輪轂坯料自動堆料機設(shè)計

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ABCO工程技術(shù)的大型徑向堆垛機，RS-610模型設(shè)備有一個容許堆垛機的排放點略高于頂端堆的電纜懸掛系統(tǒng)，可以減少材料的分離和降解。輸送機部分的運送匹配易于擺設(shè)。可選的全系列設(shè)備已經(jīng)可以適應(yīng)個人需求了。長度尺寸已經(jīng)達(dá)到了200英寸，寬度范圍是18-60英寸。 FS-620型高度固定徑向堆垛機具有堅固的30英寸全焊接模塊化桁架，重結(jié)構(gòu)的底盤、大型單一的氣動輪胎可以令設(shè)備徑向牽引到一個新的位置。FS-620寬度適用范圍是24-30英寸，長度范圍是90-100英寸。FS-630型固定徑向堆垛機具有全焊接的桁架、重結(jié)構(gòu)的底盤、大型雙重充氣輪胎可以令其徑向牽引到一個新的位置。FS-630寬度適用范圍到60英寸，長度超過200英寸。 TR-680塔裝徑向堆垛機適用于電動絞車的動力裝置的提高和降低或者是作為高度固定的堆垛機。這種堆垛機可以離開客戶的結(jié)構(gòu)形式的安裝需求，ABCO技術(shù)會提供這種塔裝設(shè)備。長度和寬度的適用范圍也很廣泛。 CEC 中電聯(lián)提供三種堆垛機類型：頂部桁架輸送機/堆垛機，晶格折疊徑向堆垛機，堆疊式“N”型輸送機/堆垛機。頂部桁架輸送機/堆垛機寬度適用范圍24-30-36英寸，長度范圍40-50-60-80英尺。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括液壓的升高和降低，電力傳導(dǎo)，結(jié)束張力層，指針牽引。這種長度達(dá)80英尺的輸送機有20英尺的頂端折疊部分。晶格折疊徑向堆垛機寬度適用范圍24-30-26-42英寸，長度適用范圍80-100-120英尺。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括液壓的升高和降低，重疊驅(qū)動器，指針牽引。它和頂部桁架輸送機/堆垛機一樣，CEC徑向堆垛機提供了20英尺的頂端折疊部分。巴德輪轂和驅(qū)動器后備運行20度角來接收來自擋板的料斗，牽引到規(guī)定的高度，引腳連接底盤，橡膠滯后皮帶輪，引腳上下平衡。 CEC還設(shè)有堆疊式“N”型輸送機/堆垛機。本機適用長度為60-70英尺，傳送機可以單獨或一起使用。底部的傳送帶有燈，制動器，車橋，輪胎，擋泥板，第五輪位和擋泥板等。這種堆疊式“N”型輸送機/堆垛機有全封閉電動機，頭皮帶輪，浮選輪胎，翼尾皮帶輪，進給箱，驅(qū)動器后備運行35度角軸偏移量容易運輸并牽引到規(guī)定的高度上，輪轂的非徑向輸送部分可以拴緊料斗和操縱空氣制動系統(tǒng)。 鷹破碎機 鷹破碎機有跳躍式輸送機或徑向式堆垛機。它的輸送機制造規(guī)格準(zhǔn)確，高容量設(shè)計。所有的鷹破碎機的輸送機系統(tǒng)都是該公司多年的無故障服務(wù)而設(shè)計的并且作為公司和服務(wù)人員的后盾。它有三種便攜式徑向堆垛機。第一種尺寸是30英寸*50英尺，24英寸深桁架框架，非獨立手動旋轉(zhuǎn)車輪，收集料斗，樞軸掛鉤，15馬力，1800轉(zhuǎn)速。全封閉風(fēng)冷，電動馬達(dá)驅(qū)動，從尾部有150英寸的電纜線。（現(xiàn)場只有便攜式）第二種尺寸是30英寸*60英尺，24英寸深桁架框架，非獨立手動旋轉(zhuǎn)車輪，收集料斗，樞軸掛鉤，15馬力，1800轉(zhuǎn)速。全封閉風(fēng)冷，電動馬達(dá)驅(qū)動。從尾部有150英寸的電纜線。第三種便攜式堆垛機尺寸是30英寸*70英尺，24英寸深桁架框架，非獨立手動旋轉(zhuǎn)車輪，手動提高和降低收集料斗，樞軸掛鉤，20馬力，100轉(zhuǎn)速，全封閉風(fēng)冷，電動馬達(dá)驅(qū)動。從尾部有150英寸的電纜線。 麥克洛斯基國際 麥克洛斯基送料堆垛機是為了限制傳統(tǒng)堆垛機有限的存儲大量材料而進行設(shè)計的。在應(yīng)用中，例如大量廢材棄料，樹皮，堆肥，表層土壤，送料堆料機可通過大型裝載機和挖掘機直接進給。匹配到主要傳送帶的送料單元需要一個單獨的進料機和堆料機進行工作。 麥克洛斯基的全新設(shè)計是36英寸*80英尺的堆料機標(biāo)配了柴油動力包，徑向軸，液壓上升和下降。麥克洛斯基的30*80的堆料機提供180度的的堆存能力超過了32英尺的高度和14260立方碼的徑向存貨堆。包括皮帶秤，接近耦合液壓傳動，液壓車輪，空氣制動系統(tǒng)，30hp/22千瓦的電力驅(qū)動，液壓輪軸千斤頂和起落裝置。 優(yōu)勢包括液壓頂-折疊式直線前進液壓控制來進行折疊和展開，從而提高和降低輸送機用量。動力裝置是48hp/36千瓦的第三級柴油驅(qū)動。皮帶的運行速度是為了達(dá)到最高效率和減少皮帶負(fù)荷而設(shè)計的，而且使容量的使用壽命延長了。當(dāng)允許樞軸軸箱車輪徑向的創(chuàng)建圓周性存儲時，綜合樞軸板自動調(diào)整到不同的作業(yè)高度。 麥克洛斯基進給堆料機在廢木料，樹皮，堆肥，表層土壤方面的應(yīng)用 美卓礦機 卓諾德伯格的LL輸送機是為了鏈接洛克軌道主要粉碎裝置在礦山和采石場進行進一步處理階段而設(shè)計的。諾德伯格LL輸送機直接通過主要設(shè)備粉碎材料，或通過實地輸送二次粉碎。每個輸送機的移動可以單獨或作為兩個或三個部分組合使用。諾德伯格LL輸送機保證生產(chǎn)的機動性和靈活性是當(dāng)洛克軌道和傳送帶移動時進行短時間的中斷。 山特維克礦山建設(shè) 山特維克以高效有序的的方式堆垛儲存散裝物料。在設(shè)計選擇方面取決于各種因素，例如堆疊方法，庫存尺寸，材料類型，總處理能力和需求流動性。卸料車從地面到堆料機進行材料輸送也是考慮堆垛機的一部分。 堆垛機初期較高的投資成本已經(jīng)從其靈活的運作模式和能力的融合中得到了迅速的恢復(fù)。起重臂長度范圍10-60米，具體的配置和運作取決于實際應(yīng)用。三種應(yīng)用配置，PS100-掛架式，用于標(biāo)準(zhǔn)重型應(yīng)用，PS200-懸挑式，設(shè)計簡單，用于低重心遷移應(yīng)用，PS300-搖動型，盡量減少重心遷移操作，允許經(jīng)濟軌距，最大程度的保持堆料場的可用性。 為了確保在具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用中散裝物料的持續(xù)最佳的轉(zhuǎn)移，山特維克提供量身定制的溜槽解決方案的最新設(shè)計技術(shù)，包括模擬干燥和粘性物質(zhì)流以及三圍建模的離散單元法（DEM）。堆垛機本是沒有操縱器的手動控制的機器。山特維克的現(xiàn)代機器通常是帶參數(shù)配置的半自動化或全自動化操縱。堆垛機上的PLC操縱系統(tǒng)和HMI允許寬范圍的改變參數(shù)設(shè)置和堆放選項，而且還提供清晰的顯示功能和舒適的操作環(huán)境。 山特維克PS100標(biāo)準(zhǔn)升降起重式和回轉(zhuǎn)式堆料機，重型應(yīng)用 特雷克斯公司 特雷克斯芬萊426和532庫存堆垛機是液壓傳動，輸送機液壓升/降，徑向樞軸，重負(fù)荷的三層帶。選項包括：電動驅(qū)動器（不包括電動驅(qū)動面板，遠(yuǎn)程遙控需要現(xiàn)場布線），變速傳送帶，液壓升高/降低電力輸送，液壓輪轂，雪佛龍皮帶，橡膠或進料啟動（螺栓上），低水平進給啟動，低層次的樞軸排列，電動/液壓傳動（電機尺寸取決于實際應(yīng)用），柴油液壓驅(qū)動器。 特雷克斯提供的兩臺庫存堆料機-426和532 三星工程 三星提供了一個多元化的傳送帶，應(yīng)用范圍從單一18英寸的皮帶輸送機到陸上系統(tǒng)成套設(shè)備。該公司的產(chǎn)品線包括堆垛機，子午線輪胎，陸路和特種輸送帶。三星可以提供短時間交貨能力和有競爭力價格的嚴(yán)格的一個單元，并提供了很多為達(dá)到全球目標(biāo)的模塊化設(shè)計。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括：從18英寸的皮帶輸送機到陸上系統(tǒng)成套設(shè)備的可堆疊應(yīng)用程序。功率徑向堆垛機，最低成本的購買，零件維修，短期維護和運輸，交貨時間和設(shè)計平臺是基于眾所周知良好采礦記錄的原則。三星錐形的設(shè)計將承受正常的日常操作，保持適度重載下運行直至關(guān)停，友好的自動化設(shè)計可以很容易被集成到任何現(xiàn)有的自動化工廠進行學(xué)習(xí)和研究。維修人員很容易操作，維護，排除故障。而且更多的吸引力是包括一年維修，持續(xù)的服務(wù)承諾，全球配送，交貨迅速，先進的材料和流程，這大大提高了設(shè)備的使用壽命并且降低了運營成本。 三星的輸送系統(tǒng)還可以由組裝或以套件的形式進行完全傳送。 共 4 頁 第 4 頁 序號（學(xué)號）： 010840106 長 春 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）譯文 Equipment Roundup: Stackers 姓 名 楊秀麗 學(xué) 院 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 機械工程及自動化 班 級 0108401 指導(dǎo)教師 丁寧 教授 2012 年 3 月 23 日 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 開題報告 一、設(shè)計題目： 輪轂坯料自動堆料機設(shè)計 二、課題研究的目的和意義 堆料機是一種專門用于堆存煤炭、礦石、沙石等松散物料的高效機械。按照用途劃分，堆料機可以分成混勻式堆料機和堆存式堆料機；按卸料臂形式的不同可以分為固定臂式和旋轉(zhuǎn)臂式兩種。懸臂式混勻堆料機是一種連續(xù)、高效的顆粒狀物料裝卸傳輸機械，是現(xiàn)代化工業(yè)大宗散裝物料連續(xù)裝卸的高效設(shè)備，它主要應(yīng)用于鋼鐵冶金、港口、碼頭、建材水泥、礦山等行業(yè)的原料儲運場混配原材料之用，實現(xiàn)煤炭、礦石粉等散裝物料的混勻、堆取等連續(xù)作業(yè)。智能化的堆料機自動控制系統(tǒng)意義很大，不僅能夠避免一些工業(yè)事故，更能帶來良好的經(jīng)濟效益。 三、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 國內(nèi)堆取料機的設(shè)計已有近四十年的歷史。當(dāng)時參與設(shè)計和研制的單位有：北京鋼鐵設(shè)計院、大連工礦車輛廠、北京起重機械研究所、鞍山鋼鐵設(shè)計院、哈爾濱重機廠、華北電力設(shè)計院、東北電力設(shè)計院、西北電力設(shè)計院等單位。當(dāng)時國內(nèi)部分鋼廠、碼頭急需使用此類裝備。為滿足當(dāng)時的社會需要開發(fā)了國內(nèi)早期的斗輪堆取料機。雖然當(dāng)時的產(chǎn)品和現(xiàn)代產(chǎn)品在質(zhì)量上和控制水平上存在著很大的差異，但這些早期的產(chǎn)品對當(dāng)時的電力企業(yè)的發(fā)展氣到很重要的作用。 在國外，堆料機作為散裝物料裝卸機械的使用是從上世紀(jì)初期開始的，它是由挖掘機演變來的。我國從20世紀(jì)60年代中期開始研發(fā)堆料機。經(jīng)過40余年的發(fā)展，國內(nèi)堆料機的設(shè)計制造水平有了很大提高尤其是從20世紀(jì)80年代后期，計算技術(shù)的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)有限元的分析計算的使用使得設(shè)計手段得到了極大的改善。同時從20世紀(jì)80年代初期開始到現(xiàn)在，已經(jīng)有幾十次的產(chǎn)品進口、技術(shù)引進、合作制造，幾乎囊括了日本、美國、德國、法國、奧地利、意大利等世界上知名的散裝物料裝卸機械公司的產(chǎn)品，這些項目的是實施，對國內(nèi)制造商提高產(chǎn)品的設(shè)計制造水平起到了極大的促進作用，使我國的堆料機設(shè)計技術(shù)發(fā)生了巨大的變化。另外通過技術(shù)的不斷創(chuàng)新，國內(nèi)的制造商也陸續(xù)設(shè)計制造出了性能優(yōu)良的堆料機產(chǎn)品，逐漸的滿足了國內(nèi)外用戶的需要。 國內(nèi)堆料機的發(fā)展在近五六十年里十分迅速，尤其是受國民經(jīng)濟固定資產(chǎn)投 資加速的影響，國內(nèi)的需求量增長比較大，是近幾十年來少有的，主要表現(xiàn)在港 口、電廠、鋼鐵、企業(yè)的煤炭和鐵礦石的料場增長迅速，能源、原材料工業(yè)的發(fā)展也給堆料機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了十分良好的市場環(huán)境。市場需求的增加，激發(fā)了國內(nèi)制造企業(yè)對堆料機研發(fā)和創(chuàng)新的信心，特別是一些大型堆取料機的研發(fā)，提高了國內(nèi)企業(yè)自行設(shè)計制造大型設(shè)備的能力。 堆料機正向著大型化、自動化的方向發(fā)展，設(shè)備選型更加多樣化和環(huán)保化，產(chǎn)品配套的國際化，PLC控制和變頻器調(diào)速系統(tǒng)多元化，系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)化，并且隨著產(chǎn)品設(shè)計和制造質(zhì)量的提高逐步走向世界。 四、畢業(yè)設(shè)計方案的擬定 1．裁板機推料器動力的選擇 考慮到現(xiàn)場工作環(huán)境（輪轂坯料下料后有大量的銹渣，在沖擊條件下有下落）從而去除螺旋傳動和鏈傳動。因為它們要求有相對清潔的工作環(huán)境。帶傳動平穩(wěn)性和精確性相對較差，去除。液壓設(shè)備功率大，輔助設(shè)備要求較高，考慮到此推料器推力不大，而氣缸具有設(shè)備簡單，氣源方便的優(yōu)點。因此選用氣缸作為裁板機推料器的動力 2. 料架內(nèi)堆料層數(shù)、數(shù)量、相對位置的確定 酸洗槽規(guī)格為：1.8×3(m)，輪轂坯料的垂直高度為260mm，估算輪轂坯料的重量，設(shè)計料架內(nèi)裝三層坯料，估算坯料重心，設(shè)計坯料與料架底面成11度垂直擺放，綜合空間性此角度較為合適。綜上所述，根據(jù)輪轂坯料空間幾何尺寸確定輪轂坯料數(shù)量為：第一層25個，第二層24個，第三層23個，共72個。 3. 升降機傳動的選擇 由于要三層堆料，考慮傳動的平穩(wěn)性，選擇螺旋傳動。螺旋傳動一般是將旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動，或反過來將直線運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，并同時進行能量和力的傳遞?；瑒勇菪背２捎锰菪温菁y，鋸齒形螺紋或矩形螺紋。矩形螺紋的特點：牙型為正方形，牙型角為0。傳動效率高，但精度制造困難；螺紋強度比梯形螺紋，鋸齒螺紋低，對中精度低：螺紋副磨損后的間隙難于以補償佤修復(fù)。綜合考慮和對比各種傳動副的特點及機器傳動的要求選用矩形螺紋。 4. 升降機上推料器傳動選擇 考慮到推料器要求傳動速度快，平穩(wěn)的特點，選擇鏈傳動作為此推料器的傳動裝置。因為鏈傳動能保持準(zhǔn)確的平穩(wěn)傳動。傳動效率高；結(jié)構(gòu)較為緊湊。作用在軸上的壓力較??；能在高溫低速重載條件下工作。 鏈條按功用不同可分為傳動鏈，輸送鏈，起重曳引鏈和專用特種鏈，考慮到本機器的特點，選用傳動鏈。 5. 小車方案 （1）小車能在水平方向移動并能定位到任何位置。 （2）料架能方便的安放到小車上，并且和小車相對位置要求精確。 （3）小車傳動用螺旋傳動，動力為交流伺服控制電機 6. 料架輔助裝置 為了能使輪轂坯料準(zhǔn)確的擺放在料架上，設(shè)計輪轂坯料要求有導(dǎo)輥起導(dǎo)向作用。此裝置動力由一氣缸提供。由于輔助裝置上升幅度較小，氣缸的行程要求不大，根據(jù)氣缸的特點，能滿足工作要求。 7．輸送時間分配 根據(jù)設(shè)計任務(wù)的參數(shù)（節(jié)拍：30s/件）及各種傳動的速度的合理性，分配時間簡述如下： 第一層堆料：裁板機推料器接收到傳動命令后用3秒時間把輪轂坯料推到升降機的待輸送狀態(tài)，停1秒鐘后用3秒返回待命位置。升降機推料器接收到傳動信號后用5秒時間將輪轂坯料擺放到料架指定位置，停1秒后用5秒時間返回到原位置。料架輔助裝置和升降機推料器同時啟動，用1秒時間托起，保持5秒后用1秒時間退回。小車在料架下落后啟動，用1秒時間移動1單元距離。到第25個輪轂坯料擺放好后小車用17秒時間快速退回到開始位置。 第二層堆料：裁板機推料器和升降機推料器動作和第一層堆料相同。料架輔助裝置停止工作。不同的是輪轂坯料到升降機待命位置后往上提升一單元距離，用3秒的時間提升，，然后再由升降機推料器把輪轂推到小車的指定位置。然后再用3秒的時間回退。到第49個輪轂坯料擺放好后，小車迅速回退到初始位置。 第三層推料：和第二層堆料基本相同，不同的是升降機要向上提升兩單元距離(一單元距離為輪轂壞料在升降機上擺放時的垂直高度）。到第72個輪轂壞料擺放好后，報警機報警，將料架由起重機吊起放進酸洗槽中。 圖1.1　輸送第1-24個輪轂的時間簡單示意圖 圖1.2　 輸送第25個輪轂的時間簡單示意圖 圖1.3　輸送第26-49個輪轂的時間簡單示意圖 圖1.4　輸送第50個輪轂的時間簡單示意圖 圖1.5　輸送第51-75個輪轂的時間簡單示意圖 上列圖圖表字母代號名稱： A：裁板機推料器 B：升降機 C：料架輔助裝置 D：升降機推料器 8.堆料機運作原理： （1）推料器把輪轂坯料推到升降機上； （2）由升降機上的推料器把輪轂坯料推進小車內(nèi)。中間過程升降機要起降，由于傳動的多環(huán)節(jié)性，控制系統(tǒng)要有自動的測量控制信號，選用傳感器，其類似于人的感覺器官。它把被測量轉(zhuǎn)換為易測信號。傳送給測量系統(tǒng)的信號調(diào)理環(huán)節(jié)，控制信號的處理要用到繼電器---接觸器控制系統(tǒng)。為實現(xiàn)過程的邏輯性，要用到時可編程序控制器。輪轂坯料自動輸送流程簡圖如下： 　圖1.6 輪轂坯料自動輸送流程簡圖 9. 機電控制電路及程序 （1）三個電機主電路 M1為升降機上的推料器的控制電機 M2為升降機上的控制電機 M3為小車的控制電機 KM1 KM3 KM5 為正轉(zhuǎn)繼電器 KM2 KM4 KM6 為反轉(zhuǎn)繼電器 （2）PLC外部接線圖 五、課題研究的時間分配 工作量： 1.機械圖A0圖四張 2.設(shè)計說明書一份,40頁 3.文獻(xiàn)翻譯,不少于3000字 4.開題報告一份 時間安排： 3月5日——3 月23日： 調(diào)研，查資料，完成文獻(xiàn)翻譯和開題報告 3月24日——4月3日： 總體方案設(shè)計 4月4日 ——4月24日：機械部分設(shè)計 4月25日——5 月11日：部件及零件草圖 5月12日——5 月22日：計算機控制部分設(shè)計 5月23日——6月12日：上機繪圖 6月13日——6月19日：完成設(shè)計（論文）說明書，40～60頁，要求打印 6月20日——6月24日：評審、答辯 六、參考文獻(xiàn) [1]《設(shè)計大典》第四卷 江西科學(xué)技術(shù)出版社 [2]《機電傳動控制》》（第三版） 鄧星鐘主編 華中科技大學(xué)出版社 [3]《機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)》 主編：廈門大學(xué) 黃長藝 清華大學(xué) 嚴(yán)普強 機械工業(yè)出版社 [4]《機電一體化實用技術(shù)》 徐志毅主編 上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 [5]《機械設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社 [6]《現(xiàn)代綜合機械設(shè)計手冊》 北京出版社 [7]《機械傳動裝置選用手冊》 機械工業(yè)出版社 [8]《機械工程圖學(xué)》 主編 侯洪生（吉林大學(xué)） 科學(xué)出版社 [9]《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》 寇尊權(quán)主編 吉林科學(xué)技術(shù)出版社 [10]《機械制造裝備設(shè)計》 馮辛安主編 機械工業(yè)出版社 [11]《機械運動簡圖設(shè)計》 　　 機械工業(yè)出版社 [12]《機械原理》 秦榮榮主編 　吉林科學(xué)技術(shù)出版社, [13]《機械設(shè)計》 高等教育出版社 [14] Sheet metal formability report. South?eld-Michigan: American Iron and Steel Institute; 1989 [15] Automotive sheet design manual. South?eld-Michigan: American Iron and Steel Institute; 2002 [16] Fundamental of tool design. New York: Society of Manufacturing Engineers; 1998 [17] Die design handbook. New York: Society of Manufacturing Engi- neers; 1990 共 6 頁 第 6 頁 序號（學(xué)號）： 010840106 長 春 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 輪轂坯料自動堆料機設(shè)計 姓 名 楊秀麗 學(xué) 院 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 機械工程及自動化 班 級 0108401 指導(dǎo)教師 丁寧 教授 2011 年 3 月 23 日 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 輪轂坯料自動堆料機設(shè)計 [摘要]堆料機是一種專門用于堆存煤堆、礦石、沙石等松散物料的高效機械。國內(nèi)堆料機的設(shè)計已有近四十年的歷史。近年來一些大型堆料機的研發(fā)，大大提高了國內(nèi)企業(yè)自行設(shè)計制造大型設(shè)備的能力。 堆料機目前正向著大型化、自動化的方向發(fā)展，設(shè)備選型更加多樣化和環(huán)?；?，產(chǎn)品配套的國際化，可編程控制器調(diào)速系統(tǒng)多元化，通訊網(wǎng)絡(luò)化，并且隨著產(chǎn)品設(shè)計和制造質(zhì)量的提高逐步走向世界。 本次設(shè)計的根本任務(wù)是把輪轂坯料有序的排列到料架中使其實現(xiàn)自動化。主要是通過兩個過程來完成： （1） 把推料器把輪轂坯料推到升降機上； （2） 由升降機上的推料器把輪轂坯料推進小車內(nèi)，并且通過三臺控制電機來完成堆料機的自動化。 [關(guān)鍵詞] 堆料機 可編程控制器 輪轂坯料 自動化 Automatic Stacker Design of the Wheel Billet [Abstract]The stacker is a special and efficient machinery for stockpiling coal pile, ore, sand and other loose materials. It is nearly 40 years for designing stacker in our country. In recent years, there is some research and development of stacker which greatly improving the domestic enterprises design their own manufacture equipment. Stacker is currently working toward the development of large-scale, automated direction, a more diverse selection of equipment and environmental protection, product support internationalization, diversification of the PLC control and frequency converter speed control system communications network, and as the product improving the quality of design and manufacturing gradually to the world. The fundamental task of the design billet orderly arrangement of the wheels to the rack and automating. Mainly through two processes: First: Push the feeder wheels billet to the lift: Then ：Push the feeder wheels billet to the small car through the lift, and to complete the automation through the three controlled motor. [keywords] stacker plc wheels billet automation 共 2 頁 第 2 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 目 錄 前言………………………………………………………………………………………… 1 第一章 堆料機簡介…………………………………………………………………………2 1.1 堆料機的結(jié)構(gòu)………………………………………………………………………2 1.1.1 懸臂式堆料機………………………………………………………………2 1.1.2 橋式刮板取料機…………………………………………………………… 2 1.2 堆料機的分類………………………………………………………………………3 第二章 方案設(shè)計……………………………………………………………………………4 2.1 總體方案設(shè)計………………………………………………………………………4 2.2 具體方案設(shè)計………………………………………………………………………5 2.2.1 裁板機推料器動力的選擇…………………………………………………5 2.2.2 料架內(nèi)堆料層數(shù)、數(shù)量、相對位置的確定………………………………5 2.2.3 升降機傳動的選擇…………………………………………………………5 2.2.4 升降機上推料器傳動選擇…………………………………………………6 2.2.5 小車方案……………………………………………………………………6 2.2.6 料架輔助裝置………………………………………………………………6 2.2.7 輸送時間分配………………………………………………………………6 第三章 機電控制設(shè)計………………………………………………………………………9 3.1 傳感器概述…………………………………………………………………………9 3.1.1 傳感器的定義………………………………………………………………9 3.1.2 傳感器的組成………………………………………………………………9 3.1.3 傳感器的分類………………………………………………………………9 3.1.4 傳感器的靜態(tài)特性……………………………………………………… 10 3.1.5 傳感器的動態(tài)特性……………………………………………………… 10 3.1.6 傳感器的線性度………………………………………………………… 10 3.1.7 傳感器的靈敏度………………………………………………………… 10 3.1.8 傳感器的分辨力………………………………………………………… 11 3.1.9 電阻式傳感器…………………………………………………………… 11 3.1.10電容式傳感器………………………………………………………… 12 3.1.11電感式傳感器……………………………………………………………12 3.1.12 傳感器的發(fā)展方向………………………………………………………12 3.2 可編程控制概述…………………………………………………………………13 3.2.1 可編程控制器概論………………………………………………………13 3.2.2 可編程控制器基本原理…………………………………………………13 3.2.3 可編程控制器實現(xiàn)控制的要點…………………………………………13 3.2.4 可編程控制器實現(xiàn)控制的過程…………………………………………14 3.2.5 可編程控制器實現(xiàn)控制的方式…………………………………………14 3.2.6 可編程控制器基本特點…………………………………………………14 3.2.7 可編程控制器基本應(yīng)用…………………………………………………16 3.3 機電控制電路及程序…………………………………………………………… 16 3.3.1 三個電機主電路: ………………………………………………………16 3.3.2 PLC外部接線圖…………………………………………………………17 3.3.3 梯形圖……………………………………………………………………18 3.3.4 指令語句圖………………………………………………………………18 第四章 設(shè)計計算…………………………………………………………………………22 4.1 滾子鏈傳動的設(shè)計計算…………………………………………………………22 4.2 絲杠設(shè)計計算……………………………………………………………………23 4.2.1 升降機絲杠的設(shè)計計算…………………………………………………23 4.2.2 小車絲杠的設(shè)計計算……………………………………………………26 4.3 料架輔助裝置設(shè)計計算…………………………………………………………28 結(jié)論……………………………………………………………………………………… 30 致謝……………………………………………………………………………………… 31 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………… 32 附錄……………………………………………………………………………………… 33 共 3 頁 第 3 頁 輪轂坯料自動堆料機設(shè)計 前 言 隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展，堆料機已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種生產(chǎn)中。堆料機主要由堆料機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)及俯仰裝置、行走臺車、門柱及支架、司機室、進料帶式輸送機聯(lián)接裝置等組成。不論在順行或逆行時，堆料機的行走速度都要保持相同的平鋪料層厚度，以保證礦石勻化效果。堆料機應(yīng)設(shè)除塵或灑水裝置，以減少料堆粉塵污染；堆料機卸料頭部裝有料堆高度探測器，能按一定節(jié)距隨料堆高度調(diào)節(jié)俯仰程度。堆料機作為散裝物料裝卸機械的使用是從上世紀(jì)初期開始的，它是由挖掘機演變來的。我國從20世紀(jì)60年代中期開始研發(fā)堆料機。經(jīng)過40余年的發(fā)展，國內(nèi)堆料機的設(shè)計制造水平有了很大提高尤其是從20世紀(jì)80年代后期，計算技術(shù)的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)有限元的分析計算的使用使得設(shè)計手段得到了極大的改善。同時從20世紀(jì)80年代初期開始到現(xiàn)在，已經(jīng)有幾十次的產(chǎn)品進口、技術(shù)引進、合作制造，幾乎囊括了日本、美國、德國、法國、奧地利、意大利等世界上知名的散裝物料裝卸機械公司的產(chǎn)品，這些項目的是實施，對國內(nèi)制造商提高產(chǎn)品的設(shè)計制造水平起到了極大的促進作用，使我國的堆料機設(shè)計技術(shù)發(fā)生了巨大的變化。另外通過技術(shù)的不斷創(chuàng)新，國內(nèi)的制造商也陸續(xù)設(shè)計制造出了性能優(yōu)良的堆料機產(chǎn)品，逐漸的滿足了國內(nèi)外用戶的需要。堆料機正向著大型化、自動化的方向發(fā)展，設(shè)備選型更加多樣化和環(huán)?；?，產(chǎn)品配套的國際化，PLC控制和變頻器調(diào)速系統(tǒng)多元化，系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)化，并且隨著產(chǎn)品設(shè)計和制造質(zhì)量的提高逐步走向世界。 第一章 堆料機簡介 1.1 堆料機的結(jié)構(gòu) 堆料機主要由懸臂式堆料機、橋式刮板取料機和中心柱等組成，見圖1.1 圖1.1 1．懸臂式堆料機　2．橋式刮板取料機　3．中心柱 1.1.1 懸臂式堆料機 懸臂式堆料機支承在中心柱上層回轉(zhuǎn)平臺上，堆料臂架鉸支在回轉(zhuǎn)平臺上的支承上，其上布置有膠帶運輸機，配重則布置在堆料臂架的后部末端。懸臂堆料機能實現(xiàn)上下變幅和沿料場圓周方向回轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)平臺靠一回轉(zhuǎn)支承與中心柱相連，回轉(zhuǎn)支承在一套回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的帶動下實現(xiàn)堆料機繞中心柱作圓周運動。液壓系統(tǒng)中的液壓動力站驅(qū)動液壓油缸，使堆料臂上仰或下俯。膠帶機在堆料機回轉(zhuǎn)和變幅復(fù)合運動的同時實現(xiàn)預(yù)定方式的堆料功能。 1.1.2 橋式刮板取料機 橋式刮板取料機由箱形梁、行走端梁、刮板系統(tǒng)和料耙系統(tǒng)組成。行走端梁上設(shè)置傳動裝置，驅(qū)動取料機沿料場圓周方向運行。箱形梁一端支承在行走端梁上，另一端鉸支在中心柱下回轉(zhuǎn)支承外圈上，支承整個取料機繞中心柱回轉(zhuǎn)。刮板取料系統(tǒng)布置在箱梁下面，刮板鏈在中心柱一端的傳動裝置驅(qū)動下循環(huán)運行，實現(xiàn)取料功能。 　　設(shè)置在箱形梁一側(cè)的料耙在液壓系統(tǒng)驅(qū)動下，沿料堆的橫端面上將物料耙落，輔助刮板系統(tǒng)完成取料工作。在料耙往復(fù)運動、行走端梁沿料場圓周方向進給的同時，經(jīng)刮板系統(tǒng)刮取物料，完成其取料過程。 　　堆料和取料預(yù)定方式均由可編程控制系統(tǒng)按照預(yù)編程序進行控制。為適應(yīng)自動化工藝流程、調(diào)試、維護保養(yǎng)及特殊工況的處理，堆取料機設(shè)置了自動控制、手動控制和機旁控制三種控制方式，三種方式各自獨立。 1.2 堆料機的分類 （1） 臂式斗輪堆取料機：　臂式斗輪堆取料機是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機械，它廣泛應(yīng)用于火電廠、港口碼頭、鋼鐵冶金、建材水泥、礦山、化工、煤炭與焦化廠等原料儲運場，可實現(xiàn)煤炭、礦石、化工原料等散狀物料的堆取、轉(zhuǎn)運、裝卸的連續(xù)作業(yè)。 （2） 搖（動）臂混勻堆料機：搖（動）臂混勻堆料機是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機械，它應(yīng)用于鋼鐵冶金、港口碼頭、建材水泥、礦山、化工等行業(yè)大型現(xiàn)代化原料儲運場，實現(xiàn)煤炭、礦石、化工原料等散狀物料的堆取、轉(zhuǎn)運、裝卸的連續(xù)作業(yè)。 （3） 搖臂堆料機：搖臂堆料機是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機械，它應(yīng)用于鋼鐵冶金、港口碼頭、建材水泥、礦山、化工等行業(yè)大型現(xiàn)代化原料儲運場，實現(xiàn)煤炭、礦石、化工原料等散狀物料的堆取、轉(zhuǎn)運、裝卸的連續(xù)作業(yè)。 （4） 門式斗輪堆料機：門式斗輪堆取料機是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機械，它廣泛應(yīng)用于火電廠、港口碼頭、鋼鐵冶金、建材水泥、礦山、化工、煤炭與焦化廠等原料儲運場，可實現(xiàn)煤炭、礦石、化工原料等散狀物料的堆取、轉(zhuǎn)運、裝卸的連續(xù)作業(yè)。 （5） 圓形料場堆取料機：圓形料場堆取料機是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機械，它廣泛應(yīng)用于火電廠、建材水泥、礦山、化工、煤炭等原料儲運場，可實現(xiàn)煤炭、礦石、化工原料等散狀物料的堆取、轉(zhuǎn)運、裝卸的連續(xù)作業(yè)。 第二章 方案設(shè)計 2.1總體方案設(shè)計 汽車輪轂沖壓剪切下料后,需要酸洗除銹,為提高效率和質(zhì)量,要求坯料有序地排放在料架上。自動推料機應(yīng)具有以下功能： （1） 推料過程自動完成 （2） 從下料機上自動接料 （3） 設(shè)計兩種規(guī)格料架 （4） 自動檢測和報警 （5） 料道高度 1.1m （6） 節(jié)拍 30S/件 酸洗槽規(guī)格 1.8 X 3（m） 輪轂坯料的垂直高度為260mm 根據(jù)設(shè)計說明任務(wù)及要求，本次設(shè)計的根本任務(wù)是把輪轂壞料有序地排列到料架中使其實現(xiàn)自動化。要點是: （1） 自動化。 （2） 有序擺放。 自動化的實現(xiàn)部分要用涉及到控制動力，很自然地要用到機電傳動。即以電動機為原動機驅(qū)動輸送機械。將電能轉(zhuǎn)化為機械能。電機的選擇用交流伺服電動機，它與普通電機相比具有以下特點： （1） 調(diào)整范圍廣，伺服電動機的轉(zhuǎn)速隨著控制電壓改變，能在寬廣的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)； （2） 轉(zhuǎn)子的慣性小，即能實現(xiàn)迅速啟動，停轉(zhuǎn)； （3） 控制功率小，過載能力強，可靠性好。 整個過程主要以下兩個環(huán)節(jié)： （1） 推料器把輪轂坯料推到升降機上； （2）由升降機上的推料器把輪轂坯料推進小車內(nèi)。 中間過程升降機要起降，由于傳動的多環(huán)節(jié)性，控制系統(tǒng)要有自動的測量控制信號，選用傳感器，其類似于人的感覺器官。它把被測量轉(zhuǎn)換為易測信號。傳送給測量系統(tǒng)的信號調(diào)理環(huán)節(jié)，控制信號的處理要用到繼電器---接觸器控制系統(tǒng)。為實現(xiàn)過程的邏輯性，要用到時可編程序控制器。輪轂坯料自動輸送流程簡圖如下圖2.1： 圖2.1 輪轂坯料自動輸送流程簡圖 2.2具體方案設(shè)計 2.2.1 裁板機推料器動力的選擇 可選動力有： （1） 電動機 1）螺旋傳動　　2）鏈傳動　　3）帶傳動 （2） 氣缸 （3） 液壓缸 考慮到現(xiàn)場工作環(huán)境（輪轂坯料下料后有大量的銹渣，在沖擊條件下有下落）從而去除螺旋傳動和鏈傳動。因為它們要求有相對清潔的工作環(huán)境。帶傳動平穩(wěn)性和精確性相對較差，去除。液壓設(shè)備功率大，輔助設(shè)備要求較高，考慮到此推料器推力不大，而氣缸具有設(shè)備簡單，氣源方便的優(yōu)點。因此選用氣缸作為裁板機推料器的動力。 2.2.2料架內(nèi)堆料層數(shù)、數(shù)量、相對位置的確定 酸洗槽規(guī)格為：1.8×3(m)，輪轂坯料的垂直高度為260mm，估算輪轂坯料的重量，設(shè)計料架內(nèi)裝三層坯料，估算坯料重心，設(shè)計坯料與料架底面成11度垂直擺放，綜合空間性此角度較為合適。綜上所述，根據(jù)輪轂坯料空間幾何尺寸確定輪轂坯料數(shù)量為：第一層25個，第二層24個，第三層23個，共72個。 2.2.3升降機傳動的選擇 由于要三層堆料，考慮傳動的平穩(wěn)性，選擇螺旋傳動。螺旋傳動一般是將旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動，或反過來將直線運動變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，并同時進行能量和力的傳遞。 螺旋傳動按螺紋間摩擦狀態(tài)又可分為滑動螺旋，滾動螺旋與靜壓螺旋三大類。 滑動螺旋的特點： （1） 結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，成本低廉 （2） 當(dāng)螺紋升角小于摩擦角時，能自鎖 （3） 傳動平穩(wěn) （4） 磨擦阻力大，效率較低，僅在0.3—0.7之間，自鎖時低于0.5，常在0.3—0.4之間 （5） 螺紋間有側(cè)向間隙，反向時有空行程，定位精度及軸向風(fēng)度較差 （6） 磨損快 （7） 低速及微調(diào)時可能出現(xiàn)爬行 滑動螺旋副常采用梯形螺紋，鋸齒形螺紋或矩形螺紋。矩形螺紋的特點：牙型為正方形，牙型角為0。傳動效率高，但精度制造困難；螺紋強度比梯形螺紋，鋸齒螺紋低，對中精度低：螺紋副磨損后的間隙難于以補償佤修復(fù)。綜合考慮和對比各種傳動副的特點及機器傳動的要求選用矩形螺紋。 2.2.4升降機上推料器傳動選擇 考慮到推料器要求傳動速度快，平穩(wěn)的特點，選擇鏈傳動作為此推料器的傳動裝置。因為鏈傳動能保持準(zhǔn)確的平穩(wěn)傳動。傳動效率高；結(jié)構(gòu)較為緊湊。作用在軸上的壓力較??；能在高溫低速重載條件下工作。 鏈條按功用不同可分為傳動鏈，輸送鏈，起重曳引鏈和專用特種鏈，考慮到本機器的特點，選用傳動鏈。 2.2.5小車方案 （1） 小車能在水平方向移動并能定位到任何位置； （2） 料架能方便的安放到小車上，并且和小車相對位置要求精確； （3） 小車傳動用螺旋傳動，動力為交流伺服控制電機。 2.2.6料架輔助裝置 為了能使輪轂坯料準(zhǔn)確的擺放在料架上，設(shè)計輪轂坯料要求有導(dǎo)輥起導(dǎo)向作用。此裝置動力由一氣缸提供。由于輔助裝置上升幅度較小，氣缸的行程要求不大，根據(jù)氣缸的特點，能滿足工作要求。 2.2.7輸送時間分配 根據(jù)設(shè)計任務(wù)的參數(shù)（節(jié)拍：30s/件）及各種傳動的速度的合理性，分配時間簡述如下： 第一層堆料：裁板機推料器接收到傳動命令后用3秒時間把輪轂坯料推到升降機的待輸送狀態(tài)，停1秒鐘后用3秒返回待命位置。升降機推料器接收到傳動信號后用5秒時間將輪轂坯料擺放到料架指定位置，停1秒后用5秒時間返回到原位置。料架輔助裝置和升降機推料器同時啟動，用1秒時間托起，保持5秒后用1秒時間退回。小車在料架下落后啟動，用1秒時間移動1單元距離。到第25個輪轂坯料擺放好后小車用17秒時間快速退回到開始位置。 第二層堆料：裁板機推料器和升降機推料器動作和第一層堆料相同。料架輔助裝置停止工作。不同的是輪轂坯料到升降機待命位置后往上提升一單元距離，用３秒的時間提升，，然后再由升降機推料器把輪轂推到小車的指定位置。然后再用３秒的時間回退。到第４９個輪轂坯料擺放好后，小車迅速回退到初始位置。 第三層推料：和第二層堆料基本相同，不同的是升降機要向上提升兩單元距離(一單元距離為輪轂壞料在升降機上擺放時的垂直高度）。到第７２個輪轂壞料擺放好后，報警機報警，將料架由起重機吊起放進酸洗槽中。 整個過程的時間分配簡單示意圖如下： 圖2.2 輸送第1----24個輪轂的時間簡單示意圖 圖2.3 輸送第25個輪轂的時間簡單示意圖 圖2.4輸送第26----49個輪轂的時間簡單示意圖 圖2.5 輸送第50個輪轂的時間簡單示意圖 圖2.6　輸送第51----75個輪轂的時間簡單示意圖 上列圖圖表字母代號名稱： A：截機板機推料器 B：升降機 C：料架輔助裝置 D：升降機推料器 第三章 機電控制設(shè)計 3.1 傳感器概述 3.1.1 傳感器的定義 信息處理技術(shù)取得的進展以及微處理器和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應(yīng)的進展。微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測量和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著這些系統(tǒng)能力的增強，作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為自動化系統(tǒng)和機器人技術(shù)中的關(guān)鍵部件，作為系統(tǒng)中的一個結(jié)構(gòu)組成，其重要性變得越來越明顯。 最廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。國際電工委員會(IEC: International Electrotechnical Committee)的定義為：“傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號”。按照 Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的傳感器”。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個組成部分，它是被測量信號輸入的第一道關(guān)口。 3.1.2 傳感器的組成 傳感器一般由敏感器件與其他輔助器件組成。敏感器件是傳感器的核心，它的作用是直接感受被測物理量，并將信號進行必要的轉(zhuǎn)換輸出。一般把信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路歸為輔助器件，它們是一些能把敏感器件輸出的電信號轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄、處理等有用的電信號的裝置。 隨著集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)能把一些處理電路和傳感器集成在一起，構(gòu)成集成傳感器。進一步的發(fā)展是將傳感器和微處理器相結(jié)合，裝在一個檢測器中形成一種心形的“智能化傳感器”。 3.1.3 傳感器的分類 目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種： （1） 按傳感器的物理量分類，可分為位移傳感器、力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、氣體成份等傳感器； （2） 按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器； （3） 按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量（“１”和"０”或“開”和“關(guān)”）的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。 （4） 按信號變換特征分類，可分為物性型傳感器和結(jié)構(gòu)性傳感器。 （5） 按傳感器與被測量之間的關(guān)系分類，可分為能量轉(zhuǎn)換型傳感器和能量控制型傳感器。 （6） 按傳感器輸出量的性質(zhì)來分，可分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。 3.1.4 傳感器的靜態(tài)特性 傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。 3.1.5 傳感器的動態(tài)特性 所謂動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因為傳感器對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實驗方法求得，并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。 3.1.6 傳感器的線性度 通常情況下，傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指標(biāo)。 擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。 3.1.7 傳感器的靈敏度 靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。 它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。 3.1.8 傳感器的分辨力 分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時，傳感器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨力時，其輸出才會發(fā)生變化。 通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點的分辨力并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。 3.1.9 電阻式傳感器 電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式傳感器、壓阻式傳感器、熱電阻傳感器、電位計式傳感器等。 （1） 電阻應(yīng)變式傳感器 傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類，金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點。 （2） 壓阻式傳感器 壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。 用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感 材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。 （3） 熱電阻傳感器 熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種傳感器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用于測量-200℃～+500℃范圍內(nèi)的溫度。 （4） 電位計式傳感器 電位計式傳感器有直線位移型、角位移型和非線性型等，不管是哪種類型的傳感器，都是由線圈、骨架和滑動觸頭等組成。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，精度高，性能穩(wěn)定，受環(huán)境因素影響小，使用方便。 3.1.10電容式傳感器 電容式傳感器是將被測物理量轉(zhuǎn)換成電容量變化的一種結(jié)構(gòu)型傳感器，它實際上就是一個具有可變參數(shù)的電容器。 （1） 變極距型電容式傳感器 變極距型電容式傳感器是兩塊平行板之間介質(zhì)的介電常數(shù)和相互覆蓋面積保持不變，只改變電容機板之間的距離所得到的一種傳感器，主要應(yīng)用于壓力的測量。在實際應(yīng)用中，為了提高傳感器的靈敏度，增大線性工作范圍和克服外界條件（如電源電壓、環(huán)境溫度等）的變化對測量精度的影響，常常采用差動型電容式傳感器。 （2） 變面積型電容式傳感器 變面積型電容式傳感器是兩塊平行板之間介質(zhì)的介電常數(shù)和距離保持不變，只改變極板見覆蓋面積所得到的一種傳感器，分為角位移型傳感器和線位移型傳感器。適用于較大角位移和線位移的測量。 （3） 變介電常數(shù)型電容式傳感器 變介電常數(shù)型電容式傳感器是兩塊平行板之間的相互覆蓋面積和距離保持不變，只改變介電常數(shù)所得到的一種傳感器，主要用來檢測容器中液面高度、片狀材料的厚度等。 3.1.11電感式傳感器 利用電磁感應(yīng)原理將被測非電量如位移、壓力、流量、振動等轉(zhuǎn)換成線圈自感量或電感量的變化，再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，這種裝置稱為電感式傳感器。它的結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，工作精度高，零點穩(wěn)定，輸出功率較大。按轉(zhuǎn)換方式分為自感型電感式傳感器和互感型電感式傳感器。 3.1.12 傳感器的發(fā)展方向 （1） 向高精度發(fā)展： 隨著自動化生產(chǎn)程度的不斷提高，對傳感器的要求也在不斷提高，必須研制出具有靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動化的可靠性。目前能生產(chǎn)萬分之一以上的傳感器的廠家為數(shù)很少，其產(chǎn)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。 （2） 向高可靠性、寬溫度范圍發(fā)展： 傳感器的可靠性直接影響到電子設(shè)備的抗干擾等性能，研制高可靠性、寬溫度范圍的傳感器將是永久性的方向。提高溫度范圍歷來是大課題，大部分傳感器其工作范圍都在-20℃～70℃，在軍用系統(tǒng)中要求工作溫度在-40℃～85℃范圍，而汽車鍋爐等場合要求傳感器的溫度要求更高，因此發(fā)展新興材料（如陶瓷）的傳感器將很有前途。 （3） 向微型化發(fā)展： 各種控制儀器設(shè)備的功能越來越大，要求各個部件體積能占位置越小越好，因而傳感器本身體積也是越小越好，這就要求發(fā)展新的材料及加工技術(shù)，目前利用硅材料制作的傳感器體積已經(jīng)很小。 （4） 向微功耗及無源化發(fā)展： 傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化，工作時離不開電源，在野外現(xiàn)場或遠(yuǎn)離電網(wǎng)的地方，往往是用電池供電或用太陽能等供電，開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向，這樣既可以節(jié)省能源又可以提高系統(tǒng)壽命。目前，低功耗損的芯片發(fā)展很快，如T12702運算放大器，靜態(tài)功耗只有1.5μA，而工作電壓只需2～5V。 （5） 向智能化數(shù)字化發(fā)展： 隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能，其輸出不再是一個單一的模擬信號（如0～10mV），而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號，有的甚至帶有控制功能，這就是所說的數(shù)字傳感器。 3.2可編程控制概述 3.2.1可編程控制器概論 可編程控制器，英文稱Programmable Logic Controller，簡稱PLC。 3.2.2 可編程控制器基本原理 PLC是基于電子計算機，且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實現(xiàn)控制，而主要靠運行存儲于PLC內(nèi)存中的程序，進行入出信息變換實現(xiàn)控制。 3.2.3可編程控制器實現(xiàn)控制的要點 入出信息變換、可靠物理實現(xiàn)，可以說是PLC實現(xiàn)控制的兩個基本要點。 入出信息變換靠運行存儲于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序(不可更改)，又有用戶自行開發(fā)的應(yīng)用（用戶）程序。系統(tǒng)程序提供運行平臺，同時，還為PLC程序可靠運行及信號與信息轉(zhuǎn)換進行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計。什么樣的控制要求，就應(yīng)有什么樣的用戶程序。 可靠物理實現(xiàn)主要靠輸人（INPUT）及輸出（OUTPUT）電路。PLC的I/O電路，都是專門設(shè)計的。輸入電路要對輸入信號進行濾波，以去掉高頻干擾。而且與內(nèi)部計算機電路在電上是隔離的，靠光耦元件建立聯(lián)系。輸出電路內(nèi)外也是電隔離的，靠光耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。輸出電路還要進行功率放大，以足以帶動一般的工業(yè)控制元器件，如電磁閥、接觸器等等。 3.2.4 可編程控制器實現(xiàn)控制的過程 簡單地說，PLC實現(xiàn)控制的過程一般是： 輸入刷新--再運行用戶程序--再輸出刷新--再輸入刷新--再運行用戶程序--再輸出刷新……永不停止地循環(huán)反復(fù)地進行。 3.2.5 可編程控制器實現(xiàn)控制的方式 用這種不斷地重復(fù)運行程序?qū)崿F(xiàn)控制稱掃描方式。是用計算機進行實時控制的一種方式。此外，計算機用于控制還有中斷方式。在中斷方式下，需處理的控制先申請中斷，被響應(yīng)后正運行的程序停止運行，轉(zhuǎn)而去處理中斷工作（運行有關(guān)中斷服務(wù)程序）。待處理完中斷，又返回運行原來程序。哪個控制需要處理，哪個就去申請中斷。哪個不需處理，將不被理睬。顯然，中斷方式與掃描方式是不同的。 在中斷方式下，計算機能得到充分利用，緊急的任務(wù)也能得到及時處理。但是，如果同時來了幾個都要處理的任務(wù)該怎么辦呢？優(yōu)先級高的還好辦，低的呢？可能會出現(xiàn)照顧不到之處。所以，中斷方式不大適合于工作現(xiàn)場的日常使用。 3.2.6 可編程控制器基本特點 從討論PLC的工作原理知，PLC的輸入與輸出在物理上是彼此隔開的，其間的聯(lián)系是靠運行存儲于它的內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。它的入出相關(guān)，不是靠物理過程，不是用線路；而是靠信息過程，用軟邏輯聯(lián)系。它的工作基礎(chǔ)是用好信息。 下面介紹PLC的四個特點： （1） 功能豐富 PLC的功能非常豐富。這主要與它具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲信息的內(nèi)部器件有關(guān)。 它的指令多達(dá)幾十條、幾百條，可進行各式各樣的邏輯問題的處理，還可進行各種類型數(shù)據(jù)的運算。凡普通計算機能做到的，它也都可作到。 它的內(nèi)部器件，即內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，種類繁多，容量宏大。它的內(nèi)部種種繼電器，相當(dāng)于中間繼電器，數(shù)量更多。內(nèi)存中一個位就可作為一個中間繼電器，存儲空間很大。 它的計數(shù)器、定時器也很多，是繼電電路所望塵莫及的。小小的箱體或模塊，其內(nèi)部定時器、計數(shù)器可達(dá)成百、成千。這也是因為只要用內(nèi)存中的一個字，再加一些標(biāo)志位，即可成為定時器、計數(shù)器，所以才那么多。 而且，這些內(nèi)部器件還可設(shè)置成丟電保持的，或丟電不保持的，即上電后予以清零的。以滿足不同的使用要求。這些也是繼電器件所難以做到的。 它的數(shù)據(jù)存儲區(qū)還可用以存儲大量數(shù)據(jù)，幾百、幾千、幾萬字的信息都可以存，而且，掉電后還不丟失。 PLC還有豐富的外部設(shè)備，可建立友好的人機界面，以進行信息交換。 （2） 使用方便 用PLC實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非常方便的。這是因為：首先PLC控制邏輯的建立是程序, 用程序代替硬件接線。編程序比接線，更改程序比更改接線，當(dāng)然要方便得多！ 其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成為種種小型化的模塊。而且，這些模塊是配套的，已實現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。 （3） 工作可靠 用PLC實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非常可靠的。這是因為PLC在硬件與軟件兩個方面都采取了很多措施，確保它能可靠工作。事實上，如果PLC工作不可靠，就無法在工業(yè)環(huán)境下運用，也就不成其為PLC了。 1） 在硬件方面： PLC的輸入輸出電路與內(nèi)部CPU是電隔離?？纱_保PLC程序的運行不受外界的電與磁干擾，能正常地工作。PLC使用的元器件多為無觸點的，而且為高度集成的，數(shù)量并不太多，也為其可靠工作提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。有的PLC的模塊可熱備，一個主機工作，另一個主機也運轉(zhuǎn)，但不參與控制，僅作備份。還有采用三取一的設(shè)計，CPU、I/O模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。這可使系統(tǒng)出故障的機率幾乎為零，做到萬無一失。當(dāng)然，這樣的系統(tǒng)成本是很高的，只用于特別重要的場合，如鐵路車站的道叉控制系統(tǒng)。 2） 在軟件方面： PLC的工作方式為掃描加中斷，這既可保證它能有序地工作，避免繼電控制系統(tǒng)常出現(xiàn)的"冒險競爭"，其控制結(jié)果總是確定的；而且又能應(yīng)急處理急于處理的控制，保證了PLC對應(yīng)急情況的及時響應(yīng)，使PLC能可靠地工作。 （4） 經(jīng)濟合算 高新技術(shù)的使用必將帶來巨大的社會效益與經(jīng)濟效益，這是科技是第一生產(chǎn)力的體現(xiàn)，也是高新技術(shù)生命力之所在。盡管使用PLC首次投資要大些，但從全面及長遠(yuǎn)看，使用PLC還是經(jīng)濟的。 3.2.7 可編程控制器基本應(yīng)用 最初，PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進步，它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。如今，PLC不僅用于開關(guān)量控制，還用于模擬量及數(shù)字量的控制，可采集與存儲數(shù)據(jù)，還可對控制系統(tǒng)進行監(jiān)控；還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業(yè)控制裝置家族中一個重要的角色。 3.3機電控制電路及程序 3.3.1 三個電機主電路: （1） M1為升降機上的推料器的控制電機 （2） M2為升降機上的控制電機 （3） M3為小車的控制電機 （4） M1 KM3 KM5 為正轉(zhuǎn)繼電器 （5） KM2 KM4 KM6 為反轉(zhuǎn)繼電器 圖3.1 控制電機 圖3.2 控制電機 3.3.2 PLC外部接線圖 圖3.3 PLC外部接線圖 3.3.3 梯形圖 圖3.3 梯形圖 3.3.4 指令語句圖 步序 指令 地址號 00 LD 400 01 OR 430 02 ANI 401 03 ANI 430 04 OUT 430 05 LD 401 06 ANI 430 07 ANI 451 08 OUT 431 09 LD 431 10 ANI 401 11 OUT 450 12 K 5 13 LD 402 14 RST C460 15 LD 403 16 OUT C460 17 K 25 18 MC 101 19 LD 404 20 OR 432 21 ANI 433 22 LD C460 23 ANI C461 24 OUT 432 25 LD 405 26 ANI 432 27 ANI 451 28 LD 460 29 ANI 461 30 OUT 433 31 LD 433 32 ANI 451 33 LD 460 34 ANI 461 35 OUT 433 36 LD 433 37 ANI 405 38 OUT 451 39 K 3 40 MCR 101 41 LD 406 42 RST C461 43 LD 407 44 OUT C461 45 K 49 46 MC 102 47 LD 404 48 OR 432 49 ANI 405 50 ANI 433 51 LD C461 52 OUT 432 53 LD 405 54 ANI 432 55 ANI 452 56 LD C461 57 OUT 433 58 LD 33 59 ANI 405 60 ANI 452 61 LDC 461 62 OUT 433 63 LD 433 64 ANI 405 65 OUT 452 66 K 6 67 MCR 102 68 LD 408 69 OR 434 70 ANI 409 71 ANI 435 72 OUT 434 73 LDI 411 74 OUT M100 75 OUT 453 76 K 1 77 LDI 453 78 OUT 434 79 LD 410 80 OR 435 81 ANI 408 82 ANI 434 83 OUT 435 84 LDI 412 85 OUT 100 86 OUT 454 87 K 17 88 LDI 454 89 OUT 435 90 END 第四章 設(shè)計計算 4.1 滾子鏈傳動的設(shè)計計算： 滾子鏈?zhǔn)菢?biāo)準(zhǔn)零件，根據(jù)傳動要求合理選擇鏈傳動基本參數(shù)，決定鏈的型號，確定傳動布置，選擇用鏈輪材料、結(jié)構(gòu)及電機匹配如下： （1） 基本參數(shù)的確定 1）選擇鏈輪齒數(shù) 考慮到推料器的主要功用是將輪轂坯料推進料架中，設(shè)計傳動比為ｉ=1。鏈輪齒數(shù)越少，運動的不均勻性和動載荷都增大；鉸鏈磨損和齒面磨損也隨之增加。鑒于鏈輪齒數(shù)的推薦值和設(shè)計機器的自身特點，取鏈輪齒數(shù)Z1=Z2=33。 2) 選定中心距和鏈節(jié)數(shù)LP和鏈節(jié)距P 根據(jù)設(shè)計機器自身的特點和功用可直接定=1970，選p=12.7 鏈節(jié)數(shù)　　　　　　 （4.1） ==343.2 取=344 3) 鏈傳動的計算功率(KW) （4.2） 根據(jù)以上計算選擇鏈條型號為08A---1---344 GB/T1243---97 4) 鏈輪分度圓直徑d(mm) (4.3) 5) 齒頂圓直徑 (mm) (4.4) 6) 分度圓弦齒高 (mm) (4.5) 7) 齒根圓直徑 (mm) (4.6) 8) 齒側(cè)凸緣直徑 (mm) （4.7） 9) 齒側(cè)圓弧半徑 (mm) （4.8） 10) 滾子定位圓弧半徑 (mm) （4.9） 11） 滾子定位角(ｏ) （4.10） （2） 鏈傳動的布置，張緊和潤滑 為了避免鏈條垂度過大時產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的抖動現(xiàn)象，同時也可以增加鏈條與鏈輪的包角，設(shè)計裝置張緊輪。 合理的潤滑可以減緩磨損，減輕沖擊，延長鏈條使用壽命。 1） 潤滑方式：人工潤滑。 2） 潤滑方法：用刷子或油壺定期在鏈條松邊內(nèi)，外鏈板間隙中注油。 3） 供油量：每班注油一次。 4） 潤滑油的粘度等級：ISO標(biāo)準(zhǔn)粘度等級 VG150 （3） 鏈輪材料及齒面硬度 　　　鏈輪材料均選40鋼，熱處理后硬度40——50HRC （4） 電機的選擇 根據(jù)以上計算選用 德國SEW———EURODRIVE公司生產(chǎn)的制動電動機。 型號： RF63 DT80N4 4.2絲杠設(shè)計計算 4.2.1 升降機絲杠的設(shè)計計算 （1） 各種參數(shù)的計算 1） 工作長度h (mm) 由輪轂坯料在升降機上的垂直高度決定 h=2274=494 2) 螺桿半徑 （4.11） 式中 F----軸向載荷（N） Pp----許用壓強(MPa) 考慮到絲杠的端頭固定,由聯(lián)軸器與電動機聯(lián)接 取 3) 螺紋線數(shù) 要求具備自鎖，取螺紋線數(shù)為1 4) 螺母的軸向移動速度v(m/s) （4.12） 式中 t----工作要求時間 5) 螺紋升角 (ｏ) （4.13） 6) 基本牙型高度H1 (mm) H1=0.5P =0.5 10=5 （4.14） 7) 螺紋根部的寬度B(mm) B=0.5P=5 （4.15） 8) 螺母高度H(mm) （4.16） 取H=290 9) 螺紋摩擦力矩 (N.mm) （4.17） 式中 ----當(dāng)量摩擦角 ----螺旋線升角(ｏ) 10) 螺旋傳動軸向支承面摩擦力矩 (N.mm) 當(dāng)為環(huán)形面支承時 （4.18） 式中 D0為環(huán)支承面的外徑（mm） d0為環(huán)支承面的內(nèi)徑（mm） 11) 驅(qū)動轉(zhuǎn)距Mq (N.mm) （4.19） 式中 ----螺旋傳動徑向軸承摩擦力矩，無徑向支承時，此項為0。 12) 螺桿轉(zhuǎn)數(shù)w（r/min） （4.20） 13) 驅(qū)動功率（KW） （4.21） 14) 輸出功率（KW） （4.22） 式中 螺紋效率 （軸向載荷與運動方向相反時取+號） 15）自鎖性驗算 鋼對耐磨鑄鐵f=0.10----0.12，取f=0.10 （4.23） 由以上第5項知 故自鎖可靠。 (2) 電動機的選擇 考慮到升降機的功率及以上絲杠的計算，選擇用德國SEW———EURODRIVE公司生產(chǎn)的制動電動機。型號： RXF63 DV112M4 4.2.2 小車絲杠的設(shè)計計算 (1) 各種參數(shù)的計算 1）工作長度L(mm) 由小車的移動長度決定 L=2274=494 2）螺桿半徑 （4.24） 式中 F----軸向載荷（N） Pp---許用壓強(MPa) 考慮到絲杠的端頭固定,由聯(lián)軸器與電動機聯(lián)接 取 3）螺紋線數(shù) 考慮到小車速度不能太快，取螺紋線數(shù)為1 4）螺母的軸向移動速度v（m/s） （4.25） 式中 t----工作要求時間 5) 螺紋升角 (ｏ) （4.26） 6) 基本牙型高度H (mm) H1=0.5P （4.27） =0.510=5 7) 螺紋根部的寬度B (mm) B=0.5P=5 （4.28） 8) 螺母高度H (mm) （4.29） 取H=220 9) 螺紋摩擦力矩 (N.mm) （4.30） 式中 ----當(dāng)量摩擦角 ----螺旋線升角(ｏ) 10) 螺旋傳動軸向支承面摩擦力矩 (N.mm) 當(dāng)為環(huán)形面支承時 （4.31） 式中 D0為環(huán)支承面的外徑（mm） d0為環(huán)支承面的內(nèi)徑（mm） 11) 驅(qū)動轉(zhuǎn)距Mq (N.mm) （4.32） 式中 ----螺旋傳動徑向軸承摩擦力矩，無徑向受力時，此項為0。由于只有絲杠本身自重，徑向受力忽略不計。 12) 螺桿轉(zhuǎn)數(shù)w（r/min） （4.33） 13) 驅(qū)動功率（KW） （4.34） 14) 輸出功率（KW） （4.35） 式中 螺紋效率 （軸向載荷與運動方向相反時取+號） (2) 電動機的選擇 考慮到升降機的功率及以上絲杠的計算，選擇用德國SEW———EURODRIVE公司生產(chǎn)的制動電動機。型號： RX63 DT100LS4 4.3 料架輔助裝置設(shè)計計算 設(shè)計簡圖如圖4.1： 圖4.1 設(shè)計簡圖 取上下兩轉(zhuǎn)動處間距離即AC=250mm，根據(jù)托輥尺寸設(shè)計輔助裝置下降25mm，即FC=25mm， 由幾何關(guān)系 FC=AC-AC （4.36） 250=250-250 求得 FB=AB （4.37） 設(shè)計輔助右邊距料架下底內(nèi)壁為L2=120mm，左邊距料架下底內(nèi)壁為L1=10mm，由料架內(nèi)壁長L=1260mm，求得輔助裝置長度L3 L3=L-L1-L2 （4.38） =1260-10-120=1130mm 根據(jù)裝置，設(shè)定DH=222mm，由幾何關(guān)系得： （4.39） (4.40) (4.41) (4.42) 由幾何關(guān)系從而推出氣缸的行程為: S=DG-DH=276.76-222=54.76 (4.43) 取S=55 結(jié) 論 堆料機負(fù)責(zé)港口料場堆料任務(wù)，其特點是體積龐大，設(shè)備復(fù)雜。這就要求在堆料機的使用和控制中，除了實現(xiàn)其設(shè)備的功能，穩(wěn)定的控制外，還要有充分的保護裝置和報警系統(tǒng)，因此實時的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控顯得非常重要。針對PLC控制的堆料系統(tǒng)，利用組態(tài)軟件實現(xiàn)系統(tǒng)實時監(jiān)控，大大加深了使用者對設(shè)備的了解程度，系統(tǒng)穩(wěn)定性也得到了進一步提高。 現(xiàn)在港口中的堆料機設(shè)備，大多采用為PLC控制器，那么這種基于PLC的監(jiān)控系統(tǒng)對于自動化程度愈來愈高的現(xiàn)代化港口，其實用性較強，實現(xiàn)簡單，有利于推廣。 堆料機目前正向著大型化、自動化的方向發(fā)展，設(shè)備選型更加多樣化和環(huán)保化，產(chǎn)品配套的國際化，PLC控制和變頻器調(diào)速系統(tǒng)多元化，系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)化，并且隨著產(chǎn)品設(shè)計和制造質(zhì)量的提高逐步走向世界。智能化的堆料機自動控制系統(tǒng)意義很大，不僅能夠避免一些工業(yè)事故，更能帶來良好的經(jīng)濟效益。 致 謝 在本文完成之際，衷心的感謝丁寧教授，本畢業(yè)設(shè)計工作自始至終在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，她付出了極大的經(jīng)歷和心血，給與了精心的指導(dǎo)、熱情的鼓勵和無私的幫助。丁寧教授既有豐富的理論知識，又在實踐中積累了大量的經(jīng)驗，并有敏銳的、超前的學(xué)術(shù)意識、及忘我的工作態(tài)度。所有這些都使我受益終生，并激勵我在未來的工作、學(xué)習(xí)和生活中，時刻保持勤奮刻苦的工作態(tài)度、求實創(chuàng)新的敬業(yè)精神。 感謝所有在學(xué)習(xí)期間給與我關(guān)懷、鼓勵、理解和支持的老師同學(xué)和朋友們。即將畢業(yè)的我們，在以后的工作中難免會遇到一些問題或麻煩，如機器損壞或零件老化等系列問題時，這時就要靠自己以前積累的經(jīng)驗去解決它，隨著科學(xué)技術(shù)的高度的發(fā)達(dá)，一些質(zhì)量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價格低廉的產(chǎn)品將開發(fā)出來并淘汰那些嘮的生產(chǎn)技術(shù)或設(shè)備。因此，我們應(yīng)該樹立良好的設(shè)計思想，重視對自己進行機械設(shè)計能力的培養(yǎng)，樹立知識經(jīng)濟意識；善于利用各種信息能源，擴展知識面和能力；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?？茖W(xué)、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗的企業(yè)精神，加強環(huán)境保護意識，做到清潔生產(chǎn)和文明生產(chǎn)，以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會效益。 所以，在以后的工作中，繼續(xù)學(xué)習(xí)和加深。在此我非常感謝丁教授在設(shè)計過程中對我的指導(dǎo)和幫助，在此像丁教授致以誠摯的敬意！ 參考文獻(xiàn) [1]《設(shè)計大典》第四卷 江西科學(xué)技術(shù)出版社 [2]《機電傳動控制》》（第三版） 鄧星鐘主編 華中科技大學(xué)出版社 [3]《機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)》 主編：廈門大學(xué) 黃長藝 清華大學(xué) 嚴(yán)普強 機械工業(yè)出版社 [4]《機電一體化實用技術(shù)》 徐志毅主編 上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 [5]《機械設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社 [6]《現(xiàn)代綜合機械設(shè)計手冊》 北京出版社 [7]《機械傳動裝置選用手冊》 機械工業(yè)出版社 [8]《機械工程圖學(xué)》 主編 侯洪生（吉林大學(xué)） 科學(xué)出版社 [9]《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》 寇尊權(quán)主編