旋轉門畢業設計論文(更新版)

　　

【正文】 = 10?? (? )? 1440 = 由于三翼自動旋轉門是恒轉矩負載，故變頻器選用通用型的。 制動電阻的選擇方法： 1)計算制動力矩 /.bT Nm 12( ) ( ) J n nTTt???? 式 () (0 . 0 0 1 8 0 . 0 5 1 ) ( 1 4 4 0 1 )2 . 2( 9 . 5 5 1 )5 . 7?????? 式中： bT 動力矩 / ? mJ 電動機轉動慣量 / ? lJ 折算至電動機軸的負載轉動慣量 / ? 1n 減速開始速度 /( ? ) 2n 減速完了速度 /( ? ) st 減速時間 /s lT 負載轉矩 / ? 2)計算制動電阻 bR 的阻值 在進行再生制動時，即使不加放電的制動電阻，電動機內部也將有 20%的銅損被轉換為制動力矩。 在指定加速時間的情況下，變頻器所必需的容量計算如下： 29 3 7 c o s 3 7 5lcm AkT G D nP t???? 式 () 22 2 5 . 4 0 . 61 . 1 1 4 4 0( 9 3 7 0 . 7 3 0 . 7 6 ) ( 3 7 5 3 )0 . 9 4? ? ? ?? ? ?? 式中： cmP 為變頻器 的容量 /kVA k電流補償系數 ,對 PWM 控制方式的變頻器 ,k 約為 ~ ? 電動機效率 ? cos? 電動機功率因數 n 電動機額定轉速 /(r/min) 2GD 電動機軸上的飛輪力矩 /( ? ) At 電動機加速時間 /s lt 負載轉矩 /( ? ) ③ 指定變頻器的減速時間 降低變頻器的輸出頻率，就可以實現電動機減速。 ④驗算 4112 2 8 . 7 1 0 1 7 5 7 . 699t TFNd ??? ? ? 式 () 1 1 7 5 7 .6 2 2 .2 / 1 0 0 /99AtKF N m m N m mb ?? ? ?，合適。 由文獻 [3]中表 106 查得材料的彈性系數 MP? 。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和齒輪傳動，可見方案 2 比較合適。在 內加速到此速度 ,則角速度 2 /5 rad s?? ? ，由于電機要帶動門體轉動，有一個加速過程，有一個加速過程此過程需要克服旋轉門體的慣性力矩才能使其轉動，根據力矩轉動慣量和角速度的關系 mJ?? 。 前面已選定軸的材料為 0Cr18Ni9，調質處理，由文獻 [3]中表 15— 1 查得 ? ?1 60MPa?? ? 。 當 arFF = = 大于 時 當量動載荷 Pr = +YFa = + 式 () = 查 文獻 [3]中 表 105 得 Y=Y2= 查 文獻 [5]中 表 628﹀ 6211 得 fh=,fn=,fd=,fT=,fm=1 根據式 C= (fh fd fmfn fT) Pe =(2 1 ) 式 () = 軸承 Cr=2390000N，故合適。并且旋轉軸在徑向受力不大主要受到徑向力的作用，故可以選擇圓錐滾子軸承。其厚度為 2 毫米，直徑為 3360mm的圓形，上下各一張。玻璃的選用 8mm彎鋼化玻璃。 安裝在軸上的軸承主要受軸向力。 中間軸的設計與軸承的選用 ①中間軸的設計 軸的直徑為： D軸= 2 2 2D W l l? ? ? ? ? ? ?間 隙膠 條 式 () =32002? 13152? 32? 16 =532mm 式中： ? 為門體旋轉直徑， l間 隙 為門扇邊框安裝膠條與曲壁之間的間隙， l膠 條 為 扇門邊框 安裝膠條的寬度。由于防彈玻璃價格較為昂貴，并且無多大實際用處，而夾膠玻璃它安裝的透光性不是較好。在控制系統上，由于單片機的程序設計和接口設計較為繁雜，只利于大批量生產，不適于單件設計。膠條恢復正常，門扉則自動轉動。門扉玻璃采用（ 3+3）夾膠玻璃或6MM 厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（ 4+4）夾膠玻璃，安全可靠。 ⑤安全系統： 主要有接觸和非接觸安全感應器。 方案一的設計 ① 框架總成 ： 分為固定部分和旋轉部分，均由鋁型材框架和玻璃等組成。現代城市建筑物裝飾裝修中，將高科技應用到建筑物的外觀形象上，使城市建筑的入口體現出智能化。利用當前 先進的通信和網絡技術，使自動門的維護不再受時間、地域和專業維護技術的限制，制造商可通過 inter 與設備進行實時交流，校正偏差，讓自動門達到最佳運行狀態。自動旋轉門由于其永遠開啟的同時又永遠關閉的特點，使其動態密封效 果在經常使用的條件下相對于其他自動門要好。 旋轉門 設計 1 緒論 旋轉門的課題背景 自動旋轉門是樓宇設備中的光機電一體化技術產品，它給人以親切大方的感覺，同時營造出奢華的氣氛，其全新的概念，寬敞的開放門面和高格調的設計，堪稱建筑物的點睛之筆，立足于建筑時代大潮的最前端。每種自動旋轉門都有標定的人員流量數值。與此同時某些廠家生產的自動旋轉門還具有 遠程控制 和 液晶顯示 。從本世紀開始，我國進入了全面建設小康社會的新階段，創造美好生活環境是裝飾業發展的巨大推動力。從上面幾個方面具體分析可以設計兩種方案 。 ④檢測系統： 由紅外傳感器實現有無人自動檢測，自動對電機啟停進行操作。 采用中心門軸結構安裝和驅動旋轉門體設計， 每扉門三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門扉在任何位置均處于密閉狀態 。每扇門扉底邊膠條內裝有內藏式防碰感應器，碰到物體或行人門扉立即停止運轉。 而方案一由于采用兩個電機驅動也 給驅動系統帶來了許多麻煩，同時也不利于節能。由于自動旋轉門一般用于高級的賓館，寫字樓等高檔場所 ,一般無特殊要求。 實際寬度為： 2 2 1 2b b b? ? ? ? ?玻 橫 邊 框 式 () =13152? 64? 2? 12 =1211mm 式中： b橫門扇上邊框安裝玻璃的寬度， b邊 框玻璃邊框實際尺寸。因為軸所計算的直徑為 532mm,兩端車削后直徑為 530mm，故選用雙列圓錐滾子軸承，根據 (GB/T221995)選型號為 35000 型，代號為 3519/530。頂部用 50 50 10??的角鋼彎曲成一個圓弧，由四段構成，便于加工。故選擇熱扎鋼板。其具體尺寸如下圖所示： 圖 上華蓋尺寸圖 4 驅動系統設計 軸和軸承設計計算 軸的尺寸設計 由于軸承還沒有缺定出來，但是軸的直徑已知。其中 e=， Y1=， Y2=， Y0=， Cr =2390KN。由文獻 [3]中公式 15— 5 及上 表中的數值，并取 ? ，軸的計算應力 ? ?22caM aTW? ?? = ? ? 22342 2 0 3 1 0 0 0 .6 2 2 5 4 0 05260 .1 5 3 0 (1 ( ) )530??? ? ? 式 () = 其中 W 為抗彎、抗扭截面系數， 34 1W 0 .1 (1 ) , dd d??? ? ?， d1 為鋼管的內徑，d 為鋼管的外徑。 則門扇對中心慣量可用下式計算 2 22 2 21 02 12r mRJ r d m Lr d r r d r??? ? ? ?? ? ? 式 () 由平行軸定理知，門扇相對于軸的轉動慣量為： 21()1 2 2mR RJ m L? ? ? 24 9 1 . 3 1 54 9 1 . 0 4 5 512?? ? ? 式 () = （其中 L1為軸的半徑） 慣性力矩的計算 假設門體 1s 內加速到門體的快速轉速，由于旋轉門體的最大轉速為 6r/min，即角速度 26 /60 5w rad s?????，由于傳感器一般工作在 2m范圍內檢測人是否來臨，當人邁進門邊 時，門體要以正常速度轉動，則在這時門體要加速到正常速度。 由于計算出所需電機功率為 ,加上一些忽略因素，應該選擇電機功率 在 上的電動機才行。 計算小齒輪傳遞的轉矩 41 10 .T N mm?? 式 () 由文獻 [3]中表 107 選取齒寬系數 d? =1。 幾何尺寸計算 ①計算分度圓直徑 3 3 3 9 9d z m m m? ? ? ? ?11 式 () 2 2 6 3 6 7 8d z m m m? ? ? ? ?22 式 () ②計算中心距 ? ? ( 9 9 6 7 8 )3 8 8 . 522dda m m? ?? ? ?12 式 () ③計算齒輪寬度 1 1 9 9 9 9db d m m?? ? ? ? ? 式 () 取 211 0 0 , 1 0 4B m m B m m??。 如果生產設備對加速時間有特殊要求時，必須事先核實編破器的容量是否能夠滿足所要求的加速時間，如不能滿足 ,則要選用加大一檔的變頻器容量。當直流中間回路的電壓升高到一定的電壓值，制動三極管就回導通，使直流電壓通過制動電阻放電，既電動機回饋給變頻器的直流中間回路的能量，以熱能的形式在制動電阻上消耗掉。給出制動電阻最小值的參考值，可供用戶在選擇制動電阻時參考。它的檢測范圍可調，安裝高度在門的設計高度范圍內，其輸出形式為繼電器接點，可以直接和控制器相連。此外，還采用了 4 只測量范圍為 5mm 的電感式接近開關。當門翼靠近曲壁門柱 時，接近開關傳感器 就可以發出信號。因此可以選擇 紅外垂直防夾 傳感器。根據相關自動門產品類型，可選用 CR系列電容圓柱型接近開關為 8mm的型號 ,PNP輸出。 5)防碰撞傳感器的選用 防碰傳感器主要時為了防止人和門的速度不一致時，旋轉門翼打到行人；而防撞傳感器則是為了防止人因不小心撞在門體的立柱上，而引起旋轉門體旋轉過來撞傷行人。 控制系統功能特點 ①變速功能 旋轉門設有低速，中速，高速三種旋轉速度，分別對應殘疾， middle和 high 三個按鈕進行切換，以適應殘疾人通過 ,正常運轉和緊急疏散對轉速的不同要求。 ⑦急停功能 當出現緊急意外事故十，按下急停按鈕，門立即停轉，解除急停信號，門又自動恢復運轉。 控制系統驅動控制原理 ① 電氣控制系統接線方案 圖 控制系統接線圖 ② 傳感器設置方案 紅外線被動式感應器安裝于旋轉門的進口和出口華蓋上，每處各安裝兩個紅外傳感器，感應行人進入門體，門扇馬上以正常的速度旋轉。接近開關用于防夾位置區域設定，直流制動封門及鎖門定位。 本系統選擇了 COM1CPU11E 型 PLC。當輸入口上接有一定阻抗的負載時 ,其流過的電流就要減少 ,PLC 輸入口信號傳遞所需的最小電流一般為 2mA 左右 ,這樣就規定了輸入口接人的最大阻抗。這幾種輸出形式均有各自的特點，用戶可根據系統的要求加以確定。因此采用晶體管輸出輸出電流的選擇，模塊的輸出電流必須大于負載電流的額定值。電容的額定電壓應大于電源的峰值電源 ,續流二極管可以選 1A的管子 ,其額定電壓應大于電源電壓的 3 倍。當過載、過熱、急停內部繼電器有信號時使相應觸點閉合，導致 T38 開始記時， 秒后T38 常開觸點斷開使 T37 復位，同時常開 T37 復位，至使 T38 常閉觸點復位，而使T37 又開始記時， 秒后又響應，周而復始。 8)復位輸出時 由于變頻器的復位開關需要有一定的接觸時間才能真正接通產生復位信號，因此當有復位信號輸出后，定時器就開始計時，用基數為 100ms的定時器 T39 來實現，定時時間為 秒。 11)防夾傳感器輸入程序設計 由于要判斷是否已有夾人現象發生，則需要用防夾傳感器來判斷是否已碰到人，又需要一部接近開關來判斷門翼是否處于防夾區域，當兩個信號都有輸入時，則說明已有夾人現象發生，則同一門口的防夾傳感器的接近開關用串聯方式連接起來。則計如下； 15)殘疾人輸入程序設計 當外界按扭按下時，在這個上升沿的過程中