2777 軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),軌道,電動(dòng),搬運(yùn)車,及其,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書汽車與機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 專業(yè) 班題 目 軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)起止日期：學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師學(xué) 號(hào)教研室主任 年 月 日審查院 長(zhǎng) 年 月 日批準(zhǔn)一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題內(nèi)容架橋機(jī)是架設(shè)橋梁時(shí)用來(lái)提升、移動(dòng) T 梁，使其達(dá)到指定位置的起重設(shè)備，它廣泛應(yīng)用于橋梁的施工，較好地解決了水上、陸地和高山峻嶺搭設(shè)支架施工的難題，并極大地提高了工作效率，縮短了工期，在橋梁的建設(shè)中發(fā)揮了巨大作用。其中，設(shè)計(jì)的軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車要求可以承載 50 噸重的 T 梁，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)沿導(dǎo)軌同步動(dòng)作，實(shí)現(xiàn) T 梁的運(yùn)輸。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：承載 50t，行走速度 7.5m/min。課題任務(wù)要求1、以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)的軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車整體方案的設(shè)計(jì)；2、軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車的受力分析與計(jì)算；3、確定傳動(dòng)系統(tǒng)方案；4、軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。5、完成總裝圖和全部零件圖；6、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、開(kāi)題報(bào)告。課題完成后應(yīng)提交的資料（或圖表、設(shè)計(jì)圖紙）1.開(kāi)題報(bào)告；2.畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一本：1） 中、英文摘要2） 設(shè)計(jì)方案論述3） 設(shè)計(jì)過(guò)程說(shuō)明與計(jì)算4） 軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車的特點(diǎn)及使用方法3.機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙：1）2）3）軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車總體裝配圖軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車車架結(jié)構(gòu)圖電氣原理圖、其它零件圖主要參考文獻(xiàn)與外文翻譯文件（由指導(dǎo)教師選定）1.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，20002.陳道南. 起重運(yùn)輸機(jī)械[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，19973.王官遜，裘為章. 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19804.徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19955.濮良貴，紀(jì)明剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社，20016.鄧星鐘. 機(jī)電傳動(dòng)控制[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，20017.起重機(jī)械有關(guān)的各類書籍和科技文獻(xiàn)同組設(shè)計(jì)者注：1. 此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫。如不夠填寫，可另加頁(yè)。2. 此任務(wù)書最遲必須在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生。3. 此任務(wù)書可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)表格下載區(qū)下載序號(hào)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）工 作 任 務(wù)工 作 進(jìn) 度 日 程 安 排周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 201 查閱資料，自學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí) 一 一2 完成開(kāi)題報(bào)告 一 一3 確定電動(dòng)搬運(yùn)車結(jié)構(gòu)形式及傳動(dòng)系統(tǒng)方 案 一 一4 理論分析計(jì)算 一 一5 傳動(dòng)系統(tǒng)各元件的選取 一6 總裝圖設(shè)計(jì) 一 一 一7 繪制零件圖 一8 繪制電氣原理圖 一 一9 整理說(shuō)明書 一10 畢業(yè)答辯 一二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃表注：1. 此表由指導(dǎo)教師填寫；2. 此表每個(gè)學(xué)生人手一份，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）檢查工作進(jìn)度之依據(jù)；3. 進(jìn)度安排請(qǐng)用“一” 在相應(yīng)位置畫出。時(shí)間 第 一 階 段 第 二 階 段 第 三 階 段內(nèi)容 組織紀(jì)律 完成任務(wù)情況 組織紀(jì)律 完成任務(wù)情況 組織紀(jì)律 完成任務(wù)情況檢查記錄教師簽字 簽字 日期 簽字 日期 簽字 日期三、學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）階段任務(wù)情況檢查表注：1. 此表應(yīng)由指導(dǎo)教師認(rèn)真填寫。階段分布由各學(xué)院自行決定。2. “組織紀(jì)律”一檔應(yīng)按《長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)生學(xué)籍管理實(shí)施辦法》精神，根據(jù)學(xué)生具體執(zhí)行情況，如實(shí)填寫。3. “完成任務(wù)情況” 一檔應(yīng)按學(xué)生是否按進(jìn)度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫。包括優(yōu)點(diǎn)，存在的問(wèn)題與建議4. 對(duì)違紀(jì)和不能按時(shí)完成任務(wù)者，指導(dǎo)教師可根據(jù)情節(jié)輕重對(duì)該生提出忠告并督促其完成。四、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）裝袋要求：1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）按以下排列順序印刷與裝訂成一本（撰寫規(guī)范見(jiàn)教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)）。(1) 封面(3) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(5) 英文摘要(7) 正文(9) 致謝(11) 附件 1：開(kāi)題報(bào)告（文獻(xiàn)綜述）(2) 扉 頁(yè)(4) 中文摘要(6) 目錄(8) 參考文獻(xiàn)(10) 附錄（公式的推演、圖表、程序等）(12) 附件 2：譯文及原文影印件2. 需單獨(dú)裝訂的圖紙（設(shè)計(jì)類）按順序裝訂成一本。3. 修改稿（經(jīng)、管、文法類專業(yè)）按順序裝訂成一本。4.《畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 成績(jī)?cè)u(píng)定冊(cè)》一份。5．論文電子文檔[由各學(xué)院收集保存]。學(xué)生送交全部文件日期學(xué)生（簽名）指導(dǎo)教師驗(yàn)收（簽名）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)班號(hào)：級(jí)：所在院(系 ):指導(dǎo)教師：完成日期 :軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要架橋機(jī)是架設(shè)橋梁時(shí)用來(lái)提升、移動(dòng)T梁，使其達(dá)到指定位置的起重設(shè)備，它廣泛應(yīng)用于橋梁的施工，較好地解決了水上、陸地和高山峻嶺搭設(shè)支架施工的難題，并極大地提高了工作效率，縮短了工期，在橋梁的建設(shè)中發(fā)揮了巨大作用。軌道式搬運(yùn)車是架橋機(jī)的一個(gè)重要組成部分，主要用來(lái)搬運(yùn)T梁，使其達(dá)到指定地點(diǎn)的運(yùn)輸設(shè)備，廣泛用于混凝土預(yù)制場(chǎng)及野外施工工地，在橋梁及公路建設(shè)中發(fā)揮了巨大作用。本設(shè)計(jì)中，主要涉及兩大塊：機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和電氣控制裝置的設(shè)計(jì)。機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中，主要包括傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)的選型、減速器的選擇、傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)；在電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，包括工藝流程圖的設(shè)計(jì)、PLC的選型、外部接線圖的設(shè)計(jì)、梯形圖和指令語(yǔ)句的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：架橋機(jī) ；搬運(yùn)車；傳動(dòng)系統(tǒng)；PLC軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)RAIL TYPE ELECTRICAL CARRIER ANDCONTROL SYSTEM DESIGNABSTRACTBridge girder erection machine is used to ascend and remove the T beam. It isa lifting equipment which can remove the T beam to the designated location. It iswidely applied in bridge construction, which has solved the problem of building stentsin water, land and mountain. And bridge girder erection machine greatly improve theworking efficiency, shorten the construction period. It plays a great role in theconstruction of the bridge. Orbital carrier is a important part of bridge girder erectionmachine, which is mainly used to transport T beam to the designated location. Orbitalcarrier plays a important role in the construction of the bridge and highway, which iswidely applied in prefabricated field and wild projects.In this design, mainly involves two sections: One is the mechanicaltransmission device design ， The other is electrical control system design. Inmechanical transmission device design, mainly including the transmission schemedesign, the selection of electromotor, the selection of gear transmission design, thedesign of the transmission shaft, At the electric control system design, includingprocess diagram design, selection of PLC, the design of the ladder-diagram hook andinstruction of statements.Key words: bridge girder erection machine ; carrier ; transmission systems ;PLC軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄1 緒論............................................................................................................................11.1 架橋機(jī)和搬運(yùn)車的現(xiàn)狀...............................................................................11.1.11.1.2架橋機(jī)的分類....................................................................................1搬運(yùn)車的分類....................................................................................21.2 架橋機(jī)的主要組成及其功能.......................................................................31.3 架橋機(jī)和搬運(yùn)車的發(fā)展趨勢(shì).......................................................................51.4 本文的主要工作...........................................................................................62 傳動(dòng)總體方案設(shè)計(jì)....................................................................................................72.1 電動(dòng)機(jī)選型.....................................................................................................72.1.12.1.2輪壓計(jì)算:.......................................................................................... 7電動(dòng)機(jī)的選型....................................................................................82.2 減速器選型...................................................................................................92.2.12.2.2傳動(dòng)比的分配....................................................................................9齒輪減速器的選擇和校核................................................................93 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算..........................................................................................103.1 傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì).............................................................................................103.1.13.1.23.1.3選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)..................................10按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)......................................................................10按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)......................................................................123.2 軸的設(shè)計(jì).....................................................................................................153.2.13.2.2主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)..................................................................................15從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)..................................................................................224 搬運(yùn)車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)....................................................................................244.1 畫工藝流程圖和動(dòng)作順序表.....................................................................244.2 PLC 選型 ......................................................................................................254.3 主電路和外部接線圖.................................................................................26軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.4 梯形圖.........................................................................................................274.5 指令程序.....................................................................................................285 結(jié)論........................................................................................................................29參考文獻(xiàn)......................................................................................................................30致謝..............................................................................................................................31軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 緒論1.1 架橋機(jī)和搬運(yùn)車的現(xiàn)狀1.1.1 架橋機(jī)的分類我國(guó)目前的公路架橋機(jī)雖說(shuō)形式各異，但概括起來(lái)可以分為導(dǎo)梁式架橋設(shè)備與專用架橋機(jī)兩大類。1 導(dǎo)梁式架橋設(shè)備這類架橋設(shè)備是利用拼裝成的導(dǎo)粱作為承重移動(dòng)支架，再配置部分起重裝置與移動(dòng)機(jī)具來(lái)實(shí)現(xiàn)架梁。根據(jù)導(dǎo)粱結(jié)構(gòu)組成的不同特征．該種設(shè)備又可分為以下兩種類型：(1) 用萬(wàn)能桿件組裝成導(dǎo)梁的架橋設(shè)備目前，在日內(nèi)使用也較為普遍。它采用萬(wàn)能桿件組拼導(dǎo)粱，同樣也配置部分起重與移動(dòng)機(jī)具構(gòu)成，屬于非定型的l臨時(shí)設(shè)備。其基本桿件輕，加工簡(jiǎn)單；采用高強(qiáng)螺栓聯(lián)接，非彈性變形??；并能在疊層及加強(qiáng)弦桿后組拼承載能力較大的導(dǎo)梁，可適應(yīng)較大跨度預(yù)制粱的架設(shè)。(2) 用戰(zhàn)備軍用桁梁組裝成導(dǎo)梁的架橋設(shè)備這種架橋設(shè)備是近幾年才出現(xiàn)的，它采現(xiàn)有戰(zhàn)備軍用桁梁組拼成導(dǎo)梁，再配置起吊與移動(dòng)裝置構(gòu)成，由于這種設(shè)備的導(dǎo)梁采用重型結(jié)構(gòu)單元拼裝，導(dǎo)粱的承載能力大，適用于大跨度橋梁的架設(shè)。但這種設(shè)備自重過(guò)大，利用系數(shù)較低f小于O-4)，整機(jī)移動(dòng)困難；而且在架設(shè)大跨度橋梁時(shí)因?qū)Я磺岸藨冶蹞隙容^大，縱移就位困難。(3) 專用架橋機(jī)專用架橋機(jī)是在導(dǎo)梁式架橋設(shè)備基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)進(jìn)行改善而發(fā)展起來(lái)的一種定型的橋梁專用施工機(jī)械。(4) 雙導(dǎo)梁型公路架橋機(jī)雙導(dǎo)粱形式在我國(guó)目前公路架橋機(jī)中應(yīng)用最廣，受到外部空間尺寸限制，且更易實(shí)現(xiàn)吊梁小車的布置。導(dǎo)粱的承載能力強(qiáng)，整機(jī)橫向穩(wěn)定性能也較好但雙導(dǎo)第 1頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)梁型架橋機(jī)存在的主要問(wèn)題是，對(duì)架設(shè)曲線橋與斜交橋的適應(yīng)能力較差。2 單導(dǎo)粱型公路架橋機(jī)單導(dǎo)梁型公路架橋機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、利用系數(shù)較高、對(duì)曲線及斜交橋梁架設(shè)適應(yīng)能力強(qiáng)．容易實(shí)現(xiàn)架設(shè)外邊梁等特點(diǎn)。3 鋼索斜拉式公路架橋機(jī)該架橋機(jī)在中問(wèn)支腿外的導(dǎo)梁上方設(shè)立有一高約20m 的鋼結(jié)構(gòu)塔架．用以安裝斜拉鋼索以降低導(dǎo)梁懸臂撓度。斜拉鋼索有利于降低導(dǎo)梁懸臂狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力與懸臂端撓度，可減輕導(dǎo)梁自重。但整機(jī)重心提高，橫移時(shí)穩(wěn)定性能差；在架設(shè)施工中，如遇高壓供電線纜等物．無(wú)法實(shí)現(xiàn)縱移；現(xiàn)場(chǎng)組裝困難．且斜拉鋼索的預(yù)拉力難以控制調(diào)整。4 側(cè)向取梁型公路架橋機(jī)用于長(zhǎng)大橋梁施工，采用將預(yù)制梁片從開(kāi)行至橋墩側(cè)邊的運(yùn)輸車輛上提升起來(lái)，并吊梁橫向走行至梁位進(jìn)行落梁。其主要優(yōu)點(diǎn)是：便于多點(diǎn)多機(jī)投人架梁施工；架粱作業(yè)程序簡(jiǎn)單和效率高；吊梁橫移時(shí)，導(dǎo)梁不動(dòng)，并可與墩臺(tái)連接．整機(jī)的穩(wěn)定性能好。但整機(jī)自重大．利用系數(shù)偏低：縱移時(shí)采用放置在前方墩頂上的卷?yè)P(yáng)機(jī)拖拉．因而需配以吊機(jī)予以輔助施工。1.1．2 搬運(yùn)車的分類常用的運(yùn)梁車有以下幾種：1 軌道式搬運(yùn)車對(duì)于梁長(zhǎng)16～60 m ,重16～60 t 的主梁,一般采用軌道搬運(yùn)車運(yùn)輸,由卷?yè)P(yáng)機(jī)或軌道拖車頭牽引,但需要在預(yù)制場(chǎng)和橋位之間鋪設(shè)道軌,修建簡(jiǎn)易鐵路,需涉水的還需修建臨時(shí)便橋,此外,在預(yù)制場(chǎng)還需設(shè)置門式吊機(jī)或其他大型起重機(jī)械,才能把主梁吊起放在軌道搬運(yùn)車上。2 輪胎式運(yùn)梁車它由主動(dòng)車和從動(dòng)車構(gòu)成，主動(dòng)車與從動(dòng)車之間通過(guò)預(yù)制構(gòu)件相連接；主動(dòng)車包括車架體，在車架體上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)行走機(jī)構(gòu)和液壓轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；從動(dòng)車包括車架體，在車架體上設(shè)置有行走轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；其中，在主動(dòng)車和從動(dòng)車上的車架體上分別設(shè)置有縱向連接架和橫向連接架；縱向連接架包括縱梁，在縱梁內(nèi)設(shè)置有連接管，連接管一端與縱梁結(jié)合在一起，連接管另一端以彈性連接的方式穿過(guò)第 2頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)橫梁并在連接管端部設(shè)置有限位件。3 炮桿拖車或平板拖車對(duì)梁長(zhǎng)6～6 m ,梁重6～16 t 的主梁,一般選用炮桿拖車(目前已禁止使用) 和平板拖車。炮桿拖車運(yùn)梁是在主車的后面連接炮桿拖車。在主車的貨箱上固定旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤,主車拖車掛鉤和后面的拖車用一厚壁的鋼管相聯(lián)(鋼管的長(zhǎng)度根據(jù)主梁長(zhǎng)度而定) ,后面的拖車和鋼管統(tǒng)稱為炮桿拖車。運(yùn)輸主梁時(shí),首先在預(yù)制場(chǎng)用吊車將主梁吊起放在主車轉(zhuǎn)盤和拖車轉(zhuǎn)盤上,將主梁固定好,由主車牽引炮桿拖車載梁運(yùn)至橋位處,再用吊車將主梁吊起架設(shè)在蓋梁上。使用平板拖車運(yùn)輸主梁,梁長(zhǎng)小于16 m ,可直接用吊車吊起主梁放在平板拖車上,固定好后即可運(yùn)輸 ;梁長(zhǎng)大于16 m時(shí),需在車箱板上設(shè)置旋轉(zhuǎn)支架,把梁吊起放在兩個(gè)支架上固定好,前后主梁梁頭伸出車身一部分,才能運(yùn)輸。用這兩種車輛運(yùn)輸,因河灘上無(wú)道路,而運(yùn)梁車需通過(guò)河灘、河床并涉水,行車條件較差,而車輛運(yùn)輸屬公路運(yùn)輸,在河灘上運(yùn)輸長(zhǎng)且重的主梁,其牽引能力、通過(guò)性能大大降低,保證不了正常運(yùn)輸,需修建汽車便道和臨時(shí)便橋;此外,在預(yù)制場(chǎng)還需要起重機(jī)械把主梁吊放在車上 ,才能載梁運(yùn)輸。梁長(zhǎng)超過(guò)16 m、梁重超過(guò)16 t 時(shí),受車輛荷載限制,無(wú)法用這兩種車輛運(yùn)梁。4 低貨位重型運(yùn)梁扁擔(dān)車根據(jù)扁擔(dān)挑重物的原理研制的。使用此車運(yùn)梁造價(jià)低、使用方便,不需修建汽車便道和臨時(shí)便橋,預(yù)制場(chǎng)也不需設(shè)置門式吊機(jī)或其他起重機(jī)械。此車只要稍加改動(dòng),換上重型輪胎,加固扁擔(dān)梁,既可運(yùn)輸長(zhǎng)30 m ,重45 t 的主梁,是建設(shè)大型梁式橋的理想運(yùn)梁機(jī)械,有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。1.2 架橋機(jī)的主要組成及其功能架橋機(jī)由主體金屬結(jié)構(gòu)、起升系統(tǒng)、走行系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等部分組成。1 主體金屬結(jié)構(gòu)該機(jī)的主體金屬結(jié)構(gòu)由主梁、后車Q型支腿、中車 0型支腿和前支腿等部分組成。主梁采用兩跨連續(xù)雙主梁的結(jié)構(gòu)型式。通過(guò)調(diào)整中車的支承高度，可改變中車反力，必要時(shí)可減輕架梁時(shí)對(duì)墩頂?shù)淖饔昧ΑＶ髁翰捎孟湫徒Y(jié)構(gòu)，梁頂設(shè)有方鋼軌道供起重小車走行。主梁分4節(jié)制造以方便運(yùn)輸，各梁節(jié)之間采用節(jié)點(diǎn)板精制螺栓連接。后支腿采用Q形結(jié)構(gòu)形式，分5節(jié)制造，均為箱型截面。過(guò)隧道時(shí)，后支腿兩第 3頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)側(cè)上曲梁與主梁連接處可繞軸鉸轉(zhuǎn)動(dòng)90。，下曲梁可向上翻起，減小后車支承處的寬度和高度，以適應(yīng)隧道的凈空要求。中車支腿采用O形結(jié)構(gòu)形式，分6節(jié)制造，均為箱型截面。中車下橫梁與中車臺(tái)車組設(shè)有2組連接點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的中車軌距分別為6m 和7．5m ，以適應(yīng)不同梁型的架設(shè)要求。過(guò)隧道時(shí)，拆除支腿上部的馬鞍和下部橫梁，支腿兩側(cè)上曲梁轉(zhuǎn)動(dòng)90。，下曲梁向上翻起，減小中車支承處的寬度和高度，以適應(yīng)隧道的凈空要求。前支腿采用平面構(gòu)架的結(jié)構(gòu)形式，由立柱系和聯(lián)結(jié)系組成，通過(guò)2個(gè)軸鉸分別與2片主梁連接。支腿與主梁共有3個(gè)連接點(diǎn)，與不同的連接點(diǎn)連接時(shí)可架設(shè)不同的梁跨。支腿縱走動(dòng)作通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸鉸上部的反抓輪實(shí)現(xiàn)。立柱系采用箱形截面，聯(lián)結(jié)系采用H形截面。立柱底部設(shè)有鉸座支承在墊石上，保證立柱為中心受壓桿件。為了抵消懸臂過(guò)孔時(shí)主梁的撓度以及架設(shè)不同高度的箱梁，立柱下底部設(shè)一伸縮節(jié)，以改變前支腿的高度。立柱的伸縮由立柱側(cè)面的液壓缸實(shí)現(xiàn)，伸縮到位后安裝銷軸固定。2 起升系統(tǒng)起升系統(tǒng)由2臺(tái)起重小車、4臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)和2套吊具組成。起重小車采用牽引小車型式，每臺(tái)起重小車設(shè)2個(gè)吊點(diǎn)，額定起重量均為450t 。起升機(jī)構(gòu)中4個(gè)吊點(diǎn)分別由4套獨(dú)立的傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，前小車的卷?yè)P(yáng)機(jī)放在主梁最后端，后小車的卷?yè)P(yáng)機(jī)放在前小車卷?yè)P(yáng)的前部。前小車2個(gè)吊點(diǎn)用一根鋼絲繩在主梁的前端由2個(gè)游輪和2個(gè)均衡輪平衡卷繞，構(gòu)成1個(gè)平衡吊點(diǎn)；后小車2個(gè)吊點(diǎn)由2根鋼絲繩獨(dú)立卷繞，繩端固定在端橫梁上，構(gòu)成2套獨(dú)立的卷繞系統(tǒng)，呈2個(gè)獨(dú)立吊點(diǎn)。2臺(tái)起重小車實(shí)現(xiàn)4點(diǎn)起吊、3點(diǎn)平衡。定滑輪組上首先繞入的滑輪和最后繞出的滑輪軸線大大高于其它滑輪，這樣可保證從4個(gè)卷?yè)P(yáng)機(jī)出來(lái)的4根鋼絲繩相互之間沒(méi)有任何干擾，并且可使小車至卷?yè)P(yáng)機(jī)問(wèn)的鋼絲繩保持水平，不必設(shè)置托輥，可有效地延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命，提高起升機(jī)構(gòu)的安全性。起升機(jī)構(gòu)設(shè)雙制動(dòng)裝置，在傳動(dòng)裝置的高速端(減速機(jī)輸人軸)設(shè)電力液壓推桿瓦塊式制動(dòng)器，低速端(卷筒)設(shè)失效保護(hù)盤式制動(dòng)器，以達(dá)到工作制動(dòng)和超速安全制動(dòng)的目的。吊具主要由動(dòng)滑輪組、吊具橫梁、均衡梁、銷軸、吊軸組等組成。通過(guò)吊具第 4頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)橫梁和銷軸，可以實(shí)現(xiàn)吊具的左右和前后擺動(dòng)，從而使吊具在工作過(guò)程中始終保持良好的受力狀態(tài)。與小車架上的定滑輪組相對(duì)應(yīng)，每個(gè)吊具上裝有2個(gè)動(dòng)滑輪組，每個(gè)動(dòng)滑輪組上有10個(gè)動(dòng)滑輪。為了起吊單箱雙室和單箱單室兩種梁型，架橋機(jī)配置了2套吊具，吊點(diǎn)橫向距離分別為6m和3．68m。3 走行系統(tǒng)走行系統(tǒng)包括主機(jī)走行機(jī)構(gòu)和起重小車走行機(jī)構(gòu)。主機(jī)走行機(jī)構(gòu)分為中、后車走行機(jī)構(gòu)，均采用輪軌走行方式。中車軌距6m或 7．5m ，后車軌距7．5m。中車走行機(jī)構(gòu)有4組中車臺(tái)車組，每側(cè)2組，通過(guò)中車均衡梁與中車O 型腿下橫梁連接。中車走行驅(qū)動(dòng)裝置采用斜齒輪一傘齒輪減速機(jī)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩由減速機(jī)制動(dòng)器提供。架橋機(jī)架梁前，利用中車頂升液壓系統(tǒng)將整個(gè)中車頂起，使車輪脫離軌道，通過(guò)支承墊板使中車臺(tái)車架承受架梁工況載荷。后車走行機(jī)構(gòu)支承在后車Q 型門架下，采用與中車走行機(jī)構(gòu)相同直徑的走行輪，后車臺(tái)車組均為從動(dòng)臺(tái)車。起重小車采用雙線雙軌走行形式，每側(cè)軌距1．06m ，兩側(cè)軌道中心距6．2m 。起重小車采用鏈輪驅(qū)動(dòng)，選用節(jié)距3英寸的鏈條，并在鏈條下設(shè)置鏈托，使其始終保持平直。鏈條兩端的固定裝置不限制鏈條的橫向移動(dòng)，以有效地防止斷鏈現(xiàn)象。為了限制小車縱向走行出現(xiàn)蛇形，在一根主梁上的起重小車走行臺(tái)車增設(shè)了水平輪，也可以有效地減少運(yùn)行過(guò)程中輪緣與軌道側(cè)面的摩擦阻力。1.3 架橋機(jī)和搬運(yùn)車的發(fā)展趨勢(shì)從架橋機(jī)的現(xiàn)狀來(lái)看．目前已進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)并具有比較大影響力的國(guó)外專業(yè)架橋機(jī)械制造商有意大利Nicola公司和挪威NRS 公司．此外還有 COMTEC公司和德國(guó)KAMAG公司等。國(guó)內(nèi)8家企業(yè)的9臺(tái)900t級(jí)架橋機(jī)基本都沒(méi)有考慮隧道因素。整體皆無(wú)法穿過(guò)客運(yùn)專線雙線隧道，只能部分拆卸、分解穿過(guò)，且在隧道口由于沒(méi)足夠的施工空間，架橋機(jī)的施工也非常不便。由于上述種種客觀條件和現(xiàn)有機(jī)械裝備的尺寸限制．使客運(yùn)專線的施工受到極大的制約．阻礙了施工進(jìn)度并增加了建設(shè)成本。我國(guó)目前的公路架橋機(jī)概括起來(lái)可以分為導(dǎo)梁式架橋設(shè)備與專用架橋機(jī)兩大類，性能各異。但是鐵路、公路建設(shè)條件復(fù)雜，大都是野外作業(yè)．有時(shí)還需要夜間作業(yè)，作業(yè)工況非常復(fù)雜．這就對(duì)架橋機(jī)的實(shí)用性、先進(jìn)性、可靠性等性能提出了更高的要求。從搬運(yùn)車的現(xiàn)狀來(lái)看，輪胎式運(yùn)梁車一般用于大噸位箱梁的搬運(yùn)，且對(duì)路面第 5頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求不高。而軌道式搬運(yùn)車一般用于T梁的搬運(yùn)，且在搬運(yùn)過(guò)程中需要鋪設(shè)軌道，因而對(duì)路面有一定地要求。目前，國(guó)內(nèi)的電動(dòng)搬運(yùn)車一般為卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引式，外接電源。日產(chǎn)的電動(dòng)搬運(yùn)車采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)并配有發(fā)電設(shè)備，不用拖掛找電纜，較適用于野外及遠(yuǎn)離電源的場(chǎng)合，因此，國(guó)內(nèi)的電動(dòng)搬運(yùn)車應(yīng)向這個(gè)方向發(fā)展。1.4 本文的主要工作本文主要涉及兩大塊：機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)主要包括傳動(dòng)方案的確定、電動(dòng)機(jī)的選型、減速器的選擇、傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)；電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括流程圖的設(shè)計(jì)、PLC 的選型、外部接線圖的設(shè)計(jì)、梯形圖和指令語(yǔ)句編寫。本文主要開(kāi)展以下幾方面的工作：（1）、確立傳動(dòng)總體方案，根據(jù)給定設(shè)計(jì)參數(shù)選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，再根據(jù)總傳動(dòng)比合理選擇減速器；（2）、各非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)和校核，主要包括傳動(dòng)齒輪、主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)和校核；（3）、應(yīng)用CAD軟件繪制裝配圖、機(jī)架圖和各零件圖；（4）、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并手繪硬件接線圖。第 6頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2 傳動(dòng)總體方案設(shè)計(jì)本文所設(shè)計(jì)的軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車是一種簡(jiǎn)易的 T 梁運(yùn)梁車，其結(jié)構(gòu)主要包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、車輪組、制動(dòng)裝置和機(jī)架，適用于小范圍內(nèi)的搬運(yùn)。如下圖 2.1所示，為初步擬定的搬運(yùn)車傳動(dòng)總體方案。1、電動(dòng)機(jī)3、聯(lián)軸器5、減速器圖 2.12.1 電動(dòng)機(jī)選型傳動(dòng)總體方案2、車輪4、聯(lián)軸器和制動(dòng)器6、齒輪2.1.1 輪壓計(jì)算:車輪踏面疲勞計(jì)算強(qiáng)度 : Pc??G 25000???????? 62.5KN4 4第 7頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)車輪材料采用 ZG340-640??s?? 380MPa,??b?? 700MPa查《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》附表 18，選車輪直徑,查《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》表 5-1，選軌道型號(hào) P38 ，接觸類型為線接觸。線接觸局部擠壓強(qiáng)度公式:P'?? K1Dc lC1C2 (2-1)查《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》表 5-2，許用線接觸應(yīng)力常數(shù)( N / mm 2 ) K1?? 6.6 ;由車輪轉(zhuǎn)速n c??v 7.5????????? 4.78r / min?D 3.14?? 5查《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》表 5-3，轉(zhuǎn)速系數(shù) C1?? 0.95;查《起重機(jī)課程設(shè)計(jì)》表 5-4，工作級(jí)別系數(shù) C2?? 1 ;車輪與軌道的有效接觸長(zhǎng)度 l， P38 軌道的 l?? 68mm 。所以P'?? 6.6?? 500?? 68?? 0.95??1?? 213.18KN >62.5KN,故驗(yàn)算通過(guò)。2.1.2 電動(dòng)機(jī)的選型Pw?? F?? V1000 (2-2)Pr?? Pwhw(2-3)所以h w?? h1?? h 2?? h 3?????? h nF?? m?? GPw :工作機(jī)需要的輸入功率;F:工作機(jī)的阻力;V:工作機(jī)的線速度;Pr :工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸入功率;h w :工作機(jī)效率;m:軌道摩擦系數(shù)，G:工作機(jī)載重， G?? mg, m?? 25000, g?? 10N / kg ;第 8頁(yè) 共 31 頁(yè)(2-4)(2-5)|?||?1.46%、為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段左端需制出一軸肩，故?、踺S段的的直徑 dⅤ?? 110mm ,Ⅳ軸段直徑 dⅣ?? 118mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)1?? 167mm ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸上，故 Ⅴ段軸的長(zhǎng)度比 L1 略短，取 LⅤ?? 165mm 。2>、取安裝齒輪處的軸段Ⅳ的直徑為 dⅣ?? 118mm ；齒輪的右段采用鎖緊擋圈進(jìn)行軸向定位，齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度 h > 0.07d，故取 h = 8mm，故d III?? 130mm , lIV?? 680mm3>、初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接 觸 球 軸 承 。 根 據(jù) d III130mm , 初 選 角 接 觸 球 軸 承 7326B/DT ， 其 尺 寸 為d?? D?? B?? 130mm?? 280mm?? 58mm 。右段滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。故取d II?? 140mm 。（3）、軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器、車輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 d V =110mm 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 6-1 得平鍵截面 b?? h?? 28mm?? 16mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為150mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7K6 。按 d IV?? 118mm,查《機(jī)械設(shè)計(jì) 》表 6-1 得平鍵截面 b?? h?? 28mm?? 16mm ，長(zhǎng)為 40mm，為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7n6 ；第 16頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)按 d II?? 140mm ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 6-1 得平鍵截面 b?? h?? 28mm?? 16mm ，長(zhǎng)為 110mm,為保證車輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇車輪輪轂與軸的配合為H7n6 ；軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（4）、計(jì)算軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。FNH1 FNH 2 FtFfM H2M HM H1FNV1FFNV2 Fr第 17頁(yè) 共 31 頁(yè)載 荷 水平面 H 垂直面 V支反力F5FNH1?? 3.18??10 N5FNH 2?? 3.06??10 N5FNV1?? 6.01?10 N5FNV 2?? 6.38??10 N彎矩M6MH1????4.39?? 10 N?? mm6M H 2?? 4.05?? 10 N?? mm6MV1????8.06?? 10 N?? mm6M V 2?? 8.43?? 10 N?? mm總彎矩 2 2M1?? 4390000?? 806000007? 8.07?? 10 N?? mm2 2M2?? 4050000?? 843000007? 8.44??10 N?? mm扭矩T7T1?? 1.42??10 N?? mm軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)M V2M VM V1T圖 3.3 軸的載荷分析圖從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 b 是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面 B 出的 M H 、 M V 及 M 的值列于下表。表 3-1 軸的受力情況（5）、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面 B)的第 18頁(yè) 共 31 頁(yè)M11)2?(??T (8.44?10)2?(0.6?14200000)2M?2.35?10N?mmT1?1.42?10N?mm軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取??? 0.6 ，軸的計(jì)算應(yīng)力?ca??2W ?70.1?1402? 56.6MPa前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 15-1 得 [??1 ]?? 60MPa 。因?yàn)?? ca?? [??1 ] ,故安全。（6） 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1 判斷危險(xiǎn)截面從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面 I 和 III 處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面 II 上的應(yīng)力最大。截面 I 的應(yīng)力集中的影響和截面 III 的相近，但截面 I 不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面 II 上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，而且這里軸的直徑最大，故截面 II 也不必校核。因此該軸只需校核截面 III 左右兩側(cè)即可。2 截面 III 的右側(cè)抗彎截面系數(shù) W?? 0.1? d3?? 0.1? 1303?? 219700mm3抗扭截面系數(shù) WT?? 0.2?? d3?? 0.2?? 1303?? 439400mm3截面 III 右側(cè)的彎矩 M 為7（3-29 ）（3-30 ）截面 III 上的扭矩為 7截面上的彎曲應(yīng)力 M 2.35??107?b???????????????? 62.4MPaW 219700 （3-31 ）截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ?T?? T1W?1.42??107??????????? 25.9MPa0.2??1403（3-32 ）軸 的 材 料 為 45 鋼 ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 查 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 》 表 15-1 得 ，?B?? 640MPa,???1?? 275MPa,???1?? 155MPa 。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)??? 及???? ,按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 3-2 查第 19頁(yè) 共 31 頁(yè)??1.076，經(jīng)插值后查得k?11.821k?11.261軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)取。因 r 3 D 140?????? 0.023,d 130 d 130A???? 2.05,?????? 1.32又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù)為q??? 0.82, q???? 0.85故有效應(yīng)力集中系數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》附表 3-4 得k???? 1?? q??? (???? 1)?? 1?? 0.82?? (2?? 1)?? 1.82k???? 1?? q???? (???? 1)?? 1?? 0.85?? (1.31?? 1)?? 1.26(3-33)(3-34)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖 3-2 的尺寸系數(shù)??? ?? 0.59 ；查《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖 3-3 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)????? 0.77 。軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為????????? 0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即??q?? 1,則按《機(jī)械設(shè)計(jì)》 式（3-12）及式（3-12a)得綜合系數(shù)為k????k????????? 1???????????? 1?? 3.17?????? 0.59 0.92???? 1???????????? 1?? 1.72?????? 0.77 0.92(3-35)(3-36)又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》3-1 節(jié)和 3-2 節(jié)得碳鋼的特性系數(shù)???? 0.1?? 0.2, 取??? ?? 0.1???? 0.05?? 0.1, 取????? 0.05于是，計(jì)算安全系數(shù) Sca 值，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式(15-6)-(15-8)則得S??? ??1K??????a?????????m275?????????????????? 1.393.17?? 62.4?? 0.1? 0 (3-37）S??? ??1K??????a?????????m155????????????????????????? 3.441.72?? 25.9?? 0.05??17.48?? 2 （3-38 ）第 20頁(yè) 共 31 頁(yè)S??2?SM?2.35?10N?mmT1?1.42?10N?mmk?k?軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Sca?? S??? S?2 ? 1.39?? 3.441.392?? 3.442? 1.6?? S?? 1.5 （3-39 ）故知其安全。3、截面 III 左側(cè)抗彎截面系數(shù) W 按《機(jī)械設(shè)計(jì) 》表 15-4 中的公式計(jì)算。W?? 0.1? d3?? 0.1? 1403?? 274400mm3抗扭截面系數(shù)WT?? 0.2?? d3?? 0.2?? 1403?? 548800mm3彎矩 M 及彎曲切應(yīng)力為7?b?? M 2.35??107??????????? 60.6MPaW 274400扭矩 T1及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為7T??? T1WT1.42??107??????????? 25.9MPa548800過(guò)盈配合處的 k????,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附表 3-8 用插值法求出，并取? 0.8?????????????于是得k????? 3.16 k????? 0.8?? 3.16?? 2.53軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為????????? 0.92故得綜合系數(shù)為第 21頁(yè) 共 31 頁(yè)k?11S??S? 1.4?2.3軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)k???? k????1 1????? 1?? 3.16??????? 1?? 3.25?? 0.92k???? ???? 1?? 2.53??????? 1?? 2.62?????? 0.92所以軸在截面 III 左側(cè)的安全系數(shù)為S??? ??1k??????a?????????m275?????????????????? 1.43.25?? 60.6?? 0.1? 0S??? ??1k??????a?????????m155????????????????????????? 2.32.62?? 25.9?? 0.05?? 25.9?? 2Sca?? S??? S?2 2 ? 1.4?? 2.32 2 ? 1.6?? S?? 1.5故該軸在截面 III 左側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。3.2.2 從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)由于從動(dòng)軸和主動(dòng)軸在結(jié)構(gòu)上相似，故不需要再對(duì)從動(dòng)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核，只需要對(duì)從動(dòng)軸的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）、初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。根據(jù)主動(dòng)軸d III?? 130mm , 初 選 角 接 觸 球 軸 承 7326B/DT ， 其 尺 寸 是d?? D?? B?? 130mm?? 280mm?? 58mm ,右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，故取d II?? 140mm 。（2）、根據(jù)已選??500 的車輪的寬度 B = 130mm，故取 lII?? 126mm 。（3）、軸上零件的軸向定位車輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 d II?? 140mm ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 6-1得平鍵截面 b?? h?? 28mm?? 16mm ,長(zhǎng)為 110mm,為保證車輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇車輪輪轂與軸的配合為 H7n6 ;軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。（4）、從動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)圖第 22頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)I II圖 3.4從動(dòng)軸第 23頁(yè) 共 31 頁(yè)III步序 輸入條件輸出KM1 KM2軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4 搬運(yùn)車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 畫工藝流程圖和動(dòng)作順序表如圖所示流程為搬運(yùn)車運(yùn)行的工藝流程。圖中 SB1 為正向啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，SB2 為反向啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，SB3 為停止開(kāi)關(guān)， KM1 為正向接觸器，KM2 為反向接觸器。圖 4.1 搬運(yùn)車運(yùn)行工藝流程圖搬運(yùn)車運(yùn)行的動(dòng)作順序表如表 2 所示。在輸出欄中，“+”表示接觸器得電，“—”表示接觸器失電。表 4-1 搬運(yùn)車運(yùn)行動(dòng)作順序表第 24頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)前進(jìn)停止返回SB1SB3SB2+----+4.2 PLC 選型首先應(yīng)估計(jì)需要的 PLC 規(guī)模，選擇功能和容量滿足要求的 PLC。（1）、PLC 規(guī)模的估算為完成預(yù)定的控制任務(wù)所需要的 PLC 的規(guī)模，主要取決與設(shè)備對(duì)輸入輸出點(diǎn)的需求量和控制過(guò)程的難易程度。估算 PLC 需要的各種類型的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，并據(jù)此估算用戶的存儲(chǔ)容量，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。1、輸入、輸出點(diǎn)的估算。為了準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)被控設(shè)備對(duì)輸入、輸出點(diǎn)的總需求量，可以把被控設(shè)備的信號(hào)源一一列出，并認(rèn)真分析輸入、輸出點(diǎn)的信號(hào)類型。一般情況下，PLC 對(duì)開(kāi)關(guān)量的處理比對(duì)模擬量的處理簡(jiǎn)單、方便，也可靠得多。因此，在工藝允許的情況下，常常把相應(yīng)的模擬量與一個(gè)或多個(gè)門檻值進(jìn)行比較，使模擬量變?yōu)橐粋€(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)量，再進(jìn)行處理?？紤]到在實(shí)際安裝、調(diào)試和應(yīng)用中，還可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些估算中未預(yù)見(jiàn)到的因素，要根據(jù)實(shí)際情況增加一些輸入、輸出信號(hào)。因此，要按估算數(shù)再增加 15%-20%的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，以備將來(lái)調(diào)整、擴(kuò)充使用。2、儲(chǔ)存容量的估算。小型 PLC 的用戶儲(chǔ)存器是固定的，不能隨意擴(kuò)充選擇。因此，選購(gòu) PLC 時(shí)，要注意它的用戶儲(chǔ)存器的容量是否夠用。用戶程序占用內(nèi)存的多少與多種因素有關(guān)。因此，在用戶程序編寫、調(diào)試好以前，很難估算出 PLC 所應(yīng)配置的儲(chǔ)存容量。一般粗略的估算方法是（輸入點(diǎn)數(shù)+輸出點(diǎn)數(shù)）(10--12)= 指令語(yǔ)句數(shù)在按上述數(shù)據(jù)估算后，通常再增加 15%-20%的備用量，作為選擇 PLC 內(nèi)存容量的依據(jù)。（2）、PLC 的選擇PLC 產(chǎn)品的種類、型號(hào)很多，它們的功能、價(jià)格、使用條件各不相同。選用時(shí)，除輸入、輸出點(diǎn)數(shù)外，一般應(yīng)考慮以下幾方面的問(wèn)題。第 25頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 PLC 的功能。PLC 的功能要與所完成的控制任務(wù)相適應(yīng)，這是最基本的、如果選用的 PLC功能不恰當(dāng)或功能太強(qiáng)，很多功能用不上，就會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。如果所選的功能不強(qiáng)，滿足不了控制任務(wù)的要求，也無(wú)法順利地組成合適的控制系統(tǒng)。一般機(jī)械設(shè)備的單機(jī)自動(dòng)控制多屬于簡(jiǎn)單的順序控制，只要選用具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等基本功能的小型 PLC 即可。如果控制任務(wù)較復(fù)雜，包含了數(shù)值計(jì)算、模擬信號(hào)處理等內(nèi)容，就必須選用具有數(shù)值計(jì)算功能、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的中型 PLC。2 輸入接口模塊PLC 的輸入直接與被控設(shè)備的一些輸出量相連。因此，除按前述估算結(jié)果考慮輸入點(diǎn)數(shù)外，還要選好傳感器等。綜上所述，搬運(yùn)車電氣控制系統(tǒng)選用日本三菱公司的 F-40M 型 PLC。4.3 主電路和外部接線圖圖 4.2 主電路第 26頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 4.3 PLC 外部接線圖4.4 梯形圖如圖 4.4 為滿足圖 4.1 所示工藝流程的梯形圖。圖 4.4 梯形圖搬運(yùn)車在原位時(shí)，按下 SB1，動(dòng)合觸點(diǎn) 400 閉合，輔助繼電器 100 得電并自保，同時(shí)，動(dòng)合觸點(diǎn) 100 閉合，時(shí)間繼電器 450 得電，延時(shí) 2 秒后，動(dòng)合觸點(diǎn) 450閉合，KM1 接通，搬運(yùn)車前進(jìn)。到達(dá)預(yù)定位置后，按下 SB2，KM1 斷開(kāi)。搬運(yùn)車第 27頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)停止運(yùn)行。完成搬運(yùn)任務(wù)后，按下 SB3，動(dòng)合觸點(diǎn) 401 閉合，輔助繼電器 101 得電并自保，同時(shí)，動(dòng)合觸點(diǎn) 101 閉合，時(shí)間繼電器 451 得電，延時(shí) 2 秒后，動(dòng)合觸點(diǎn) 451 閉合，KM2 接通，搬運(yùn)車返回原位。4.5、指令程序根據(jù)梯形圖寫出指令程序，其指令語(yǔ)句表如下，1、2、LDOR40010012、13、LDOR4011013、4、ANI 401ANI 40214、15、ANIANI4004025、6、ANI 431OUT 10016、17、ANI 430OUT 1017、 LD 100 18、 LD 1018、 OUT 450 19、 OUT 4519、10、KLD245020、21、KLD245111、 OUT 430 22、23、OUT 431END第 28頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5 結(jié)論電動(dòng)搬運(yùn)車主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、齒輪、車輪組和機(jī)架等組成。本文設(shè)計(jì)的是承載50t的軌道式電動(dòng)搬運(yùn)車，在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的工作：（1） 傳動(dòng)總體方案的確定。通過(guò)查閱起重機(jī)設(shè)計(jì)相關(guān)的資料文獻(xiàn)，初步擬定總體方案，如圖2.1。本文所設(shè)計(jì)的搬運(yùn)車的主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：承載 50t，運(yùn)行速度為 7.5m/s。根據(jù)搬運(yùn)車承載為 50t，選用材料為 ZG340-640,直徑為500mm的車輪；根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定搬運(yùn)車電動(dòng)機(jī)的功率，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選 Y160M-6電動(dòng)機(jī)；確定傳動(dòng)比，選擇減速器，型號(hào)為ZSY-160；根據(jù)電動(dòng)機(jī)軸徑，選擇聯(lián)軸器，電動(dòng)機(jī)與減速器高速級(jí)選用 ZLL2型帶制動(dòng)輪彈性柱銷齒式聯(lián)軸器；根據(jù)高速級(jí)采用的聯(lián)軸器的制動(dòng)輪直徑和制動(dòng)要求，選擇制動(dòng)器，型號(hào)為JWZ-200 。（2） 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算。傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)包括齒輪類型和材料的選擇，齒數(shù)和模數(shù)的設(shè)計(jì)；傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，尺寸的設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校核，鍵的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度的校核和軸承的選擇和校核。（3） PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先根據(jù)控制要求弄清輸入量與輸出量，選擇合適的的PLC 芯片，并繪制流程圖、外部接線圖和梯形圖，寫出指令語(yǔ)句。（4） 裝配圖、機(jī)架圖與各零件圖的繪制。應(yīng)用CAD軟件繪制符合要求的裝配圖、機(jī)架圖和各零件圖。（5） 設(shè)計(jì)論文的成形。按照論文規(guī)范要求整理畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)我大學(xué)四年專業(yè)課程學(xué)習(xí)的檢驗(yàn)，同時(shí)它鍛煉了我思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)軌道式搬運(yùn)車有了深刻的認(rèn)識(shí)，積累了大量的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)我將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作有著重要的影響。第 29頁(yè) 共 31 頁(yè)軌道式搬運(yùn)車及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)[1] 陳道南，盛漢中 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