2894_滑道式提升机及其控制电路的设计
前 言
矿山生产的全过程离不开矿山运输和提升工作。因此，运输和提升工作的好坏直 接关系到矿山生产能否正常高效进行。如果说运输线路是矿山生产的动脉，那提升设 备则是其咽喉，可见其重要性和必要性。提升机是联系井下和地面的主要运输工具， 矿井提升工作是整个采矿工程中的重要环节。从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地 面才有实际应用价值。废石的提升、工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作 来完成。矿井提升机是矿井提升设备中的动力部分，由电动机、减速器、主轴装置、 制动装置、深度指示器、电控系统和操纵台等组成。根据提升机工作原理和结构的不 同，矿井提升机有以下一些类型：
我国目前广泛使用的有单绳缠绕式双圆柱卷筒提升机和多绳摩擦式提升机两种。 但在长期的使用中，它们的缺点逐渐显现出来，为了适应高效安全的新生产要求，我 们急需寻求一种新型的提升机来逐步代替这些原本陈旧的设备， 本文我们所研究的滑 道式提升机就是在此环境下呼之欲出的新产品。它的优点在实践中得到了很好的发 挥。我相信，随着研制工作的进一步完善，滑道式提升机的进一步改进，在未来的矿 山生产中将发挥巨大的作用。
至关重要的是提升机的设计，这个课题主要包括总体、传动系统及提升系统的尺 寸确定及计算方面内容。完成这个课题，可以对实际设计某种设备方面有自己的看法 和体会
由于本人水平有限。本论文中必然存在不少纰漏和错误，敬请评阅老师们批评指 正。
1 绪论
1.1各种提升机的工作原理
D 型斗式提升机由运行部分(料斗与牵引胶带),带有传动滚筒的上部区段, 带有拉紧滚筒的下部区段,中间机壳,驱动装置,逆止制动装置等组成,适用于向 上输送松散密度ρ＜1.5t/m3 粉状、 粒状和小块状的无磨琢性和半磨琢性散状物 料,如煤、砂、焦末、水泥、碎矿石等。 TD 型斗式提升机结构形式:传动装置 T D 型斗提升机的传动装置有两种形式分别配有 YZ 型减速器 ZQ(或 YY)型减速器。 YZ 型轴减速器直接装在主轴轴头上,省去了传动平台、联轴器等,使结构紧凑、 重量轻,而且其内部带有异型辊逆止器，逆止可靠。该减速器噪音低，运转平稳， 并随主轴浮动，可消除安装应力。
1.1.1 HL 型环链离心斗式提升机工作原理
HL 型环链离心斗式提升机，由运动部分（料斗与牵引链条）、带有传动链 轮的上部区段、带有拉紧轮的下部区段、中间机壳、驱动装置、逆止制动装置 等组成。本提升机的料斗为间断式布置，利用“掏取法”进行装载，“离心投 料法”卸料。本提升机的牵引机构是两根环形链条。
TH 系列斗式提升机工作原理:TH 系列斗式提升机适用于输送粉状、粒状及 小块状的无磨琢及磨琢性小的物料。TH 型是一种圆环链斗式提升机采用混合式 或重力卸料，挖取式装料。牵引件用优质合金钢高度圆环链。中部机壳分单、 双通道两种形式为机内重锤箱恒力自动张紧。链轮采用可换轮缘组合式结构。 使用寿命长，轮缘更换工作简便。下部采用重力自动张紧装置，能保持恒定的 张紧力，避免打滑或脱链，同时料斗遇到偶然因素引起的卡壳现象时有一定的 容让性，能够有效地保护下部轴等部件。该斗式提升机适用于输送堆积密度小 于 1.5t/m3 易于掏取的粉状、粒状、小块状的底磨琢性物料。如煤、水泥、碎 石、砂子、化肥、粮食等。TH 型斗式提升机用于各种散状物料的垂直输送。适 用于输送粉状、粒状、小块状物料，物料温度在 250℃以下。
1.1.2 NE 系列板链斗式提升机工作原理
NE 系列板链式斗式提升机本机系流入式喂料，物料流入料斗内靠板链提升 到顶端，在物料重力作用下自行卸料。本系列提升机规格多(NE15~NE800 共 11 种)提升量广；且生产能高，能耗较低，可逐步代替其他类型提升机，其主要参 数见下表。该机采用全封式机壳链速低，几乎无回料现象，因此无功功率损耗 少，噪声低，寿命长。
1.1.3 DZC 系列振动提升机工作原理
DZC 系列电机振动垂直提升机是由提升槽、振动电机、减振系统和底座等组 成。该系列提升机是采用振动电机作为振动源，固定在提升槽上的两台相同型 号的振动电机中心线交叉一定角度安装，并做相反方向自同步旋转，振动电机 所带的偏心块在旋转时各个瞬间位置所产生的离心力之分力沿抛掷方向作往复 运动，使支承在减振器上的整个机体不停振动，使物料在提升槽内被抛起的同 时向上运动，物料落入入料槽后，开始被抛起，此时可以使物料与空气充分接 触，还可以起到散热冷却的作用。该提升机对粉状、块状和短纤维状的固体物 料（有粘性和易结块的除外）都可垂直输送，还可以完成对物料的干燥、冷却 作用。分敞开式、封闭式两种结构。并可按照用户需要进行特殊设计。
斗式提升机主要技术参数：
输送量(m/h) 斗距(mm) 电机功率(kw)
规格 提升最大高度
(m)
160型 28 3-8 500 3-7.5
200型 31.5 6-15 500 3-7.5
250型 30.16 10-25 500 4-11
300型 30.16 25-35 500 5.5-15
350型 31 19-40 600 7.5-18.5
400型 32 35-50 600 7.5-22
450型 32.7 42-60 600 7.5-22
1.2提升机简介
斗式提升机在机械化连续运输系统中是一种被普遍采用的垂直输送设
备，主要用于提升粉状、粒状、小块状的无磨琢性和磨琢性物料(如水泥、
煤、砂、谷物、木屑、矿石、焦炭、硅酸盐、铝镁砂、耐火材料、化肥、
化学物品等)。根据生产工艺的需要，它与板式给料机、带式输送机、螺旋
输送机等其它形式输送设备配合，可以布置成不同的工艺沉积，形成各种
运输系统。因此斗式提升机广泛地应用于建村、电力、冶金、机械、化工、
轻工、有色金属、粮食等各工业部门。
在现代化的工厂中，从原材料进厂，中『自J经过各道加工工艺到成品出
厂，时刻都需要均匀地连续地进行物料输送，连续输送设备是实现这一途
径的理想设备。在垂直提升设备中，斗式提升机的输送效率高，机壳横断
面尺寸小，占地空间小，而提升高度可达60．80m；且系统可靠性好，故障
少，并能够实现远距离显示和控制；另外它具有良好的密封性能，能够防
止粉尘污染和防止粉尘爆炸，与其它垂直输送设备比较，功率消耗小是气
力输送的1／3。
斗式提升机是通过紧固在牵引构件(胶带、链条)上的许多料斗，并环
绕在提升机上部头轮和下部尾轮之间，构成了闭合轮廓；驱动装置与头轮
轴相连是斗式提升机的动力部分，可以使头轮轴转动，张紧装置一般和下
部尾轮相连，使牵引构件获得必要的初张力，以维持牵引构件正常运转。
物料从斗式提升机下部机壳的进料口进入，通道流入式或掏取式装入料斗
后，提升到头部，在头部沿出料口卸出，实现垂直方向输送物料的目的。
斗式提升机的料斗、牵引构件、头轮和尾轮等安装在全封闭的机壳之内。
斗式提升机在下部装料，在头部卸料。由于被输送的物料特性差异很
大，所以装料和卸料的方式也就不同，根据物料特性，正确选择装料和卸料方式，对 其工作情况和生产率影响很大。对装料和卸料的要求是：装料
均匀，块状物料直接流入料斗；卸料时物料能正确地进入卸料槽，不返料：
物料抛卸中不冲击头部罩壳，采用问隔布置料斗的高速斗式提升机，物料
抛卸过程中不碰撞到前面的料斗上148I。
1.3提升机的应用
1.3.1 粮食提升机
通过前期国家粮库的建设,粮食仓储企业的粮食储运状况得到很大的提升,立筒 库和浅圆仓的粮食装仓和出仓实现了机械化生产,生产作业效率得到较大提高。其输 送的物料对象为粮食,尤其是烘干后的玉米,有易碎的特点,而在用的输送设备却都是 以普通物料为输送对象。如目前在粮库普遍使用的斗式提升机、刮板输送机在结构上 并没有因以粮食为输送对象而采用特殊的结构和选用合适的相关技术参数。 粮库在使 用这些输送设备对烘后玉米进行进出仓作业的过程中,造成较大的玉米破碎率,提升 机一般为2. 7% ～4. 0% ,刮板输送机在3. 0%以上,甚至更高。由于提升机是粮库输 送作业的重要设备,其造成的玉米破碎经济损失巨大。 特别是在今后一个阶段,国家将 推行散粮运输,同时随着中国加入WTO和日益提高的物质生活水平,粮食的破碎问题对 粮库而言日显其重要性。由于粮食作为一种特殊的输送对象,国家对相关粮食品种的 破碎有专门的要求。尤其是烘后的玉米(含水率14. 5% ) ,具有易碎的特性,在受到外 力的作用下,破碎率大的问题比较明显。 因此,设计专门为易碎粮食提供服务的提升机 十分必要。 在参数和结构方面进行优化改进,通过合理降低畚斗带速度,选配相应的头
底轮的直径和符合抛料轨迹的机头罩壳以及配套的畚斗型式和规格,并保证机座定向 定距、底部微少积料,可以使提升机的破碎率得到较大幅度的降低。通过生产实际的 考核, 100 t/h输送量的提升机破碎率不超过1. 3%。如果将进粮速度控制在合理的范 围之内,粮食专用提升机的破碎率会进一步的降低。粮食专用提升机是从粮食产后的 生产实际中提出来的,并在生产实际中得到了应用,取得良好的效果,可以广泛应用于 对破碎有要求的工作环境,如米厂、港口、粮食仓储企业。
1.4 提升机的发展
1.4.1 提升机结构从机电分体到机电一体的沿革
德国人哈德摩托·阿诺尔德( HartmutArnold) ,于1956 年7 月第一个提出矿山提升 机机电一体结构原理,1960 年11 月获得专利,专利号1095485 。顾名思义,机电一体 是指提
升机滚筒和电机成为一体,是区别于机电分体即滚筒和传动装置分体安装而言的。现 结合我国矿山提升机构的沿革,来看从机电分体到机电一体的演变过程。20 年前,当 机电一体提升机在德国鲁姆贝克矿井和雷敦矿井相继取得成功以后,德国因矿业凋敝, 没有出现第3 台机电一体提升机。5年前,当我国准备进口第1 台机电一体提升机时, 有人预言,这是提升机结构的发展方向,虽然当时的结构还不算成熟,也应当引进1 、 2 台作为借鉴,才不会落后世界潮流太远。接着就引进了3 台。大雁提升机结构已有重 大改进,陈四楼提升机则得到进一步完善,逐步实现了标准化。再过二三年,也就是大 约用了十年时间,当引进的提升机调试和投产运行取得成功后,就可以说基本完成了 这项新技术的开发阶段,标志着这项技术已经成熟。用机电一体结构逐步代替传统结 构的总趋势已不可逆转。 而南非的3 台大型提升机以及澳大利亚和我国准备引进的项 目,都实际上已经是这项技术的应用成果了。我国是世界上矿业大国,有较大的
提升机市场,如果以后再要进口,机电一体提升机就自然会成为首选方案,因为这对用 户有利。 我国也需要自己开发这项新技术,而这些引进项目的成功,必然会起到重要的 促进和借鉴作用。
矿井提升机全自动化控制的实现，给矿井提升机的技术进步带来无限的生机，使得矿 井提升系统向着多功能化、数字化、网络化和机电一体化的方向发展，极大的提高了 系统的安全可靠性、运行效率以及控制的精确性，实现了无人值守。它的实现与当今 世界对传统机械进行数字化、自动化、网络化改造的潮流和时代的脉搏是相吻合的， 对发展电力拖动学科与技术、推动现代科学技术在矿山的应用产生了一定的影响，为 矿山企业走新型工业化道路提供了借鉴之路，开创了我国矿井提升新局面，值得进一 步推广应用。
2 总体方案确定
2.1 总体设计要求
1.生产率为4～5t/h
2.对环境污染小，符合环保要求
3.整体布置美观，紧凑，操作维修方便
4.设备造价低，有较好的技术经济性能
2.2 总体设计
2.2.1 工作原理
该提升机是一种作循环、间歇运动的机械。一个工作循环包括：取物装置 从取物地把物品提起，然后水平移动到指定地点降下物品，接着进行反向运动， 使取物装置返回原位，以便进行下一次循环。
由电动机通过钢丝绳的拉引，在固定轨道上进行上下的运动从而达到提升的作 用。
2.2.2 总体尺寸综合
确定设备外形尺寸： 7500×3500×6300。 在这个基础上来定其它各个部件的尺寸。 考虑到料斗对导轨的作用，导轨选槽钢126×53×5.5，长度初步选为10m，导轨与地 面角度定为 60 度。因为还有计量包装系统，所以料斗仓放在水平地面以下，料斗仓 支座离地面高度为1520mm。 第一、 二根支架间定为1.2m第二、 三根支架间定为0.7m。 料斗仓离左边立柱处定为 3810mm。机架由于受到滚筒的压力作用并考虑支撑滚筒的 尺寸，机架的尺寸定为 4450×3500，机架选槽钢 126×53×5.5。立柱选槽钢 140× 58×6，并由两根槽钢140×58×6焊接在一起而成。左右立柱间相距2900mm。
2.3 总体图
滑道式提升机设计图如下：
1．提升斗 2.提升导轨 3.提升机构 4.楼梯 5.搅拌滚筒
6.机架
7.成品仓
8.控制柜
图2.1 总体装配图
3 提升系统的设计计算
3.1 料斗仓重量计算
3.1.1主要参数的确定
通常料斗是在无动力情况下依靠物料白重进行工作的， 其工况主要取决于物料的 物理特性和料斗的几何形状， 这里料斗的工况主要是指物料从捧料口卸出时的流动状 况。最为常见的流动状况有两种，一是所谓的“垂直柱流动 ，排料孔上方的物料作 垂直运动，靠近斗壁的物料静止不动或缓慢流动，物料上表面的中心部位下陷形成漏 斗状；二是所谓。整体流动 ，当物料从捧料孔卸出，斗内所有物料都同时向下运动，
如同液体整体下泄。为使料斗最有效地发挥作用，整体流动是一般料斗设计所追求的 理想流态 由于影响料斗内锈料流动的因素很多，诸如物料的粒度、湿度、粘度和硬 度等物理特性，料斗的材料特性以及料斗的几何形状等，描述物料流态的运动方程很 复杂，但对于特定的物料和斗壁材料，物料的流态取决于料斗的形状，即斗壁倾角、 斗窖及上下斗口尺寸等。
主要因素，当α ≥β ( β为物料与斗壁的静摩擦角)，就会产生整体流动，当 α=β时，α即为临界倾角，在实际设计中倾角a通常按经验公式选取，α= β+(5。～ 10。)，对于接卸肥料的料斗一般最小倾角可取40°。
根据料斗仓设计尺寸计算的重量， 已知料斗仓厚度为4mm， 材料为不锈钢。 由 《机
械设计手册》上查得不锈钢的密度为7.9g/ 3 cm 。具体尺寸如下：
图3.1料斗一侧面设计尺寸
图3.2料斗另一侧面设计尺寸
由设计尺寸计算料斗外表面积S1
4 2
1 70.724.120.3410 S cm =′′=′ 4 2
2 48.43120.310 S cm
=′′=′ 4 2
3 (14070.7)6022 1.26410 S cm =+′?′=′
4 2
4 (11048.4)53.3220.84410 S cm =+′?′=′ 4 2
5 1402020.5610 S cm =′′=′ 4 2
6 1102020.4410 S cm
=′′=′
料斗底面面积： 4 2
7 70.748.40.3410 S cm
=′=′ 可得料斗仓面积大概为：
4
1234567
4
2
(0.340.3 1.2640.8440.560.440.34)10 4.08810 S S S S S S S S cm
=++++++ =++++++′ =′ 得料斗不加其它零件时的重量为:
1 3
421 3
4107.9/ 4.088104107.9/ 0.13
G S cm g cm
cm cm g cm t - - =′′′ =′′′′ = 考虑诸如滚轮等零件的重量，所以将料斗的总重量设为0.5t。
3.2 提升钢丝绳的确定
3.2.1 种类
提升钢丝绳是由一定数量的细钢丝捻成股，再由若干个股围绕绳芯捻成绳。矿用钢丝 绳的钢丝为优质碳素结构钢，直径为0．4"---4毫米，更细的钢丝易于磨损和腐蚀， 直径超过4毫米的钢丝在生产中难以保证理想的抗拉强度和疲劳性能。通常矿井提升 用钢丝绳选用155"-'170公斤／毫米z为宜。为了增加钢丝绳的抗腐蚀能力，钢丝表面 可以镀锌加以保护。钢丝韧性号可分为特号、I号、K号。升降人员用绳必须采用特号 钢丝绳，提煤的主提升钢丝绳可用特号或I号钢丝绳。钢丝绳的结构，指的是钢丝绳 股的数目、捻向、捻距以及绳股内的钢丝数日、直径大小及排列方式等综合参数。这 些参数都直接影响着钢丝绳的性能和使用寿命。钢丝绳可分为单捻、复捻和三次捻。 单捻钢丝绳，就是把钢丝捻转一次而形成的钢丝束。复捻是先把钢丝围绕成钢丝芯， 再捻成绳股。三次捻钢丝绳是先把钢丝捻成绳股，然后把绳股捻成细小钢丝，最后把 钢丝捻成细小钢丝绳。
钢丝绳在绳股中或绳股在钢丝绳中有捻转方向的区别，有左向捻和右向捻转。钢丝绳 在绳股中和绳股在钢丝绳中按同一方向捻转称为顺捻或平行捻转； 按相对方向捻转称 此钢丝绳是交叉捻转的。
顺捻钢丝绳与交叉钢丝绳各有优缺点：顺捻钢丝绳扰向性大，具有较大的支撑表 面。但是易扭转，在任何情况下都不能把钢丝绳放下。交叉钢丝绳几乎不发生扭转。 摩擦轮主动轮的衬多为木质，它对不平行的钢丝绳轴线的钢丝绳摩擦系数较大，因为 钢丝绳轻微地压入轮衬。理论上用顺捻钢丝绳比交叉捻钢丝绳好，但是由于其有扭转 倾向致使悬挂困难所以一般采用交叉捻钢丝绳。钢丝绳在绳股上的区别可以分为：圆 形股钢丝绳、扁平股钢丝绳、封闭结构钢丝绳 3.2.2实效原因
钢丝绳的好坏直接影响提升设备的功能和安全性能。研究其时效原因不仅有利于
提高钢丝绳的寿命，而且可以为换绳工艺提供指导。根据有关人员的研究，钢丝绳失 效原因重要有以下几个 ‘
(1)钢丝绳锈蚀
提丹钢丝绳使用的环境比较恶劣，时常受到井筒硫酸水的腐蚀，使其表层剥离，产生 黑皮麻坑形成沟纹。含有酸性或碱性的淋水和气流，不仅会冲刷掉钢丝绳表面和内部 的油脂，而且还会使钢丝锈蚀、绳芯腐烂、股与股及钢丝与钢丝间磨损挤压，钢丝强 度和韧性损失加剧。
(2)钢丝绳磨损
钢丝绳在运行过程中其外周与绳道、底板、挡绳器等物体表面接触而引起的磨损， 而摩擦式提升机由于自身的传动特点更容易磨损。磨损使钢丝绳截面减少，外周表面 钢丝磨平，破断载荷随之降低，当钢丝绳外径的磨损低于《煤矿安全规程》规定就应 停止使用，更换新绳。
(3)钢丝绳弯曲、打结造成失效
钢丝绳容易出现弯曲、打结、扭转、窝鼻等现象，如不及时处理就会磨损、损伤钢丝 绳。如在车场挂、摘勾处余绳太多，易使钢丝绳盘圈，若不及时处理，此时就会产生 弯曲或扭转。在运行中，弯曲凸出部位磨损速度快，极易出现断丝且发展迅速直至钢 丝绳报废。
(4)钢丝绳冲击力过大造成失效
提升钢丝绳受力因素很多，既有提升系统内部的因素，也有外部因素对其产生冲击力 的影响。①运行过程中，加、减速度过大易产生惯性力，当惯性力过大时将对钢丝绳 产生直接的冲击甚至发生穿眼、棚罐现象。②重物运输时如制动力过大，下放会使钢 丝绳受到较大的冲击力：制动力过大上提时会产生松绳，在重物作用下加速下滑，使 钢丝绳突然拉紧受到冲击。③双滚筒提升时，井下扳道工误操作，造成同勾现象而使 提升容器相互碰撞产生冲击。④道床失修造成提升容器掉道、卡罐现象使钢丝绳产生 冲击。
3.2.3 钢丝绳的计算
1、钢丝绳的受力分析：
F拉 = G * Sin60°+ Ff
Ff = μ FN
FN = G * Cos60°
查阅相关资料，得到钢与钢之间的滚动摩擦系数为0.03~0.09。
行进中的料斗只需克服滚动摩擦力即可，为此取滚动系数为0.05，代入上式公式计 算的出料斗与导轨之间的摩擦力：
Ff = 0.05 * 500 * 1000 * 9.8 * 0.5 = 122500 N
则易得出钢丝绳所需提供的拉力：
F拉 = Ff + 500 * 1000 * 9.8 * 0.866 = 4365900 N
钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用，要满足承载能力和寿命要求。
1．钢丝绳承载能力的计算
钢丝绳承载能力的计算有两种方法，可根据具体情况选择其中一种。
（1）公式法： S ≤ 10 * d 2 * c *ω / n
式中:d--钢丝绳最小直径，mm；
S--钢丝绳最大工作静拉力；
c--选择系数，mm/ ；
n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定；
k--钢丝绳捻制折减系数；
ω--钢丝绳充满系数；
--钢丝的公称抗拉强度，N/mm2。
机构工作级别 M1，M2，M3M4 M5 M6 M7 M8
安全系数（n） 4 4.5 5 6 7 9
表3－1 工作机构用钢丝绳的安全系数
用途 支承动臂 起重机械自身安装 缆风绳 吊挂和捆绑
安全系数（n） 4 2.5 3.5 6
表3－2 其他用途钢丝绳的安全系数
注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级别的安全系
数
选用方法一进行计算：
F拉 ≤ 10 * d 2 * c *ω / n
查表： 取安全系数 n =2.5 代入公式计算
得： d ≥n/
F c
拉
ω ≥10 mm
选用公称直径为 14mm 的钢丝绳即可满足安全方面的要求
公称直径 近似重量 公称抗拉强度
Kg/100m 1570 1670 1770
mm In 纤维芯
FC 钢芯
IWR
纤维芯
FC
钢芯
IWR
纤维芯
FC
钢芯
IWR
纤维芯
FC
钢芯
IWR
6 1/4 12.5 13.
7 17.3 18.7 18.4 19.9 19.5 21.1
7 9/32 17.0 18.7 23.6 25.5 25.1 27.1 26.6 28.7
8 5/16 22.1 24.4 30.8 33.3 32.8 35.4 34.7 37.6
9 3/8 28.0 30.9 39.0 42.2 41.5 44.9 44.0 47.5
10 13/32 34.6 38.1 48.1 52.1 51.2 55.4 54.3 58.7
11 7/16 41.9 46.1 58.3 63.0 62.0 67.0 65.7 71.1
12 1/2 49.8 54.9 69.4 75.0 73.8 79.8 78.2 84.6
13 1/2 58.5 64.4 81.4 88.0 86.6 93.7 91.8 99.3
14 9/16 67.8 74.7 94.4 102.0 100.0 108.0 106.0 115.0 16 5/8 88.6 97.5 123.0 133.0 131.0 141.0 139.0 150.0 18 11/16 112.0 123.0 156.0 168.0 166.0 179.0 176.0 190.0 20 13/16 138.0 152.0 192.0 208.0 205.0 221.0 217.0 235.0 22 7/8 167.0 184.0 233.0 252.0 248.0 268.0 263.0 284.0 24 15/16 199.0 219.0 277.0 300.0 295.0 319.0 312.0 338.0 26 1 234.0 258.0 325.0 352.0 346.0 374.0 367.0 397.0 28 1-1/8 271.0 299.0 377.0 408.0 401.0 434.0 426.0 460.0 30 1-3/16 311.0 343.0 433.0 469.0 461.0 498.0 489.0 528.0 32 1-1/14 354.0 390.0 493.0 533.0 524.0 567.0.0 556.0 601.0 34 -- 400.0 440.0 557.0 602.0 592.0 640.0 628.0 679.0 36 -- 448.0 494.0 624.0 675.0 664.0 718.0 704.0 761.0 38 1-1/2 500.0 550.0 695.0 752.0 740.0 800.0 784.0 848.0 40 1-19/32 554.0 610.0 771.0 833.0 820.0 887.0 869.0 840.0
表 3－3 钢丝绳抗拉强度
2、钢丝绳的寿命
钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减小而降低的， 所以，必须对影响其寿命的钢丝绳卷绕直径（即按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷 绕直径）作出限制，不得低于设计规范规定的值，即：
D0min ≥ h d
式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径， mm；
d--钢丝绳直径， mm；
h--滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径的比值。
机构工作级别 M1,M2,M3 M4 M5 M6 M7 M8
卷筒h1 14 16 18 20 22.4 25
滑轮h2 16 18 20 22.4 25 28
表3－4滑轮或卷筒的 h值
注:l 采用不旋转钢丝绳时，应按机构工作级别取高一档的数值。
2 对于流动式起重机，可不考虑工作级别，取h1＝16，h2=18。
3.3 提升系统电动机选择
电动机是已经系列化的标准产品。在机械设计中，主要根据所需电动机的输出功 率，工作条件及经济性要求，从产品目录中选择其类型、结构型式、容量（功率）和 转速、并确定型号。
3.3.1 选择电动机类型和结构型式
减速机选摆线针轮减速机。三相异步交流电动机由于结构简单，制造、使用和维 修方便，价格便宜，所以在工业中得到广泛的使用。Y系列笼型三相异步交流电动机 具有效率高、启动转矩大、价格低，维护方便等优点。适用于不易爆，不易燃、无腐 蚀性气体的一般场所和无特殊要求的机械上，例如：机床、泵、风机、运输机械、食 品机械、农业机械等。也适用于对起动转矩要求较高的机械，如压缩机等，对于经常 启动，制动和反转的场合，要求电动机的转动惯量小及过载能力大，应选用冶金及其 起重用的YZ（笼型）或YZR（绕线型）系列。在我们设计的驱动电机选用YEJ系列。
YEJ系列（IP44）电磁制动三相异步电动机是 Y系列（IP44）三相异步电动机的 风扇与端盖之间附加一个直流电磁制动器派生产品。IP.国际外壳防护标志代号，为 International Preventing 的简写字母。IP44 代表封闭式，防护大于 1mm 的固体且 防溅。该系列电机适用于建筑、食品、印刷、橡胶、化工、包装、木工、锻压及冶金 等要求快速、准确停车的各种机械设备中。
该系列电机高效节能、噪音低、安装尺寸和功率等级完全符合 IEC 标准和
DIN42673标准。采用 B 级绝缘，外壳防护等级为IP44，冷却方式为IC0141，额定电 压和频率分别为380V、50HZ、工作制为连续工作制S1。
该系列电机应用在下列条件下使用：
1、海拔不超过 1000 米；环境空气最高温度随季节变化，但不超过 40 度最低温 度为-15度。若在海拔1000米或者40度以上条件下使用，应按GB755的规定。
2、环境湿度最湿月月平均最高相对湿度为 90%，同时该月月平均最低温度不高 于25度
3.3.2 选择电动机的容量
选择电动机的容量就是合理确定电动机的额定功率。电动机功率选择合理与否， 对其工作和经济型都有影响。电动机功率小于工作要求时，则不能保证工作机正常工 作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；电动机功率过大，电动机容量不能充 分利用，效率和功率因素都较低，造成浪费。所以，对于载荷不变或变化不大，且在 常温下长期连续运转的电动机，只需使电动机负载不超过其额定值，电动机便不会过 热，因此，选择电动机就是根据电动机的额定功率 de P 稍大于（或等于）所需电动机 功率 d P 来选择电动机。
电动机工作时所需的功率 d P 按下式计算：
h
w d
P P = （KW） （3-1）
式中： w P —滑轮工作所需的功率，（KW）；h —电动机的工作效率，h =0.85工作机 所需的功率 w P 一般根据工作机的生产阻力和运动参数计算：
1000
V F P w · = （KW） （3-2）
式中：F—滑轮的工作阻力，（N）；V—滑轮的速度，（m/s）； 于是需要求出F 和V.先求出F.
当料斗沿导轨开始提升后，对导轨进行受力分析如下图所示；
图3.1料斗提升受力分析
由〈〈机械设计手册〉〉中可以查得，在料斗提升时料斗与导轨的摩擦系数为μ =0.1，摩擦力f= μ ° 60 cos G =0.05G 由力的平衡条件得F= f
G + ° 60 sin =（
G ) 05 . 0 2
3
+ =0.916G= 4 10 0 . 1 916 . 0 ′ ′ N
= 4 10 916 . 0 ′ N
由〈〈现浇混凝土建筑结构施工手册〉〉可以查得，在机械工程中，材料的提升 速度最小为0.12m/s，最大为0.6m/s，此处设计时，为了安全和可靠系数比较高，选 v=0.3m/s。
将F= N 4 10 916 . 0 ′ 和v=0.3m/s 代入式（3-2）得：
KW s m N V F P W 75 . 2 1000
/ 3 . 0 10 916 . 0 1000 4
= · ′ = · = 再将 KW P W 75 . 2
= ，η=0.85代入式（3-1）中得到 = =
= 85
. 0 75
. 2 /h w d P P 3.23KW 引参考文献〈〈机械设计指导〉〉，考虑到上列计算公式与实际工作时的工况差异 颇大，为了安全和整个系统的稳定性和可靠性，通常取功率裕度系数为1～3,此处取 1.6，于是计算电动机功率： kw kw P P d gr 17 . 5 23 . 3 6 . 1
2 = ′ = = 由于载荷平稳，电动机额定功率 de P 应略大于 gr P 即可。所以初步选定5.5KW 的电 动机。
3.3.3 选择电动机的型号
3.3.3.1 选择减速电动机的型号
因为和滑轮连接的减速电机给滑轮提供动力， 所以滑轮的速度也是这个减速电动 机的速度。则电机转速为
D v
n w p
1000 60′ =
（设滚筒直径为200mm）
=
200
3 . 0 1000 60 ′ ′ ′ p =28.7r/min
由此确定选用输出转速为 35r/min 的减速电动机。再由 5.5KW 的功率，同步转速选
1500r/min，所以传动比i= 35
1500
=43。
由这些条件，最后确定选用摆线针轮减速机XWD5.5-6-43.t 它的公称许用转矩为
m
N M g · = 2200 引参考文献[4]电机工作时，它的实际输出转矩
Ms= h nk
Ni ′
9550 （ m N · ）=9550 9 . 0 2
. 1 1500 43
5 . 5 · ′ ′ ′ =1129N m
· 因为Ms< g M =2200 m N · ，合格可选。 式中 N—输入功率,KW；
n—输入轴转速，r/min；
K—工况系数，由《机械设计手册》查的连续工作时K=1.2； i—传动比；
η—机械效率，单级时η=0.9；
摆线针轮减速电动机，按传动系数分为单级和多级传动类型，该处选用单级。按结 构型式可分为卧式、立式，此处选卧式。
1.适用范围 传动比：
单级 11≤i≤87 两级
121≤i≤ 5133
功率： 0.4≤P40KW
输出扭矩： 147≤ 2 T ≤19620 m N · 输入转速： n≤1500r/min
2.代号
由参考文献[4]行星摆线针轮减速器代号包括型号和规格两部分。 型号用汉语字 母拼音表示， X—行星摆线针轮减速器，W—卧式，D—带电动机。规格包括功率、 机型号和传动比三项内容，均以实际数字表示。 3.3.3.2 选择驱动电动机的型号
由功率 5.5KW，同步转速 1500r/min，引参考文献[3]，可知驱动电动机选
YJE132S-4型制动三相异步电动机。实际转速 1440r/min。
4 提升系统的校核
4.1 导轨校核 4.1.1 导轨强度校核
图4.1导轨与水平面夹角示意图
由已知条件可以求出导轨与水平面所成夹角q 。
tan q = 1.52
1.75
0.808
= q =60.5°? 60°
由q =60°角可以计算出导轨从运行到卸料时的长度（设为 C），而已知所列直角 三角形的一条边的长度为6.1m。画出支持导轨的三个支架，并计算出1、2两支架间 的长度以校核导轨的最大弯曲正应力。所计算的三角形如下：
图4.2导轨支架示意图
由上图可得： 6.1 sin 60 C °=
， 6.1
7.04 sin 60 C m == °
这样证明了导轨长度选9m 是可以的 1 1.2
2.4 cos 60 C m
=
= °
所以导轨的长度最终确定为9m， 1 C 为2.4m。 导轨（1、2间）受力简化如下图：
图4.3导轨（1、2）间受力简化图 如图所示，列出静力平衡方程：
0 0
M =
?
由此得：0
Rab PXC OS q
-=
从而求出支反力：
cos
x
Ra p
b
q =
再把P、Ra、P-Ra这三个力在导轨的水平方向和竖直方向进行分解。
图4.4导轨受力分解图
在三力分解后， 因为导轨水平方向受力所引起的强度变化和导轨和竖直方向引起的强 度变化比起来，它可以忽略不计。所以在水平方向上无需对导轨进行强度校核，只要 在竖直方向上对导轨校核就可以。
于是进一步简化为下图：
图4.5导轨受水平力简化图
然后作出导轨的弯矩图如下图所示：
图4.6导轨受力弯矩图
在图4.6所示变形情况下，即截面m-m 上的弯矩变形凸向下时，截面m-m 上的弯矩规 定为正：反之为负。
图4.7弯矩变形图
所以弯矩： 1 1 cos cos ()() x M Ra C X P
C X b
q
q =-=·- ( ) 2
1 cos () P C X X b
q =·- 设 2
2
2 1 1
1 1 ()()24
c c y C X X X XC X =-=-+=--+
若要使得y 取最大值，则 1 2 c X = ，这样 2
1
max 4
c y =
为最大值。 所以在料斗（已经装了 BB 肥时）沿导轨运行到正中间时，料斗对导轨的弯曲应力最 大。
则 1 1 max 1 422
c c M P
b =·· （P=1t= 4 1.010 N ′ ）
= 2 1 16 pc b
（b=1.2m） 4 2
4 1.010 2.4 0.5310 16 1.2
Pa
′′ ==′ ′ 在该材料的强度时，限定最大正应力不得超过许用应力，于是强度条件为：
[ ]
max max M
s s w
=￡ 而由已知条件得 4
max max 0.410 M s w w
′ == （1）
由参考文献[2]可以查得，在热扎普通槽钢126×53×5.5中，W=62.1 3
cm ，将W 代入
上面的公式（1）得：
4
max max 6 3
0.5310 85.4 62.110 M KN m MPa m
s w - ′· === ′ 引参考文献[6]可以查得，[s ]=345～420MPa 因为 max s <[s ]，导轨的强度足够。 4.1.2 导轨刚度校核
仍然以1、2间导轨长 1 C 设为l 来进行刚度校核。如下图所示：
图3.10导轨受力图
求出两端支座的支反力为：
1
A p b R l =
, 1 B p a R l
= 分段列出弯矩方程
AC 段： 1 1
1 X l
b P M =
(0 a X ￡ ￡ 1 )
CB 段
) ( 2 1 2 1
2 a X P X l
b P M - - =
（ l X a ￡ ￡ 2 ）
电梯控制电路设计
- 电子技术课程设计 成绩评定表 设计课题：电梯控制电路设计 学院名称： 专业班级： 学生： 学号： 指导教师： 设计地点：31-225 设计时间：2014-7-7～2014-7-14
电子技术 课程设计 课程设计名称：电梯控制电路设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点： 课程设计时间：2014-7-7～2014-7-14 电子技术课程设计任务书
目录
一．课程设计目的 (5) 二.课程设计的容及要求 (5) 2.1课程设计容 (5) 2.2课程设计要求 (5) 三.正文部分 (7) 3.1按键控制模块................................................................................................... (7) 3.1.1目标楼层号按钮编码电路................................................. (7) 3.1.2比较制动电 路........................................................................................... (10) 3.1.3与逻辑起动控 制........................................................................................... .. .11 3.2数码管显示模块 (12) 3.2.1显示译码器组成电路如下 (12) 3.2.2 CD4510（可逆计数器）组成电路 (16) 3.3脉冲发生器模块 (17) 3.3.1、0.2S脉冲发生器 (17) 3.3.2、6S脉冲发生器 (18) 3.4、LED滚动显示模块 (19)
车床控制电路设计
课程设计报告 课程名称电气控制技术 系别：机电工程技术系 专业班级：自动化1101 学号： 1109101035 姓名：乔志文 课程题目：CA6140车床控制电路的分析与设计完成日期： 2014.6.23 指导老师：李俊华 2014年 6 月23日
课程设计目的 电气制线路图的设计方法和AUTOCAD绘图规则。了解主电路和控制电路接触器继电器硬件电路的经验设计方法和接线方法。熟悉西门子 S7-200PLC的工作原理，并设计出I/O点的外部接线和定义其相关变量，并进行梯形图和指令表的编制，最后通过硬接线调试其工作状态。 课程设计要求1、主电动机M1正反转运行并进行星型-三角型降压启动。 2、不采取制动。 3、主电动机M1启动后冷却泵M2才能启动，实现顺序控制。 4、电动机M3快速启动。 5、控制系统采用 S7-200PLC 来实现。 6、用 AUTOCAD 绘制电气原理图和 PLC 端子接线图。 7、采用梯形图和指令表进行程序编制。 8、硬件调试。 课程设计内容1、根据控制要求，对CA6140车床电气控制线路图的硬件设计并用AUTOCAD 绘制其主电路和控制线路硬接线。 2、据控制系统要求和I/O点的选型，编制PLC程序并进行硬件调试。 3、对系统的设计过程进行详细说明。
课程设计简要操作步骤1、收集资料，充分了解控制系统要求，明确设计任务。 2、电气线路图总体设计。根据设计要求设计出主电路和控制线路。 3、选择电器元器件，确定电器元器件明细表。用 AUTOCAD 画出电气原理图，并作简要分析。 4、软件设计。根据控制要求确定 I/O 分配表，编制梯形图和对应指令表程序。 5、系统硬件调试。 6、整理编写课程设计说明书。 课 程 设 计 心 得 体 会 心得体会组员自己完成课 程设计评语及成绩评 语 成 绩 指导教师 （签名） 2014年6月日
电气控制电路设计例题
电气控制电路设计例题 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
电气控制设计例题 1．一运料小车由一台笼型异步电动机拖动,要求：（1）小车运料到位自动停车；（2）延时一定时间后自动返回；（3）回到原位自动停车。试画出控制电路。并说明工作原理。 工作原理：QS+ — SB2 — KM1+ —M转动，到位压下SQ1 —M停转，KT+ —延时到—KM2+ — M反转—到位压下SQ2，M停。 2．设计一个电气控制线路，要求第一台电机起动后，第二台电机才能起动；第二台电机停止后，第一台电机才能停止。 3．设计一电气控制线路，要求第一台电动机起动10s后，第二台电动机自行起动，运行5s后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机起动。再运行15s，第一台电机停止。 4．画出一种实现电动机点动控制及连续运转控制的控制线路。 5．设计一电气控制线路。有一台三级皮带运输机，分别由M1、M2、M3三台电动机拖动。其动作要求如下： 1）起动时要求按M1M2M3顺序起动。 2）停车时要求按M3M2M1顺序停车。 3）上述动作要求有一定时间间隔。 6．为两台异步电动机设计一个控制线路，其要求如下： 1）两台电动机互不影响地独立操作。 2）能同时控制两台电动机的起动和停止。 3）当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。 7、某水泵由一台三相笼型异步电动机拖动，按下列要求设计电气控制电路： 1）采用Y-Δ减压起动； 2）三处控制电动机的起动和停止； 3）要有必要的保护环节。 8、试画出异步电动机既能正转连续运行，又能正、反转点动的控制线路。
直流电机驱动电路设计
直流电机驱动电路设计 一、直流电机驱动电路的设计目标 在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑一下几点： 1. 功能：电机是单向还是双向转动？需不需要调速？对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极管或场效应管或继电 器直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。 如果不需要调速，只要使用继电器即可；但如果需要调速，可以使用三极管，场效应管等开关元件实现PWM（脉冲宽度调制）调速。 2. 性能：对于PWM调速的电机驱动电路，主要有以下性能指标。 1）输出电流和电压范围，它决定着电路能驱动多大功率的电机。 2）效率，高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通（H桥或推挽电路可能出现的一个问题，即两个功率器件同时导通使电源短路）入手。 3）对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。 4）对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染；大的电流可能导致地线电位浮动。 5）可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到，无论加上何种控制信号，何种无源负载，电路都是安全的。 二、三极管-电阻作栅极驱动
1．输入与电平转换部分： 输入信号线由DATA引入，1脚是地线，其余是信号线。注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。当驱动板与单片机分别供电时，这个电阻可以提供信号电流回流的通路。当驱动板与单片机共用一组电源时，这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。或者说，相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开，实现“一点接地”。 高速运放KF347（也可以用TL084）的作用是比较器，把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2.7V基准电压比较，转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。KF347的输入电压范围不能接近负电源电压，否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管。输入端的两个电阻一个用来限流，一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。 不能用LM339或其他任何开路输出的比较器代替运放，因为开路输出的高电平状态输出阻抗在1千欧以上，压降较大，后面一级的三极管将无法截止。 2．栅极驱动部分： 后面三极管和电阻，稳压管组成的电路进一步放大信号，驱动场效应管的栅极并利用场效应管本身的栅极电容（大约 1000pF）进行延时，防止H桥上下两臂的场效应管同时导通（“共态导通”）造成电源短路。 当运放输出端为低电平（约为1V至2V,不能完全达到零）时，下面的三极管截止，场效应管导通。上面的三极管导通，场效应管截止,输出为高电平。当运放输出端为高电平（约为VCC-(1V至2V),不能完全达到VCC）时，下面的三极管导通，场效
单片机课程设计之电梯控制系统
微控综合系统课程设计报告 专 班 姓 学 2016 年 12 月 23 日
摘要 本文介绍了一种采用STC15F2K60S2芯片进行电梯控制系统的设计方法，主要阐述如何使用单片机进行编程来实现电子设计的方法，利用单片机编程实现功能，简洁而又多变的设计方法，缩短了研发周期，同时使电梯控制系统体积更小功能更强大。硬件部分主要由单片机的最小模块、电梯内外按钮控制模块、数码管显示楼层模块、发光二极管显示目的楼层模块、报警显示模块组成。软件部分使用kiel软件进行C语言程序编写，用proteus软件进行仿真调试。本设计具有电梯控制系统所需的一些基本功能，能通过方向按键选择方向，能通过数字按键选择楼层，数码管显示实时楼层数，电动机控制部分采用直流电机及H桥驱动电路,使电梯箱能上下运动。硬件设计简单可靠，结合软件，基本实现了五层电梯运行的模拟仿真。 关键词：STC15F2K60S2芯片；电梯控制系统；C语言 Abstract This paper describes the use of a STC15F2K60S2 chip for elevator control system design methods, mainly elaborates how to use microcontroller programming method to realize electronic design, realize the function of the use of single-chip programming, concise and changing the design method shortens the development cycle, at the same time the elevator control system smaller and more powerful. The hardware part is composed of the smallest module of the microcontroller, the internal and external button control module, the digital control display module, the light emitting diode display module and the alarm module. The software part uses the Kiel software to carry on the C language programming, uses the Proteus Software to carry on the simulation debugging. Some of the basic functions of the design of the elevator control system required, canchoose direction key direction through the number keys to select the floor, real-time digital display of the number of floors, the motor control part adopts DC motor and H bridge driving circuit, the elevator box can move up and down. The hardware design is simple and reliable, combined with the software, the basic realization of the five elevator operation simulation. Key words: STC15F2K60S2 chip; elevator control system; C language. 1.引言 随着现代高科技的发展，住房和办公用楼都已经逐渐向高层发展。电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。因此电梯在我们的生活中起着举足轻重的作用。电梯已不仅是一种生产环节中的重要设备,更是一种人们频繁乘用的交通运输设备。由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。采用这种控制线路,存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术发展来看,这种系统将逐渐被
柴油发电机组控制系统工作原理
柴油发电机组控系统工作原理 LIXISE 作者： 作者：LIXISE 柴油发电机组控制系统工作原理和算法是相当的复杂，每个电路的设计都有其特定的算法来予以实现。柴油发电机组的控制器系统犹如发电机组的心脏，智能控制系统的使用大大提高了柴油发电机组的运行，保障了柴油发电机组的稳定工作，那么控制系统是通过何种原理和算法来实现呢？柴油发电机组的控制部分，数字式励磁控制器较传统的模拟电路励磁控制器具有精度高，反应快，控制算法适应性强，对于不同特性的电机只要通过调整程序参数就能适应，甚至可以实现更高端的自适应智能控制算法等优点。 一、数字励磁控制器软件实现与算法研究 主要是对数字式励磁控制器的软件和所采用的控制算法进行论述。首先对数字励磁控制器的主程序进行设计，然后对电量参数采集算法和智能励磁控制算法进行研究，并在ＣＰＵ上进行实现。为了实现精确的数字励磁控制，需要得到实时、精确的电量数据，而要获得实时、精确的电量数据，则需要采用交
流采样方法，并推导出交流采样下各个电量的计算公式，最终编写计算出电量数据的算法程序。交流采样是按一定的规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按照一定的数学算法求出被测电量参数的测量方法。下面给出交流电压，交流电流，有功功率，无功功率，功率因素的各种算法中的离散公式。 二、数字式励磁控制器总体设计方案 工作电源：由于微处理器的工作电源要求，我们需要一个５Ｖ的稳定直流电源，信号调理电路的运算电路的供电需要一组±１２Ｖ的直流电源，另外，开关量输出需要驱动继电器，所以需要一个＋２４Ｖ的直流电源，为此我们需要设计一个电源转化模块得到系统正常工作所需的三组ＤＣ电源。 三、交流采样锁相环电路 要进行交流采样，通常需要进行同步采样，目前交流采样方式主要有硬件同步采样、软件同步采样和异步采样三种。硬件同步由硬件同步电路向ＣＰＵ提出中断实现同步。硬件同步电路有多种形式，常见的如锁相环同步电路等。硬件同步采样法是由专门的硬件电路产生同步于被测信号的采样脉冲。它能克服软件同步采样法存在截断误差等缺点，测量精度高。利用锁相频率跟踪原理实
直流电机控制系统设计
直流电机控制系统设计
XX大学 课程设计 （论文） 题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 2012年7 月9 日至2012年7 月20 日 课程设计的内容及要求： 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 （1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。 （2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。 （3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。 （4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。 （5）完成系统硬件电路的设计。 （6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。 指导教师年月日 负责教师年月日
学生签字年月日 目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (2) 1.1 系统方案 (2) 1.2 系统构成 (2) 1.3 电路工作原理 (2) 1.4 方案选择 (3) 2 硬件电路设计 (3) 2.1 系统分析与硬件设计 (3) 2.2 单片机AT89C52 (3) 2.3 复位电路和时钟电路 (4) 2.4 直流电机驱动电路设计 (4) 2.5 键盘电路设计 (4) 3软件设计 (5) 3.1 应用软件的编制和调试 (5) 3.2 程序总体设计 (5) 3.3 仿真图形 (7) 4 调试分析 (9) 5 结论及进一步设想 (9) 参考文献 (10) 课设体会 (11) 附录1 电路原理图 (12) 附录2 程序清单 (13)
三层电梯控制电路(word文档良心出品)
三层电梯控制电路设计 .设计要求 每层电梯入口处设有上下请求开关， 电梯内设有顾客到达层次的停站请 设有电梯入口处位置指示装置及电梯运行模式 （上升或下降）指示装置。 电梯 每秒升（降）一层楼。 电梯到达有停站请求的楼层，经过1秒电梯门打开，开门指示灯亮，开 门4秒 后，电梯门关闭（开门指示灯灭），电梯继续进行，直至执行完最后一个请 求信号后停留 在当前层。 5. 能记忆电梯内外所有请求，并按照电梯运行规则按顺序响应，每个请 求信号保 留至执行后消除。 6. 电梯运行规则一当电梯处于上升模式时， 楼请求信号，由下而上逐个执行，直到最后一个上楼请求执行完毕； 下楼请求，则相反。 7. 电梯初始状态为一层开门状态。 二. 设计目的 电梯控制器是控制电梯按顾客要求自动上下的装置。本文采用 来设计实用三层电梯控制器，其代码具有良好的可读性和易理解性 电梯控制器的设计，可以发现本设计有一定的扩展性，而且可以作为更多层电梯 控制 器实现的基础。 三. 控制器的设计方案. 控制器的功能模块如图1所示，包括主控制器、分控制器、楼层选择器、状 态显示 器、译码器和楼层显示器。乘客在电梯中选择所要到达的楼层， 通过主控 制器的处理，电梯开始运行，状态显示器显示电梯的运行状态， 电梯所在楼层数 通过译码器译码从而在楼层显示器中显示。 分控制器把有效的请求传给主控制器 进行处理，同时显示电梯的运行状态和电梯所在楼层数。 由于分控制器相对简单 很多，所以主控制器是核心部分。 1. 求开 关。 2. 3. 4. 只响应比电梯所在位置高的上 如果咼层有 VHDL 语言 ,通过对三层 图1.电梯控制器原理图
电动刀架PLC设计
第一章绪论 1.1课题的目的及意义 目前，我国机械制造业拥有相当数量的普通机床，其突出的矛盾是生产效率低、劳动强度大、加工精度低、适应性差，不能加工复杂的零件，为了节约资金，降低成本，对原有普通机床进行数控化改造，是提高普通机床数控化率，解决上述矛盾的一种有效途径。 数控车床的刀架是机床的重要组成部分。刀架用于夹持切削用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。在一定程度上，刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。对普通车床进行数控化改造，换刀装置的设计是一个必须解决的问题，在大多数普通车床的数控改造中，电动刀架控制系统的设计往往采用PLC提供控制信号，然后通过继电器和专门电路实现换刀控制，或者采用单片机和继电器实现换刀控制。上述方案，要么控制电路复杂，要么成本提高。本文介绍了以PLC为控制核心，以电动刀架为控制对象的经济型数控车床系统中电动刀架控制系统的软硬件设计与实现方法，设计的电动刀架控制系统电路简单、可靠性高，为车床系统改造中的自动换刀问题提供了一种有效的解决途径。 在设计过程中，会涉及多门专业课程的知识，通过这次课程设计，基本达到以下几点目的： 1.巩固和深化已学的理论知识，掌握电动刀架PLC控制一般方法和步骤； 2.熟悉并会用有关国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料； 3.对所学理论知识的进一步巩固掌握；能综合运用所学知识解决相应的实际工 程问题，达到学以致用； 4.锻炼学生的实践操作能力，培养学生树立独立思考问题和处理问题的能力; 5.培养学生的文献检索能力与科技文献写作能力。 1.2国内外发展及状况 目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。电动刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工粘度的一致性等等。另外，加工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高:尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制指令外，重要的一点是数控车床需配备易于控制的电动刀架，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活方便地完成各种几何形状的加工。
直流电机控制电路集锦
直流电机控制电路集锦 直流电机的类型 按：直流电机在家用电器、电子仪器设备、电子玩具、录相机及各种自动控制中都有广泛的应用。但对它的使用和控制，很多读者还不熟悉，而且其技术资料亦难于查找。直流电机控制电路集锦，将使读者“得来全不费功夫”! 在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面，直流电机都得到了广泛的应用。大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，都不能缺少直流电机。所以直流电机的控制是一门很实用的技术。本文将详细介绍各种直流电机的控制技术。 站长的几句说明：本文内容比较详实完整，但遗憾的是原稿的印刷质量和绘图的确很差，尽管采取了很多措施，有些图仍可能看不太清楚。 直流电机，大体上可分为四类： 第一类为有几相绕组的步进电机。这些步进电机，外加适当的序列脉冲，可使主轴转动一个精密的角度(通常在1.8°--7.5°之间)。只要施加合适的脉冲序列，电机可以按照人们的预定的速度或方向进行连续的转动。 步进电机用微处理器或专用步进电机驱动集成电路，很容易实现控制。例如常用的SAAl027或SAAl024专用步进电机控制电路。 步进电机广泛用于需要角度转动精确计量的地方。例如：机器人手臂的运动，高级字轮的字符选择，计算机驱动器的磁头控制，打印机的字头控制等，都要用到步进电机。 第二类为永磁式换流器直流电机，它的设计很简单，但使用极为广泛。当外加额定直流电压时，转速几乎相等。这类电机用于录音机、录相机、唱机或激光唱机等固定转速的机器或设备中。也用于变速范围很宽的驱动装置，例如：小型电钻、模型火车、电子玩具等。在这些应用中，它借助于电子控制电路的作用，使电机功能大大加强。 第三类是所谓的伺服电机，伺服电机是自动装置中的执行元件，它的最大特点是可控。在有控制信号时，伺服电机就转动，且转速大小正比于控制电压的大小，除去控制信号电压后，伺服电机就立即停止转动。伺服电机应用甚广，几乎所有的自动控制系统中都需要用到。例如测速电机，它的输出正比于电机的速度；或者齿轮盒驱动电位器机构，它的输出正比于电位器移动的位置．当这类电机与适当的功率控制反馈环配合时，它的速度可以与外部振荡器频率精确锁定，或与外部位移控制旋钮进行锁定。 唱机或激光唱机的转盘常用伺服电机。天线转动系统，遥控模型飞机和舰船也都要用到伺服电机。 最后一类为两相低电压交流电机。这类电机通常是直流电源供给一个低频振荡器，然后再用低频低压的交流去驱动电机。这类电机偶尔也用在转盘驱动机构中。 步进电机的基本工作原理
数控车床四工位回转刀架机电设计
题目：数控车床四工位回转刀架机电设计 学号： 姓名：谭海乐 学历层次： 专业： 班级： 指导老师： 完成日期： 2010-01-01 摘要 数控车床为了能在工件的一次装夹中完成多工序加工，缩短辅助时间，减少多次安装所引起的加工误差，必须带有自动回转刀架。根据装刀数量的不同，自动回转刀架分有四工位六工位和八工位等多种形式。根据安装方式的不同，自动回转刀架可分为立式和卧式两种。根据机械定位方式的不同，自动回转刀架又可分为端齿盘定位型和三齿盘定位型等。其中断齿盘定位型换刀时刀架需抬起，换刀速度较慢且密封性较差，但其结构较简单。三齿盘定位型又叫免抬型，其特点是换刀时刀架不抬起，因此换刀时速度快且密封性好，但其结构较复杂。 自动回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚性，以承受粗加工时的切削抗力。为了保证转位具有高的重复定位精度，自动回转刀架还要选择可靠的定位方案和合理的定位结构。自动回转刀架自动换刀时由控制系统和驱动电路来实现。
关键词：自动回转刀架，蜗轮蜗杆副，机电系统 Abstract CNC lathe work order to be able to complete a fixture in many processes processing aids to reduce time, reduce installation time and again caused by processing errors, we must turn with automatic tool. Installed in accordance with the number of different knives, automatic revolving turret at position four of six and eight-station work spaces and other forms. According to the different installation methods, automatic rotary tool can be divided into two types of vertical and horizontal. Positioning means according to the different mechanical, automatic rotary tool set can be divided into client positioning tooth and three teeth, such as disk-based positioning. The interruption of tooth plate-type tool change position to be lifted when the tool carrier, tool change a slow and poor sealing, but its relatively simple structure. Tridentate known disk-based location-free lift-type, characterized by ATC when the tool is not lifted, so when the tool change is fast and good seal, but its more complicate structure. Automatic rotary tool in the structure must have good strength and rigidity to bear the rough at the time of cutting resistance. In order to ensure a high transposition of the repeat positioning accuracy, automatic rotary tool holder of the position would also like to choose a reliable and reasonable positioning program structure. Rotary Tool Automatic Tool Changer automatically
电气控制电路设计例题01
电气控制设计例题 1.一运料小车由一台笼型异步电动机拖动，要求：（1）小车运料到位自动停车；（2）延时一定时间后自动返回；（3）回到原位自动停车。试画出控制电路。并说明工作原理。 工作原理：QS+ —SB2 —KM1+ —M转动，到位压下SQ1 —M停转，KT+ —延时到一KM2+ —M反转一到位压下SQ2，M 停。 2.设计一个电气控制线路，要求第一台电机起动后，第二台电机才能起动；第二台电机停止后，第一台电机才能停止。 3.设计一电气控制线路，要求第一台电动机起动10s后，第二台电动机自行起动，运行5s后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机起动。再运行15s,第一台电机停止。
Khlu KTi KT J KM I KT J KT FU] 4. 画出一种实现电动机点动控制及连续运转控制的控制线路 。 5. 设计一电气控制线路。有一台三级皮带运输机，分别由M1、M2、 M3 三台电动机拖动。其动作要求如下： 1） 起动时要求按 M1M2M3顺序起动 2） 停车时要求按M3M2M1顺序停车 3） 上述动作要求有一定时间间隔。 FUi FR * fiEi E KMi KT A KTj L KT I ￡
A b w KMJ KM2 KM3 6.为两台异步电动机设计一个控制线路，其要求如下: 1）两台电动机互不影响地独立操作。 2）能同时控制两台电动机的起动和停止。 3）当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。 7、某水泵由一台三相笼型异步电动机拖动，按下列要求设计电气 控制电路： 1）米用Y-△减压起动； 2）三处控制电动机的起动和停止； 3）要有必要的保护环节。
直流电动机控制电路的设计
课程设计(论文) 题目名称直流电动机控制电路的设计 课程名称电力拖动基础课程设计 学生姓名周孝雄 学号0941202031 系、专业电气工程系、09自动化 指导教师邱雄迩 2011年12 月18 日
邵阳学院课程设计（论文）任务书 注： 1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效； 2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师（签字）：学生（签字）：
邵阳学院课程设计（论文）评阅表 学生姓名周孝雄学号0941202031 系电气工程系专业班级09自动化班 题目名称直流电动机控制电路的设计课程名称电力拖动基础一、学生自我总结 二、指导教师评定 注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；
当今，自动化控制系统在各行各业得到了广泛的应用和发展，而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。直流电动机应用如此之广，主要在于其采用了PWM脉宽调制电路来控制直流电动机的调速。在这里介绍了PWM脉宽产生的电路。该电路运用模拟电子电路基础知识完成，利用产生的方波信号带动负载转动。本设计原理简单，易于理解，电路实现简单。我们先概括介绍了电路中锁需要的电路模块，然后给出了整体的电路图，并做了测试及得出测试结果。 关键词：直流电动机，PWM，三极管
1绪论 (7) 1.1概述 (7) 1.2 直流电动机的基本理论 (7) 1.3直流脉宽调速系统 (10) 2 元器件介绍 (13) 2.1 SG2731 (13) 2.2 三极管C4466 和 A1693 (16) 3 系统设计方案 (17) 3.1直流电动机控制电路 (17) 4直流电动机控制电路的测试 (19) 4.1 测试步骤 (19) 4.2 测试结果 (19) 5实验总结 (21) 参考文献 (22)
数电课程设计 电梯控制系统
湖南工程学院 课程设计 课程名称数字电子技术 课题名称简易电梯控制系统 专业自动化 班级1081 学号201013110111 姓名罗超超 指导教师龚志鹏 2012年11月23日湖南工程学院
课程设计任务书课程名称：数字电子技术 题目：简易电梯控制系统 专业班级：自动化1081 学生姓名：罗超超学号:11 指导老师：龚志鹏 审批： 任务书下达日期2012年11月19日星期一设计完成日期2012年11月23日星期五
设计内容与设计要求 一．设计内容： 1、显示方式：以LED数码管形式显示0-3； 2、主要功能：一共有四层楼，楼层标记用0-3表示，假 设每次只有有一层楼有呼叫，按下呼叫按钮后，呼叫楼层指示灯亮，电梯将从当前楼层运行到呼叫楼层，指示灯熄灭； 3、超重报警：挡电梯超重时，报警灯亮，电梯拒绝运行； 4、系统复位：系统能手动复位，复位后，电梯停在第○ 层； 5、其他功能（任选） 二、设计要求： 1、思路清晰，给出整体设计框图和总电路图； 2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路； 3、写出设计报告；
主要设计条件 1．提供调试用实验室； 2．提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片；3．所用设备及元件需在设计后归还。 说明书格式 1．课程设计封面； 2．任务书； 3．说明书目录； 4．设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；5．单元电路设计（各单元电路图）； 6．安装、调试步骤； 7．故障分析与电路改进； 8．总结与体会； 9．附录（元器件清单）； 10．参考文献; 11．课程设计成绩评分表; 12．设计报告采用16k纸打印;
进度安排 第三周： 星期一:课题内容介绍和查找资料； 星期二～星期五:总体电路设计和分电路设计，电路仿真，修改方案； 第四周： 星期一～星期二:电路设计，电路仿真，修改方案 星期三: 安装、调试电路； 星期四: 验收电路，整理实验室及其它事情，写设计报告，打印相关图纸； 星期五:答辩； 参考文献 1、《电子系统设计》 高等教育出版社马建国主编 2、《电子线路设计、实验、测试》（第二版） 华中理工大学出版社谢自美主编 3、《新型集成电路的应用》---------电子技术基础课程设计 华中理工大学出版社梁宗善主编
项目十七 电气控制电路设计与测绘
电气控制技术项目教程——项目17 河北承德技师学院 李凤梅
项目十七电气控制电路设计与测绘 学习目标 知识目标： 熟悉电气控制电路设计的基本原则、方法。 掌握电气控制电路的测绘方法。 技能目标： 能设计简单生产机械的电气控制电路。 能对生产设备的电气控制电路进行测绘。
任务一电气控制电路的设计原则 一、电气控制电路的设计原则 1．最大限度满足生产设备对电气控制电路的控制要求和保护要求。 2 ．在满足生产工艺要求的前提下，力求电路简单、经济、 合理。 3 ．保证控制的安全性和可靠性。 4 ．操作和维修方便。 你知道电路设计 是根据什么原则 进行的吗？
二、电气控制电路的设计内容1．确定电力拖动方案和控制方案。 2．选择拖动电动机的结构形式、 型号和容量。 3．设计电气控制系统原理图。 4．绘制电气安装位置图、电气系统互连图。 5．设计和选择电气设备元器件，并列出电器元件明细表。 6．编写电气控制系统工作原理和使用说明书。 你知道电 路设计的 内容有哪 些吗？任务一电气控制电路的设计原则
三、电气控制电路的设计方法 常用的电气控制电路的设计方法有： 经验设计法 逻辑分析设计法(逻辑设计法) 经验设计法是根据生产工艺的要求去选择适当的基本控制环节或经过考验成熟的电路，按各部分的联锁条件组合起来并加以补充和修改，综合成满足控制要求的完整电路。 经验设计法——一般设计简单电路经常使用 逻辑分析设计法，是根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析、化简、设计电路的方法。 逻辑分析设计法———一般设计较复杂电路使用一般技术人员常用经验设计法 任务一电气控制电路的设计原则
PLC电梯控制系统的设计
河南工业职业技术学院 毕业设计 题目 PLC电梯控制系统的设计系院电气工程系 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师
前言 随着电子技术的发展，当前数字电器系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的PLC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能的要求，自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直接生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计几乎都可以用计算机来自动完成，也就说做到了电器设计自动化这样做可以大大的缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求。 电器设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方法来描述数字系统的硬件电路，即要用所谓的硬件语言来描述硬件电路。所谓硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电器设计自动化领域的一个重要课题。 PLC的设计和开发，已经有多种类型和款式。传统的PLC各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理，传统PLC是无法完成的。然而基于PC 通信的PLC，既可以完成测量数据的传递，又可借助PC，做测量数据的处理。所以这种类型的PLC无论在功能和实际应用上，都具有传统PLC无法比拟的特点，这使得它的开发和应用具有良好的前景。
目录 1.前言 2.电梯控制基本概念 3.电梯控制的组成 4.电梯控制的移动 5.电梯PLC系统的模拟组态 6.货运电梯重量超载的控制 7.总结 8.参考文献
2. PLC电梯控制的基本概念 电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLD）等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。 电梯控制系统原理框图如图1所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。 电梯控制系统的硬件结构如图2所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。为减少PLC输入输出点数，采用编码的方式将31个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入PLC PLC系统的其它设备 1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC 所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 3 输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。
直流电机控制系统设计范本
直流电机控制系统 设计
XX大学 课程设计 （论文）题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 7 月 9 日至 7 月 20 日 课程设计的内容及要求： 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 （1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。 （2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。 （3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。 （4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。 （5）完成系统硬件电路的设计。 （6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。
指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 目录 0 前言...................................................................................... 错误!未定义书签。 1 总体方案设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.1 系统方案 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 系统构成 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 电路工作原理............................................................... 错误!未定义书签。 1.4 方案选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2 硬件电路设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2.1 系统分析与硬件设计................................................... 错误!未定义书签。 2.2 单片机AT89C52............................................................ 错误!未定义书签。 2.3 复位电路和时钟电路................................................... 错误!未定义书签。 2.4 直流电机驱动电路设计 ............................................... 错误!未定义书签。 2.5 键盘电路设计............................................................... 错误!未定义书签。 3 软件设计 ............................................................................ 错误!未定义书签。 3.1 应用软件的编制和调试 ............................................... 错误!未定义书签。 3.2 程序总体设计............................................................... 错误!未定义书签。 3.3 仿真图形 ...................................................................... 错误!未定义书签。 4 调试分析 .............................................................................. 错误!未定义书签。