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1、 目錄 摘要 I Abstract II 引言 III 1 天車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1.1 功能分析 1 1.2 天車設(shè)計(jì)的總體方案 1 1.2.1 主梁的設(shè)計(jì)： 1 1.2.2 小車的設(shè)計(jì)： 1 1.2.3 端梁的設(shè)計(jì)： 2 2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3 2.1 設(shè)計(jì)的基本要求和原則: 3 2.1.1 機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案: 3 2.1.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具體布置： 3 2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 4 2.2.1 確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案 4 2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度 4 2.2.3 運(yùn)行阻力計(jì)算 6 2.2.4 電動(dòng)機(jī)

2、的選擇 6 2.2.5 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件的驗(yàn)算 7 2.2.6 選擇減速器 7 2.2.7 運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率的驗(yàn)算 7 2.2.8 起動(dòng)時(shí)間的驗(yàn)算 8 2.2.9 起動(dòng)工況下校核減速器功率 9 2.2.10 啟動(dòng)不打滑條件的驗(yàn)算 10 2.2.11 制動(dòng)器的選擇 11 2.2.12 聯(lián)軸器的選擇 12 2.2.13 驗(yàn)算浮動(dòng)軸 13 2.2.14 選擇緩沖器 14 3 端梁的設(shè)計(jì) 15 3.1 端梁的尺寸 15 3.1.1 端梁截面尺寸的確定 15 3.1.2 端梁總體尺寸 15 3.2 端梁的計(jì)算 15

3、 3.3 計(jì)算主要焊縫 18 3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫 19 3.3.2 驗(yàn)算下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力 19 4 端梁接頭的設(shè)計(jì) 20 4.1 確定及計(jì)算端梁接頭 20 4.1.1 計(jì)算腹板和下蓋板螺栓受力 20 4.1.2 計(jì)算腹板角鋼和上蓋板的連接焊縫受力 21 4.2 螺栓和焊縫的強(qiáng)度的計(jì)算 22 4.2.1 校核螺栓的強(qiáng)度 22 4.2.2 校核焊縫強(qiáng)度 22 5 無線遙控技術(shù) 24 5.1 無線遙控技術(shù)概述 24 5.2 工業(yè)遙控器 24 5.3 工業(yè)遙控器的分類 24 5.4 無線電遙控的工作原理 24 5.5 德國

4、FST系列無線遙控器 25 5.5.1 FST系列無線遙控器簡介 25 5.5.2 FST系列無線遙控器的控制模式 25 5.5.3 FST系列遙控器的選型 26 6 天車的遙控改造 27 6.1 天車運(yùn)動(dòng)形式及主要結(jié)構(gòu) 27 6.2 橋式起重機(jī)的基本參數(shù) 27 6.3 遙控改造整體思想 27 6.4 遙控改造的中間接口電路的設(shè)計(jì) 28 6.4.1 遙控的發(fā)射系統(tǒng) 28 6.4.2 遙控器接收系統(tǒng)的輸出圖 29 6.4.3 遙控和室控的轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 30 6.4.4 保護(hù)回路的遙控改造 31 6.4.5 行走機(jī)構(gòu)的遙控改造

5、 32 6.4.6 升降機(jī)構(gòu)的遙控改造 33 6.4.7 遙控器的輸出及PLC的外圍電路 37 6.5 PLC程序設(shè)計(jì) 39 6.5.1 S7-200編程軟件概述 39 6.5.2 PLC程序設(shè)計(jì) 40 7 結(jié)束語 47 8 致謝 48 9 參考文獻(xiàn) 49 摘 要 本次設(shè)計(jì)是嚴(yán)格按照物流倉儲(chǔ)中的的大型物流運(yùn)輸設(shè)備制作，在一定的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)天車的全部功能，即在倉庫任何位置用遙控裝置抓取物品放到指定位置，可以實(shí)現(xiàn)上下，左右，前后的方向控制，遙控裝置分為遙控發(fā)射機(jī)

6、和遙控接收機(jī)，通過驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備控制天車的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)天車的遠(yuǎn)距離控制，方便了操作。 采用無線遙控的方式來控制天車，本次設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)是接口電路的設(shè)計(jì)，首先要保證操作室內(nèi)控制功能不發(fā)生改變，并且天車的控制線路要和遙控器控制線路有安全的連鎖保護(hù)功能。改造時(shí)還要注意有害氣體，高溫，含塵介質(zhì)等工業(yè)因素對(duì)遙控系統(tǒng)造成的影響。 本課題通過對(duì)天車的原理進(jìn)行分析和研究，以天車各部分功能和結(jié)構(gòu)為起點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種型遙控器，并且對(duì)西門子s7-200 Plc進(jìn)行改造，解決了工業(yè)上天車存在的一系列難題。 關(guān)鍵詞：天車；遙控系統(tǒng)；接口電路；PLC

7、 Abstract This design is strictly in accordance with the large-scale logistics in logistics warehousing equipment production, on the basis of all functions that are crown, namely in the warehouse any position grabbing items in the specified location, with remote control can be real

8、ized up and down, left and right, front and rear direction control, remote control devices are divided into remote transmitter and remote control receiver, by driving peripherals, control the operation of the crown, realize the remote control of the crown, convenient for operation. With the method

9、of wireless remote control to control the crane, the main difficulties of this design is the design of interface circuit, first of all to ensure that the operating indoor control function is not changed, and the crown and the remote control circuit to control circuit has a safety chain protection fu

10、nction.It is also necessary to pay attention to the influence of industrial factors such as harmful gas, high temperature and dusty media on the remote control system. This topic through the analysis of the principle of crown and research, with every part of the function and structure of crown as t

11、he starting point, to design a type of remote control, and the modification of the Siemens s7-200 Plc, industry based on a series of problems are solved. Key words:bridge crane；Remote control system：Interface circuit；PLC 引言 天車是一種升降重物的起重機(jī)械，它一般在車間，料場使用廣泛。因?yàn)樗男螤钕駱颍话阕湓诮饘偌苌?，所以又被稱作龍門吊

12、和起重機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)是使用的范圍廣，而且數(shù)量龐大。它在現(xiàn)代化生產(chǎn)和制造中起到重要作用，對(duì)起重，機(jī)械化，自動(dòng)化有著至關(guān)重要的意義。天車在軍工企業(yè)，生產(chǎn)制造企業(yè)，運(yùn)輸行業(yè)，鋼鐵化工，物流等部門得到廣泛的應(yīng)用。提高了生產(chǎn)效率，對(duì)機(jī)械自動(dòng)化起了重要作用，同時(shí)也減輕了勞動(dòng)力，這個(gè)機(jī)械設(shè)備使我們生活中不可或缺的。根據(jù)天車的應(yīng)用范圍分為三種，冶金天車，通用天車和龍門天車。車間的重物升降和吊運(yùn)可以通過通用天車來實(shí)現(xiàn)；冶金天車主要應(yīng)用于冶金工藝操作生產(chǎn)；龍門天車主要用于搬運(yùn)室外的物料。由于天車在用途和取物裝置的不同，因此在作用和構(gòu)造上也不盡相同。為此，我們對(duì)傳統(tǒng)天車進(jìn)行遙控改造。采用工業(yè)遙控器裝置，利用發(fā)射和接收

13、器，使操作人員可以在遠(yuǎn)距離進(jìn)行非接觸式控制，沒有了操作面板的限制，優(yōu)化了生產(chǎn)，減輕了勞動(dòng)力提高了工作效率，工作細(xì)節(jié)一目了然。尤其在環(huán)境糟糕的工業(yè)現(xiàn)場，有害氣體和塵土多的車間，還有對(duì)危險(xiǎn)物品的運(yùn)送，存在巨大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)減少了工作勞動(dòng)力，改善了工作人員的工作環(huán)境，提高了生產(chǎn)精度。 IV 1 天車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.1 功能分析 天車的功能要求要實(shí)現(xiàn)空間上的上下，左右，前后的移動(dòng)，因此，本次天車模型在三個(gè)方向分別運(yùn)用了不同的軌道設(shè)計(jì)使其能夠在不同情況下正常工作，在左右方向通過控制小車在軌道上滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)重物左右方向上的移動(dòng)，在豎直方向上，通過電動(dòng)葫蘆用鋼繩使重物下

14、放或者上升，在大車運(yùn)動(dòng)方向上，設(shè)計(jì)了兩套方案， 方案一：通過定向腳輪在鋪地軌道上傳動(dòng)整個(gè)機(jī)架前后運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)天車模型的前后方向的運(yùn)動(dòng)。 方案二：在地面不鋪設(shè)軌道，直接放在地面上。 1.2 天車設(shè)計(jì)的總體方案 本章主要對(duì)箱形天車進(jìn)行介紹，確定了方案并對(duì)方案進(jìn)行簡單分析。箱形雙梁天車有很多優(yōu)點(diǎn)，它的加工零件比較少，在使用過程中工藝性良好，能夠得到廣泛使用等特點(diǎn)，使其在制造生產(chǎn)中被廣泛使用。我國在5~10噸的小起重量系列產(chǎn)品中主應(yīng)用這種天車，但天車本身也存在一些缺點(diǎn)：自重比較大、容易下?lián)?，在設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須采取一些措施來防止。 天車設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下： 起重量10

15、噸，跨度，升降高度為10m，升降速度為8m/min，小車運(yùn)動(dòng)速度為40m/min，天車重量16.8t，大車運(yùn)動(dòng)速度為，小車重量。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)確定設(shè)計(jì)總體方案如下： 1.2.1 主梁的設(shè)計(jì)： 主梁的結(jié)構(gòu)是由上下兩塊蓋板還有兩塊相互垂直的腹板形成一個(gè)封閉箱式截面體，它的橫截面腹板厚度是，主梁的跨度為，主梁的翼緣板厚度是，主梁跨度中部高度為，主梁和端梁之間通過搭接連在一起，連接處的高度取，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的尺寸，端梁的長度決定了主梁上走臺(tái)的寬度，橫向或縱向加勁板和角鋼來維持腹板的穩(wěn)定性。 1.2.2 小車的設(shè)計(jì)： 小車主要由起升機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和車架構(gòu)成。 采用閉式傳動(dòng)齒輪的方

16、案來控制小車運(yùn)動(dòng)，小車車輪帶有角形軸承箱，車架可以將小車的車輪固定，在車架上安裝固定電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)中車輪軸和電機(jī)軸處于上下不同平面，在這里我們選用的減速器是立式三級(jí)圓柱齒輪減速器，它的輸出軸和車輪軸之間采用半齒聯(lián)軸器，并帶有浮動(dòng)軸，輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸之間和前者聯(lián)軸器的選取一致。 通過查找資料和依據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，我們采用粗略的計(jì)算方法設(shè)計(jì)小車架，我們不選擇之前的焊接橫梁，而選用通過鋼板沖壓成型的型鋼 起升機(jī)構(gòu)采用閉式傳動(dòng)方案，選用兩個(gè)半齒聯(lián)軸器和一中間浮動(dòng)軸的連接方式將電機(jī)軸和高速軸連接起來，減速器的低速軸和卷筒之間采用圓柱齒輪傳動(dòng)。 1.2.3 端梁的設(shè)計(jì)： 端梁的設(shè)計(jì)對(duì)天車起著至關(guān)重

17、要的作用，它起著承載平移運(yùn)輸主要作用，主要由車輪組合端梁架組成，端梁部分主要由上下蓋板和腹板結(jié)合而成；端梁通過兩段高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)成。通過主梁的跨度，大小車的輪距來確定端梁的尺寸；采用分別傳動(dòng)的方式來控制大車運(yùn)行。 在對(duì)天車進(jìn)行裝配時(shí)，先將一端端梁與一根主梁連接，之后再將端梁的兩端連接起來。 2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)的基本要求和原則: 設(shè)計(jì)大車的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，也要考慮到橋架的設(shè)計(jì)，主要的設(shè)計(jì)步驟有： 1. 確定大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和橋架的構(gòu)造 2. 分析橋架的結(jié)構(gòu)尺寸 3. 安排大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具

18、體位置和尺寸 4. 綜合考慮二者的關(guān)系并完成部分的設(shè)計(jì) 對(duì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的基本要求： 1. 結(jié)構(gòu)緊湊，重量盡量要輕一些 2. 和橋架配合要合適，這樣橋架設(shè)計(jì)容易，機(jī)構(gòu)好布置 3. 盡可能把主梁的扭轉(zhuǎn)載荷減少，不能影響橋架的剛度 4. 機(jī)構(gòu)布置合理，維修檢修方便 2.1.1 機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案: 大車的傳動(dòng)方案常用的有兩種，一是集中傳動(dòng)，二是分別傳動(dòng)，本次設(shè)計(jì)在常用跨度下我們選擇分別傳動(dòng)的傳動(dòng)方案。 2.1.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的具體布置： 1. 軸承位置的安排 2. 聯(lián)軸器的選擇 3. 軸長度的確定 在布置大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的零部件時(shí)注意以幾點(diǎn)： 1. 因?yàn)榇筌囘\(yùn)行機(jī)構(gòu)要安裝

19、在天車橋架上，橋架運(yùn)行速度比較高，受扭轉(zhuǎn)載荷的影響，機(jī)構(gòu)零件在橋架上的安裝可能會(huì)有誤差，所以我們?yōu)榱吮３謾C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能，避免安裝的不準(zhǔn)確，在靠近電機(jī)軸，減速器軸，車輪軸，我們選用浮動(dòng)軸。 2.我們應(yīng)該盡量讓機(jī)構(gòu)零件離主梁近一些，離走臺(tái)欄桿遠(yuǎn)一些。為了端梁能夠支撐零部件的重量，盡量靠近端梁。通過這樣的方法來減少主梁的扭轉(zhuǎn)載荷。 3.參考現(xiàn)有資料，在浮動(dòng)軸有足夠長時(shí)，減小運(yùn)行安裝機(jī)構(gòu)的平臺(tái)，同時(shí)為了橋架制造和設(shè)計(jì)的便利性，需要占用橋架一到兩個(gè)節(jié)間的長度。 4.在靠近電機(jī)的位置安裝制動(dòng)器，以便運(yùn)行機(jī)構(gòu)在制動(dòng)時(shí)浮動(dòng)軸可以產(chǎn)生吸收沖擊動(dòng)能的作用。 2.2 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算 天車設(shè)計(jì)的主要參

20、數(shù)： 起重量10噸，跨度，升降高度為10m，升降速度為，機(jī)構(gòu)運(yùn)行持續(xù)率為，小車運(yùn)動(dòng)速度為40m/min，大車運(yùn)動(dòng)速度為，小車重量4t，天車的重量噸，工作類型為中級(jí)，采用箱形結(jié)構(gòu)的橋架。計(jì)算過程如下： 2.2.1 確定機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案 天車采用分別傳動(dòng)的方案如圖2.1 圖2.1 大車運(yùn)行機(jī)構(gòu) 1—電動(dòng)機(jī) 2—制動(dòng)器 3—高速浮動(dòng)軸 4—聯(lián)軸器 5—減速器 6—聯(lián)軸器 7低速浮動(dòng)軸 8—聯(lián)軸器 9—車輪 2.2.2 選擇車輪與軌道，并驗(yàn)算其強(qiáng)度 計(jì)算大車的最大輪壓和最小輪壓： 滿載時(shí)的最大輪壓： Pmax== = 空載時(shí)最大輪壓： P‘max== =

21、50.2KN 空載時(shí)最小輪壓： P‘min== =33.8KN 公式中e為主鉤中心線離端梁的中心線的最小距離e=1.5m 載荷率：Q/G=100/168=0.595 查閱資料選擇車輪：大車運(yùn)行速度為，中級(jí)工作類型，時(shí)，軌道為P的許用輪壓為150KN，大車的車輪直徑，所以車輪可用。 1）.計(jì)算疲勞強(qiáng)度 疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的等效載荷： =60000N 式中Φ2 為 等效系數(shù)，查得φ2=0.6 車輪的計(jì)算輪壓： = KCI r Pd 式中：Pd—車輪的等效輪壓 Pd= = r為載荷變化系數(shù),查得當(dāng)時(shí)， Kc1為沖擊系數(shù)，查得第一種載荷當(dāng)運(yùn)行速度為時(shí)， 根據(jù)點(diǎn)接觸情

22、況計(jì)算疲勞接觸應(yīng)力： sj=4000 =4000 r為軌頂弧形半徑，查得，車輪的材料為，當(dāng)時(shí)，[sjd]，疲勞強(qiáng)度的計(jì)算滿足要求。 2）.強(qiáng)度校核 最大輪壓的計(jì)算： =KcII = = 式中KcII為沖擊系數(shù)，查得第II類載荷KcII=1.1 在點(diǎn)接觸的情況下對(duì)接觸應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核： jmax= = 車輪采用ZG55II，查得時(shí)， [j]=， jmax < [j] 所以滿足強(qiáng)度要求。 2.2.3 運(yùn)行阻力計(jì)算 摩擦總阻力距 ，查得 Dc=500mm，車輪的軸承型號(hào)為：22220K， 軸承內(nèi)徑和外徑的平均值為： 查

23、得滾動(dòng)摩擦系數(shù)，軸承摩擦系數(shù)μ=0.02，附加阻力系數(shù)β=1.5代入上式中： 當(dāng)滿載時(shí)的運(yùn)行阻力矩： Mm（Q=Q）= Mm(Q=Q)=b()( k +m) =（）（）=Nm 運(yùn)行摩擦阻力： Pm（Q=Q）== 空載時(shí)： Mm（Q=0）=βG（K+μd/2） = P m（Q=0）= Mm（Q=0）/（Dc/2） 2.2.4 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)靜功率： Nj=PjVdc/（60m ） 式中Pj=Pm（Q=Q） 為 滿載運(yùn)行時(shí)的靜阻力 (P m（Q=0）=2016N) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的臺(tái)數(shù)m=

24、2， 初選電動(dòng)機(jī)功率： N=Kd*Nj= 式中Kd-電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù)，查得Kd=1.3 選用電動(dòng)機(jī)；，，（GD2）=0.567kgm2，電動(dòng)機(jī)的重量 2.2.5 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率條件的驗(yàn)算 等效功率： Nx=K25rNj = = 式中K25為工作類型系數(shù)，查得當(dāng)JC%=25時(shí)，K25=0.75 r—按照天車工作場所得tq/tg=0.25，估得r=1.3 由此可知：,故初選電動(dòng)機(jī)條件通過。 因此選擇電動(dòng)機(jī)：YR160M-8 2.2.6 選擇減速器 車輪的轉(zhuǎn)數(shù)： 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比： i。= 選用兩臺(tái)減速器i=12.5；，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速為，可見中級(jí)。 2.2

25、.7 運(yùn)行速度和實(shí)際所需功率的驗(yàn)算 實(shí)際運(yùn)行的速度： V‘dc= i。/ i?！? = 誤差： ε=（- V‘dc）/ =（=1.6%<15%合適 實(shí)際所需的電動(dòng)機(jī)功率： N‘j=V‘dc/ = 因?yàn)镹‘j

26、矩: (GD2)1=(GD2)ZL+(GD2)L+(GD2)d = Nm 滿載起動(dòng)時(shí)間: t= = = 空載啟動(dòng)時(shí)間: t= = = 起動(dòng)時(shí)間在允許范圍內(nèi)。 2.2.9 起動(dòng)工況下校核減速器功率 起動(dòng)工況下減速器傳遞的功率: N= 式中Pd=+Pg=+ =3216+= 運(yùn)行機(jī)構(gòu)中,同一級(jí)傳動(dòng)減速器的個(gè)數(shù)m=2 因此N= = 所以減速器的[N]中級(jí)=,因此所選減速器功率合適。 2.2.10 啟動(dòng)不打滑條件的驗(yàn)算 由于天車室內(nèi)使用,故坡度和風(fēng)阻力不考慮在內(nèi)。按三種情況計(jì)算. 1.兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)： n=> 式中

27、p1= =---主動(dòng)輪輪壓 p2= p1=84KN----從動(dòng)輪輪壓 f=0.2-----粘著系數(shù) —防止打滑的安全系數(shù).1.05~1.2 n = = n>,故兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)不會(huì)打滑 2.事故狀態(tài) 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,且小車位于工作中的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則 n= p1==----主動(dòng)輪輪壓 p2=2+ =---從動(dòng)輪輪壓 ---一臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)空載啟動(dòng)時(shí)間 = n= = n,故不打滑. 3.事故狀態(tài) 當(dāng)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置工作,而無載小車遠(yuǎn)離工作著的驅(qū)動(dòng)裝置這一邊時(shí),則 n=，式中P1==33.8KN---主動(dòng)

28、輪輪壓 P2=2=---從動(dòng)輪輪壓 = 13.47 S 與第二種工況相同 n= = 故不會(huì)打滑 結(jié)論:根據(jù)上述不打滑驗(yàn)算結(jié)果可知,三種工況均不會(huì)打滑 2.2.11 制動(dòng)器的選擇 取制動(dòng)時(shí)間 按空載計(jì)算動(dòng)力矩,令Q=0,得: = 式中 = =-19.2Nm Pp= =G == 制動(dòng)器臺(tái)數(shù)M=2.兩套驅(qū)動(dòng)裝置工作 = =41.2 Nm 選兩臺(tái)制動(dòng)器，型號(hào)為，查得其制動(dòng)力矩為200 Nm，制動(dòng)器容易打滑，所以在使用過程中將制動(dòng)力矩調(diào)到3.5 Nm以下。 2.2.12 聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)傳動(dòng)方案,各個(gè)機(jī)構(gòu)的低速

29、和高速軸均采用浮動(dòng)軸. 1.機(jī)構(gòu)高速軸上的計(jì)算扭矩： == Nm 式中MI為連軸器的等效力矩. MI== Nm 為等效系數(shù) 取=2查得 Mel=9.75*= Nm 查得:電動(dòng)機(jī)Y160M1-8軸端為圓柱形,;查得ZLZ-160-12.5-iv的減速器,高速軸端為,故在靠近電機(jī)端選ZLL2聯(lián)軸器（浮動(dòng)軸端;m,(GD2)ZL=0.063Kgm,重量） ；在靠近減速器端，選用兩個(gè)聯(lián)軸器ZLD，在靠近減速器端浮動(dòng)軸端直徑為d=32mm;[MI]=630 Nm, (GD2)L=0.015Kgm, 重量G=8.6Kg. 高速軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的飛輪矩之和為： (

30、GD2)ZL+(GD2)L=0.063+0.015=m 與估算的基本相符，不需要再算。 2.低速軸的計(jì)算扭矩： = Nm 2.2.13 驗(yàn)算浮動(dòng)軸 1）.計(jì)算疲勞強(qiáng)度 低速浮動(dòng)軸的等效力矩： MI=Ψ1?Mel?i =N?m Ψ1為等效系數(shù)，查得Ψ1=1.4 由已取得浮動(dòng)軸端直徑D=60mm，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： N/cm2 由于浮動(dòng)軸載荷為循環(huán)變化，所以許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： = N/cm2 材料選用45號(hào)鋼，取ss=30000N/cm2，sb=60000 N/cm2，則t-1=0.22sb=N/cm2；ts=0.6ss=N/cm2

31、 零件幾何形狀的表面狀況應(yīng)力集中系數(shù)為安全系數(shù)，查得tn<[t-1k] 所以疲勞強(qiáng)度符合要求。 2）.計(jì)算靜強(qiáng)度 強(qiáng)度扭矩的計(jì)算： =Ψ2?Mel?i = N?m Ψ2為動(dòng)力系數(shù)，查得Ψ2=2.5 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： t==3800N/cm2 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： N/cm2 t<[t]II,因此強(qiáng)度驗(yàn)算合格。 高速軸所受扭矩強(qiáng)度足夠，故高速軸驗(yàn)算省去。 2.2.14 選擇緩沖器 1.碰撞時(shí)天車的動(dòng)能 W動(dòng)= G—帶載天車的重量G=168000+1000000.1 =N

32、 V0—碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，V0= g—重力加速度取10m/s2 W動(dòng)= = N m 2. 緩沖行程內(nèi)運(yùn)行阻力和制動(dòng)力消耗的功 W阻=（P摩+P制）S 式中P摩為運(yùn)行阻力，其最小值為 =Gf0min=N f0min—最小摩擦阻力系數(shù)取f0min=0.008 P制—按最大制動(dòng)減速度計(jì)算 P制==N =0.55 m /s2 緩沖行程取S=140 mm 因此W阻=N m 3. 緩沖器的緩沖容量 一個(gè)緩沖

33、器要吸收的能量為： = N m n為緩沖器的個(gè)數(shù) 取n=1 選擇彈簧緩沖器彈簧 19 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 端梁的設(shè)計(jì) 3.1 端梁的尺寸 3.1.1 端梁截面尺寸的確定 1. 端梁截面尺寸： 頭部下蓋板d2=12mm 上蓋板d1=10mm, 中部下蓋板d1=10 mm 車輪組尺寸的確定，首先要將支撐車輪的截面配置好，這樣我們知道了兩蓋板的寬度，端梁的高度之后，就可以確定端梁中間部分的截面尺寸。 軌道邊與端梁中部下蓋板的距離為，兩下蓋板內(nèi)邊與車輪兩側(cè)面距離為10mm，上蓋板的

34、底面與車輪的輪緣距之間距離為25mm，所以車輪與端梁之間不容易發(fā)生碰撞。。如圖3.1所示 圖3.1 端梁截面尺寸圖 3.1.2 端梁總體尺寸 大車輪距的確定：K=（～）L=（～）取㎜ 端梁的高度 H0=（0.4～0.6）H主 取H0=500㎜ 端梁的總長度 3.2 端梁的計(jì)算 1.確定計(jì)算載荷 設(shè)主梁對(duì)端梁的作用力相等，則端梁的最大支反力： RA= 式中 K為大車輪距， 為小車輪距，=200cm a2為傳動(dòng)端車輪軸線到主梁中心線的距離，取 = 所以RA= = 2.端梁的水平最大彎矩 1）. 端梁產(chǎn)生的最大

35、水平彎矩： =Sa1 式中：S為車輪側(cè)向載荷，S=lP； l為側(cè)壓系數(shù)，查得，l=0.08； P為車輪輪壓，即端梁的支反力P=RA 因此： =lRAa1 =cm 3.端梁的垂直最大彎矩 端梁在主梁支反力作用下產(chǎn)生的最大彎矩為： =RAa1= a1為導(dǎo)電端車輪軸線到主梁中心線的距離， 4.端梁的強(qiáng)度驗(yàn)算 端梁中間截面對(duì)垂直重心線Y-Y的截面模數(shù)： ==1154.4 端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X的截面

36、模數(shù)： == 端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X的慣性矩： =2380.8 = 端梁中間截面對(duì)水平重心線X-X的半面積矩： == 端梁中間截面的最大彎曲應(yīng)力： ==N/cm2 端梁中間截面的剪應(yīng)力： ==N/cm2 端梁支承截面對(duì)截面模數(shù)，面積矩和水平重心線X-X的慣性矩的計(jì)算如下： 先求水平重心線的位置 線的距離：

37、 C1= =cm 水平重心線距腹板中線的距離： C2= = cm 水平重心線到下蓋板中線的距離： C3= =8.06cm 端梁支承截面對(duì)水平重心線X-X的慣性矩： =13+15.742+12.731.112+1.23+1.28.062=cm4 端梁支承截面對(duì)水平重心線X-X的最小截面模數(shù)： = =3297 = cm3 端梁支承截面水平重心線X-X下部半面積矩： =+0.6/2

38、 = cm3 端梁支承截面附近的彎矩： =11769914=N/cm2 端梁支承截面的彎曲應(yīng)力： =/cm2 端梁支承截面的剪應(yīng)力： = N/cm2 端梁支承截面的合成應(yīng)力： = N/cm2 端梁材料的許用應(yīng)力： [sd]II=(0.80～0.85) [s]II =N/cm2 [td]II=(0.80～0.85) [t]II = = N/cm2 驗(yàn)

39、算結(jié)果，所有計(jì)算應(yīng)力均小于材料的許用應(yīng)力，因此端梁的強(qiáng)度合格。 3.3 計(jì)算主要焊縫 3.3.1 端梁端部上翼緣焊縫 端梁支承截面上蓋板對(duì)水平重心線X-X的截面積矩： =cm3 端梁上蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力： =4878.8 N/cm2 n1為上蓋板翼緣焊縫數(shù)； hf為焊肉的高度，取hf=0.6 cm 3.3.2 驗(yàn)算下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力 端梁支承截面下蓋板對(duì)水平重心線X-X的面積矩： = cm3 端梁下蓋板翼緣焊縫的剪應(yīng)力： =N/cm2 查得[t]=9500 N/cm2，則焊縫計(jì)算應(yīng)力合格。

40、 4 端梁接頭的設(shè)計(jì) 4.1 確定及計(jì)算端梁接頭 根據(jù)端梁輪距K的數(shù)值，在端梁的中部放置端梁的安裝接頭。 將角鋼做的連接法蘭焊在端梁接頭上蓋板與腹板之間，用連接板和螺栓將下蓋板的接頭連接起來。由于上蓋板被頂部角鋼頂緊，因此頂部角鋼連接的螺栓不受外力。同時(shí)要將連接板和下蓋板一同鉆孔。 采用M18的螺栓連接下蓋板和連接板，采用M16的螺栓連接角鋼與上蓋板和腹板。接頭的安裝圖如4.1所示 圖4.1 下蓋板與連接板的連接圖 圖4.1 連接板和角鋼連接圖 4.1.1 計(jì)算腹板和下蓋板螺栓受力 1.腹板最下一排螺栓受力最

41、大，每個(gè)螺栓所受的拉力為： N拉= = = 2.下腹板每個(gè)螺栓所受的剪力相等，其值為： N剪= = = n0為下蓋板一端總受剪面數(shù)； n為一側(cè)腹板受拉螺栓總數(shù)； N剪 為下蓋板一個(gè)螺栓受剪面所受的剪力： d1為腹板上連接螺栓的直徑 H為梁高；H=500 mm M為連接處的垂直彎矩； d0為下腹板連接螺栓的直徑； d0=16mm 其余的尺寸如圖4.2所示 圖4.2 其余的尺寸圖 4.1.2 計(jì)算腹板角鋼和上蓋板的連接焊縫受力

42、1. 上蓋板角鋼連接焊縫受剪，其值為： Q= ==172500N 2.腹板角鋼的連接焊縫同時(shí)受彎和受拉，其值分別為： N腹= = = M腹= == 4.2 螺栓和焊縫的強(qiáng)度的計(jì)算 4.2.1 校核螺栓的強(qiáng)度 1.螺栓許用抗剪承載力計(jì)算： [N剪]= = =103007.7N 2.螺栓許用抗拉承載力計(jì)算： [N拉]= == 查得[t]= [s]=N/cm2 由于 ,N剪<[N剪] ，所以螺栓符合強(qiáng)度要求。 4.2.2 校核焊縫強(qiáng)度 1.計(jì)算腹板由彎矩

43、M產(chǎn)生的焊縫最大剪應(yīng)力： tM===15458.7N/ cm2 I≈ =395.4（焊縫的慣性矩） 其余尺寸見圖4.3 圖4.3 其余尺寸圖 2.計(jì)算由剪力產(chǎn)生的焊縫剪應(yīng)力： tQ= ==4427.7N/ cm2 查得[t]為17000 N/ cm2 折算剪應(yīng)力： t== = N/ cm2<[t]= N/ cm2 h為焊縫的計(jì)算厚度，取h=6mm 3.對(duì)上角鋼的焊縫 t=== N/ cm2<[t]，滿足強(qiáng)度要求。 5 無線遙控技術(shù) 5.1 無線遙控技術(shù)概述 無線電遙控技術(shù)是在無線電發(fā)明后發(fā)展起來的一門技術(shù)。它是按照操作員

44、的要求通過無線電對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行精確的非接觸遙遠(yuǎn)控制。在國防，農(nóng)業(yè)，科研領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。特點(diǎn)是靈活性高，安裝成本低。如今,大部分機(jī)械設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)遙控，本次設(shè)計(jì)是對(duì)天車進(jìn)行的遙控改造。 5.2 工業(yè)遙控器 工業(yè)遙控器是可以對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，并通過無線電來傳輸?shù)囊环N裝置，是控制工程設(shè)備和工程機(jī)械的無線遙控設(shè)備。工業(yè)遙控器要求準(zhǔn)確度高，抗干擾性強(qiáng)，耐高溫，遙控距離等特點(diǎn)，這些都是工業(yè)遙控器比民用遙控器強(qiáng)的原因。工業(yè)遙控器主要用于機(jī)械制造，化工，工業(yè)建筑，采礦，造紙等工業(yè)領(lǐng)域。 5.3 工業(yè)遙控器分類 無線遙控系統(tǒng)的種類和分類方法主要有以下幾種方法： 1.按信號(hào)的編碼方式分：

45、脈沖編碼和頻率編碼； 2.按傳遞的方式分：雷達(dá)，超聲波，紅外線； 3.按功能傳輸方式分：軟件升級(jí)型，固定型； 4.按傳輸通道數(shù)分為：多通道和單通道遙控； 5.4 無線電遙控的工作原理 發(fā)射和接收器構(gòu)成了遙控系統(tǒng)。發(fā)射器主要由發(fā)射，驅(qū)動(dòng)，編碼，調(diào)制電路組成。指令編碼信號(hào)由指令編碼電路產(chǎn)生，載體通過編碼指令信號(hào)被調(diào)制，之后通過驅(qū)動(dòng)電路將放大功率，再向外發(fā)射指令編碼信號(hào)通過發(fā)射電路。如圖5.1所示 圖5.1 發(fā)射器電路原理方框圖 接收器主要由譯碼驅(qū)動(dòng)電路，解碼器，解調(diào)器，接口，接收電路組成。已調(diào)制的編碼指令信號(hào)通過發(fā)射器發(fā)射，接收電路接收下來，將信號(hào)放大后送給解調(diào)電路。調(diào)制定編碼

46、通過解調(diào)器電路解調(diào)下來，也就是還原為編碼信號(hào)。編碼指令信號(hào)通過指令譯碼器進(jìn)行譯碼，最后通過驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路實(shí)現(xiàn)接收。如圖5.2所示 圖5.2 接收器電路原理方框圖 5.5 德國FST系列無線遙控器 5.5.1 FST系列無線遙控器簡介 目前國內(nèi)外有大量的遙控器生產(chǎn)商。描述了德國HBC公司的FST系列無線電遙控器的主要特點(diǎn)，該公司專門生產(chǎn)用于無線電遙控技術(shù)的遙控器以及橋式起重機(jī)的應(yīng)用。HBC公司的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是一個(gè)完全亞微米功率（≤10mW）高頻無線收發(fā)設(shè)備。該公司的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的實(shí)時(shí)控制方式（遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可分為實(shí)時(shí)控制和實(shí)時(shí)控制2），高集成電路和數(shù)字技術(shù)，以及優(yōu)越的軟

47、件功能，其安全性和技術(shù)性處于領(lǐng)先地位。目前，德國HBC公司生產(chǎn)的FST系列工業(yè)無線遙控系統(tǒng)的地址代碼已增加到24個(gè)。每個(gè)系統(tǒng)都有其獨(dú)特的地址嗎？FST系列工業(yè)無線遙控器按控制方式可分為按鈕式，搖臂式和固定式三種;根據(jù)輸出，可分為數(shù)字輸出和模擬輸出。該產(chǎn)品的核心是一個(gè)高頻模塊和一個(gè)雙CPU檢測(cè)電路。雙CPU實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)每秒可完成128次指令發(fā)送/接收操作20次。雙CPU提供雙解碼冗余和分集技術(shù)，使系統(tǒng)在異常工作條件下自動(dòng)關(guān)閉，防止錯(cuò)誤信號(hào)向接收繼電器或通信接口發(fā)送錯(cuò)誤指示。接收機(jī)系統(tǒng)中有四個(gè)主管。其中兩個(gè)用于校正接收到的信號(hào)和記錄的數(shù)字信號(hào)，另外兩個(gè)用于對(duì)CPU進(jìn)行自檢，從故障查找到保護(hù)電路啟動(dòng)

48、，停止所有操作僅用0.55秒，而接收器系統(tǒng)使用窄FM允許通過所需的頻率HBC已經(jīng)開發(fā)出一種在此階段使用DECT技術(shù)的產(chǎn)品。在相同的頻率中斷下，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)現(xiàn)不間斷的頻點(diǎn)，確保系統(tǒng)的高可靠性。 5.5.2 FST系列無線遙控器的控制模式 工業(yè)無線遙控系統(tǒng)的基本控制模式是一對(duì)一模式，即一個(gè)發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)接收機(jī)。根據(jù)不同的應(yīng)用場合，也可能有一對(duì)多和多對(duì)一的控制模式。多對(duì)一的控制模式意味著多個(gè)發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)接收機(jī)，即多個(gè)發(fā)射機(jī)控制一個(gè)起重機(jī)在一個(gè)分時(shí)控制方式。一對(duì)多控制方式是指一臺(tái)變送器對(duì)應(yīng)多個(gè)接收器，即一臺(tái)變送器同時(shí)控制多臺(tái)起重機(jī)。這兩種控制方式在不同的場合有不同的用途。 5.5.3

49、 FST系列遙控器的選型 FST系列無線遙控器有多種類型。除了控制模式和輸出模式之間的差異外，遙控器本身的控制點(diǎn)數(shù)量也是一個(gè)重要因素。控制點(diǎn)的正確選擇可以有效降低系統(tǒng)成本。一般情況下，發(fā)射機(jī)上的按鍵占用一個(gè)控制點(diǎn);控制的情況下，控制點(diǎn)的數(shù)量是一個(gè)用于原始控制位它是數(shù)字加上控制點(diǎn);開關(guān)和鑰匙開關(guān)不占用控制點(diǎn)。根據(jù)上述基本原理，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的具體型號(hào)可以參考遠(yuǎn)程操作起重機(jī)的實(shí)際操作要求來確定。在本文中，我們將選擇HBC FST 722 M3 Spectrum 1雙鎖柜遙控系統(tǒng)，而不會(huì)改變操作習(xí)慣和操作員的靈活性。 頻譜1的技術(shù)參數(shù)： 1. 2個(gè)最高可達(dá)六檔位的搖桿； 2. 搖桿可以用三

50、軸搖桿代替; 3. 各種單個(gè)文件重置按鈕； 4. 各種撥動(dòng)開關(guān)或旋轉(zhuǎn)鎖開關(guān); 5. 緊急停止開關(guān); 6. 智能鑰匙; 7. 應(yīng)用MRC功能; 8. 可充電鎳氫電池，無記憶效應(yīng)； 9. 連續(xù)工作時(shí)間約為20小時(shí)； 10. 硬塑料外殼，IP65防護(hù)等級(jí); 11. 可增加：AFS功能，一對(duì)多功能，多對(duì)一功能，紅外啟動(dòng)功能，防爆功能（Ex Zone 2），LED反饋功能; 12. 可選接收器：FSE 508（僅用于MRC功能），F(xiàn)SE 512，F(xiàn)SE 516，F(xiàn)SE 524，F(xiàn)SE 727，F(xiàn)SE 736，F(xiàn)SE 770； 6 天車的遙控改造

51、 6.1 天車運(yùn)動(dòng)形式及主要結(jié)構(gòu) 主副鉤，大小車這幾部分構(gòu)成了天車的橋架。起升機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)主副鉤構(gòu)成。大車的運(yùn)動(dòng)路線是在車間左右兩側(cè)柱子上，大車在軌道上可以實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng);小車的運(yùn)動(dòng)軌道建在大車上，則小車可以橫向運(yùn)動(dòng);兩個(gè)鉤子裝在小車上，重物可以用大鉤來提升，輕物可以通過小鉤來提升，兩個(gè)鉤子不能同時(shí)提升兩個(gè)物體。每個(gè)鉤子獨(dú)立工作時(shí)提升重量不能超過額定重量;當(dāng)主、副鉤一起運(yùn)作時(shí)，物件重量要小于主鉤額定起重量。這樣一來，天車可以在大車能夠行走的整個(gè)車間范圍內(nèi)進(jìn)行起重運(yùn)輸。 6.2 橋式起重機(jī)的基本參數(shù) 天車基本參數(shù)如下表6.1所示 表6.1 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)參數(shù)表 電機(jī)型號(hào) 電機(jī)

52、功率 主起升機(jī)構(gòu) YZI2315S-10 45KW 副起升機(jī)構(gòu) YZR225M-8 22KW 小車行走機(jī)構(gòu) YZR160L-6 7.5KW 大車行走機(jī)構(gòu) YZR200L-8 2*7.5KW 6.3 遙控改造整體思想 發(fā)射和接收器的型號(hào)選好了以后，我們就要對(duì)中間接口電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，遙控系統(tǒng)和天車一同構(gòu)成中間接口電路，中間接口電路作用是把接收器傳輸?shù)男盘?hào)經(jīng)過信號(hào)放大，新的信號(hào)被組合模擬后傳輸給天車的控制電路和主電路，駕駛室中的操作電路和遙控電路之間產(chǎn)生必要的聯(lián)鎖。天車改造時(shí)容易出現(xiàn)設(shè)備故障，所以應(yīng)該保留之前駕駛室的操作功能，所以設(shè)計(jì)兩種可以隨時(shí)轉(zhuǎn)換的電路，中間接口電

53、路可以將天車電路和遙控電路相結(jié)合，為了將駕駛室和遙控操作進(jìn)行互鎖，可以控制轉(zhuǎn)換電路。天車的供電控制保護(hù)電路的功能大致相同，在對(duì)天車改造之后盡可能的令它們滿足一定條件的情況下，為了實(shí)現(xiàn)自保通電，經(jīng)過天車的主接觸器按下啟動(dòng)按鍵，按下急?；蛘咄Ｖ拱存I來將主接觸器斷電。對(duì)遙控電路的設(shè)計(jì)時(shí)，在遙控器上的啟動(dòng)和停止按鍵滿足的條件不發(fā)生改變，在設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足之前駕駛室的啟動(dòng)和停止互鎖這一條件來進(jìn)行接口電路設(shè)計(jì)，在對(duì)凸輪和主令控制器進(jìn)行改造的時(shí)候應(yīng)該還要滿足一個(gè)聯(lián)鎖的條件，在遠(yuǎn)端遙控時(shí)，駕駛室的控制機(jī)構(gòu)要?dú)w零，否則主接觸器會(huì)斷電；室控過程中，遙控器的每個(gè)按鍵必須始終處于歸零狀態(tài)，否則主接觸器會(huì)斷電。整體的改造

54、系統(tǒng)框圖如圖6.1所示： 圖6.1 天車控制系統(tǒng)圖 此次我們對(duì)天車進(jìn)行改造。主要是對(duì)發(fā)射，接收器系統(tǒng)和中間繼電器進(jìn)行改造。發(fā)射器和接收器我們不能改造，是由廠商提供，我們需要改造的就是中間繼電器柜控制部分；它主要有供電電源及保護(hù)控制部分、主鉤電機(jī)控制回路部分、大車電機(jī)和小車電機(jī)控制回路部分，副鉤電機(jī)控制回路部分，電鈴與照明部分?？刂圃頌?通過遙控系統(tǒng)發(fā)射器的搖桿對(duì)控制器的控制信號(hào)在駕駛室中進(jìn)行模擬，再放大遙控接收系統(tǒng)內(nèi)部繼電器的輸出信號(hào)，模擬中間繼電柜在駕駛室中的工作情況，中間繼電器的觸點(diǎn)通過遙控改造并聯(lián)或串聯(lián)到原天車的控制線路中，其中兩個(gè)吊鉤、兩個(gè)車都采用三擋平衡切換電阻的控制線路。

55、 6.4 遙控改造的中間接口電路的設(shè)計(jì) 6.4.1 遙控的發(fā)射系統(tǒng) 本文選用的遙控器系統(tǒng)為雙搖桿式遙控系統(tǒng)，型號(hào)為，系是二十四點(diǎn)控制點(diǎn)輸出，方向搖桿最多四擋。遙控器的發(fā)射系統(tǒng)面板各部件功能及操作示意圖如圖6.2所示： 圖6.2 發(fā)射系統(tǒng)面板操作示意圖 6.4.2 遙控器接收系統(tǒng)的輸出圖 根據(jù)遙控器接收系統(tǒng)的輸出圖可以看出我們一共用了21個(gè)控制點(diǎn)小于24遙控器是滿足我們的要求的，這21個(gè)控制點(diǎn)分別為急停按鍵一個(gè)、啟動(dòng)按鍵一個(gè)、電鈴按鍵一個(gè)、照明按鍵一個(gè)、欠壓脫扣按鍵一個(gè)這里一共5個(gè)按鍵占5個(gè)控制點(diǎn)，還有大小車、主副鉤正反對(duì)稱的按鍵各4個(gè)他們一共16個(gè)按鍵占16個(gè)控制點(diǎn)。輸出

56、接線方式根據(jù)起重機(jī)的實(shí)際構(gòu)造接線，系統(tǒng)使用時(shí)還必須可靠的接地，其它的一些要求如圖6.3所示： 圖6.3 接收系統(tǒng)輸出圖 6.4.3 遙控和室控的轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 要確保遠(yuǎn)端操作人員操作中與天車駕駛室操作相同的情況下，設(shè)置遙控和室控的轉(zhuǎn)換功能，使他們二者進(jìn)行互鎖,這樣即使在無線遙控出現(xiàn)故障時(shí),也可通過開關(guān)切換天車室控操作方式進(jìn)行室控操作。在改造電路中我們將遙控繼電器的常開觸點(diǎn)串在電路中，用其來控制對(duì)遙控接收器、PLC和放大電路繼電器的供電。如此天車控制系統(tǒng)的工作線路和特性沒有被改變，又保證了兩種操作方式下，室控和遙控精確性和安全性。S1Y為轉(zhuǎn)換開關(guān)，K1Y、K2Y為上海施耐德的CA2-

57、DN22型的繼電器。改造的具體接線方式如圖6.4所示： 圖6.4 遙控和室控的轉(zhuǎn)換電路圖 6.4.4 保護(hù)回路的遙控改造 保護(hù)回路主要有必要的零位、短路、過載和終端保護(hù)等他們一般都在各自的控制回路中。在每個(gè)控制電路中，均用熔斷器FR作為短路保護(hù)，各臺(tái)電動(dòng)機(jī)還有總電源都采用過電流繼電器1GL~10GL實(shí)現(xiàn)過載和過流保護(hù)。單獨(dú)的保護(hù)回路一共有兩條；第一條是檢測(cè)電壓的電壓欠壓脫扣繼電器，遙控的欠壓脫扣常閉觸點(diǎn)(K5M)必須和原電路的欠壓脫扣常閉觸點(diǎn)(JA)串的一起后在接于原電路中如圖7-5所示，第二條主要是要考慮到維修人員的安全情況，要在駕駛室艙門蓋上安裝的安全開關(guān)；在橫梁兩側(cè)欄

58、桿門上分別裝有安全開關(guān)2MK,3MK這3個(gè)限位開關(guān)；為了避免發(fā)生緊急情況，避免事故的發(fā)生，必須裝有一只單刀單擲緊急開關(guān)QA。以及遙控和室控的轉(zhuǎn)換開關(guān)，遙控系統(tǒng)的急停開關(guān)，在電路中上述各開關(guān)除了3個(gè)限位開關(guān)采用常閉觸頭外其它均使用常開觸頭，遙控系統(tǒng)的啟動(dòng)與緊急急停開關(guān)串聯(lián)，室控的啟動(dòng)與緊急急停開關(guān)并聯(lián)，再和三個(gè)門限位開關(guān)的常閉觸頭串聯(lián)，因此，當(dāng)駕駛室大門或橫梁欄桿門打開時(shí)，主接觸器2ZK線圈不通電，或者在運(yùn)行過程中也會(huì)斷電釋放，這樣天車的所有電機(jī)都不能啟動(dòng)也不能運(yùn)轉(zhuǎn)，另一方面加強(qiáng)了遙控操作與室控操作的獨(dú)立性與安全性，即當(dāng)處于室控操作時(shí)，遙控操作的按鍵是完全失靈；反之當(dāng)處于遙控操作時(shí)室控的按鍵同樣

59、是失靈的，這樣保證了操作人身的安全。保護(hù)回路的具體改造線路圖如圖6.5所示： 圖6.5 雙重控制保護(hù)回路遙控改造線路圖 6.4.5 行走機(jī)構(gòu)的遙控改造 根據(jù)前面的整體改造思想在必要的互鎖和聯(lián)鎖之后，改造后的兩種操作方式對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)（大車、小車、主鉤、副鉤）的控制就是兩種操作方式控制信號(hào)的并聯(lián)或者串聯(lián)處理，對(duì)于運(yùn)行機(jī)構(gòu)的（大車和小車）正反相時(shí)因其負(fù)載不變所以原車控制器的主令閉合表是對(duì)稱的，而FST系列遙控器的主令閉合表也是對(duì)稱的，這樣遙控控制信號(hào)通過中間接口電路放大后直接和原電路并接即可。ZC3，F(xiàn)C3分別是大車電機(jī)的正反轉(zhuǎn)繼電器FJC3，F(xiàn)JC41,JSC42分別為短接轉(zhuǎn)子

60、側(cè)一、二、三級(jí)電阻的繼電器當(dāng)其閉合之后切掉轉(zhuǎn)子側(cè)的外接電阻來達(dá)到調(diào)速的目的，YB5、YB6為斷電式電磁抱閘當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)能使電機(jī)迅速停車從而保證人身安全。大車電路原理圖如圖6.6所示 圖6.6 大車電路原理圖 對(duì)于行走機(jī)構(gòu)（大車和小車）接口電路的設(shè)計(jì)；大車相對(duì)于小車而言只是多了一個(gè)電機(jī)，兩個(gè)電機(jī)的控制原理、方法、基本上都是一樣的，這里我們以大車為例來說明一下其具體改造的步驟方法。對(duì)于行走機(jī)構(gòu)（大車和小車）正反相時(shí)其原車控制器的主令閉合表是對(duì)稱的，為3檔5位。而FST系列起升機(jī)構(gòu)搖桿式主令遙控器閉合表正反相也是對(duì)稱的，且僅為3擋4位，只是比原車控制少了一個(gè)零位，這里我們只需重點(diǎn)改造

61、一下零位，其他4位可將遙控器的放大輸出直接并聯(lián)在原線路中即可。零位改造時(shí)需要將遙控器的正反向1、2、3擋串在一起（即遙控的零位）再串于原車控制器的零位線路中，這里還必須加入駕操繼電器的常開觸點(diǎn)來達(dá)到駕操和遙控的聯(lián)鎖與互鎖功能，以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。遙控器的輸出放大電路如圖6.7所示，用放大電路的繼電器去改造大車的凸輪控制電路的詳圖如圖6.8所示.在本文的改造中因?yàn)槲覀冇昧薖LC所以一部分繼電器的邏輯功能是在PLC內(nèi)部用程序來完成的，這樣相對(duì)于原來全用傳統(tǒng)的繼電器控制線路來說；不僅提高了系統(tǒng)運(yùn)行的效率降低了故障率，而且還大大的降低了系統(tǒng)的成本節(jié)約了資源與資金。 圖6.7 大車遙控輸出放

62、大電路圖 圖6.8 大車控制回路遙控電路改造詳圖 6.4.6 升降機(jī)構(gòu)的遙控改造 對(duì)于升降機(jī)構(gòu)（主鉤和副鉤）正反相時(shí)其原車控制器的主令閉合表上升下降線路是不對(duì)稱的，主令控制器閉合關(guān)系較復(fù)雜為3擋11位，通常采用二級(jí)反接控制或單相制動(dòng)控制方式，主鉤的電路原理圖如圖6.9所示。而FST系列起升機(jī)構(gòu)搖桿式主令遙控器閉合表正反相是對(duì)稱的，閉合邏輯關(guān)系簡單，僅為3擋4位，所以遙控控制信號(hào)必須通過中間接口電路進(jìn)行邏輯組合模擬出等效的信號(hào)后再經(jīng)放大處理后才能并聯(lián)或串聯(lián)在原電路中。邏輯組合的具體方式如圖6.10所示，K1Z~K10Z都為上海施耐德CA2-DN22型繼電器。因?yàn)榧尤肓薖LC所以

63、邏輯組合模擬出等效的信號(hào)我們用PLC中的程序去實(shí)現(xiàn)。改造的具體步驟是，這里我們以對(duì)主鉤的遙控改造為例進(jìn)行詳細(xì)的說明（對(duì)副鉤的遙控改造與主鉤的改造方法完全一樣）。首先利用傳統(tǒng)的繼電器控制方法，將遙控器接收輸出繼電器K1一K4進(jìn)行不同的邏輯組合，得到K1Z一K10Z中間繼電器的輸出，讓他們分別對(duì)應(yīng)原橋式天車的主令（凸輪）控制器的閉合表各對(duì)觸頭的閉合關(guān)系，使遙控器的4位操作指令完全等效駕駛室控制柜的11位主令（凸輪）控制器。再利用K1Z一K10Z中間繼電器的輔助觸頭代替主令（凸輪）控制器閉合觸點(diǎn)。這樣我們就實(shí)現(xiàn)了用遙控器4位操作指令對(duì)原駕駛室控制柜的11位主令（凸輪）控制器的改造。改造后的整體詳圖如

64、圖6.11所示： 圖6.9 主鉤電路原理圖 圖6.10 邏輯組合模擬的等效信號(hào)原理圖 圖6.11 主鉤控制回路遙控電路改造詳圖 6.4.7 遙控器的輸出及PLC的外圍電路 改造后我們將遙控器的輸出直接可以作為PLC的輸入，輸入的電源采用內(nèi)部24V電源供電，因?yàn)槲鏖T子S7-200 CPU226 CN有24個(gè)輸入滿足要求但只有16個(gè)輸出而我們需要35個(gè)輸出，所以必須加三個(gè)數(shù)字輸出（EM 222）的擴(kuò)展模塊.詳細(xì)的接線圖如圖6.12所示： 圖

65、6.12 PLC的外圍電路 輸入/輸出端子分配表： 1.輸入端子分配表： 系統(tǒng)有21個(gè)輸人點(diǎn)分別是:遙控啟動(dòng)、急停、照明、欠壓脫扣和電鈴輸人點(diǎn)5個(gè)，主副鉤、大小車調(diào)速輸入點(diǎn)各4個(gè)點(diǎn)。PLC輸人端子分配見表6.2所示： 表6.2 PLC輸人端子分配表 功能定義 輸入地址 遙控啟動(dòng) I0.0 遙控電鈴 I0.1 遙控急停 I0.2 遙控照明 I0.3 欠壓脫扣 I0.4 主鉤上升一速 I0.5 主鉤下降一速 I0.6 主鉤二速 I0.7 主鉤三速 I1.0 副鉤上升一速 I1.1 副鉤下降一速 I1.2 副鉤二速 I1.3

66、副鉤三速 I1.4 小車前行一速 I1.5 小車后行一速 I1.6 小車二速 I1.7 小車三速 I2.0 大車左行一速 I2.1 大車右行一速 I2.2 大車二速 I2.3 大車三速 I2.4 輸出端子分配表： 系統(tǒng)有35個(gè)輸出點(diǎn)分別是:遙控啟動(dòng)、急停、照明、欠壓脫扣和電鈴接觸器5點(diǎn)，大小車控制回路代替原凸輪控制器的交流接觸器各5點(diǎn)，主副鉤控制回路代替原凸輪控制器的交流接觸器各10點(diǎn)。PLC輸出端子分配見表6.3所示： 表6.3 PLC輸出端子分配表 功能定義 輸出地址 遙控啟動(dòng) Q0.0 遙控電鈴 Q0.1 遙控急停 Q0.2 遙控照明 Q0.3 遙控欠壓脫扣 Q0.4 主鉤遙控零位 Q0.5 主鉤下降2檔 Q0.6 主鉤上升1、2、3檔 Q0.7 主鉤零位或上升下降1檔 Q1.0 主鉤下降3檔 Q1.1 主鉤下降2、3檔但不含3檔 Q1.2 主鉤上升1、2、3檔或下降2、3檔 Q