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謝辭
我在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，得到指導(dǎo)老師沙印的精心指導(dǎo)，沙老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，視野雄廓，為我營造了一種良好的精神氛圍。置身沙老師的指導(dǎo)過程中，不僅我的思想觀念煥然一新，也改善了我的思考方式，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。其嚴(yán)以律己，寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力，令我如沐春風(fēng)，倍感溫馨。一股暖意細(xì)水長流，源自內(nèi)心而又沐潤全身，微言寸語豈能祥訴感激之情，只好銘記心中，唯有虔誠的祝福導(dǎo)師合家歡樂，一生平安，萬事如意。同時(shí)，也將祝福送給每一位幫助我的師長。感謝各位老師在這半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的幫助和鼓勵(lì)。
江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
設(shè)計(jì)題目： 205t橋式起重機(jī)控制線路設(shè)計(jì)
系 別：機(jī)械工程系
專 業(yè)：
班 級(jí)：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)老師：
完成時(shí)間：
目錄
摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT………………………………………………………………………………Ⅱ
第一章20/5t橋式起重機(jī)常用電器，電機(jī)及選用………………………………………
1.1 常用低壓電器……………………………………………………………………
1.2 熔斷器………………………………………………………………………………
1.3 刀開關(guān)………………………………………………………………………………
1.4 20/5t橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)主要輔件選用……………………………………
1.5 20/5t橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)容量選用……………………………………
1.6 20/5t橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器容量選用……………………………………
1.7 電阻器和頻敏變阻器…………………………………………………………………
1.8 電磁鐵………………………………………………………………………………
第二章 凸輪控制器，變頻器……………………………………………………………
2.1 凸輪控制器……………………………………………………………………
2.2 變頻器………………………………………………………………………………
第三章20/5t橋式起重機(jī)電氣控制線路………………………………………………………
3.1 橋式起重機(jī)的電氣控制要求………………………………………………………
3.2 副鉤凸輪控制器控制電路………………………………………………………
3.3保護(hù)電路………………………………………………………………………
結(jié)束語…………………………………………………………………………………………
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………
摘 要
橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱天車。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。
橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡易粱橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)三種。
普通橋式起重機(jī)一般由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成。
起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過減速器，帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。
起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動(dòng)，即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪；另一類為分別驅(qū)動(dòng)、即兩邊的主動(dòng)車輪各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。中、小型橋式起重機(jī)較多采用制動(dòng)器、減速器和電動(dòng)機(jī)組合成一體的“三合一”驅(qū)動(dòng)方式，大起重量的普通橋式起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動(dòng)裝置常采用萬向聯(lián)軸器。
起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般只用四個(gè)主動(dòng)和從動(dòng)車輪，如果起重量很大，常用增加車輪的辦法來降低輪壓。當(dāng)車輪超過四個(gè)時(shí)，必須采用鉸接均衡車架裝置，使起重機(jī)的載荷均勻地分布在各車輪上。
橋架的金屬結(jié)構(gòu)由主粱和端粱組成，分為單主粱橋架和雙粱橋架兩類。單主粱橋架由單根主粱和位于跨度兩邊的端粱組成，雙粱橋架由兩根主粱和端粱組成。 主粱與端粱剛性連接，端粱兩端裝有車輪，用以支承橋架在高架上運(yùn)行。主粱上焊有軌道，供起重小車運(yùn)行。橋架主粱的結(jié)構(gòu)類型較多比較典型的有箱形結(jié)構(gòu)、四桁架結(jié)構(gòu)和空腹桁架結(jié)構(gòu)。
箱形結(jié)構(gòu)又可分為正軌箱形雙粱、偏軌箱形雙粱、偏軌箱形單主粱等幾種。正軌箱形雙粱是廣泛采用的一種基本形式，主粱由上、下翼緣板和兩側(cè)的垂直腹板組成，小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上，它的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適于成批生產(chǎn)，但自重較大。 偏軌箱形雙粱和偏軌箱形單主粱的截面都是由上、下翼緣板和不等厚的主副腹板組成，小車鋼軌布置在主腹板上方，箱體內(nèi)的短加勁板可以省去，其中偏軌箱形單主粱是由一根寬翼緣箱形主粱代替兩根主粱，自重較小，但制造較復(fù)雜。 四桁架式結(jié)構(gòu)由四片平面桁架組合成封閉型空間結(jié)構(gòu)，在上水平桁架表面一般鋪有走臺(tái)板，自重輕，剛度大，但與其他結(jié)構(gòu)相比，外形尺寸大，制造較復(fù)雜，疲勞強(qiáng)度較低，已較少生產(chǎn)。 空腹桁架結(jié)構(gòu)類似偏軌箱形主粱，由四片鋼板組成一封閉結(jié)構(gòu)，除主腹板為實(shí)腹工字形粱外，其余三片鋼板上按照設(shè)計(jì)要求切割成許多窗口，形成一個(gè)無斜桿的空腹桁架，在上、下水平桁架表面鋪有走臺(tái)板，起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)及電氣設(shè)備裝在橋架內(nèi)部，自重較輕，整體剛度大，這在中國是較為廣泛采用的一種型式。
普通橋式起重機(jī)主要采用電力驅(qū)動(dòng)，一般是在司機(jī)室內(nèi)操縱，也有遠(yuǎn)距離控制的。起重量可達(dá)五百噸，跨度可達(dá)60米。簡易梁橋式起重機(jī)又稱粱式起重機(jī)，其結(jié)構(gòu)組成與普通橋式起重機(jī)類似，起重量、跨度和工作速度均較小。橋架主粱是由工字鋼或其他型鋼和板鋼組成的簡單截面粱，用手拉葫蘆或電動(dòng)葫蘆配上簡易小車作為起重小車，小車一般在工字粱的下翼緣上運(yùn)行。橋架可以沿高架上的軌道運(yùn)行，也可沿懸吊在高架下面的軌道運(yùn)行，這種起重機(jī)稱為懸掛粱式起重機(jī)。 冶金專用橋式起重機(jī)在鋼鐵生產(chǎn)過程中可參與特定的工藝操作，其基本結(jié)構(gòu)與普通橋式起重機(jī)相似，但在起重小車上還裝有特殊的工作機(jī)構(gòu)或裝置。這種起重機(jī)的工作特點(diǎn)是使用頻繁、條件惡劣，工作級(jí)別較高。
主要有五種類型。鑄造起重機(jī)：供吊運(yùn)鐵水注入混鐵爐、煉鋼爐和吊運(yùn)鋼水注入連續(xù)鑄錠設(shè)備或鋼錠模等用。主小車吊運(yùn)盛桶，副小車進(jìn)行翻轉(zhuǎn)盛桶等輔助工作。
夾鉗起重機(jī)：利用夾鉗將高溫鋼錠垂直地吊運(yùn)到深坑均熱爐中，或把它取出放到運(yùn)錠車上。
脫錠起重機(jī)：用以把鋼錠從鋼錠模中強(qiáng)制脫出。小車上有專門的脫錠裝置，脫錠方式根據(jù)錠模的形狀而定：有的脫錠起重機(jī)用項(xiàng)桿壓住鋼錠，用大鉗提起錠模；有的用大鉗壓住錠模，用小鉗提起鋼錠。加料起重機(jī)：用以將爐料加到平爐中。主小車的立柱下端裝有挑桿，用以挑動(dòng)料箱并將它送入爐內(nèi)。主柱可繞垂直軸回轉(zhuǎn)，挑桿可上下擺動(dòng)和回轉(zhuǎn)。副小車用于修爐等輔助作業(yè)。鍛造起重機(jī)：用以與水壓機(jī)配合鍛造大型工件。主小車吊鉤上懸掛特殊翻料器，用以支持和翻轉(zhuǎn)工件；副小車用來抬起工件。
ABSTRACT
The bridge-type hoist crane is the bridge one kind of bridge hoist crane which moves on the elevated track, also calls the overhead traveling crane. The bridge-type hoist crane's bridge along lays down on the both sides high structure the orbital longitudinal movement, the crab along lays down on bridge's orbital crosswise movement, constitutes a rectangular operating region, may lift the material fully using the bridge following space, not above-ground equipment's hindrance. the bridge-type hoist crane widely applies in the indoor outside warehouse, the workshop, the wharf and open-air stores the materials yard and so on place. The bridge-type hoist crane may divide into the ordinary bridge-type hoist crane, the simple Liang bridge-type hoist crane and the metallurgy special-purpose bridge-type hoist crane three kinds. The ordinary bridge-type hoist crane by the crab, the bridge movement organization, the bridge metal structure is composed generally. The crab by the hoisting mechanism, the car movement organization and the trolley frame three parts is composed. Hoisting mechanism including electric motor, brake, reduction gear, reel and block and tackle. The electric motor through the reduction gear, leads the reel rotation, causes the steel wire to wind the reel or to lay down from the reel, rises and falls the heavy item. The trolley frame is a request with installment part's and so on hoisting mechanism and car movement organization racks, usually for welding structure.
The hoist crane movement organization's drive type may divide into two broad headings: One kind is the centralism actuation, namely drives the long pass moving axis with an electric motor to actuate two side the driving wheels; Another kind to actuate, namely two side driving wheels to use a direct motor drive respectively separately. Medium, the small bridge-type hoist crane uses the brake, the reduction gear and the motor group synthesizes a body “the method of three-in-one” the drive type, the great lifting capacity's ordinary bridge-type hoist crane to be advantageous for the installment and the adjustment, the drive often uses the rotary shaft coupling. The hoist crane movement organization only uses four generally initiative and the driven wheel, if the lifting capacity is very big, increases wheel's means to reduce the wheel-pressure commonly used. When the wheel surpasses four, must use the hinge balanced frame installment, causes hoist crane's load to distribute evenly on various wheels.
Bridge's metal structure is composed of main Liang Heduan Liang, divides into Shan Zhuliang the bridge and the double Liang bridge two kinds. Shan Zhuliang the bridge is composed of simple root main Liang and located at span two side end Liang, the double Liang bridge is composed of two main Liang Heduan Liang. Main Liang Yuduan the Liang rigid connection, carries the Liang both sides to be loaded with the wheel, with moves by the supporting bridge on the high structure. On main Liang welds has the track, for crab movement. The bridge main Liang's structure type are many quite typical has the box of shape structure, four girder constructions and the open-web truss structure. the box shape structure may divide into stock rail box shape double Liang, leaning axle box shape double Liang, leaning axle box shape Shan Zhuliang and so on several kinds.
Stock rail box shape double Liang is one fundamental mode which widely uses, advocates Liang is composed of the top and bottom flange plate and the both sides vertical web plate, the car rail arrangement in on flange plate's middle line, its structure is simple, the manufacture is convenient, is suitable for the mass productions, but is self-possessed in a big way. The leaning axle box shape double Liang Hepian axle box shape Shan Zhuliang section is and the uniform thickness host vice-web plate is not composed of the top and bottom flange plate, the car rail arrangement above the main web plate, the box in vivo's short stiffening plate may omit, leaning axle box shape Shan Zhuliang is replaces two main Liang by a wide flange box shape main Liang, is self-possessed is small, but makes complex. Four truss type structure combines the enclosed type spatial structure by four piece of plane girders, is sailing upstream the plane frame work surface general shop to have the platen, is self-possessed lightly, the rigidity is big, but compares with other structures, the external dimensions are big, the manufacture is complex, the fatigue strength is low, has little produced. Open-web truss structure similar leaning axle box shape main Liang, is composed a seal structure by four piece of steel plates, besides the main web plate for solid abdomen I-shaped Liang, on other three piece of steel plates cuts many windows according to the design requirements, forms a non-strut's open-web truss, on, the sewer plane frame work surface shop has the platen, the hoist crane movement organization and the electrical equipment installs in the bridge, is self-possessed lightly, the overall rigidity is big, this in China is one pattern which widely uses.
第一章20/5t橋式起重機(jī)常用電器，電機(jī)及選用 1.1 常用低壓電器
1.1.1 低壓電器的分類
電器是指用于接通和斷開電路或?qū)﹄娐泛碗姎庠O(shè)備進(jìn)行保護(hù)，控制和調(diào)節(jié)的電工器件。在電力輸配電系統(tǒng)和電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，電器的應(yīng)用極為廣泛。
1.1.2 低壓配電電器和低壓控制電器
低壓配電電器用于低壓配電系統(tǒng)中，對(duì)電器及用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和通斷，轉(zhuǎn)換電源和負(fù)載。工作可靠，在系統(tǒng)發(fā)生異常情況下動(dòng)作準(zhǔn)確，并有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。如：熔斷器，刀開關(guān)，低壓斷路器等。
低壓控制電器用于低壓電力傳動(dòng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)和用電設(shè)備中，使其達(dá)到預(yù)期的工作狀態(tài)。它體積小，重量輕，工作可靠。如：按鈕，行程開關(guān)，接觸器，繼電器等。
低壓電器的額定電壓在工廠電氣控制中，采用三相四線制供電，動(dòng)力線路電壓為380V，照明線路電壓為220V。
1.2 熔斷器
低壓熔斷器是低壓供配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中最常用的安全保護(hù)電器。主要用于短路保護(hù)，有時(shí)也可用于過載保護(hù)。其主體是用低熔點(diǎn)的金屬絲或金屬薄片制成的溶體，串聯(lián)在被保護(hù)電路中。在正常情況下，溶體相當(dāng)于一根導(dǎo)線，當(dāng)電路短路或過載時(shí)，電流很大，熔體因過熱而熔化，從而切斷電路，起到保護(hù)作用。
1.2.1熔斷器的技術(shù)參數(shù)
低壓熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)有額定電壓，熔斷器額定電流，熔體額定電流。
. 熔斷器的額定電壓是熔斷器長期正常工作能承受的最大電壓。
熔斷器額定電流是指熔斷器（絕緣底座）允許長期通過的電流。查常用低壓熔斷器主要技術(shù)參數(shù)表可知：一個(gè)額定電流等級(jí)的熔斷器可以選配若干個(gè)額定電流等級(jí)的熔體。
熔體額定電流是指熔體長期正常工作并不熔斷的電流，熔體額定電流不能大于熔斷器的額定電流。
1.2.2 熔斷器的選用
選用低壓熔斷器時(shí)一般考慮熔斷器的額定電壓，熔斷器的額定電流和熔體額定電流三項(xiàng)參數(shù)。
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低壓熔斷器的額定電壓應(yīng)不小于電路的工作電壓。
低壓熔斷器的額定電流應(yīng)不小于所裝熔體的額定電流。
1.2.3熔體額定電流選用：
1. 電爐和照明等電阻性負(fù)載熔體額定電流IBN不小于電路的工作電流IN，即IBN≥IN.
2. 配電電路 為防止越級(jí)動(dòng)作而擴(kuò)大停電范圍,后一級(jí) (近電源) 熔體的額定電流比前一級(jí)熔體的額定電流至少要大一個(gè)等級(jí),同時(shí),必需要校核熔斷器的極限分?jǐn)嗄芰?
3. 電動(dòng)機(jī) 1〉對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī),熔體的額定電流應(yīng)不小于電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5-2.5倍,即IBN≥（1.5-2.5）IN.
2〉對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī),熔體的額定電流應(yīng)不小于最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流INmax的1.5-2.5倍,加上同時(shí)使用的其它電動(dòng)機(jī)額定電流之和∑IN,,即IBN≥（1.5-2.5）INmax＋∑IN.
3〉輕載起動(dòng)或起動(dòng)時(shí)間短時(shí),系數(shù)可取小些;重載起動(dòng)或起重時(shí)間長時(shí),系數(shù)可取大些.
4〉因電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流很大,熔體的額定電流應(yīng)保證熔斷器不會(huì)因電動(dòng)機(jī)起動(dòng)而熔斷,熔斷器一般用于短路保護(hù).
1.3 刀開關(guān)
刀開關(guān)是低壓供配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中最常用的配電電器.常用于電源隔離,也可用于不頻繁地接通和斷開小電流配電電路或直接控制小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止,是一種手動(dòng)操作電器.
1.3.1 刀開關(guān)的技術(shù)參數(shù)
刀開關(guān)的技術(shù)參數(shù)主要有額定電壓,額定電流和分?jǐn)嗄芰?
， 刀開關(guān)的額定電壓是刀開關(guān)長期正常工作能承受的最大電壓.
刀開關(guān)的額定電流是刀開關(guān)在合閘位置上允許長期通過的最大工作電流.
刀開關(guān)的分?jǐn)嗄芰κ堑堕_關(guān)在額定電壓下能可靠分?jǐn)嗟淖畲箅娏?
1.3.2 刀開關(guān)的選用
刀開關(guān)的選用一般考慮刀開關(guān)的額定電壓,額定電流等.
刀開關(guān)的額定電壓應(yīng)不小于電路實(shí)際工作的最高電壓.
刀開關(guān)的額定電流 1〉當(dāng)用作隔離開關(guān)或控制一般照明，電熱等電阻性負(fù)載時(shí)，其額定電流應(yīng)等于或稍高于負(fù)載的額定電流。
2〉當(dāng)用于電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制時(shí)，瓷底膠蓋閘刀開關(guān)只能控制容量小于5.5KW的電動(dòng)機(jī)，其額定電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。組合開關(guān)的額定電流應(yīng)不小于電動(dòng)機(jī)額定電流的2-3倍。
1.4 20/5t橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)主要輔件選用
起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)主要輔件包括斷路器，接觸器，交電流電抗器，制動(dòng)電阻器等。
為避開變頻器投人時(shí)直流回路電容器的峰值，變頻器配制的斷路器容量為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.3-1.4倍，整定值為斷路器額定值的3-4倍。
接觸器在變頻器主回路中僅在變頻器輔助器件或控制回路故障時(shí)起斷開主回路的作用，一般不作回路開斷器件用，故可按電動(dòng)機(jī)額定電流選用接觸器容量，無須按開斷次數(shù)考核其壽命。
為抑制變頻器造成的高峰值電流，在變頻器的輸入端加接交流電抗器。同時(shí)，交流電抗器的進(jìn)入端還可以起到降低電動(dòng)機(jī)的噪聲，改善起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)改善功率因數(shù)的作用。
交流電抗器容量按電動(dòng)機(jī)容量配置，計(jì)算公式如下：
L＝（2%-5%）U／2TfI
式中 L－電抗器容量（H）
U－額定電壓（V）
I－電動(dòng)機(jī)額定電流（A），電抗電流值為電動(dòng)機(jī)額定電流值的1.1-1.2倍。
f－最大周次數(shù)（HZ）
（2%-5%）U的選擇根據(jù)速比要求定，速比愈大百分比愈大。
制動(dòng)電阻借助制動(dòng)單元消耗電動(dòng)機(jī)發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下從動(dòng)能轉(zhuǎn)換來的能量。計(jì)算公式如下： RBO＝UC／1.047（TB－0.2TM）n . . .
式中： UC－直流回路電壓（V）
TB－制動(dòng)轉(zhuǎn)矩（N..m ）
TM－電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（N..m ）
n－電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r／min）
在制動(dòng)晶體管和制動(dòng)電阻構(gòu)成的能耗回路中沉區(qū)最大電流受晶體管許用電流IC的阻制，因此在選擇制動(dòng)電阻時(shí)不可小于其最小制動(dòng)電阻值。
Rmin＝Uc／Ic（Ω）
式中： UC－直流回路電壓（V）
Ic －制動(dòng)晶體管允許的最大電流（A）
因此：制動(dòng)電阻RB應(yīng)按RBO＞RB＞Rmin的關(guān)系選用。
1.5 20/5t橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)容量選用
起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，為了加速電動(dòng)機(jī)需要有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，故電動(dòng)機(jī)容量需要由負(fù)載功率Pj及加速功率P a兩部分組成。一般情況下電動(dòng)機(jī)容量P為：
P≥（P a+Pj）／λas
式中： λas －電動(dòng)機(jī)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 。
若使電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下接近滿載運(yùn)行，且能承受電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，則要求電動(dòng)機(jī)的過載力矩倍數(shù)λM大于1.5倍?；蜻m當(dāng)增加加速時(shí)間，減小加速速率。
起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的負(fù)載特點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間短（1-3s），只占等速運(yùn)動(dòng)時(shí)間的較小比例；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，占額定起升轉(zhuǎn)矩的（10%-20%），其電動(dòng)機(jī)容量為：
P＝CPgv／（1000η）（KW）
式中： CP－起重機(jī)額定起升負(fù)載（Kg）
v－額定起升速度（m／s）
g－重力加速度（g＝9.81 m／s）
η－機(jī)構(gòu)總效率
此外，為使電動(dòng)機(jī)能提升1.25倍試驗(yàn)載荷，能承受電壓波動(dòng)的影響，其最大轉(zhuǎn)矩值必需大于2。否則，必需讓電動(dòng)機(jī)放容，從而降低電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的工作效率。
1.6 20/5t橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器容量選用
起升機(jī)構(gòu)的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般說來為額定力矩的1.3-1.6倍?？紤]到電源電壓波動(dòng)因素及需要通過125%超載實(shí)驗(yàn)等因素，此時(shí)變頻器容量為：
1.5PCN≥K／ηMCOSφ×CPgv／1000η
式中 COSφ－電動(dòng)機(jī)的功率因素， COSφ＝0.75
P－起升額定負(fù)載所需功率（KW）
ηM－電動(dòng)機(jī)效率，ηM＝0.85
PCN－變頻器容量（KVA）
K－系數(shù)，K＝2
起升機(jī)構(gòu)變頻器容量依據(jù)負(fù)載功率計(jì)算，并考慮2倍的安全力矩。若用在電動(dòng)機(jī)額定功率選定的基礎(chǔ)上提高一檔的方法選擇變頻器的容量，在變頻器功率選定的基礎(chǔ)上，做電流驗(yàn)證，公式如下： ICN＞IM
式中 ICN－變頻器額定電流
IM－電動(dòng)機(jī)額定電流
1.7 電阻器和頻敏變阻器
電阻器是電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，制動(dòng)，和調(diào)速控制的重要附件。
電阻器選用的一般原則：
1〉 根據(jù)控制要求選擇電阻器系列
2〉 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電流選擇電阻器的型號(hào)
頻敏變阻器是一種利用鐵磁材料的損耗歲頻率變化來自動(dòng)改變等效阻值的低壓電器。
頻敏變阻器能使電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)平滑起動(dòng)，主要用于繞線轉(zhuǎn)子回路作為起動(dòng)電阻，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)無級(jí)起動(dòng)。
頻敏變阻器選用的一般原則：
1〉 根據(jù)電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械的起動(dòng)負(fù)載特性和操作頻繁程度，選擇頻敏變阻器。
2〉 按電動(dòng)機(jī)功率的大小選擇頻敏變阻器。
1.8 電磁鐵
電磁鐵是利用電磁吸力來吸鋼鐵零件，操縱，牽引機(jī)械裝置以完成預(yù)期的動(dòng)作的低壓電器。
電磁鐵選用的一般原則：
1〉 根據(jù)機(jī)械負(fù)載的要求選擇電磁鐵的種類和機(jī)構(gòu)形式。
2〉 根據(jù)控制系統(tǒng)電壓選擇電磁鐵線圈電壓。
3〉 電磁鐵的功率應(yīng)不小于制動(dòng)或牽引功率。
第二章 凸輪控制器，變頻器
2.1 凸輪控制器
凸輪控制器是一種利用凸輪來操作動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作的控制電器。主要用于容量小于30KW的中小型繞線或轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的控制電路中，控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，停止，調(diào)速，反轉(zhuǎn)和制動(dòng)，廣泛用于橋式起重機(jī)。
凸輪控制器主要由手柄，觸點(diǎn)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)軸，凸輪和外殼組成。如圖：
2.2 變頻器在起重機(jī)中的應(yīng)用
變頻控制技術(shù)，PLC控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為橋式起重機(jī)變頻控制應(yīng)用提供了有利的條件，PLC控制的橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)。
PLC控制的橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖所示：
PLC控制的橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)框圖
PLC控制的橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系起動(dòng)，制動(dòng)快速，起動(dòng)過程平穩(wěn)，運(yùn)行平穩(wěn)，可靠，操作簡單靈活，生產(chǎn)效率高，系統(tǒng)維護(hù)方便，安全性高。
拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩
日立J300系列變頻器具有無速度傳感器矢量控制技術(shù)，當(dāng)變頻器有0.5Hz輸出時(shí)即有150%以上的高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，保證懸空起動(dòng)及低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電機(jī)力矩，并可在10：1的速度范圍內(nèi)（6-60Hz/5-50Hz）以100%轉(zhuǎn)矩連續(xù)運(yùn)行。速度調(diào)速偏差小于±1%。并利用一個(gè)高速微處理器和裝備DSP來提高響應(yīng)速度，在提升設(shè)備中對(duì)防止“滑落”很有效果，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間約0.1秒便可達(dá)到100%的轉(zhuǎn)矩。
能耗制動(dòng)單元
“橋抓”在操作抓斗下落時(shí)，變頻器將受到較高電勢的能量釋放過程，為保證變頻器不過壓跳閘不被擊壞，增設(shè)能耗制動(dòng)單元來保證變頻器的正常工作。進(jìn)行制動(dòng)時(shí)放電電阻與電機(jī)內(nèi)部的有功損耗部分結(jié)合成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，大約為電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的20%。制動(dòng)電阻的計(jì)算如下；
RBO=UC2/0.1047(TB-0.2Tm)n1 (1)
式中：UC——直流回路電壓；
TB——制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；
Tm——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩；
n1——開始減速時(shí)的速度；
由制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻構(gòu)成的放電回路中，其最大電流受制動(dòng)單元的最大允許電流IC的限制。制動(dòng)電阻的最小允許值Rmin為：
Rmin= UC/IC （2）
因此，制動(dòng)電阻應(yīng)滿足以下選擇范圍Rmin < RB < RBO
制動(dòng)電阻所需功率PBO（KW）計(jì)算如下：
PBO=0.1047(TB-0.2Tm)（n1 n2）*10-3/2
功能參數(shù)
變頻器調(diào)式投用時(shí)，功能參數(shù)的設(shè)置，直接關(guān)系到變頻器與設(shè)備運(yùn)行工況是否配合恰當(dāng)?shù)闹匾h(huán)節(jié)。比如F2輸出額定頻率的設(shè)定，F(xiàn)6加速時(shí)間的設(shè)定，F(xiàn)7減速時(shí)間的設(shè)定，A0轉(zhuǎn)矩控制方式的設(shè)定等等。特別是電機(jī)參數(shù)的測定，均需通過“橋抓”使用過程中結(jié)合設(shè)備運(yùn)行情況不斷摸索修正。否則，由于某參數(shù)設(shè)置不合理，也可能使變頻器工作不正?；蛟斐呻姍C(jī)過熱等未能預(yù)想的異常情況發(fā)生而損壞電氣設(shè)備。
運(yùn)行環(huán)境
由于變頻器應(yīng)用與橋抓上，工作環(huán)境差。如粉塵多，振動(dòng)大，雨天空氣潮濕等。因此，運(yùn)行中應(yīng)注意變頻器的緊固與防潮以確保變頻器的安全運(yùn)行。
第三章20/5t橋式起重機(jī)電氣控制線路
3.1 橋式起重機(jī)的電氣控制要求
橋式起重機(jī)經(jīng)常帶負(fù)載起動(dòng)，需要保證有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的起動(dòng)電流，因此，采用轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。它的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，一般重載時(shí)，轉(zhuǎn)速可降低到額定轉(zhuǎn)速的50%-60%。工作方式為反復(fù)短時(shí)工作制，允許過載運(yùn)行。負(fù)載力矩為位能性反抗力矩，必需采用安全可靠的制動(dòng)方式。此外，必需具備必要的零位，短路，過載和終端保護(hù)。
3.2 凸輪控制器觸點(diǎn)分合情況，通常用觸點(diǎn)分合表表示。（注：“×”表示觸點(diǎn)閉合，“0”表示觸點(diǎn)分?jǐn)啵?
副鉤凸輪控制器的控制過程如圖：
副鉤上升 主接觸器KM得電，總電源接通。
AC1手輪轉(zhuǎn)至向上“1”位置，AC1主觸點(diǎn)V13—1W，U13—1W閉合；AC1連鎖觸點(diǎn)AC1—5閉合；AC1連鎖觸點(diǎn)AC1—6斷開；M1全電阻電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)，低速帶動(dòng)副鉤上升。此時(shí)，制動(dòng)電磁鐵YB1線圈得電，閘瓦與閘輪分開。AC1手輪依次轉(zhuǎn)至向上“2”—“5”位置，5對(duì)常開輔助觸點(diǎn)依次閉合，短接電阻1R5—1R1—M1轉(zhuǎn)速逐漸升高到預(yù)定轉(zhuǎn)速。
副鉤下降 AC1手輪轉(zhuǎn)至向下“1”位置，AC1主觸點(diǎn)V13—1U和U13—1U閉合。電源相序改變，M1反轉(zhuǎn)帶動(dòng)副鉤低速下降，AC1手輪依次轉(zhuǎn)至向下“2”—“5”位置，M1轉(zhuǎn)速逐漸升高。
制動(dòng) AC1手輪轉(zhuǎn)至“0”位置M1失電；YB1線圈失電；M1迅速制動(dòng)停車。
副鉤帶有重載時(shí)，考慮到重力的作用，在下降負(fù)載時(shí)，應(yīng)先把手輪逐級(jí)扳到“下降”的最后一檔，然后根據(jù)速度要求逐級(jí)退回升速以免下降過快。
3.3 保護(hù)電路AC1—5與AC1—6，AC2—5與AC2—6，AC3—5與AC3—6分別為M1，M2，M3的正反轉(zhuǎn)連鎖觸點(diǎn)，是電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)連鎖保護(hù)。行程開關(guān)SQ1，SQ2是小車的橫向限位保護(hù)，SQ3，SQ4是大車的縱向限位保護(hù)，SQ6是副鉤提升的限位保護(hù)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件的行程超過極限位置時(shí)，利用移動(dòng)部件上的檔鐵壓下行程開關(guān)，使電動(dòng)機(jī)失電并制動(dòng)。AC1—7，AC3—7，AC2—7是零位連鎖觸點(diǎn)，保證所有凸輪控制處于“0”位時(shí)，主接觸器線圈才能得電，起重機(jī)才能工作。過電流繼電器KA0，KA1，KA2，KA3，KA4分別為總電源，M1，M2，M3和M4的過載和過電流保護(hù)。
結(jié)束語
我在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，得到許文靜老師的精心指導(dǎo)，許老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，視野雄廓，為我營造了一種良好的精神氛圍。置身許老師的指導(dǎo)過程中，不僅我的思想觀念煥然一新，也改善了我的思考方式，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。其嚴(yán)以律己，寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力，令我如沐春風(fēng)，倍感溫馨。一股暖意細(xì)水長流，源自內(nèi)心而又沐潤全身，微言寸語豈能祥訴感激之情，只好銘記心中，唯有虔誠的祝福導(dǎo)師合家歡樂，一生平安，萬事如意。同時(shí)，也將祝福送給每一位幫助我的師長。感謝各位老師在這半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的幫助和鼓勵(lì)。
參考文獻(xiàn)
[1] GB3811-83. 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1984.
[2] GB/T14405. 太原重型機(jī)器有限公司—通用橋式起重機(jī)[s]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1980.
[3] 張質(zhì)文. 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 中國鐵道出版社，1998.
[4] 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組. 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，1980.
[5] Purdum.T. Machine Design[M]. Journal of Science & Engineering,1998.
[6] 揚(yáng)長葵. 起重機(jī)械[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1982.
[7] 祝慈壽.中國工業(yè)技術(shù)史[M].重慶:重慶出版社，1995.
[8] 胡宗武，顧迪民.起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:北京科學(xué)技術(shù)出版社，1989.
[9] 陳道南，盛漢中.起重機(jī)課程設(shè)計(jì)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1983.
[10] 須雷. 起重機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法[J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械，1996(8)：3～8.
[11] 趙磊. 1200/125t橋式起重機(jī)的主起升機(jī)構(gòu)[J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械，2003(10): 37～39.
[12] [日]坂本種芳，長谷川政弘. 橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算[M]. 北京：中國鐵道出版社， 1987.
[13] GB/T14405. 太原重型機(jī)器有限公司—通用橋式起重機(jī)[S].北京: 機(jī)械工業(yè)出1980.
[14] 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 高等教育出版社，2001.
[15] 上海交通大學(xué)起重運(yùn)輸機(jī)教研組. 起重機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)載荷和動(dòng)力系數(shù)[M].上海：上?？萍汲霭嫔?，1977.
[16] 須雷. 現(xiàn)代起重機(jī)的特征和發(fā)展趨向[J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械，1997(10)：3～7.
[17] 邱棟良. 國內(nèi)外起重機(jī)發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，1997(8)：3～5.
[18] 王昆，何小柏，任信遠(yuǎn). 機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M]. 北京: 高等教育出版社，1996.
[19] 朱學(xué)敏. 起重機(jī)械[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2003.