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1 引言（或绪论）
1．1 课题简介
本次毕业设计课题为“20/5t桥式起重机电气控制系统设计”。其主要任务是将接触-继电器控制的传统桥式起重机利用PLC进行改造。用到的实验台是THJPES-2型机床PLC电气控制实训考核装置，所以本次任务的重点是完成模拟实验。本次设计的控制部分主要是西门子S7-200 PLC系统，并结合STEP7软件进行了简单的控制编程。
1．2桥式起重机在现代工业中的发展情况
桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化重要的工具和设备。所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。
经过多年的发展，我国桥式起重机的应用不断扩大，随着技术进步，针对实际中桥式起重机的恶劣工作坏境及长时间超负荷作业而导致的事故，为桥式起重机改造提出了新的要求，以便在实际操作更加安全、更加高效。
1．3 PLC在工业自动控制中的应用
可编程程序控制器简称PLC，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微机处理器为核心用作数字控制的专用计算机。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电器操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很简单。PLC现已成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通讯联网功能等优异性能，日益取代由大量中间继电器组成的传统继电—接触器控制系统在机械、化工、冶金等行业中的重要作用。PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。微电子技术与计算机技术的结合，使PLC 的功能变得更加强大，通过可编程控制的实现，为PLC 增添了使用上的灵活性。目前PLC 应用范围之广，在工业自动控制中发挥着不可替代的重要作用，钢铁、化工、石油、机械制造、汽车等领域对PLCPLC进步的成果之一，也是PLC 的依赖程度也越来越高。控制模式的多样化发展是
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功能强大的体现。
2系统设计
2．1 20/5t桥式起重机电气线路工作原理
2.1.1 桥式起重机的结构和运动形式
桥式起重机的结构示意图如图2.1.1所示，主要由桥架，大车、小车、主钩和副钩组成。
大车的轨道敷设在车间两侧的立柱上，主梁横跨架在车间上空，大车可沿轨道移动，在大车的驱动下，整个起重机可在车间内作纵向移动，主梁上有小车移动导轨，小车可沿导轨作横向移动，主钩、副钩都装在小车上，主钩用来提升重物，副钩用来提升较轻的货物，也可用来协同主钩完成吊运任务。
图2.1.1 桥式起重机结构图
1驾驶舱 2.辅助划线架 3.交流磁力控制屏 4.电阻箱
5.起重小车
6.大车拖动电动机
7.端梁
8.主划线
9.主梁
桥式起重机对电力拖动的要求
（1）由于桥式起重机经常在重载下进行频繁启动、制动、反转、变速等操作，要求电动机是有较高的机械强度和较大的过载能力，同时还要求电动机的启动转矩．
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大，启动电流小，因此使用绕线转子异步电动机。
（2）要有合理的升降速度，轻载或空载时速度要快，以提高效率，重载时速度要慢。
（3）要有适当的低速区，在30%额定转速内应分几档，以便提升或下降到预定位置附近时灵活操作。
（4）提升第一级为预备级，用以消除传动间隙和预紧钢丝绳，以避免过大的机械冲击。
（5）当放下货物时，可根据负载大小情况选择电机的运行状态。
（6）有完备的保护环节，零位短路保护，过载保护，限位保护和可靠的制动方式。
2．2 20/5t桥式起重机控制系统硬件设计
2.2.1 电动机的选型
电机选用的原则主要有以下几点：
（1）根据负载的启动特性及运行特性，选出最适合于这些特性的电动机，满足生产机械工作过程中的各种要求。
（2）选择具有与使用场所的环境相适应的防护方式及冷却方式的电动机，在结构上应能适合电动机所处的环境条件。
（3）计算和确定合适的电动机容量。通常设计制造的电动机，在75%-100%额定负载时，效率最高。因此应使设备需求的容量与被选电动机的容量差值最小，使电动机的功率被充分利用。
（4）选择可靠性高、便于维护的电动机。
（5）考虑到互换性，尽量选择标准电动机。
（6）为使整个系统高效率运行，要综合考虑电机的极数及电压等级。
桥式起重机是重型起重机厂生产的DLW型。提升、开闭及大小车走行电机是YZR 绕线型，YZR系列电动机系用于驱动各种型式的起重机械及其他类似设备的专用产品；具有较大的过载能力和较高的机械强度，因此，它特别适用于那些短时或断续周期工作制，频繁地起动、制动、有时过负荷及有显著振动与冲击的设备。电动机的绝缘等级分为F级和H级两种。F级适用于冷却介质温度不超过40℃的℃的冶金场所，两种电动机具有相同的60级适用于冷却介质温度不超过H一般场所，
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电气性能。轴承允许的温度：不超过95℃。电压及频率：额定电压380V。额定频率为50Hz，允许电压偏差±5%，频率偏差±1%。
电机起动转矩及电机运行的功率因数
起重机运行机构的转动惯量较大，为了加速电机需有较大的起动转矩，故电机容P?P,电机容量P为 P量需由负载功率厂及加速功率Pa两部分组成。一般情况下
ja???/?PaP?P sjm?一电机平均起动起动转矩倍数式中ms起重机起升机构的负荷特点是起动时间短，只占等速运动时间的较少比例;转动惯量较少，占额定起升转
矩的10%-20%。其电机容量P为
???1000gv/P?C (kw)
P C一起重机额定提升负载，kg 式中P v一额定起升速度，m/s
g g=9. 81m/s 一重力加速度，?一机构总效率
倍试验载荷，能承受电压波动的影响，其最大转矩值必须大为使电机提升1.25 2,否则必须让电机放容，从而降低电机在额定运行时的工作效率。于选用改造后的桥式起重机各执行机构的电机参数如表通过利用上述公式的计算，:
2. 3 控制系统电路设计
2.3.1 20/5t桥式起重机电气控制原理图
。所示2.3.2 和图2.3.1本次改造的桥式起重机电气控制原理图如图
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图2.3.1 桥式起重机电气控制原理(1)
图2.3.2 桥式起重机电气控制原理(2)
2.3.2 20/5t桥式起重机常规低压电气控制改PLC控制原理图改造说明
（1）紧急开关SA1替换为SA4，启动按钮SB替换为SB2，舱门安全开关SQ1替换为SA5，横梁安全开关SQ2替换为SA6，横梁安全开关SQ3替换为SA7，副钩上升限位开关SQU1替换为SQ1，小车后限位SQBW替换为SQ2。小车前限位SQFW替换为SQ3，大车右限位SQR替换为SB5，大车左限位SQL替换为SB7，主钩上升SQ3，主钩控制电路电源SA1替换为SQ2，主钩主电路电源SQ4替换为SQU2限位
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替换为SA2。
（2）同时，主钩主电路电源QS2改为凸轮开关SA1代替（SA1的“3”接U11、SA1的“7”接V11、SA1的“4”接U21、SA1的“8”接V21），主钩控制电路电源QS3改为SA2控制（SA2的“13”接PLC输入端的I4.1、SA2的“14”接DC24V电源的GND端），主控接触器KM替换为KM6。
（3）接触器KMD替换为KM8、接触器KMU替换为KM9、接触器KMB替换为KM7。
（4）去掉零压保护继电器KV，以及电磁阀YA1、YA2、YA3、YA4、YA5(电磁阀吸合模拟的是电磁制动器吸合松闸，因为实际中电磁阀是和电动机电源并接，即电动机工作的同时电磁阀动作，实验时，只要电动机动运转，我们就认为电磁阀处于吸合松闸状态)。
（5）增加主钩上升指示灯HL1、主钩下降指示灯HL2、副钩上升指示灯HL3、副钩下降指示灯HL4、小车向前指示灯HL5、小车向后指示灯HL6、大车向左指示灯HL7、大车向右指示灯HL8。
（6）SA、Q1、Q2、Q3的COM短接后接DC24V电源的GND端，SA1的“1”接PLC输入端的I2.6、“2”接PLC输入端的I2.7、“3”接PLC输入端的I3.0、“4”接PLC输入端的I3.1、“5”接PLC输入端的I3.2、“6”接PLC输入端的I3.3、“7”接PLC输入端的I3.4、“8”接PLC输入端的I3.5、“9”接PLC输入端的I3.6、“10”接PLC输入端的I3.7、“11”接PLC输入端的I4.0；Q1的“10”接I1.2、“11”接I1.1、“12”接I0.2；Q2的“10”接I1.4、“11”接I1.3、“12”接I0.3；Q3的“15”接I2.3、“16”接I2.4、“17”接I0.4。
（7）Q1的“1~9”一一对应“Q1-1~Q1-9”的两端；Q2的“1~9”一一对应“Q2-1~Q2-9”的两端；Q3的“1~14”一一对应“Q3-1~Q3-14”的两端。
2. 4 PLC选型设计
（1）I/O点数的选择
PLC平均的I/O点的价格还比较高，因此应该合理选用PLC的I/O点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用的I/O点最少，但必须留有一定的裕量。通常I/O 点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10％~15％的裕量来确定。
）存储容量的选择2（．
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用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，而且还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25%之多，所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。
根据被控对象的I/0点数以及成本、工艺要求、扫描速度、自诊断功能等方面的考虑，我们采用SIEMENS公司的S7-200系列PLC就能满足要求了。SIMATIC S7-200系列是西门子公司小型可编程序控制器，可以单机运行，由于它具有多种功能模块和人机界面(HMI)可供选择，所以系统的集成非常方便，并且可以很容易地组成PLC网络。同时它具有功能齐全的编程和工业控制组态软件，使得在完成控制系统的设计时更加简单，几乎可以完成任何功能的控制任务，同时具有可靠性高，运行速度快的特点，继承了和发挥了它在大、中型PLC领域的技术优势，有丰富的指令集，具有强大的多种集成功能和实时特性，其性能价格比高，所以在规模不太大的领域是较为理想的控制设备。
2. 5 其它元器件选型设计
主电路采用交流接触器控制正反转, 电机二次采用交流接触器分段切换电阻, 操作回路由联动台控制器控制, 保护回路采用电流继电器和接近开关。此外还有一些常用的低压电器，如开关电器、熔断器、主令电气和各类继电器等。
所选电机参数如下表
表2.5.1电机技术数据表
2.5.1 刀开关的选择
刀开关的选用主要考虑一下几点:第一，根据使用场合去选择合适的产品型号和操作方式；第二，应使其额定电压等于或大于电路的额定电压，其额定电流应等于或大于电路的额定电流；第三，安装方式与定位尺寸。选择HR5型刀开关，额定电压380V，
总电流：，故可选刀开关型号为：HR5-200。A33.5??63.4?141.9315?2.5.2 熔断器的选择
选择合适的熔断器主要考虑如下几点
应根据线路要求、使用场合、安装条件和各类熔断器的适用）熔断器类型1（．毕业设计说明书（论文）第8 页共27 页
范围来确定。
（2）熔断器额定电压应大于或等于线路的工作电压。
（3）熔体的额定电流与负载的大小及性质有关，其选择方法是：
对于阻性负载的短路电流保护应使熔断器的熔体电流等于或大于电路的工作电流。而对于电动机负载，应考虑冲击电流的影响，应按下式计算：
多台电动机：
???I?1.6?63.4?33.5?15?3I?A1.52.5I??449.82A NN max fu?I为其他电动机额定电流的总式中，为容量最大的一台电动机的额定电流；I max NN和。
（4）额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流。
（5）选择性保护特性在电路系统中，电器之间的选择性保护特性非常重要，它能把故障产生的影响限制在最小范围内，即要求电路中某一支路发生短路或过载故障时，只有距离故障点最近的熔断器动作，而主回路的熔断器或断路器不动作，这种合理的选配称选择性配合。根据系统的具体条件可为熔断器之间上一级和下一级的选择性配合以及断路器与熔断器的选择性配合等。具体选择可参考各电路的保护特性。
综合以上各点选择NGT3型熔断器，额定电压380V，额定电流450A。
2.5.3 接触器的选择
接触器的选择主要依据以下几个方面：
（1）根据负载性质选择接触器的类型。
（2）额定电压应大于或等于主电路的工作电压。
摘要 我做的毕业设计课题是单梁桥式起重机。单梁桥式起重机是一种轻型起重设备，它适用起重量为0.5~5 吨，适用跨度4.5～16.5米，工作环境温度C在-20℃到40℃范围内，适合于车间、仓库、露天堆场等处的物品装卸工作。桥架由一根主梁和两根端梁刚接组成。根据起重量和跨度，主梁采用普通工字钢和U形槽组合焊接形成。主梁和端梁之间采用承载凸缘普通螺栓法兰连接。提升机构采用CD型电葫芦。 此次设计的主要内容有：问题的提出、总体方案的构思，结构设计及对未知问题的探索和解决方案的初步设计，装配图、零件图等一系列图纸的设计与绘制，以及毕业设计说明书的完成。 关键词：起重机；桥式起重机；大车运行机构；小车运行结构；小车起升；结构桥架；主端梁
ABSTRACT The topic of my graduation design is list the beam bridge type derrick of design the list beam bridge type derrick is a kind of light heavy equipments, it start to apply the weight as 0.5~5 tons, apply to across degree 4.5~16.5 meters, the work environment temperature is -20℃to 40℃.Inside scope, suitable for car, warehouse, open-air heap field etc. of the product pack to unload a work. The bridge was carried beam by a lord beam and 2 to just connect to constitute. According to weight with across a degree, lord beam adoption common the work word steel and U form slot combination weld formation. Lord beam and carry an of beam an adoption loading To good luck common stud bolt method orchid conjunction. Promote the organization adoption CD type an electricity bottle gourd. The main contents of this time design have: The problem put forward, conceive outline of total project, possibility design, structure design and draw towards doing not know a problem of investigate and solution of first step design, assemble diagram, spare parts diagram wait a series the design of the diagram paper with, end include graduation design manual of completion. Keywords: cranes;bridge type derrick ；During operation organization; Car running structure; Car hoisting structure; Bridge; Main girders.
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 电梯的电气控制系统设计 与实现 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-7382-100 电梯的电气控制系统设计与实现 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 电梯是当前高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具，随着计算机及微电子技术的快速发展，电梯控制技术发生了巨大变化，其中PLC控制系统代替传统的继电器控制以及电梯采用了对电动机实现线性调速的调压调频技术，能达到电梯安全平稳运行。 随着人们生活水平的提高及高层建筑的普及，电梯是当前高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具，电梯是集机电一体的复杂系统，涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域多种领域专业与一体的综合技术。随着社会的发展及对安全的重视，在设计电梯的时候，应具有高度的安全性。这样就对建筑内的电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。当前由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统具有可靠性高、维护方便、开发
起重机电气控制设计说明书 专业 题目桥式起重机电气控制设计 姓名 班级 指导教师
1.题目:起重量/跨度桥式起重机电器控制设计 2.设计内容 通过对桥式起重机的学习，按实际要求对起重机各机构电气控制进行设计，培养学生用所学理论知识解决实际问题的能力。 3.设计要求 1）设计计算说明书1份 2）桥式起重机总电路原理图1张，各机构控制图在说明书上体现. 课程设计题目及原始数据： 说明： 1.大车运行机构的工作级别与起升机构相同，选M5，小车运行机构的工作级别为M5； 2.表中所列速度要求，在计算后所得的实际数值可允许有15%的偏差.
8T桥式起重机电气控制设计 摘要 桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，又称天车。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。桥式起重机广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易粱桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成。起升机构包括电动机、制动器、减速器、卷筒和滑轮组。电动机通过减速器，带动卷筒转动，使钢丝绳绕上卷筒或从卷筒放下，以升降重物。本文重点研究起重机的控制，通过使用串电阻的调速方法已实现对电机的控制，从而控制起重机。 关键词：起重小车;电动机；串电阻调速
目录 1．起重机控制系统方案选择…………………………………………2．电机容量选择及调速电阻器计算………………………………… 2.1电机容量选择…………………………………………………… 2.1.1提升机构电机容量选择…………………………………… 2.1.2大车行走机构电机容量选择……………………………… 2.1.3 小车行走机构电机容量选择…………………………… 2.2调速电阻器计算………………………………………………… 2.2.1起升机构调速电阻计算………………………………… 2.2.2大车行走机构调速电阻器计算…………………………… 2.2.3小车行走机构调速电阻器计算……………………………3．起升机构控制系统……………………………………………………… 3.1控制系统组成………………………………………………………3.2起升机构控制电路图…………………………………………… 3.3起升机构的工作原理…………………………………………… 3.4系统的保护………………………………………………… 4. 大车运行机构控制系统设计……………………………………… 4.1控制系统组成………………………………………………… 4.2大车机构控制电路图………………………………………………5．小车运行机构控制系统设计…………………………………… 5.1控制系统组成…………………………………………………… 5.2小车机构控制电路图……………………………………………… 主钩以外的其他机构机构的工作原理图………………………… 结论……………………………………………………………………… 参考文献………………………………………………………………
论桥式起重机的电气安装与调试 在电厂的建设工程中，桥式起重机是一种广泛应用的起重机械设备。其使用频繁、工作量大、震动大，因此故障率较高，给施工带来诸多不利影响。桥式起重机的电气安装与调试过程中，科学合理的施工方法是保证安装质量的关键。桥式起重机电气设备的安装和电线的敷设，应严格按所附的电气原理图、配线图、电气设备总图以及相应的规范进行。 1.安装前的准备工作 桥式起重机电气安装前，应详细地熟悉相关电气图与技术条件，了解各元件的相互作用和操纵原理，以求能迅速地处理安装及试车中所发生的问题。安装前应清理和检查全部电气设备和元件。所有的电气设备和元件应无缺陷，运转应灵活，不允许有卡住和松动等现象。电气设备和元件的型号、规格、触头的闭合次序等必须符合图纸。 1.1.电动机 首先作一般性外观检查，转动联轴器观察转子是否转动灵活，并用兆欧表测定其绝缘电阻。定子大于1.5兆欧，转子大于0.8兆欧即可使用，否则应予烘干。烘干的方法可装入烘箱，也可通入低压短路电
流。 1.2.电磁铁 安装时需检查其活动部分是否松动，偏斜或卡住现象，并应清除其活动部分和磁铁接触面的铁锈及其它污物。磁铁工作时其接触面间不应有空隙，如有则必须进行调整，清除空隙。 1.3.联动操纵台或控制器 各触头的结合面应为线接触，压力依触头大小约10～17牛顿，由压紧弹簧的螺母来调整。各接线螺钉应旋紧，接触应良好。操作手柄应灵活，挡位应明显。 1.4.电阻器 电阻器的接线必须按提供的资料正确联接。如果发现电动机也力不足，控制手柄在规定位置不能起吊额定负载或开动大小车。首先应检查电阻器的接线是否有错。对于双电动机驱动的机构，所配用的电阻器应作适当的选择调整。电阻值较大的电阻器，就用于距操纵室较近的电动机，或用于滑差允差为“－”的电动机。
绪论 起重机的用途是将物品从空间的某一个地点搬运到另一个地点。为了完成这个作业，起重机一般具有使物品沿空间的三个方向运动的机构。桥式类型的起重机是依靠起重机运行机构和小车运行机构的组合运动使所搬运的物品在长方形平面内作运动。 起重机是现代生产不可缺少的组成部分，借助起重机可以实现主要工艺流程和辅助作业的机械化，在流水线和自动线生产车间中，起重机大大提高了生产效率。 本文主要完成了桥式起重机主体结构部分的设计及主梁和端梁的校 核计算。采用正轨箱形梁桥架，正轨箱形梁桥架由两根主梁和端梁构成。主梁外侧分别设有走台，并与端梁通过连接板焊接在一起形成刚性结构。为了运输方便在端梁中间设有接头，通过连接板和角钢使用螺栓连接，这种结构运输方便、安装容易。小车轨道固定于主梁的压板上，压板焊接在盖板的中央。 起重机属于起重机械的一种，是一种做循环、间歇运动的机械。通常起重机械由起升机构（使物品上下运动）、运行机构（使起重机械移动）、变幅机构和回转机构（使物品作水平移动）、再加上金属机构、动力装置、操纵控制及必要的辅助装置组合而成。 在建桥工程中所用的起重机械，根据其构造和性能的不同，一般可分为轻小型起重设备，桥式类型起重机械和臂架类型起重机三大类。 桥式起重机是横架与车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，所以又称“天车”或者“行车”。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。 桥式起重机广泛应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。桥式起重机可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机三种。
桥式箱型起重机主梁设计 说明书 姓名：X X 学院：冶金与材料工程学院 专业班级：XX 指导教师：XX 日期：2012年1月 前言
桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用，是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。 本书主要介绍了跨度28m,起重量50t的通用桥式起重机箱型梁的设计生产过程，同时对车间的布置情况作了较为粗略的参考设计。设计过程较为详细地考虑了实际生产与工作中的情况。 本书编写过程中得到XXX教授、XXX教授等老师和同学的指导和帮助，在此一并表示衷心的感谢。由于作者实际经验不足，理论知识有限，书中错误在所难免，敬请读者多多指正！ 作者2012年1月于XX学院 目录 第一章箱型梁式桥架结构的构造及尺寸 (1)
一、桥架的总体构造 (1) 二、主梁的几何尺寸 (2) 1、梁的截面选择和验算 (2) 2、箱形主梁截面的主要几何尺寸 (3) 三、主梁的受力分析 (4) 1、载荷计算 (4) 2、强度验算 (5) 3、主梁刚度的验算 (8) 4、焊缝的设计和验算 (10) 第二章主梁的制造工艺过程 (12) 一、备料 (12) 二、下料 (13) 三、焊接 (13) 四、检验与修整 (18) 第三章主梁焊接车间设计 (21) 一、焊接生产的过程及特点 (21) 二、焊接生产组成部分的确定 (22) 三、车间平面布置 (23) 结束语 (25) 参考文献 (26)
基于ANSYS的桥式起重机主梁优化设计(2021版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0478
基于ANSYS的桥式起重机主梁优化设计 (2021版) 本文以16t双梁桥式起重机为例，通过有限元软件ANSYS对其主梁进行目标驱动优化（GoalDrivenOptimization），结果相较于优化前质量减轻了24.9%，效果非常显著，并且针对优化前后进行了静力分析，优化结果可靠可行。本文通过主梁的参数化设计和优化设计，实现了质量减轻的目的，对桥式起重机的设计具有重大意义。 桥式起重机已经成为了现代化生产中必不可少的一种机械设备，除了运用方便、效果显著等原因外，桥式起重机在安全方面相较于其他设备同样有着明显的优势，例如，在实际生产中，桥式起重机能显著提高生产安全，减小事故发生率。长久以来，我国对于重型机械的要求是够大够结实，因此，在传统的设计方法和加工工
艺的限制下，我们设计出来的桥式起重机往往都具有过高的安全系数，这样设计虽然安全，但是，正因为过于安全了，我们的设计造成许多材料的浪费和废弃。通过大量设计和实例表明，桥式起重机60%以上的重量是和主梁结构相关的，因此，主梁的结构设计是否合理，直接关系到钢材耗费量的多少。采用ANSYS对起重机主梁进行结构的优化设计，不仅能实现主梁的形状优化，从而改进产品外形，同时能提高整机性能，减少制造成本和材料消耗。 主梁结构分析 本文在进行优化设计前，先对桥式起重机主梁进行静力分析，分析的目的是求出主梁的最大应力和最大位移，方便后续的优化以及对比。 本文的研究对象是16t双梁桥式起重机，主梁由上、下盖板、两块腹板以及隔板组成，同时，为了分析更为准确，本文对端梁也进行了建模。 1.1参数化建模 优化设计就是讲设定的参数不断优化，最终在众多方案中寻找
桥式起重机设计说明书 姓名： 学院：材料科学与工程学院 专业班级： 指导教师： 日期： 2011年1月 前言 桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属
支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用，是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。 本书主要介绍了跨度28m,起重量50t的通用桥式起重机箱型梁的设计生产过程，同时对车间的布置情况作了较为粗略的参考设计。设计过程较为详细地考虑了实际生产与工作中的情况。 本书编写过程中得到XXX副教授、XXX副教授等老师和同学的指导和帮助，在此一并表示衷心的感谢。由于作者实际经验不足，理论知识有限，书中错误在所难免，敬请读者多多指正！ 作者2010年1月于XX大学 目录 第一章箱型梁式桥架结构的构造及尺寸 (1) 一、桥架的总体构造 (1) 二、主梁的几何尺寸 (2)
1、梁的截面选择和验算 (2) 2、箱形主梁截面的主要几何尺寸 (3) 三、主梁的受力分析 (4) 1、载荷计算 (4) 2、强度验算 (5) 3、主梁刚度的验算 (8) 4、焊缝的设计和验算 (10) 第二章主梁的制造工艺过程 (12) 一、备料 (12) 二、下料 (13) 三、焊接 (13) 四、检验与修整 (18) 第三章主梁焊接车间设计 (21) 一、焊接生产的过程及特点 (21) 二、焊接生产组成部分的确定 (22) 三、车间平面布置 (23) 第四章焊接工艺卡 (25) 结束语 (26) 参考文献 (27)
第1章绪论 1.1选题的目的和意义 由于现代加工技术的日益提高，对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高，由此人们也将注意力集中到机床上来，数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物，他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关，特别是PLC广泛应用于控制领域后，已经显现出它的优越性。可编程控制器PLC已广泛应用于各行各业的自动控制。在机械加工领域，机床的控制上更显示出其优点。由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多、接线复杂，因此故障多维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响设备的功效。采用PLC控制可使接线大为简化，不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。 1.2 关于课题的一些介绍和讨论 1.2.1 设计目标、研究内容和拟定解决的关键问题 完成对T6113机床的整个控制系统的设计改造，控制核心是PLC，并使其加工精度进一步提高，加工范围扩大，控制更可靠。 研究内容： （1） T6113的电气系统（PLC）硬件电路设计和在机床上的布局。 （2） PLC程序的编制。 解决的关键问题：PLC对机床各个工作部分的可靠控制电气电路的安全问题的解决 1.2.2题目的可行性分析 虽然目前数控机床以其良好的加工性能得到了人们的肯定，但是其昂贵的价格是一般用户望尘莫及的，所以改造现有的机床以达
到使用要求是比较现实的，也是必须的。经过实践证明这样的改造是可以满足大多数情况下的精度和其他加工要求，并且在实践中已取得的相当好的效益。 1.2.3本项目的创新之处 利用PLC作为控制核心，替代传统机床的继电器控制，使得机床的控制更加灵活可靠，减少了很多中间的机械故障的可能。利用PLC的可编程功能使得变换和改进控制系统成为可能。 1.2.4设计产品的用途和应用领域 镗床是一种主要用镗床刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔。特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体，汽车发电机缸体等零件的孔。一般镗刀的旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。在镗床上除镗孔外，还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔、锪平面等工件。因此镗床的工作范围较广。它可以应用于机械加工的各个领域，但因其价格比一般机床贵好多，所以在比较大的加工车间才可见到。 1.3 电气控制技术的发展 电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的，从最早的手动控制到自动控制，从简单的控制设备到复杂的控制系统，从有触点的硬接线控制系统到以计算机为中心的存储系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。作为生产机械的电机拖动，已由最早的采用成组拖动方式，发展到今天无论是自动化功能还是生产安全性方面都相当完善的电气自动化系统。继电接触式控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又称为断续控制系统。由于这种系统具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点，至今仍是机床和其他许多机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习先进电气控制的基础。这种控制系统的缺点是采用固定的接线方式，灵活性差，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。
一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型) 1、受力分析 作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷G P 、Q P 和H P 三种基本载荷和偶然载荷S P ，因此为载荷组合Ⅱ。 其主梁上将作用有G P 、Q P 、H P 载荷。 主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大，为剪切危险截面。 当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外，还要计算扭转剪切强度，弯曲强度与剪切强度需进行折算。 2、主梁断面几何特性计算 上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。
图2-4 注：此箱形截面垂直形心轴为y-y 形心线，为对称形心线。因上下翼缘板厚不等，应以x ’— x ’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线x —x 位置c y 。 ① 断面形状如图2-4所示,尺寸如图所示的H 、1h 、2h 、B 、b 、0b 等。 ② 3212F F F F ++=∑ [11Bh F =，02bh F =，23Bh F =] ③ Fr q ∑= (m kg /) ④ 3 21232021122.)21(2)2(F F F h F h h F h H F F y F y i i c +++++- =∑?∑= (cm ) ⑤ 2 233 22323212113 112 212)(212y F Bh y F h h H b y F Bh J x ?++?+--+?+= (4cm ) ⑥ 202032231)2 2(21221212b b F h b B h B h J y ++++= (4cm ) ⑦ c X X y J W /=和c X y H J -/(3cm ) ⑧ 2 B J W y y = (3cm ) 3、许用应力为X ][σ和X ][τ。
桥式起重机设计说明书 姓名：胡会会 学号： 20082091 学院：材料科学与工程学院 专业班级：材0802-2 指导教师：朱浩 日期： 2011年7月
目录 第一章桥式起重机箱型主梁截面尺寸 一、主梁的几何尺寸 (1) 1、梁的截面选择和验算 (1) 2、箱形主梁截面的主要几何尺寸 (2) 二、主梁的受力分析 (3) 1、载荷计算 (3) 2、强度验算 (3) 3、主梁刚度的验算 (5) 第二章主梁的制造焊接工艺过程 (6) 一、备料 (6) 二、下料 (7) 三、焊接 (7) 第三章焊缝外观评定及焊接无损检测 (9) 一、焊接外观质量评定 (9) 二、无损检测 (9) 第四章焊接工艺卡 (10) 第五章焊接接头微观组织及显微硬度 (11) 一、微观组织观察 (11) 二、显微硬度测试 (12) 第六章焊接接头的力学性能评定 (13) 一、接头拉伸试验 (14) 二、接头弯曲试验 (15) 三、接头冲击试验 (15) 结束语 (16)
桥式起重机设计说明书第一章桥式起重机箱型主梁截面尺寸 一、主梁的几何尺寸 1、梁的截面选择和验算 通常按刚度和强度条件，并使截面积最小（经济条件），满足建筑条件要求（如吊车梁及平台焊接梁最大高度受建筑条件限制），来确定梁的高度，然后初步估算梁的腹板、盖板厚度，进行截面几何特征的计算，然后进行验算，经适当调整，直到全部合格。 图1 起重机的结构图
中部高度h 端梁连接处高度h 1 梯形高度c 端梁宽度 腹板的壁间距b 0 腹板厚度δ0 盖板宽度b 大隔板间距a 小隔板高度h 2 小隔板间距a 1 纵向加筋角钢h 3 腹板厚 1δ 2δ 2、箱形主梁截面的主要几何尺寸 m m L h 393.1~2188.15.19)16 1 ~141()161~141(=?== h h )6.0~4.0(1= L c )2.0~1.0(= mm mm h C 35007005.05.0210=?== mm b L b h b 70050 3000=≥≥取且 mm 60=δ mm mm b b 752)20(200=++=δ 靠近端梁处mm h h a 1272210=--==δδ 跨中为 mm h a 2000)0.2~5.1(0== mm h h 424302== mm h a 6365.001== mm h h 31825.003== 查表并根据实际需要确定 1300mm 700mm 2000mm 3500mm 700mm 6mm 752mm 1272mm 2000mm 424mm 636mm 318mm mm 162=δ mm 161=δ
电气控制系统设计的一般原则和设计程序 生产机械电气控制系统的设计，包含两个基本内容：一个是原理设计，即要满足生产机械和工艺的各种控制要求，另一个是工艺设计，即要满足电气控制装置本身的制造、使用和维修的需要。原理设计决定着生产机械设备的合理性与先进性，工艺设计决定电气控制系统是否具有生产可行性、经济性、美观、使用维修方便等特点，所以电气控制系统设计要全面考虑两方面的内容。在熟练掌握典型环节控制电路、具有对一般电气控制电路分析能力之后，设计者应能举一反三，对受控生产机械进行电气控制系统的设计并提供一套完整的技术资料。生产机械种类繁多，其电气控制方案各异，但电气控制系统的设计原则和设计方法基本相同。设计工作的首要问题是树立正确的设计思想和工程实践的观点，它是高质量完成设计任务的基本保证。一、电气控制系统设计的一般原则．最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求。电1 气控制系统设计的依据主要来源于生产机械和生产工艺的要求。．设计方案要合理。在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简2 单、经济、便于操作和维修，不要盲目追求高指标和自动化。．机械设计与电气设计应相互配合。许多生产
机械采用机电结合控3． 制的方式来实现控制要求，因此要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好机械和电气的关系。 4．确保控制系统安全可靠地工作。二、电气控制系统设计的基本任务、内容电气控制系统设计的基本任务是根据控制要求设计、编制出设备制造和使用维修过程中所必须的图纸、资料等。图纸包括电气原理图、电气系统的组件划分图、元器件布置图、安装接线图、电气箱图、控制面板图、电器元件安装底板图和非标准件加工图等，另外还要编制外购件目录、单台材料消耗清单、设备说明书等文字资料。电气控制系统设计的内容主要包含原理设计与工艺设计两个部分，以电力拖动控制设备为例，设计内容主要有： 1、原理设计内容电气控制系统原理设计的主要内容包括：（l）拟订电气设计任务书。（2）确定电力拖动方案，选择电动机。（3）设计电气控制原理图，计算主要技术参数。（）选择电器元件，制订元器件明细表。4 5）编写设计说明书。（电气原理图是整个设计的中心环节，它为工艺设计和制订其他技术资料提供依据。、工艺设计内容2． 进行工艺设计主要是为了便于组织电气控制系统的制造，从而实现原理设计提出的各项技术指标，并为设备的调试、维护与使用提供相关的图纸资料。工艺设计的主要内容有：）设计电气总布置图、总安装图与总接线图。（l ）设计组件布置图、安装图和接线图。（2 3（）设计电气箱、操作台及非标准元件。（4）列出元件清单。（5）编写使用维护说明书。三、电气控制系统设计的一般步骤 1、拟订
电气控制系统设计参考 答案 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
一、名词解释（共5小题，每小题6分，共30分） 1、电气控制系统及电气图 答：电气控制系统是由许多电气设备及电气元件按照一定的要求连接而成的，能够对生产机械或生产过程实现控制。电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试、维修等需要用统一的形式来表达，即电气图。电气图的表示方法有：电气原理图、安装接线图、元件布置图。电气图要根据国家电气制图标准，用规定的图形符号、文字符号和绘制原则来绘制。 2、传感器 答：传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息（电量或非电量），按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 3、可编程逻辑控制器PLC 答：可编程逻辑控制器（），它采用一类可的，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。主要由电源、中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出电路、功能模块和通信模块等组成。 4、变频器 答：变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。 5、触摸屏 答：触摸屏是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。 二、简答题（共5小题，共70分） 1、简述电气控制系统设计的一般原则。（本题 10分）
桥式起重机设计说明书 姓名：高伟 学院：材料科学与工程学院 专业班级：材料成型及控制工程0703班指导教师：王勇 日期：2011年1月
前言 在日新月异的社会中，随着生产的发展忽然科学技术的进步，焊接已成为一门独立的学科，并广泛应用于宇航空、核工业、造船、建筑及机械制造等部门，在我国的国民经济发展中，尤其是制造业的发展中，焊接技术是一门不可缺少的加工手段。据有关资料介绍，全世界的钢铁产业中约有50%左右时通过焊接加工有原材料变成产品的。目前许多焊接作业已经机械化、自动化、数控、人工智能化等很多高新技术。本书主要对桥式起重机中箱型梁的制造过程做了详细说明，由于书中遵循的是广泛通用的大起重量的桥式起重机的制造及设计原则，因此在设计专用起重机时不能完全采用本书的设计原则及数据，又因参考文献比较久远及涉及作者的经验有限，对于本书的一些缺点及不足，还望读者批评指正。 本书具体描述了跨度19米，起重32t的通用桥式起重机箱型主梁的设计及生产过程，并对车间做了简单的设计，在张红霞老师和王勇老师的指导下，同时得到同组人员的大力协作，再次表示感谢。经验有限，缺点和错误在所难免，恳请读者批评指正。
二〇一一年一月十八日 目录 前言 课程设计任务书 第一章箱型梁式桥架结构的构造及尺寸----------------------1 第二章主梁的制造工艺过程--------------------------------13 第三章焊接车间的设计------------------------------------26 第四章焊接工艺卡----------------------------------------30 第五章 结束语及相关参考文献------------------------------41
第七节起重机的电气控制 起重机是专门用来起吊和短距离搬移重物的一种生产机械，通常也称为吊车、行车或天车。按其结构及运动形式的不同，可分为桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、旋转起重机及缆索起重机等。其中以桥式起重机的应用最为广泛并具有一定的代表性。 一、桥式起重机的主要结构及运动形式 桥式起重机由桥架（双称大车），装有提升机构的小车、大车运行机构及操纵室等几部分组成。 1-驾驶室 2-辅助滑线架 3-交流磁力控制盘 4-电阻箱 5-起重小车 6-大车拖动电动机 7-端梁 8-主滑线 9-主梁桥架是桥式起重机的基本构件，它由主梁、端梁、走台等几部分组成。主梁跨架在车间上空，其两端联有端梁，主梁外侧装有走台并设有安全栏杆。桥架的一头装有大车移行机构、电气箱、起吊机构和小车运行轨道以及辅助滑线架。桥架一头装有驾驶室，另一头装有引入电源的主滑线。 大车移行机构是由驱动电动机、制动器、传动轴、减速器和车轮等几部分组成。其驱动方式有集中低速驱动、集中高速驱动和分别驱动方式三种： 集中低速驱动是由一台电动机通过减速器同时带动两个主动轮，使传动轴的转速低于电动机轴的转速，与车轮的转速相同，一般是50～100r/min。 集中高速驱动是由电动机通过制动轮直接与联轴节、传动轴联接，再通过减速器与车轮联接。这样，运行机构的传动轴的转速与电动机的转速相同，一般是700～1500r/min。 分别驱动是由两套独立的无机械联系的运行机构组成。每套运行机构由电动机通过制动轮、联轴节、减速器与大车车轮联接，省去了中间传动轴。但分别驱动的运行机构是用两台同样型号的电动机，用同一控制器控制。 分别驱动与集中驱动相比，自重较轻，安装和维护方便，实践证明使用效果良好。目前我国生产的桥式起重机大部分采用分别驱动方式。 小车运行机构由小车架、小车移行机构和提升机构组成。小车架由钢板焊成，其上装
桥式起重机箱形主梁强度计算 一、通用桥式起重机箱形主梁强度计算(双梁小车型) 1、受力分析 作为室内用通用桥式起重机钢结构将承受常规载荷G P 、Q P 和H P 三种基本载荷和偶然载荷S P ，因此为载荷组合Ⅱ。 其主梁上将作用有G P 、Q P 、H P 载荷。 主梁跨中截面承受弯曲应力最大，为受弯危险截面；主梁跨端承受剪力最大，为剪切危险截面。 当主梁为偏轨箱形梁时，主梁跨中截面除了要计算整体垂直与水平弯曲强度计算、局部弯曲强度计算外，还要计算扭转剪切强度，弯曲强度与剪切强度需进行折算。 2、主梁断面几何特性计算 上下翼缘板不等厚,采用平行轴原理计算组合截面的几何特性。
图2-4 注：此箱形截面垂直形心轴为y-y 形心线，为对称形心线。因上下翼缘板厚不等，应以x ’— x ’为参考形心线,利用平行轴原理求水平形心线x —x 位置c y 。 ① 断面形状如图2-4所示,尺寸如图所示的H 、1h 、2h 、B 、b 、0b 等。 ② 3212F F F F ++=∑ [11Bh F =，02bh F =，23Bh F =] ③ Fr q ∑= (m kg /) ④ 3 21232021122.)21(2)2(F F F h F h h F h H F F y F y i i c +++++- =∑?∑= (cm ) ⑤ 2 233 22323212113 112 212)(212y F Bh y F h h H b y F Bh J x ?++?+--+?+= (4cm ) ⑥ 202032231)2 2(21221212b b F h b B h B h J y ++++= (4cm )
1 引言（或绪论） 1．1 课题简介 本次毕业设计课题为“20/5t桥式起重机电气控制系统设计”。其主要任务是将接触-继电器控制的传统桥式起重机利用PLC进行改造。用到的实验台是THJPES-2型机床PLC电气控制实训考核装置，所以本次任务的重点是完成模拟实验。本次设计的控制部分主要是西门子S7-200 PLC系统，并结合STEP7软件进行了简单的控制编程。1．2桥式起重机在现代工业中的发展情况 桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化重要的工具和设备。所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。 经过多年的发展，我国桥式起重机的应用不断扩大，随着技术进步，针对实际中桥式起重机的恶劣工作坏境及长时间超负荷作业而导致的事故，为桥式起重机改造提出了新的要求，以便在实际操作更加安全、更加高效。 1．3PLC在工业自动控制中的应用 可编程程序控制器简称PLC，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微机处理器为核心用作数字控制的专用计算机。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电器操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很简单。PLC现已成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通讯联网功能等优异性能，日益取代由大量中间继电器组成的传统继电—接触器控制系统在机械、化工、冶金等行业中的重要作用。PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。微电子技术与计算机技术的结合，使PLC 的功能变得更加强大，通过可编程控制的实现，为PLC 增添了使用上的灵活性。目前PLC 应用范围之广，在工业自动控制中发挥着不可替代的重要作用，钢铁、化工、石油、机械制造、汽车等领域对PLC 的依赖程度也越来越高。控制模式的多样化发展是PLC 进步的成果之一，也是PLC
基于Solidworks的桥式起重机主梁有限元分析本文针对桥式起重机的结构特点，采用三维设计软件 solidworks建立了桥式起重机主梁结构的三维模型，并对其进行了应力分析与位移分析。分析指出主梁腹板截面突变处存在严重应力集中，降低了桥式起重机的承载力，对桥式起重机的正常运行过程存在安全影响。因此有必要在改造桥式起重机时，对主梁腹板进行特殊的考虑。 标签：桥式起重机SolidWorks 主梁 0 引言 桥式起重机的大梁横跨于跨间内一定高度的专用轨道上，可沿着轨道在跨间的纵向移动，在大梁上布置有起升装置，大多数起升装置采用起重小车，起升装置可沿着大梁在跨间横向移动，外观像是一条金属的桥梁，所以人们称为桥式起重机。桥式起重机也俗称“天车”。本文采用三维设计软件solidworks分析了目前在研究桥式起重机中存在的问题，对桥式起重机的主梁进行了建模和相应的理论计算，然后对其进行有限元分析，找出了主梁容易发生疲劳损伤的部位，为以后设计、运行与维护提供理论依据[1]。 1 研究对象 尽管桥式起重机的类型繁多，但其基本结构是相同的。桥式起重机主要由大梁，起升装置，端梁，大梁行走机构，起升装置行走机构，轨道和电气动力，控制装置等构成。主梁变形一般是指主梁上拱严重减少和残余下挠（空载时，起重机主梁低于水平线的下挠值），这对起重机的安全使用和承载能力都将产生严重影响，甚至可能发生人身和设备事故，所以主梁变形与设备安全密切相关，应引起设备管理人员，有关领导及天车、起重工的重视[2-3]。本文所研究对象的技术特性表和材料分别在表1，表2中列出。 2 基于Solidworks的三维建模 2.1 桥式起重机主梁三维参数化设计方法Solidworks是windows环境下的三维机械CAD软件。采用windows用户界面，具有三维CAD软件一贯提倡的易用性、高效性和功能强大，完整的提供了产品设计的解决方案。目前，使用solidworks软件进行参数化建模的主要技术特点是：①基于特征。将某些具有代表性的平面几何形状定义为特征，并将其所有尺寸存为可调参数，进而形成实体，以此为基础来进行更为复杂的几何形体的构造。②全尺寸约束。将形状和尺寸联系起来考虑，通过尺寸约束来实现对几何形状的控制。③尺寸驱动设计。通过编辑尺寸数值来驱动几何形状的改变，尺寸参数的修改将导致其他相关模块中的相关尺寸的全盘更新。采用这种技术的理由在于它能够彻底的克服自由建模的无约束状态，几何形状均以尺寸的形式而被牢牢地控制住[4]。
一、M7130平面磨床电气控制系统设计 1．设备概况介绍 M7130平面磨床的主要结构 机械加工中，当对零件表面的光洁度要求较高时，就需要用磨床进行加工，磨床是用砂轮的周边或端面对工件的表面进行机械加工的一种精密机床。 本机床用于各种特殊要求型面的磨削加工，机床有三台电动机拖动，及磨头电动机拖动砂轮高速旋转，采用JW11—4(0.6kw),单向连续工作。油泵电动机拖动油泵向液压系统供油，采用JO2—14—4(0.8kw) 单向连续工作。 加工时，工件置于电磁吸盘（36V/1.2A）上，加工完毕退磁取下工件。 M7130型平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮架、滑座、立柱等部分组成。 在床身上装有液压传动装置，以便工作台在床身导轨上通过压力油推动活塞作往复直线运动，实现水平方向进给运动。工作台面上有T形槽，用以安装电磁
吸盘或直接安装大型工件。 床身上固定有立柱，滑座安装在立柱的垂直导轨上，实现垂直方向进给。在滑座的水平导轨上安装砂轮架，砂轮架由装入式电动机直接拖动，通过滑座内部的液压传动机构实现横向进给。 平面磨床砂轮的旋转运动为主运动，工作台完成一次往复运动时，砂轮架作一次间断性的横向进给，直至完成整个平面的磨削，然后砂轮架连同滑座沿垂直导轨作间断性的垂直进给，直至达到工件加工尺寸。 平面磨床的辅助运动，如砂轮架在滑座的水平导轨上作快速横向移动，滑座在立柱的垂直导轨上作快速垂直移动，以及工作台往复运动速度的调整等。 2．控制系统设计要求 1）平面磨床是一种精密加工机床，为了保证其加工精度要求，机床运行时要求平稳。工作台往复运动在换向时要求惯性要小，无冲击力，因此，工作台的往复运动采用液压传动。由电动机拖动液压泵，供应压力油，通过液压传动装置实现工作台的纵向进给运动，并通过工作台上的撞块操纵床身上的液压换向阀（开关），改变压力油的流向，实现工作台的换向和自动往复运动。 2）为了简化磨床的机械传动机构，采用多电动机单独拖动。M7130型平面磨床采用三台电动机拖动，砂轮的旋转运动由装入式电动机直接拖动。液压泵由液压泵电动机拖动，经液压传动装置完成工作台的往复（纵向进给）运动，砂轮架的横向进给运动，砂轮架的快速横向移动以及工作台导轨的润滑等。拖动冷却泵的电动机为磨削加工提供冷却液。 3）为了提高磨削质量，要求砂轮有较高转速，通常采用两极（理想空载转速为3000r/min50Hz）的笼型异步电动机拖动。为了提高调整运转的砂轮主轴的风度，采用装入式电动机拖动，电动机与砂轮主轴同轴，从而提高了磨床的加工精度。 4）平面磨削加工中，由于磨削温度高，为减少工件的热变形，必须使工件得到充分的冷却，同时冷却液能冲走磨屑和砂粒，以保证磨削精度。 5）平面磨床常用电磁吸盘，利用电磁吸力很方便地安装和加工小工件，且工件在加工过程中由于发热变形，电磁吸盘允许工件有自由伸缩余地，从而保证加工精度。 6) 为调整砂轮位置，磨头升降采用点动控制。为了停位准确，应有制动控制（采用能耗制动）。上下极限位置应有位置保护。在磨削加工中应保证砂轮架不能升降移动。 7）砂轮、液压泵、冷却泵三台电动机都只要求单方向旋转。