自動扶梯的設計與應用畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 圓周速度1相對速度 精度等級公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機械減速器，從GB/T100891988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選8級精度，側隙種類為c，標注為8cGB/T10089198。裝風扇后K=55W/(m2.℃)所以，==℃所以油的工作溫度在許用值內。《自動扶梯和自動人行道的制造和安裝規范》中規定“”而事實上在面臨自動扶梯向結構緊湊、小型化發展的今天。制動系統的磁力器安裝位置有三種情況，放在驅動機的前面，結構緊湊，體積小，外觀對稱，美觀大方，但應注意制動系統不得與運動著的梯級干涉，目前幾乎都采用這種布置，本設計也是采用這種布置。（4）限速器和防逆運轉器的布置在自動扶梯上，設置這兩個附加機構是有標準要求的，一般把限速器設置在高速軸上，把防逆運轉器設置在低速軸上。其二，在較高溫度下工作的細長桿，應采用固游式安裝形式，不能采用全固式，也不能采用全游式。分析蝸桿軸的機械性能采用45鋼能達到其各項要求，且經濟。上部圓錐滾子軸承代號為30207,中間深溝球軸承代號為6011，下端深溝球軸承代號為6007. （GB/T2971994）軸的扭轉變形用每米長的扭轉角來表示。所以定軸的最小直徑為70mm, 和軸承配合處的軸徑為75mm。按第三強度理論，計算應力考慮彎、扭矩兩者循環特性不同的影響，而引入折合系數。低速軸是階梯軸校核其彎曲剛度時，應先求出其當量直徑，再用當量直徑作近似計算。除非有嚴重過載，一般不會出現鍵的剪斷。（3）蝸桿軸中間和下端深溝球軸承（代號分別為6211和6307）由于中間和下端軸承是游動的，所以承受的軸向力很小，由參考資料【7】：e， X=1，Y=0:；所以P==。抱閘肩是與制動帶固定閘臂在一起的杠桿構件，兩抱閘臂是對稱的，通過兩個彈簧壓力把抱閘輪抱緊產生摩擦力偶，抱閘臂的結構要對稱，美觀，兩抱閘臂應結合一起加工，摩擦帶與摩擦輪的接觸面不得小于70%。軸竄量對驅動機的質量影響很大，軸向竄動量大小不但影響軸承壽命，而且是驅動機保持正常工作的關鍵技術指標。 驅動機安裝工藝流程驅動機安裝工藝流程沒有嚴格的規定。（2）安裝蝸輪軸系零件步驟：1)蝸輪壓裝在軸上（不許用鐵錘直接擊打）；2)裝上套類零件；3)熱裝軸承（不許直接用鐵錘擊軸承內，外圈）。步驟：1）驅動機表面油漆；2）檢查油漆質量。因此對軸承的安裝要充分的重視。本設計選用三菱 PLC FX2N。開關一般為空氣開關。參數設定如下：設定電動機選擇類型，P0300=1：即為異步電動機。設定數字輸入的功能：數字輸入1，P0701=1：即[5]號端子為“1”，ON正轉；OFF無效。設定數字輸出的功能，P0731=：變頻器故障指示。P1082=50：電動機運行時的最高頻率為50Hz。當變頻器等出現故障時，扶梯由變頻切換到工頻，以保證電梯正常工作。當人踏入扶梯踏板時，扶梯已接近或達到額定速度。如安裝在扶梯出入口處的傳感器檢測到有乘客乘梯，則扶梯速度馬上平緩地升至額定速度．如乘客繼續進入扶梯．扶梯將一直以額定速度正常運行。其中，A階段：高啟動轉速；B階段：具有S形加速曲線進行電機加速。結 論結 論這次畢業設計所設計的是自動扶梯驅動機及其控制系統。通過對比和刪選，最終決定選用機械傳動中的渦輪蝸桿傳動作為最佳方案來設計。最后，在自動扶梯電氣控制方案的設計時，設計了自動扶梯的主電路圖和控制電路圖，并分析了其工作原理。在完成畢業設計之際，特地向導師致以最誠摯的敬意和衷心的感謝！最后，我要感謝我的同學，感謝他們在生活中的陪伴，在學習上的幫助，使我受益頗多。在確定了蝸桿軸和低速軸的軸伸方向后，主要對蝸桿軸和低速軸的結構和剛度強度校核進行了設計。然后根據驅動功率的確定，選擇使用電動機的型號。自運行狀態，按下上/下行按鈕，扶梯以額定速度上/下行，2分鐘定時到，扶梯以1/5額定速度運行。為了避免在過渡區中（恒速←→加速/制動）轉矩的沖擊，可使用可編程附加圓弧時間P1130～P1133。以判斷是否有人需要乘座扶梯來控制變頻器進行正常速度運行或低速運行。這樣，在自動扶梯空載時便能起到良好的節能作用，使電梯啟動和運行平穩，同時扶梯不停止運行，也不會給乘客造成扶梯損壞無法運行的假象。采用MM440變頻器組成的變頻控制系統，其主要作用對扶梯進行變頻器啟動，在無乘客乘梯。P1121=3：。具體方法為：DIN3～DIN5的定義參數P0703～P0705全部設置為17（二進制編碼輸入）。設置轉速，P0311=1460：電動機的額定轉速（min/s）。 變頻器MM440的安裝與接線系統應用先進的MM440變頻器，其參數的設定直接關系到自動扶梯調速節能系統的穩定運行。：(1)強電回路。第七章 控制電路設計第七章 控制電路的設計 PLC的選擇PLC即可編程序控制器，是一種數字運算操作的電子系統，專為工業環境而設計。驅動機安裝過程中，最敏感的問題就是軸承的安裝。步驟：1）安裝限速器與防逆運轉器；2）測量其靈活性及技術指標。清砂完畢后立刻涂上防銹漆。，限速器和防逆運轉器的安裝制動器，限速器和防逆運轉器是驅動機的重要組成部分，裝配后應靈活可靠，出廠前一定要試車，驗證。對于圓柱蝸桿副要絕對避免入口接觸，可用調整蝸輪相對蝸桿的位置來實現。斷電停車過程中，磁力器迅速去磁失去吸合力，這時壓力彈簧釋放能量，彈簧伸長壓迫兩抱閘臂向內移動，使制動帶壓迫抱閘臂產生摩擦力，兩摩擦力形成力偶與電動機輸入轉矩相平衡，達到制動效果。e==, ＞e, P===67331h 36500h。可見軸的扭轉剛度校核也合格。安裝蝸輪的軸，若彎曲剛度（或者扭轉剛度）不足而導致撓度（或扭轉角）過大時，會影響蝸輪的正確嚙合使蝸輪齒寬和齒高方向接觸不良。現作出本設計低速軸的彎矩、扭矩圖。 低速軸的設計低速軸的材料：45鋼，選擇理由同蝸桿軸的相同。∴=（1+7%）=所以，取定軸的最小直徑為35mm,因軸所受主要為扭據，幾乎不承受彎曲載荷，故不需要進行彎曲校核。鋼軸的毛坯多數用軋制圓鋼和鍛件，有的直接用圓鋼。驅動機一般用滾動軸承，驅動機輸入軸（1000~1500r/min）屬于較低轉速，輸出軸屬于低轉速（73r/min左右）；承受的軸向力較大，并大于徑向力，蝸桿軸的尺寸細而長，工作溫度較高（在70度～90度間）調心和拆卸沒有特殊要求。為增加箱體剛度，設加強肋同樣是必要的，把散熱肋和加強肋合為一體是重要的設計原則，故在箱體外表面設置肋板時，要考慮散熱面積，增強剛度和美觀大方。動系統的布置整軸式驅動機，采用塊式摩擦制動系統，放置在箱體和電機聯接處的高速軸上。 驅動機整體設計考慮的問題整體設計的總目的是，在滿足自動扶梯對驅動機技術要求的前提下，設計出布局合理，操作方便、美觀大方的結構形式。Ⅲ分度圓齒厚及其偏差 熱平衡計算1）取環境溫度t2 ：取t=20℃2）散熱系數K：可取K（～）W/(m2.℃),當周圍空氣流通良好時取偏大值，所以取K=16W/(m2.℃)。軸承效率，每對軸承效率=～，取=。通過對比，本設計選用ZC1蝸桿副作為驅動機的主傳動機構。是驅動機主傳動機構中“最佳”傳動型式之一。若采用硬齒蝸桿，所用磨齒砂輪的刃面不是環面，其刃廓是近似圓弧的復雜平面曲線，故砂輪刃面不好修形，ZC3蝸桿磨齒工藝不佳，精度較低。垂直梯路方向的載荷應乘以因子，而平行梯路方向的載荷則應乘以因子。取v=，根據現場實測數據并經線性回歸，得＝－=＝所以，實際輸送能力（人/h）4) 梯級名義寬度 ：目前我國自動扶梯梯級名義寬度有三種規格：、 取=5) 傾角為 自動扶梯阻力計算為方便起見，扶梯自重的線載荷表示，——扶梯自重線載荷（N/m）——單個梯級自重（N）——梯級節距（m）——牽引鏈條的線載荷（N/m）經過估算每個梯級的重量為70kg 梯級的節距大約是400mm；,牽引鏈條的節距是100mm。2）理論輸送能力：設備每小時內理論上能輸送的人數。九三太工大電梯實業公司也設計生產整軸式蝸桿副的驅動機，由于機構合理，安裝工藝嚴謹而達到了較高質量。立式和臥式在使用上沒有什么區別，而在機構上有較大差異。行星齒輪在驅動機上的應用，也是驅動機設計的一大突破。圓柱蝸桿副在大傳動比時，傳動效率較低。是“最佳”方案。其中機械傳動是驅動機的最佳選擇。制造，安裝，維修的工藝性，成本，利潤。（6）應具有合理的結構設計 主要評定條件是：滿足強度和剛度的要求；外觀樸實大方；制造與安裝工藝好；裝拆方便；成本低廉。（2）具有較高的傳動效率傳動效率體現了輸入功率在驅動機中有效利用的程度。驅動機的產品質量直接影響整個扶梯的工作性能、工作狀態、運載能力、工作壽命，扶梯對驅動機提出了極高的技術要求，研究驅動機，采用高技術設計驅動機，高質量地生產驅動機已成為開發和發展自動扶梯的重要課題。驅動裝置設置在上端（上機房），在下端設置一組鏈輪張緊裝置。梯級鏈的安全保護：當梯級鏈過分伸長或斷裂時，使扶梯停止。(1)扶手帶：與梯級以相同速度運動，供人扶手的部件。梯級上有四個輪子，二個直接裝在梯級上，稱為梯級滾輪；另二個裝在梯級鏈上，使梯級與梯級相連，稱為梯級鏈滾輪。另有扶手膠帶壓緊裝置，以增加扶手膠帶與扶手驅動輪間的摩擦力，防止打滑。一般由電動機、減速器、制動器、傳動鏈條、傳動鏈輪、梯級鏈張緊裝置等組成。本設計主要設計自動扶梯驅動機的渦輪蝸桿減速器和PLC控制系統。為了保證自動扶梯乘客絕對安全，要求裝設多種安全裝置。自動扶梯是帶有循環運動梯路向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅動設備。在這種形式下，普及電梯技術，研究電梯技術已成為當務之急。扶手裝置同樣由上述電動機驅動。驅動機的產品質量直接影響整個扶梯的工作性能、工作狀態、運載能力、工作壽命，扶梯對驅動機提出了極高的技術要求，研究驅動機，采用高技術設計驅動機，高質量地生產驅動機已成為開發和發展自動扶梯的重要課題。 驅動系統驅動系統的作用是將動力傳遞給予梯路系統及扶手系統。主軸上的扶手驅動輪通過扶手傳動鏈條使扶手驅動輪驅動扶手膠帶。（1）梯級梯級的功能是用來運送乘客，是扶梯的工作部件。 扶手系統扶手系統由扶手帶，扶手帶驅動裝置、扶手裝置等組成。扶手帶入口保護：防止手伸入扶手帶入口的保護。 鏈條式傳動：用一定節距的鏈條將梯級連成一個循環，即驅動裝置帶動鏈輪，再由鏈輪帶動鏈條，從而驅動梯級，使梯級做循環運動。主要功能是驅動扶梯減速運行，完成停車制動，限制超速和逆轉運行。 驅動機的技術要求 （1）具有較高的強度 即在設計驅動機時，應首先滿足在設計壽命內，不產生任何失效形式的強度要求。（5）具有較低的噪聲和振動 為了達到人乘舒適，減少噪聲對公共場所的污染，扶梯應具有噪聲低，振動小，工作運行平穩的特性。環境良好，但通風條件差。 傳動形式有機械傳動，液壓傳動，電傳動三種類型。通過以上機械傳動類型特性簡單比較，認為齒輪傳動是驅動機的主傳動機構的在目前的技術條件下，要優于其他傳動形式。(2)圓柱蝸桿及圓柱斜齒輪的混合應用。(4)形星齒輪傳動。 驅動機的機構形式目前廣泛應用的驅動機有；立式和臥式驅動機兩大類。國內整軸式蝸桿副驅動機也被廣泛應用。我國目前生產的自動扶梯系列為：小提升高度H=3~10m，中提升高度H10~45m，大提升高度H45~65m。、。=4(5) 梯路曲線區段的運動阻力這個阻力可看作乘客與梯級自重共同形成，每個曲線區段內的載荷均可分解為垂直梯路方向的載荷和平行梯路方向的載荷兩部分。（1）軸向圓弧圓柱蝸桿副（ZC3蝸桿）（齒形C3）當導程角較小時，蝸桿有良好的切削工藝。ZC1蝸桿與其共軛蝸輪組成蝸桿副。圓弧圓柱蝸桿副是高科技新型蝸桿副，經實踐證明：它和同樣幾何參數工藝條件和工作條件的普通圓柱蝸桿副相比，其承載能力可提高50%100%，傳動效率可提高10%15%，同時顯示出傳動平穩、振動小、噪聲低的優點。名稱ZC蝸桿副（計算公式）結果備注中心距180由強度確定傳動比蝸桿頭數2蝸輪齒數39變位系數模數m蝸輪分度圓直徑蝸桿分度圓直徑蝸桿法向齒形角==蝸輪平均寬度蝸輪寬度蝸桿圓周速度蝸輪圓周速度1相對速度 齒面接觸疲勞強度校核（1）求傳動效率蝸桿傳動的嚙合效率= =攪油損耗的效率，一般=～，取=。齒形高系數1螺旋方向右旋配對蝸桿齒數2精度等級8cGB/T1