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（毕业设计全套）电动螺旋起重机设计（打包下载）

电器控制基本电路设计结合螺旋起重机控制电路要求随时停车以及限制最大起重量以保护电机的特点，设计并绘制其电器控制基本电路图，如图所示。其中，三相电源开关熔断器热继电器接触器按钮行程开关电动机。该电路基本工作原理如下按下正向启动按钮上升按钮时，接触器得电吸合，其常开主触点将电动机定子绕组接通电源，相序为，电动机正向启动运行。按下停止按钮时，失电释放，电动机停转。按下反向启动按钮下降按钮时，线圈得电主触点吸合，其常开触点将相序为的电源接至电动机，电动机反向启动运行。再按下停止按钮，电动机停转。为行程开关，控制重物的最大抬升高度。当重物上升至最大高度时，动作，其常闭触点断开，使接触器失电，整个电路停电，此时只需长按反向启动按狃下降按钮，即可下降。至合适位置时按下停止按钮。当螺杆下降至最小高度时，动作，其常闭触点断开，使接触器失电，整个电路停电，此时只需长按正向启动按狃上升按钮，即可上升。至合适位置时按下停止按钮。图电器控制图系统的改进与优化由本设计可以看出，它只适用于人工启动，手动控制。为适应生产自动流水线作业，使本产品的使用范围更加广泛，市场前景更加广阔，本设计的二次开发及优化中可增设电阻应变片式压力传感器，其基本动作原理是托盘上有重物时，压力传感器变化信号，使电机启动，带动重物上升，上升到指定位置该指定位置由位置传感器控制，重物被取走后，压力传感器信号复原，使电机反转，到指定位置停转。如此反复。在这个过程中，电阻应变片式压力传感器充当的作用是压力开关，光电式位置传感器充当的作用是光电开关，它们随着压力的有无和螺杆位置的变化指导着电机的正转，停止以及反转。因此，必须了解压力传感器及位置传感器的原理及种类。.力学传感器力学传感器是将各种力学量转换为电信号的器件，力学量可分为几何学量运动学量及力学量三部分，其中几何学量指的是位移形变尺寸等，运动学量是指几何学量的时间函数，如速度加速度等。力学量包括质量力力矩压力应力等。压电式压力传感器压磁式转矩传感器压阻式压力传感器变面积式电容压力传感器差动变极距式电容压力传感器应变式压力传感器应变片式转矩传感器振筒式谐振压力传感器振膜式谐振压力传感器电阻应变式称重传感器。力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器半导体应变片压力传感器压阻式压力传感器电感式压力传感器电容式压力传感器谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。电阻应变片力传感器些固体材料受到外力的作用后，除了产生变形，其电阻率也要发生变化，这种由于应力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。利用压阻效应制成的传感器称为压阻式传感器。根据制作材料的不同，应变元件可以分为两大类。种是利用半导体材料的体电阻做成粘贴式应变片，称为半导体应变片，用此应变片制成的传感器称为半导体应变式传感器，另种是在半导体材料的基片上用集成电路工艺制成的扩散电阻，以此扩散电阻的传感器称为扩散型压阻传感器。半导体应变片式传感器半导体应变片应变元件的工作原理基于导体和半导体的“应变效应”，即当导体和半导体材料发生机械变形时，其电阻值将发生变化。电阻值的相对变化与应变的关系如式.所示式.式中为材料的应变为材料的电阻应变系数，即单位应变引起的电阻相对变化量。金属材料的值约为，半导体材料的值可达。金属电阻应变片主要有丝式应变片和箔式应变片两种结构。如图所示。图电阻应变片结构丝式应变片由金属丝栅亦称敏感栅基底引线保护膜等组成。敏感栅般采用直径的金属丝，用粘合剂固定在厚的纸或胶膜基底上。引线是由直径低阻镀锡铜线制成，用于将敏感栅与测量电路相连。箔式应变片的敏感栅是用厚度为的金属箔经光刻腐蚀等工艺制成的。优点是表面积与截面积之比大，散热条件好，能承受较大电流和较高电压，因而输出灵敏度高，并可制成各种需要的形状，便于大批量生产。由于上述优点，它已逐渐取代丝式应变片。应变片与弹性元件的装配可以采用粘贴式或非粘贴式，在弹性元件受压变形的同时应变片亦发生应变，其电阻值将有相应的改变。粘贴式应变压力计可采用或个特性相同的应变元件，粘贴在弹性元件的适当位置上，并分别接入电桥的桥臂，则电桥输出信号可以反映被测压力的大小。为了提高测量灵敏度，通常采用两对应变片，并使相对桥臂的应变片分别处于接受拉应力和压应力的位置。应变式压力传感器所用弹性元件可根据被测介质和测量范围的不同而采用各种型式，常见有圆膜片弹性梁应变筒等。图给出几种弹性元件和应变式压力传感器的结构及电桥式测量电路示意图。图几种弹性元件和应变式压力传感器的结构及电桥式测量电路示意图。电阻应变片的工作原理金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用式.表示式.式中金属导体的电阻率•导体的截面积导体的长度我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化通常是测量电阻两端的电压，即可获得应变金属丝的应变情况。.位置传感器位置传感器在自动化流水作业中有着举足轻重的作用，它的种类也比较多，这里只介绍用的比较多的光电位置传感器。光电传感器光电开关是光电接近开关的简称，它是利用被检测物体对光束的遮光或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体的有无。其物体不限于金属，对所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关是种电量传感器。把电流或电压的变化以光电的方式传送出去。即进行电信号光信号电信号的转换，工作原理如图所示。多数光电开关选用的是接近可见光的红外线。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的即电缘绝，所以它可以在许多场合得到应用。采用集成电路技术和表面安装工艺而制造的新代光电开关器件，具有延时展宽外同步抗相互干扰可靠性高工作区域稳定和自诊断等智能化功能。这种新颖的光电开关是种采用脉冲调制的主动式光电探测系统型电子开关，它所使用的冷光源有红外光红色光绿色光和蓝色光等，可非接触，无损伤地迅速和控制各种固体液体透明体黑体柔软体和烟雾等物质的状态和动作。新型光电开关的优点是，体积小功能多寿命长精度高响应速度快检测距离远以及抗光电磁干扰能力强等等。目前，这种新型的光电开关已被用作物位检测液位控制产品计数宽度判别速度检测定长剪切孔洞识别信号延时自动门传感色标检出冲床和剪切机以及安全防护等诸多领域。此外，利用红外线的隐蔽性，还可在银行仓库商店办公室以及其它需要的场合作为防盗警戒之用。光电开关工作原理图所示是反射式光电开关的工作原理框图。图中，由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发光管辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏三极管。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分或积分方式排除干扰，最后经延时或不延时触发驱动器输出光电开关控制信号。图光电开关工作原理光电开关般都具有良好的回差特性，因而即使被检测物在小范围内晃动也不会影响驱动器的输出状态，从而可使其保持在稳定工作区。同时，自诊断系统还可以显示受光状态和稳定工作区，以随时监视光电开关的工作。.连续控制分析这里只对螺旋起重机的连续动作进行简要的分析说明。在该连续螺旋起重系统中，我们考虑螺杆及与其连接的法兰盘的四个主要状态，即螺杆在原始点低点，法兰盘上有重物可视为重物刚放上去螺杆在控制点高点，法兰盘上有重物螺杆在控制点高点，法兰盘上无重物可视为重物被取走螺杆在原始点低点，法兰盘上无重物我们把螺杆的位置和法兰盘上是否有重物看作两个事件，电机的正反停转则由这两个事件控制。假设螺杆在原始点时，向芯片输入低电平，在控制点时输入高电平法兰盘上无重物时，向芯片输入低电平，有重物时输入高电平。因此可表示为电机正转电机停转电机反转电机停转。从而实现连续流水线作业。结论本次毕业设计是大学所学知识的全面应用和检测，它使我对产品的先期调研设计方案的提出到最终设计的完成有了比较理性的认识，为以后的工作打下了基础，积累了经验。本次设计的电动螺旋起重机具有结构紧凑体积小重量轻动力源广泛无噪音安装方便使用灵活功能多配套形式多可靠性高使用寿命长等许多优点。可以单台或组合使用，能大致控制调整提升的高度，可以用电动机或其他动力直接带动，也可以手动。比如说如果用液压马达代替电动机，则可以实现液压的远程控制也可以用柴油机代替电动机，在没有电的时候使用。在设计的时候，把起重的最大载荷和起重的速度作为设计的原始数据，因此，可以根据使用的场合不同起重的最大载荷不同设计出相应的产品。通过这次比较完整的螺旋起重机设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料设计手册设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，但也存在定的不足，这新不足在定程度上限制了我们的创造力。比如我的设计在蜗轮和螺母的材料选择上有定的不足，我选择的材料是铸铝青铜，这种材料比较昂贵，以后必须研制出种新型的低成本的减磨材料，这样产品才有推向市场，得到广泛推广的可能。在这个能源原材料紧缺的社会中，这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识。致谢到今天我的毕业设计已经圆满的完成了。在此，我要特别感谢我的指导老师，在这段时间内他给了我莫大的帮助，对于我的每个问题都耐心的讲解和指导。正由于他的热心地帮助和指导，我的毕业设计才能够顺利的完成。老师严谨治学的态度和精神也是我在这次设计过程中学到的宝贵的财富。指导老师不仅关心我的设计，还在找工作方面给了我无微不至的关怀和正确的建议，这些都是我不断前进的动力，必将对我今后的学习和生活受益匪浅，我将终生学习和铭记。在此，谨向指导老师的培育之恩表示最深的谢意！大学四年的学习和生活即将告别。感谢这四年各位任课老师对我的教诲，各位同学给我的帮助！感谢与我共同走过大学的朋友们同学们！感谢所有帮助过我的老师同学朋友，同时祝愿你们在以后的日子里，开心快乐！参考文献邱宣怀.机械设计.第四版.高等教育出版社,.龚湘义.机械设计课程设计指导书.第二版.高等教育出版社,.张建中.机械设计基础课程设计.中国矿业大学出版社,.哈尔滨工业大学龚湘义.机械设计课程设计图册.第三版.高等教育出版社,.实用机械设计手册编写组编。实用机械设计手册第二版机械工业出版社范思冲等编著画法几何及机械制图.机械工业出版社李洪曲中谦.实用轴承手册.辽宁科学技术出版社杨黎明.传感器技术.国防工业出版社德尼曼，温特尔著.机械零件.第版.第卷，余梦生，倪文馨译，第卷，余梦生，王成焘，高建华译第卷，张海明译，北京，机械工业出版社徐寅主编，机械设计手册.北京，机械工业出版社，