十噸臥式繞線機的畢業設計論文-資料下載頁

　　

【正文】 取消傳統繞線機上的張力計，由放線機控制線圈的張力，通過調節放線機的磁粉制動器的電流，可以改變制動器的阻力矩來間接調節線的張力，以此來達到線上橫張力的目的。通過調節放線機上磁粉制動器上的電流大小來控制阻力矩： （31）mdMCI??式中， ——磁粉制動器的電流；dI D——放線機的卷徑；線圈張力為，= （32）2MFD?mdCI?卷徑為， D= （33）60vn?式中， ——放線機的線速度；v ——放線機的轉速。n在橫磁通 的情況下，通過傳感器測量 D、n，由單片機進行數據處理，?mC?控制外接電路的開閉，從而調節控制電流 ，就可以實現間接控制張力；選用單片dI機控制步進電動機轉動到相應的位置，從而控制電流 的大小。dI4 電氣控制系統的設計 繞線機的電氣控制原理繞線機上主要由 PLC 控制各個電氣部件，包括有一個三相異步交流電動機、一個交流伺服電動機、兩個變頻器、兩個制動器?？删幊炭刂破?PLC 可以實現控制三相異步電機、伺服電機的啟動、停止、轉向，調節變頻器、制動器上的電流大小，從而控制電機的工作頻率達到控制電機的轉速以及控制電動機、放線機的制動。PLC 通過接收主軸上的光電編碼器的信號，實時地調整電機的輸出轉速以及交流伺服電動機的工作轉速，實現主軸轉速與排線架的運動速度的同步變化。 繞線機的控制系統硬件選擇⑴電源開關一般選用三級電源開關 QK，為膠殼刀開關，額定電流值為 60A，極數為 3 極，額定電壓值為 380V。膠殼刀開關是一種結構最簡單、應用最廣泛的手動電器。用作電路的電源開關和小容量電動機非頻繁啟動的操作開關。膠殼刀開關由操作手柄、熔絲、觸刀、觸頭座和底座組成、膠殼使電弧不致飛出灼傷操作人員，防止極間電弧造成的電源短缺；熔絲起短路保護作用。⑵熔斷器 FU熔斷器是一種簡單有效的保護電器，在電路中主要起短路保護作用。熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管組成。使用時，熔體串接于被保護的短路中，當電路發生短路時熔體被瞬間熔斷從而斷開電路，起到保護作用。選用 RM1015，熔斷器選用額定電流 15A，額定電壓 220V，熔體額定電流選用 10A。⑶空氣開關也稱自動開關，常用與不頻繁地啟動電機及換向，對線路、電器、電動機等實行保護。當發現電路上的電器產生嚴重過載、短路、欠電壓等故障時能自動切斷電源開關。因此，空氣開關是配電系統中的一種重要的保護電器。選用型號為 DZ510自動開關，開關額定電流為 10A，額定電壓為三相交流 220V。⑷熱繼電器 FR熱繼電器是利用電流的熱效應原理工作的電器，廣泛應用于三相異步電動機的長期過載保護。在三相異步電動機電路中，一般在兩相主電路中串接熱元件。熱繼電器的選擇主要根據電動機的額定電流來確定其型號及熱元件的額定電流等級。繞線機的額定功率為 =，所以三相交流電動機的額定電流為0P= （41）??式中， ——額定功率， =；0P0P——額定電壓， =380V；eUeU——功率因數， =；cos?cos?——電動機功率， =85%。?? 三相電動機為?().3805I A??? 伺服電動機為 (A)39。 3.所以，三相電動機上的熱繼電器選用 T45，調節范圍為 13 21A；交流伺服電:動機上的選用 T，調節范圍為 ⑸行程開關排線架左右來回地不斷運動，主要是由左右兩邊的行程開關來實現瞬時換向的。行程開關是將機械信號轉換為電氣信號，從而控制伺服電動機的換向使用，作為行程限位使用。選用兩個行程開關 LX19111，額定電壓為交流 380V，額定電流為5A，結構選為單輪。 PLC 控制系統的設計可編程控制器(PLC)是一種帶有指令存儲器和數字或模擬 I/O 接口，以位運算為主，能完成邏輯、順序、定時、計數和算術等基本功能，用于控制電器元件或者生產過程的自動控制裝置。⑴PLC 的功能①邏輯控制PLC 具有邏輯運算功能，它有“與” 、 “或” 、 “非” 、 “異或”等基本邏輯指令，能夠描述繼電器觸點的串聯、并聯等各種類型的連接。所以，它可以代替繼電器進行組合邏輯與順序控制。②計數控制PLC 具有計數功能，它為用戶提供了若干個計數器，同時設置了相關計數指令，可以在編程的時候設置計數值，并在運行中可以被讀出和修改。③定時控制PLC 具有定時控制功能，為用戶提供了若干個定時器，同時設置了相關指令。定時值可以在編程的時候進行設置，能在運行中可以被讀出與修改，使用與操作都很方便。④AD/DA 轉換部分 PLC 可以實現 “模數”AD 和“數?！盌A 的轉換，能完成對模擬量的控制與調節。⑤數據處理PLC 還具有數據處理能力，同時由并行運算指令，能夠進行數據并行傳送、比較和邏輯運算，BCD 編碼的加、減、乘、除等運算，能進行字“與” 、字“或” 、字“異或” 、求反、邏輯移位、算術移位、數據檢索、比較等操作，可對存儲器間接尋址，與打印機相連可以打印梯形圖等。⑵PLC 的工作過程PLC 通電以后，首先進行內部處理，包括①系統的初始化，設置內部堆棧指針，工作單元清零，編程接口初始化，設置工作標志以及工作指針等。②工作狀態選擇，如編程狀態、運行狀態等。一個掃描周期主要包括：為保障系統正常運行的公共操作占用時間、系統與外界交換信息占用時間及執行用戶程序占用時間等三個部分。如圖 41 所示。圖 41 PLC 掃描周期PLC 在運行狀態下執行用戶指令的動作過程包括：第一階段是輸入信號采樣階段，第二階段是用戶指定執行階段，第三階段是結果輸出階段。 PLC 程序編程臥式繞線機的電氣控制包括三相異步電動機的啟動、停止，交流伺服電動機的啟動、停機、換向，兩個制動器的輸入電流，兩個變頻器的輸入電流。PLC 的輸入信號包括測量主軸轉速的光電編碼器、測量繞組直徑的位置傳感器。在 PLC 控制系統中，要求在主軸轉動時，由位置傳感器的信號經過 PLC 處理信號后，提供一定的電流給兩個變頻器，從而改變異步電動機和伺服電動機的轉速，同時由光電編碼器測量的主軸轉速反饋到 PLC 中，實時地改變主軸轉速到設定的轉速。在外部給出主軸制動的信號后，要求實時地放線機上的制動器也隨之制動。根據繞組的工藝要求，主軸的轉速與伺服電動機的轉速之間有一個相應的函數關系。5 結 論在當今經濟快速發展的社會中，隨著電子工業的發展，線圈的需求量越來越大、品種也越來越多，從大型的電力變壓器、發電機繞組到微型線圈、節能燈具用的線圈。繞線機主要用于電機、電器繞組的制造，是電機生產中的重要工裝設備。本文是主要對中型臥式繞線機的機械系統的設計，包括帶傳動、蝸桿蝸輪傳動、鏈傳動、滾珠絲杠機構、前箱體主軸、后箱體主軸、蝸桿軸等機械部件的校核設計，另外還包括電動機、伺服電動機、變頻器、磁粉制動器等電氣控制系統 PLC 的設計。在這次臥式繞線機的設計過程中，集中了機械制造、機械設計以及機械電子工程的綜合知識。此次的設計主要在于對臥式繞線機整機機械結構的設計以及機械零部件的校核設計計算，通過這幾個月以來的對臥式繞線機的設計計算中，總結了以下幾點結論：⑴通過對電動機額定功率的設計計算，初步了解到在新產品的初次開發過程中需要首先考慮的設計方法，如何確定在機械傳動機構的初始計算參數，培養了自己的理論知識同實際問題想結合的思維過程，初步了解新產品開發的基本整體思路，為自己能夠勝任將來的學習工作奠定了基礎。⑵通過這次的繞線機的設計，培養了自己同身邊的同學互相討論解決設計過程中遇到的問題的精神，基本能夠熟練地查閱相文獻關資料、參數圖表、手冊，熟悉相關的國家標準和行業標準等。在這次的設計過程中，剛開始對繞線機的相關結構還是很模糊的，在老師的幫助下，同時自己也查閱了相關的文獻資料，在網上也查閱了生產繞線機的主要公司的網站，初步了解了繞線機的工作原理，同時也提出了自己的設計思想。由于自己的知識以及能力有限，在設計過程中，還需要很多部分有不足的地方需要改進，同時也發現了自己的理論知識需要不斷地提高，在以后的學習工作生活中，會不斷地提高自己的理論聯系實際的能力。參 考 文 獻[1]劉洪瑋, 郭吉豐, 孫云云, 任軍軍. 兩軸伺服控制的繞線機系統 [J]. 電氣傳動, 2022, 9.[2]陳迎國. 自動繞線機的設計與實現[J]. 西北工業大學學報 , 2022, 3.[3]熊勁松. 自適應式繞線機的設計與實現[J]. 機械研究與應用 , 2022, 3.[4]張喜國. 繞線機的設計與分析[J]. 丹東紡專學報, 2022, 2.[5]王迎旭,楊躍龍. 自動繞線機計數控制器的設計與應用[J]. 變壓器 , 2022, 5.[6]方天紅,龔民,陳白寧. 全自動繞線機單片機控制系統的設計與開發[J]. 沈陽工業學院學報 , 2022,3 . [7]黃海軍,郭欲平. 變頻調速技術在繞線機上的應用[J]. 變壓器 , 2022, 2 .[8]胡學領. 繞線機的數字化改進[J]. 中小型電機 , 2022, 2.[9]朱旭平,張小明,付大梅. 基于AT89C2051單片機的繞線機張力控制儀設計 [J]. 南京工業職業技術學院學報 , 2022, 3 .[10]王義杰，李欣，李秀忠. 一種智能繞線機的設計[J]. 哈爾濱理工大學學報 , 1995, 6.[11]殷博欽. 自協調式自動繞線機的設計原理[J]. 機械設計與研究 , 1997, 2 .[12]葉青硯. 電子控制的定子繞線機[J]. 電動工具 , 1994, 1.[13]宣傳金,張金國,王興武. 關于老式繞線機功能缺點的分析及改造設計 [J]. 防爆電機, 2022, 2 .[14]許中明. 變壓器高壓自動繞線機開發中現代設計技術的應用[J]. 華南理工大學學報, 2022, 5.[15]高寧, 侯曉霞. 機電一體化的電力變壓器繞線機[J]. 電氣時代 , 2022, 5.[16]YaoYao Shi, Hong Tang, Qiang Yu. Global Design to Gain a Competitive Edge[M]. London: Springer, : 753781.[17]Hassan Noura, Didier Theilliol, JeanChristophe Ponsart, Abbas Chamseddine. Faulttolerant Control Systems[M]. London: Springer, : 41107.致 謝在這一段做畢業設計的過程中，我能夠完成畢業設計的相關任務，首先要感謝我的指導老師楊可森一直以來的悉心指導和耐心幫助，在畢業設計的每一階段都離不開老師您的指導。老師您的高度的責任感、嚴謹的科學態度深深地影響著我，給予我深深的影響，也指引著我逐漸培養自己的做研究的嚴謹精神，不斷完善自己的各方面不足。楊老師能夠在百忙的工作時間中抽出時間，經常來到圖書館這邊為我們解答難題、指導我們如何做好畢業設計的相關任務、改善設計方案、機械結構的設計，同時也教會我們分析問題、解決問題的研究方法，引導和鼓勵我多查閱學校圖書館里的文獻資料，而且也讓我盡量聯系產品生產的相關公司，了解產品的最新相關資料。在這次設計的過程中，我也走了不少彎路，沒能迅速正確地運用相關的理論知識，多謝楊可森老師您的及時指導糾正，讓我能夠不斷完善自己的理論聯系知識的能力。同時，在這次的畢業設計的過程中，也很感謝小組的每一個同學，小組里的每一個同學的努力配合和團結合作讓我們能夠順利地完成畢業設計。大家的團結合作，共同收集設計過程中的相關資料，也能夠耐心互相幫忙解決在設計過程中遇到的理論知識的問題和幫忙想辦法解決問題在此，衷心感謝楊可森老師的一直以來的耐心指導和正確指引，指導我完成設計的每一個部分，同時也感謝同學給我的鼓勵與幫助。最后，感謝各位答辯評審組的專家教授能夠在百忙之中能夠耐心地對我的畢業設計進行評閱