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輪轂坯料自動(dòng)堆料機(jī)設(shè)計(jì)
前 言
隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展，堆料機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種生產(chǎn)中。堆料機(jī)主要由堆料機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)及俯仰裝置、行走臺(tái)車、門柱及支架、司機(jī)室、進(jìn)料帶式輸送機(jī)聯(lián)接裝置等組成。不論在順行或逆行時(shí)，堆料機(jī)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(jī)應(yīng)設(shè)除塵或?yàn)⑺b置，以減少料堆粉塵污染；堆料機(jī)卸料頭部裝有料堆高度探測(cè)器，能按一定節(jié)距隨料堆高度調(diào)節(jié)俯仰程度。堆料機(jī)作為散裝物料裝卸機(jī)械的使用是從上世紀(jì)初期開始的，它是由挖掘機(jī)演變來的。我國(guó)從20世紀(jì)60年代中期開始研發(fā)堆料機(jī)。經(jīng)過40余年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)堆料機(jī)的設(shè)計(jì)制造水平有了很大提高尤其是從20世紀(jì)80年代后期，計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)有限元的分析計(jì)算的使用使得設(shè)計(jì)手段得到了極大的改善。同時(shí)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(jìn)口、技術(shù)引進(jìn)、合作制造，幾乎囊括了日本、美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、奧地利、意大利等世界上知名的散裝物料裝卸機(jī)械公司的產(chǎn)品，這些項(xiàng)目的是實(shí)施，對(duì)國(guó)內(nèi)制造商提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造水平起到了極大的促進(jìn)作用，使我國(guó)的堆料機(jī)設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)的制造商也陸續(xù)設(shè)計(jì)制造出了性能優(yōu)良的堆料機(jī)產(chǎn)品，逐漸的滿足了國(guó)內(nèi)外用戶的需要。堆料機(jī)正向著大型化、自動(dòng)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(guó)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(jì)和制造質(zhì)量的提高逐步走向世界。
第一章 堆料機(jī)簡(jiǎn)介
1.1 堆料機(jī)的結(jié)構(gòu)
堆料機(jī)主要由懸臂式堆料機(jī)、橋式刮板取料機(jī)和中心柱等組成，見圖1.1
圖1.1 1．懸臂式堆料機(jī) 2．橋式刮板取料機(jī) 3．中心柱
1.1.1 懸臂式堆料機(jī)
懸臂式堆料機(jī)支承在中心柱上層回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，堆料臂架鉸支在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上的支承上，其上布置有膠帶運(yùn)輸機(jī)，配重則布置在堆料臂架的后部末端。懸臂堆料機(jī)能實(shí)現(xiàn)上下變幅和沿料場(chǎng)圓周方向回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)平臺(tái)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(dòng)裝置的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)堆料機(jī)繞中心柱作圓周運(yùn)動(dòng)。液壓系統(tǒng)中的液壓動(dòng)力站驅(qū)動(dòng)液壓油缸，使堆料臂上仰或下俯。膠帶機(jī)在堆料機(jī)回轉(zhuǎn)和變幅復(fù)合運(yùn)動(dòng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)定方式的堆料功能。
1.1.2 橋式刮板取料機(jī)
橋式刮板取料機(jī)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(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)取料機(jī)沿料場(chǎng)圓周方向運(yùn)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(gè)取料機(jī)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(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下循環(huán)運(yùn)行，實(shí)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(dòng)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(yùn)動(dòng)、行走端梁沿料場(chǎng)圓周方向進(jìn)給的同時(shí)，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(jìn)行控制。為適應(yīng)自動(dòng)化工藝流程、調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)及特殊工況的處理，堆取料機(jī)設(shè)置了自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和機(jī)旁控制三種控制方式，三種方式各自獨(dú)立。
1.2 堆料機(jī)的分類
（1） 臂式斗輪堆取料機(jī)： 臂式斗輪堆取料機(jī)是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機(jī)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(chǔ)運(yùn)場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)煤炭、礦石、化工原料等散狀物料的堆取、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝卸的連續(xù)作業(yè)。
（2） 搖（動(dòng)）臂混勻堆料機(jī)：搖（動(dòng)）臂混勻堆料機(jī)是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機(jī)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(chǔ)運(yùn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)煤炭、礦石、化工原料等散狀物料的堆取、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝卸的連續(xù)作業(yè)。
（3） 搖臂堆料機(jī)：搖臂堆料機(jī)是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機(jī)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(chǔ)運(yùn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)煤炭、礦石、化工原料等散狀物料的堆取、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝卸的連續(xù)作業(yè)。
（4） 門式斗輪堆料機(jī)：門式斗輪堆取料機(jī)是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機(jī)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(chǔ)運(yùn)場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)煤炭、礦石、化工原料等散狀物料的堆取、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝卸的連續(xù)作業(yè)。
（5） 圓形料場(chǎng)堆取料機(jī)：圓形料場(chǎng)堆取料機(jī)是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機(jī)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(chǔ)運(yùn)場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)煤炭、礦石、化工原料等散狀物料的堆取、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝卸的連續(xù)作業(yè)。
第二章 方案設(shè)計(jì)
2.1總體方案設(shè)計(jì)
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(dòng)推料機(jī)應(yīng)具有以下功能：
（1） 推料過程自動(dòng)完成
（2） 從下料機(jī)上自動(dòng)接料
（3） 設(shè)計(jì)兩種規(guī)格料架
（4） 自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)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(jì)說明任務(wù)及要求，本次設(shè)計(jì)的根本任務(wù)是把輪轂壞料有序地排列到料架中使其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。要點(diǎn)是: （1） 自動(dòng)化。
（2） 有序擺放。
自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)部分要用涉及到控制動(dòng)力，很自然地要用到機(jī)電傳動(dòng)。即以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)械。將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。電機(jī)的選擇用交流伺服電動(dòng)機(jī)，它與普通電機(jī)相比具有以下特點(diǎn)：
（1） 調(diào)整范圍廣，伺服電動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)迅速啟動(dòng)，停轉(zhuǎn)；
（3） 控制功率小，過載能力強(qiáng)，可靠性好。
整個(gè)過程主要以下兩個(gè)環(huán)節(jié)：
（1） 推料器把輪轂坯料推到升降機(jī)上；
（2）由升降機(jī)上的推料器把輪轂坯料推進(jìn)小車內(nèi)。
中間過程升降機(jī)要起降，由于傳動(dòng)的多環(huán)節(jié)性，控制系統(tǒng)要有自動(dòng)的測(cè)量控制信號(hào)，選用傳感器，其類似于人的感覺器官。它把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為易測(cè)信號(hào)。傳送給測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理環(huán)節(jié)，控制信號(hào)的處理要用到繼電器---接觸器控制系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)過程的邏輯性，要用到時(shí)可編程序控制器。輪轂坯料自動(dòng)輸送流程簡(jiǎn)圖如下圖2.1：
圖2.1 輪轂坯料自動(dòng)輸送流程簡(jiǎn)圖
2.2具體方案設(shè)計(jì)
2.2.1 裁板機(jī)推料器動(dòng)力的選擇
可選動(dòng)力有：
（1） 電動(dòng)機(jī) 1）螺旋傳動(dòng) 2）鏈傳動(dòng) 3）帶傳動(dòng)
（2） 氣缸
（3） 液壓缸
考慮到現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)和鏈傳動(dòng)。因?yàn)樗鼈円笥邢鄬?duì)清潔的工作環(huán)境。帶傳動(dòng)平穩(wěn)性和精確性相對(duì)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(jiǎn)單，氣源方便的優(yōu)點(diǎn)。因此選用氣缸作為裁板機(jī)推料器的動(dòng)力。
2.2.2料架內(nèi)堆料層數(shù)、數(shù)量、相對(duì)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(jì)料架內(nèi)裝三層坯料，估算坯料重心，設(shè)計(jì)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(gè)，第二層24個(gè)，第三層23個(gè)，共72個(gè)。
2.2.3升降機(jī)傳動(dòng)的選擇
由于要三層堆料，考慮傳動(dòng)的平穩(wěn)性，選擇螺旋傳動(dòng)。螺旋傳動(dòng)一般是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，或反過來將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)進(jìn)行能量和力的傳遞。
螺旋傳動(dòng)按螺紋間摩擦狀態(tài)又可分為滑動(dòng)螺旋，滾動(dòng)螺旋與靜壓螺旋三大類。
滑動(dòng)螺旋的特點(diǎn)：
（1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，成本低廉
（2） 當(dāng)螺紋升角小于摩擦角時(shí)，能自鎖
（3） 傳動(dòng)平穩(wěn)
（4） 磨擦阻力大，效率較低，僅在0.3—0.7之間，自鎖時(shí)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(shí)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(shí)可能出現(xiàn)爬行
滑動(dòng)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(diǎn)：牙型為正方形，牙型角為0。傳動(dòng)效率高，但精度制造困難；螺紋強(qiáng)度比梯形螺紋，鋸齒螺紋低，對(duì)中精度低：螺紋副磨損后的間隙難于以補(bǔ)償佤修復(fù)。綜合考慮和對(duì)比各種傳動(dòng)副的特點(diǎn)及機(jī)器傳動(dòng)的要求選用矩形螺紋。
2.2.4升降機(jī)上推料器傳動(dòng)選擇
考慮到推料器要求傳動(dòng)速度快，平穩(wěn)的特點(diǎn)，選擇鏈傳動(dòng)作為此推料器的傳動(dòng)裝置。因?yàn)殒渹鲃?dòng)能保持準(zhǔn)確的平穩(wěn)傳動(dòng)。傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)較為緊湊。作用在軸上的壓力較小；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(dòng)鏈，輸送鏈，起重曳引鏈和專用特種鏈，考慮到本機(jī)器的特點(diǎn)，選用傳動(dòng)鏈。
2.2.5小車方案
（1） 小車能在水平方向移動(dòng)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(duì)位置要求精確；
（3） 小車傳動(dòng)用螺旋傳動(dòng)，動(dòng)力為交流伺服控制電機(jī)。
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(jì)輪轂坯料要求有導(dǎo)輥起導(dǎo)向作用。此裝置動(dòng)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(diǎn)，能滿足工作要求。
2.2.7輸送時(shí)間分配
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的參數(shù)（節(jié)拍：30s/件）及各種傳動(dòng)的速度的合理性，分配時(shí)間簡(jiǎn)述如下：
第一層堆料：裁板機(jī)推料器接收到傳動(dòng)命令后用3秒時(shí)間把輪轂坯料推到升降機(jī)的待輸送狀態(tài)，停1秒鐘后用3秒返回待命位置。升降機(jī)推料器接收到傳動(dòng)信號(hào)后用5秒時(shí)間將輪轂坯料擺放到料架指定位置，停1秒后用5秒時(shí)間返回到原位置。料架輔助裝置和升降機(jī)推料器同時(shí)啟動(dòng)，用1秒時(shí)間托起，保持5秒后用1秒時(shí)間退回。小車在料架下落后啟動(dòng)，用1秒時(shí)間移動(dòng)1單元距離。到第25個(gè)輪轂坯料擺放好后小車用17秒時(shí)間快速退回到開始位置。
第二層堆料：裁板機(jī)推料器和升降機(jī)推料器動(dòng)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(jī)待命位置后往上提升一單元距離，用３秒的時(shí)間提升，，然后再由升降機(jī)推料器把輪轂推到小車的指定位置。然后再用３秒的時(shí)間回退。到第４９個(gè)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(jī)要向上提升兩單元距離(一單元距離為輪轂壞料在升降機(jī)上擺放時(shí)的垂直高度）。到第７２個(gè)輪轂壞料擺放好后，報(bào)警機(jī)報(bào)警，將料架由起重機(jī)吊起放進(jìn)酸洗槽中。
整個(gè)過程的時(shí)間分配簡(jiǎn)單示意圖如下：
圖2.2 輸送第1----24個(gè)輪轂的時(shí)間簡(jiǎn)單示意圖
圖2.3 輸送第25個(gè)輪轂的時(shí)間簡(jiǎn)單示意圖
圖2.4輸送第26----49個(gè)輪轂的時(shí)間簡(jiǎn)單示意圖
圖2.5 輸送第50個(gè)輪轂的時(shí)間簡(jiǎn)單示意圖
圖2.6 輸送第51----75個(gè)輪轂的時(shí)間簡(jiǎn)單示意圖
上列圖圖表字母代號(hào)名稱：
A：截機(jī)板機(jī)推料器 B：升降機(jī) C：料架輔助裝置 D：升降機(jī)推料器
第三章 機(jī)電控制設(shè)計(jì)
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(jìn)展以及微處理器和計(jì)算機(jī)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(jìn)展。微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測(cè)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(qiáng)，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(dòng)化系統(tǒng)和機(jī)器人技術(shù)中的關(guān)鍵部件，作為系統(tǒng)中的一個(gè)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(hào)的器件。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC: International Electrotechnical Committee)的定義為：“傳感器是測(cè)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(cè)量的信號(hào)”。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(gè)組成部分，它是被測(cè)量信號(hào)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(cè)物理量，并將信號(hào)進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換輸出。一般把信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為便于顯示、記錄、處理等有用的電信號(hào)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(jìn)一步的發(fā)展是將傳感器和微處理器相結(jié)合，裝在一個(gè)檢測(cè)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(duì)傳感器尚無一個(gè)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(hào)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(hào)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(cè)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(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào)，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)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(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對(duì)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(dòng)態(tài)特性
所謂動(dòng)態(tài)特性，是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí)，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)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(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所傳感器的動(dòng)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(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)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(shí)際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個(gè)近似程度的一個(gè)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(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線；或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)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?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)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(gè)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?jìng)鞲衅骺赡芨惺艿降谋粶y(cè)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(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化，即傳感器對(duì)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(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。
通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)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(cè)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(jì)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(jī)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(diǎn)。
（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(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件，擴(kuò)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(shí)，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會(huì)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(cè)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(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)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(diǎn)。用于測(cè)量-200℃～+500℃范圍內(nèi)的溫度。
（4） 電位計(jì)式傳感器
電位計(jì)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(dòng)觸頭等組成。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(cè)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(shí)際上就是一個(gè)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(jī)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(cè)量。在實(shí)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(duì)測(cè)量精度的影響，常常采用差動(dòng)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(cè)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(cè)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(cè)非電量如位移、壓力、流量、振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈自感量或電感量的變化，再由測(cè)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(jiǎn)單，工作可靠，工作精度高，零點(diǎn)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(dòng)化生產(chǎn)程度的不斷提高，對(duì)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(dòng)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(chǎng)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(gè)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(shí)離不開電源，在野外現(xiàn)場(chǎng)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(yùn)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(gè)單一的模擬信號(hào)（如0～10mV），而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號(hào)，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(jiǎn)稱PLC。
3.2.2 可編程控制器基本原理
PLC是基于電子計(jì)算機(jī)，且適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)控制，而主要靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序，進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。
3.2.3可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的要點(diǎn)
入出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn)，可以說是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。
入出信息變換靠運(yùn)行存儲(chǔ)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(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，還為PLC程序可靠運(yùn)行及信號(hào)與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。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(shí)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(jì)的。輸入電路要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，以去掉高頻干擾。而且與內(nèi)部計(jì)算機(jī)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(jìn)行功率放大，以足以帶動(dòng)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(shí)現(xiàn)控制的過程
簡(jiǎn)單地說，PLC實(shí)現(xiàn)控制的過程一般是：
輸入刷新--再運(yùn)行用戶程序--再輸出刷新--再輸入刷新--再運(yùn)行用戶程序--再輸出刷新……永不停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行。
3.2.5 可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的方式
用這種不斷地重復(fù)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制稱掃描方式。是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的一種方式。此外，計(jì)算機(jī)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(qǐng)中斷，被響應(yīng)后正運(yùn)行的程序停止運(yùn)行，轉(zhuǎn)而去處理中斷工作（運(yùn)行有關(guān)中斷服務(wù)程序）。待處理完中斷，又返回運(yùn)行原來程序。哪個(gè)控制需要處理，哪個(gè)就去申請(qǐng)中斷。哪個(gè)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(jì)算機(jī)能得到充分利用，緊急的任務(wù)也能得到及時(shí)處理。但是，如果同時(shí)來了幾個(gè)都要處理的任務(wù)該怎么辦呢？?jī)?yōu)先級(jí)高的還好辦，低的呢？可能會(huì)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(chǎng)的日常使用。
3.2.6 可編程控制器基本特點(diǎn)
從討論P(yáng)LC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(yùn)行存儲(chǔ)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(gè)特點(diǎn)：
（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(chǔ)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(jìn)行各式各樣的邏輯問題的處理，還可進(jìn)行各種類型數(shù)據(jù)的運(yùn)算。凡普通計(jì)算機(jī)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(chǔ)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(gè)位就可作為一個(gè)中間繼電器，存儲(chǔ)空間很大。
它的計(jì)數(shù)器、定時(shí)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(shí)器、計(jì)數(shù)器可達(dá)成百、成千。這也是因?yàn)橹灰脙?nèi)存中的一個(gè)字，再加一些標(biāo)志位，即可成為定時(shí)器、計(jì)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(chǔ)區(qū)還可用以存儲(chǔ)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(jī)界面，以進(jìn)行信息交換。
（2） 使用方便
用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非常方便的。這是因?yàn)椋菏紫萈LC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(shí)現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。
（3） 工作可靠
用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非?？煽康?。這是因?yàn)镻LC在硬件與軟件兩個(gè)方面都采取了很多措施，確保它能可靠工作。事實(shí)上，如果PLC工作不可靠，就無法在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)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。可確保PLC程序的運(yùn)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(diǎn)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(gè)主機(jī)工作，另一個(gè)主機(jī)也運(yùn)轉(zhuǎn)，但不參與控制，僅作備份。還有采用三取一的設(shè)計(jì)，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(jī)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(chǎng)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(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)"，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(duì)應(yīng)急情況的及時(shí)響應(yīng)，使PLC能可靠地工作。
（4） 經(jīng)濟(jì)合算
高新技術(shù)的使用必將帶來巨大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)遠(yuǎn)看，使用PLC還是經(jīng)濟(jì)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(jìn)步，它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)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(chǔ)數(shù)據(jù)，還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實(shí)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(gè)重要的角色。
3.3機(jī)電控制電路及程序
3.3.1 三個(gè)電機(jī)主電路:
（1） M1為升降機(jī)上的推料器的控制電機(jī)
（2） M2為升降機(jī)上的控制電機(jī)
（3） M3為小車的控制電機(jī)
（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(jī)
圖3.2 控制電機(jī)
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(hào)
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(jì)計(jì)算
4.1 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：
滾子鏈?zhǔn)菢?biāo)準(zhǔn)零件，根據(jù)傳動(dòng)要求合理選擇鏈傳動(dòng)基本參數(shù)，決定鏈的型號(hào)，確定傳動(dòng)布置，選擇用鏈輪材料、結(jié)構(gòu)及電機(jī)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(jìn)料架中，設(shè)計(jì)傳動(dòng)比為ｉ=1。鏈輪齒數(shù)越少，運(yùn)動(dòng)的不均勻性和動(dòng)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(jì)機(jī)器的自身特點(diǎn)，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(jì)機(jī)器自身的特點(diǎn)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(dòng)的計(jì)算功率(KW)
（4.2）
根據(jù)以上計(jì)算選擇鏈條型號(hào)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(dòng)的布置，張緊和潤(rùn)滑
為了避免鏈條垂度過大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的抖動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)也可以增加鏈條與鏈輪的包角，設(shè)計(jì)裝置張緊輪。
合理的潤(rùn)滑可以減緩磨損，減輕沖擊，延長(zhǎng)鏈條使用壽命。
1） 潤(rùn)滑方式：人工潤(rùn)滑。
2） 潤(rùn)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(rùn)滑油的粘度等級(jí)：ISO標(biāo)準(zhǔn)粘度等級(jí) 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(jī)的選擇
根據(jù)以上計(jì)算選用 德國(guó)SEW———EURODRIVE公司生產(chǎn)的制動(dòng)電動(dòng)機(jī)。 型號(hào)： RF63 DT80N4
4.2絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算
4.2.1 升降機(jī)絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1） 各種參數(shù)的計(jì)算
1） 工作長(zhǎng)度h (mm)
由輪轂坯料在升降機(jī)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(qiáng)(MPa)
考慮到絲杠的端頭固定,由聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)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(dòng)速度v(m/s)
（4.12）
式中 t----工作要求時(shí)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(dòng)軸向支承面摩擦力矩 (N.mm)
當(dāng)為環(huán)形面支承時(shí)
（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(dòng)轉(zhuǎn)距Mq (N.mm)
（4.19）
式中 ----螺旋傳動(dòng)徑向軸承摩擦力矩，無徑向支承時(shí)，此項(xiàng)為0。
12) 螺桿轉(zhuǎn)數(shù)w（r/min）
（4.20）
13) 驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)取+號(hào)）
15）自鎖性驗(yàn)算
鋼對(duì)耐磨鑄鐵f=0.10----0.12，取f=0.10
（4.23）
由以上第5項(xiàng)知 故自鎖可靠。
(2) 電動(dòng)機(jī)的選擇
考慮到升降機(jī)的功率及以上絲杠的計(jì)算，選擇用德國(guó)SEW———EURODRIVE公司生產(chǎn)的制動(dòng)電動(dòng)機(jī)。型號(hào)： RXF63 DV112M4
4.2.2 小車絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算
(1) 各種參數(shù)的計(jì)算
1）工作長(zhǎng)度L(mm)
由小車的移動(dòng)長(zhǎng)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(qiáng)(MPa)
考慮到絲杠的端頭固定,由聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)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(dòng)速度v（m/s）
（4.25）
式中 t----工作要求時(shí)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(dòng)軸向支承面摩擦力矩 (N.mm)
當(dāng)為環(huán)形面支承時(shí)
（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(dòng)轉(zhuǎn)距Mq (N.mm)
（4.32）
式中 ----螺旋傳動(dòng)徑向軸承摩擦力矩，無徑向受力時(shí)，此項(xiàng)為0。由于只有絲杠本身自重，徑向受力忽略不計(jì)。
12) 螺桿轉(zhuǎn)數(shù)w（r/min）
（4.33）
13) 驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)取+號(hào)）
(2) 電動(dòng)機(jī)的選擇
考慮到升降機(jī)的功率及以上絲杠的計(jì)算，選擇用德國(guó)SEW———EURODRIVE公司生產(chǎn)的制動(dòng)電動(dòng)機(jī)。型號(hào)： RX63 DT100LS4
4.3 料架輔助裝置設(shè)計(jì)計(jì)算
設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖4.1：
圖4.1 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖
取上下兩轉(zhuǎn)動(dòng)處間距離即AC=250mm，根據(jù)托輥尺寸設(shè)計(jì)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(jì)輔助右邊距料架下底內(nèi)壁為L(zhǎng)2=120mm，左邊距料架下底內(nèi)壁為L(zhǎng)1=10mm，由料架內(nèi)壁長(zhǎng)L=1260mm，求得輔助裝置長(zhǎng)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(jī)負(fù)責(zé)港口料場(chǎng)堆料任務(wù)，其特點(diǎn)是體積龐大，設(shè)備復(fù)雜。這就要求在堆料機(jī)的使用和控制中，除了實(shí)現(xiàn)其設(shè)備的功能，穩(wěn)定的控制外，還要有充分的保護(hù)裝置和報(bào)警系統(tǒng)，因此實(shí)時(shí)的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控顯得非常重要。針對(duì)PLC控制的堆料系統(tǒng)，利用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，大大加深了使用者對(duì)設(shè)備的了解程度，系統(tǒng)穩(wěn)定性也得到了進(jìn)一步提高。
現(xiàn)在港口中的堆料機(jī)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(duì)于自動(dòng)化程度愈來愈高的現(xiàn)代化港口，其實(shí)用性較強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，有利于推廣。
堆料機(jī)目前正向著大型化、自動(dòng)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(guó)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(jì)和制造質(zhì)量的提高逐步走向世界。智能化的堆料機(jī)自動(dòng)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(jì)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(jì)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(lì)和無私的幫助。丁寧教授既有豐富的理論知識(shí)，又在實(shí)踐中積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，并有敏銳的、超前的學(xué)術(shù)意識(shí)、及忘我的工作態(tài)度。所有這些都使我受益終生，并激勵(lì)我在未來的工作、學(xué)習(xí)和生活中，時(shí)刻保持勤奮刻苦的工作態(tài)度、求實(shí)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(lì)、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(huì)遇到一些問題或麻煩，如機(jī)器損壞或零件老化等系列問題時(shí)，這時(shí)就要靠自己以前積累的經(jīng)驗(yàn)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?jī)?yōu)、性能好、效率高、能耗低、價(jià)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(jì)思想，重視對(duì)自己進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，樹立知識(shí)經(jīng)濟(jì)意識(shí)；善于利用各種信息能源，擴(kuò)展知識(shí)面和能力；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)。科學(xué)、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗的企業(yè)精神，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，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(huì)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(jì)過程中對(duì)我的指導(dǎo)和幫助，在此像丁教授致以誠(chéng)摯的敬意！
參考文獻(xiàn)
[1]《設(shè)計(jì)大典》第四卷 江西科學(xué)技術(shù)出版社
[2]《機(jī)電傳動(dòng)控制》》（第三版） 鄧星鐘主編 華中科技大學(xué)出版社
[3]《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》 主編：廈門大學(xué) 黃長(zhǎng)藝 清華大學(xué) 嚴(yán)普強(qiáng) 機(jī)械工業(yè)出版社
[4]《機(jī)電一體化實(shí)用技術(shù)》 徐志毅主編 上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社
[5]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社
[6]《現(xiàn)代綜合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 北京出版社
[7]《機(jī)械傳動(dòng)裝置選用手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社
[8]《機(jī)械工程圖學(xué)》 主編 侯洪生（吉林大學(xué)） 科學(xué)出版社
[9]《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 寇尊權(quán)主編