn)的 BSM50GD120 等， 內(nèi)部集成了整流模塊、功率因數(shù)校正電路、IGBT 逆變模塊及各種檢測(cè)保護(hù)功能。模塊的 典型開關(guān)頻率為 20KHz，保護(hù)功能為欠電壓、過電壓和過熱故障時(shí)輸出故障信號(hào)燈。 逆變電路中都設(shè)置有續(xù)流電路。續(xù)流電路的功能是當(dāng)頻率下降時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的同 步轉(zhuǎn)速也隨之下降。為異步電動(dòng)機(jī)的再生電能反饋至直流電路提供通道。在逆變過程中， 寄生電感釋放能量提供通道。另外，當(dāng)位于同一橋臂上的兩個(gè)開關(guān)，同時(shí)處于開通狀態(tài) 時(shí)將會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，并燒毀換流器件。所以在實(shí)際的通用變頻器中還設(shè)有緩沖電路等 各種相應(yīng)的輔助電路，以保證電路的正常工作和在發(fā)生意外情況時(shí)，對(duì)換流器件進(jìn)行保 護(hù) 自 20 世紀(jì) 70 年代以來，隨著交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制理論、電力電子技術(shù)、以微處理 器為核心的全數(shù)字化控制等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)逐步成熟。目前， 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)擴(kuò)展到了工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域，并且在空調(diào)、洗衣機(jī)、電 冰箱等家電產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。 設(shè)計(jì)說明書 37 如果變頻器的型號(hào)選擇不當(dāng)，不但可引起不必要的浪費(fèi)，甚至導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn) 行，所以必須正確的選擇與三相異電動(dòng)機(jī)及設(shè)備相配套的變頻器型號(hào)并進(jìn)行良好的日常 維護(hù)方能達(dá)到最佳使用效果。 一、變頻器的選擇應(yīng)滿足以下條件 （一）電壓等級(jí)應(yīng)與三相異電動(dòng)機(jī)的額定電壓相符 （二）變頻器的類型選擇 對(duì)于風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載，由于低速時(shí)轉(zhuǎn)矩較小，對(duì)過載能力和轉(zhuǎn)速精度要求較低， 故選用價(jià)廉的變頻器。 對(duì)于希望具有恒轉(zhuǎn)矩特性，但在轉(zhuǎn)速精度及動(dòng)態(tài)性能方面要求不高的負(fù)載，可選 用無矢量控制型變頻器。 對(duì)于低速時(shí)要求有較硬的機(jī)械特性，并要求有一定的調(diào)速精度，但在動(dòng)態(tài)性能方 面無較高要求的負(fù)載，可選用不帶速度反饋的矢量控制型變頻器。 對(duì)于某些在調(diào)速精度和動(dòng)態(tài)性能方面都有較高要求，以及要求高精度同步運(yùn)行等 負(fù)載，可選用帶速度反饋的矢量控制型變頻器。 （三）變頻器容量的選擇 變頻器的容量通常用額定輸出電流(A)、輸出容量(kVA)、適用電動(dòng)機(jī)功率(kw)表示。 其中，額定輸出電流為變頻器可以連續(xù)輸出的最大交流電流有效值，不論什么用途都不 允許連續(xù)輸出超過此值的電流。輸出容量是決定于額定輸出電流與額定輸出電壓的三相 視在輸出功率。適用電動(dòng)機(jī)功率是以 2 至 4 極的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)為對(duì)象，表示在額定輸出電 流以內(nèi)可以驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率。6 極以上的電動(dòng)機(jī)和變極電動(dòng)機(jī)等特殊電動(dòng)機(jī)的額定電流 比標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)大，不能根據(jù)適用電動(dòng)機(jī)的功率選擇變頻器容量。因此，用標(biāo)準(zhǔn) 2 至 4 極 電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的連續(xù)恒定負(fù)載，變頻器的容量可根據(jù)適用電動(dòng)機(jī)的功率選擇。對(duì)于用 6 極 以上和變極電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載、變動(dòng)負(fù)載、斷續(xù)負(fù)載和短時(shí)負(fù)載，變頻器的容量應(yīng)按運(yùn) 行過程中可能出現(xiàn)的最大工作電流來選擇，即 INIMmax 式中 IN變頻器的額定 電流 IMmax 電動(dòng)機(jī)的最大工作電流 11.3 技術(shù)參數(shù) 輸入頻率(Hz) 45Hz 到 55Hz 輸入功率因數(shù) 0.95（20%負(fù)載） 變頻器效率 額定負(fù)載下0.96 設(shè)計(jì)說明書 38 輸出頻率范圍(Hz) 0.5Hz 到 120Hz 輸出頻率分辨率 (Hz) 0.01Hz 過載能力 120%一分鐘，150% 立即保護(hù) 模擬量輸入 010V/420mA，任意設(shè)定 模擬量輸出 兩路 010V/420mA 可選 加減速時(shí)間 0.1 到 3000s 控制開關(guān)量輸入輸 出 可按用戶要求擴(kuò)展 運(yùn)行環(huán)境溫度 0 到 40 貯存/運(yùn)輸溫度 -40 到 70 冷卻方式 風(fēng)冷 環(huán)境濕度 <90%,無凝結(jié) 安裝海拔高度 <1000 米 防護(hù)等級(jí) IP20 3KV 系列 變頻器型號(hào) A03/050 A03/150（含） A03/150 A03/300（含） 變頻器容量 (KVA) 250 750 750 1500 適配電機(jī)功 率 (KW) 200 600 600 1250 額定輸出電 流(A) 50 150 150 300 額定輸入電 壓(V) 3000V10% 外型尺寸 (mm) (WHD) 390024801200 （39005400） 24801200 重量(Kg) 3000 5000 5000 7300 設(shè)計(jì)說明書 39 6KV 系列 變頻 器型號(hào) A06/025 A06/050（含） A06/050 A06/170（含） A06/170 A06/220（含） A06/220 A06/400（含） 變頻 器容量 (KVA) 250 500 500 1750 1750 2200 2250 4000 適配 電機(jī)功率 (KW) 200 400 400 1400 1400 1800 1800 3200 額定 輸出電流 (A) 25 50 50 170 170 220 220 400 額定 輸入電壓 (V) 6000V10% 外型 尺寸(mm) (WHD) 360024801200 39005100 ）24801200 490024801200 （540072 00） 24801200 重量 (Kg) 3500 4200 4200 6000 6000 8000 8000 12000 10KV 系列 變頻 器型號(hào) A10/010 A10/050（含） A10/050 A10/110（含） A10/110 A10/220（含） A10/220 A10/400（含） 變頻 器容量 (KVA) 250 780 780 2000 2000 3800 3800 6250 適配 電機(jī)功率 (KW) 200 630 630 1600 1600 3000 3000 5000 設(shè)計(jì)說明書 40 額定 輸出電流 (A) 10 50 50 110 110 220 220 400 額定 輸入電壓 (V) 10000V10% 外型 尺 (mm) (WHD) （420048 00） 24801200 570024801200 680024801600 （800090 00） 24801600 重量 (Kg) 4000 5000 8000 9500 12000 12000 18000 綜合考慮各種因素后確定選用 VFD-M 型變頻器 第十二章 電機(jī)的選擇 12.1 電動(dòng)機(jī)的介 紹 電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備，分布于各個(gè)用戶處，電動(dòng)機(jī)按使用電源不同 分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，電力系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)大部分是交流電機(jī)，可以是同步電 機(jī)或者是異步電機(jī)（電機(jī)定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速） 。 設(shè)計(jì)說明書 41 它是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種機(jī)器。通常電動(dòng)機(jī)的作功部分作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這種電動(dòng)機(jī) 稱為轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)；也有作直線運(yùn)動(dòng)的，稱為直線電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)能提供的功率范圍很大， 從毫瓦級(jí)到萬千瓦級(jí)。電動(dòng)機(jī)的使用和控制非常方便，具有自起動(dòng) 、加速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、 掣住等能力，能滿足各種運(yùn)行要求；電動(dòng)機(jī)的工作效率較高，又沒有煙塵、氣味，不污 染環(huán)境，噪聲也較小。由于它的一系列優(yōu)點(diǎn)，所以在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防、商 業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設(shè)備等各方面廣泛應(yīng)用。 各種電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣的是交流異步電動(dòng)機(jī)（又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī) ） 。它使用方便 、運(yùn) 行可靠 、價(jià)格低廉 、結(jié)構(gòu)牢固，但功率因數(shù)較低，調(diào)速也較困難。大容量低轉(zhuǎn)速的動(dòng) 力機(jī)常用同步電動(dòng)機(jī)（見同步電機(jī)） 。同步電動(dòng)機(jī)不但功率因數(shù)高，而且其轉(zhuǎn)速與負(fù)載大 小無關(guān)，只決定于電網(wǎng)頻率。工作較穩(wěn)定。在要求寬范圍調(diào)速的場(chǎng)合多用直流電動(dòng)機(jī)。 但它有換向器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，維護(hù)困難，不適于惡劣環(huán)境。20 世紀(jì) 70 年代以后， 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)漸趨成熟，設(shè)備價(jià)格日益降低，已開 始得到應(yīng)用 。電動(dòng)機(jī)在規(guī)定工作制式（連續(xù)式、短時(shí)運(yùn)行制、斷續(xù)周期運(yùn)行制）下所能 承擔(dān)而不至引起電機(jī)過熱的最大輸出機(jī)械功率稱為它的額定功率，使用時(shí)需注意銘牌上 的規(guī)定。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)需注意使其負(fù)載的特性與電機(jī)的特性相匹配，避免出現(xiàn)飛車或停 轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法很多，能適應(yīng)不同生產(chǎn)機(jī)械速度變化的要求。一般電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí) 其輸出功率會(huì)隨轉(zhuǎn)速而變化。從能量消耗的角度看，調(diào)速大致可分兩種 ： 保持輸入 功率不變 。通過改變調(diào)速裝置的能量消耗，調(diào)節(jié)輸出功率以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?？刂?電動(dòng)機(jī)輸入功率以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 12.2 電機(jī)的選擇原則 電機(jī)的選擇一般包括選擇電動(dòng)機(jī)的類型、電動(dòng)機(jī)的功率及額定轉(zhuǎn)矩等。其具體思路 如下：首先，選擇電動(dòng)機(jī)的類型，然后比較電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載特性，看它們是否 吻合，并在此基礎(chǔ)上檢查是否滿足調(diào)速范圍與精度，順便考慮一下經(jīng)濟(jì)性的問題，如果 以上各個(gè)方面均滿足，接下來，我們便可以開始計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率，進(jìn)行起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過載倍 數(shù)及加速轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)、發(fā)熱校驗(yàn)等。如過發(fā)熱校驗(yàn)不通過，可以減小功率數(shù)或改用 FSN 小 的電機(jī)。或者，在滿足加速度要求下，看能否通過減小加速轉(zhuǎn)矩來滿足上述要求。最后， 再作出具體決定。 步進(jìn)電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及到相數(shù)） 、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定， 步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來了。 1、步距角的選擇 設(shè)計(jì)說明書 42 電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上， 每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速） 。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市場(chǎng) 上步進(jìn)電機(jī)的步距角一般有 0.36 度/0.72 度（五相電機(jī)） 、0.9 度/1.8 度（二、四相電 機(jī)） 、1.5 度/3 度 （三相電機(jī)）等。 2、靜力矩的選擇 步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機(jī)的靜力矩。靜力矩選擇的依 據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的慣性負(fù)載和單一 的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動(dòng)時(shí)（一般由低速）時(shí)二種負(fù)載均要考慮，加速起動(dòng)時(shí) 主要考慮慣性負(fù)載，恒速運(yùn)行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載 的 2-3 倍