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2、0九、使用与维护注意事项20十、推荐参考书目21十一、小结22一、行车的简介行车的简介行车的简介行车的简介 行车、吊车、天车都是人们对起重机的一个笼统的叫法，行车和现在我们所称的起重机基本 一样。 基本有两类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为分别驱动、即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中、小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。 行车的种类按其结构和功能特点可以分为几大类型。第一：轻小型起重设备。他特点是轻便、结构紧凑，动作简单，作业范围投影以点、线为
3、主。轻、小型起重设备，一般只有一个升降机构，它只能使重物作单一的升降运动。第二：桥式起重机 。他的特点是可以使挂在吊钩或其他取物装置上的重物在空间实现垂直升降或水平运移。桥式起重机包括：起升机构，大、小车运行机构。第三：臂架式起重机。他多装设在车辆上或其他形式的运输（移动）工具上，这样就构成了运行臂架式旋转起重机。第四：升降机。他的特点是重物或取物装置只能沿导轨升降。升降机虽只有一个升降机构，但在升降机中，还有许多其他附属装置二、方案设计比较，选择 在电镀行车的电气控制线路设计中既可以采用传统的低压电器(继电器)的控制方式,也可以采用现代工业中常用PLC设计,二者的优缺点和特点主要表现在以下几
4、方面 1 控制方式： 继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。 PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。2 控制速度 继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。 PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。3 延时控制 继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。4 工作方式 电源接通时,继电器控制线路中各继
5、电器同时都处于受控状态,即该吸合的都应吸合,不该吸合的都因受某种条件限制不能吸合,它属于并行控制方式.而PLC的控制逻辑中,各内部器件都处于周期性循环扫描过程中,各种逻辑,数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算得出的,所以他属于串行工作方式.5 使用成本继电器控制方式中主要由传统的低压电器按照一定的电气规则和设计的要求组合而成,常用的器件有接触器,继电器,熔断器以及一些主令电器.这些器件价格成本较低,特别是最近几年电子器件的普及。.PLC依照他的点数,类型,品牌价格不等,也相差很大,常用的PLC有西门子,三菱,欧姆龙,整体来说价格高于继电器的控制方式 PLC用半导体集成电路作定时器，时钟
6、脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。而在本设计中PLC的I/O点数不是很多,电镀槽数也非常的有限,考虑到设计的简单和经济效益,最终确定选用传统的低压电器(继电器)的控制方式。三、方案设计的思路 专用行车的小车、大车及升降运动均采用三相交流异步电机（JY2-12-4型号0.8kw、1.99A、1410r/min、380V）分散拖动。由于电镀行车要求采用远距离控制，行车在运动的时候必然要左右，前后，上下都能进行，故要采用三台电动机，这三台电动机并且要能正反转；考虑到前后，升降运动使用频繁，所以对应的电机在制动的时候要采取制动措施.行车的左右、前后及上下运动分别由电动机M1、M
7、2、M3 拖动,并由接触器 KM1、KM2、KM3、KM4 及KM5、KM6 分别控制电动机M1、M2、M3 的正反转.KM7,KM8是M2,M3电机制动的接触器,SQ1-SQ5分别是1号槽位到5号槽位的行程开关,SQ7-SQ11分别是左右运动,前后运动,升降运动的限位开关.KT1-KT5 分别是1号槽位到5号槽位的停留等待时间。KT6,KT7分别是M2.M3电机的制动时间。HL1-HL5分别是1到5号槽位的指示灯HL6-HL11分别是左右，前后，升降运动的指示灯，HL12原位指示灯，HL13电源指示灯。SB1-SB6分别是左右，前后，升降的起动按扭，SB7是紧急停止按扭，SB8是原位起动按扭
8、。3.1 M1电机的主辅电路M1电机控制行车的左右运动，在左右运动中由于他并不需要自动运行，自锁是没有必要的，它只需要点动,以下是他的主辅电路 其中 QS 是电源控制，FUI熔断器，在这里起着保护电路的作用，当发生短路或过载时，电流很大，熔体因过热熔化而切断电路。FR1热继电器，。他是一种具有反时限（延时）过载保护特性的过电流继电器，广泛用于电动机的过载保护，在这里主要起着过电流的保护作用 当合上按扭SB1时，KM1线圈通电，接通正序电源，电动机正转，行车往左运动，指示灯HL1亮。当把SB1复位时，由于KM1线圈没有自保持功能，KM1线圈就失电，指示灯HL1立刻熄灭，行车停止。 当合上按扭SB
9、2时，KM2线圈通电，接通反序电源，电动机反转，行车往右运动，指示灯HL2亮。当把SB2复位时，由于KM2线圈没有自保持功能，KM2线圈就失电，指示灯HL2立刻熄灭，行车停止。这就是M1电机的过程。3.2 M2,M3电机按时间原则的可逆运行能耗制动控制线路 M2电机的点动过程与M1电机类似，不在累述。M2电机控制行车的前后运动，由于要求行车在镀槽中能够准确停位，也就在生产工艺中要求他对应的电动机能迅速而准确地停车，这就要求对电动机进行一个强迫制动。制动停车的方式有机械制动和电气制动两种，机械制动是采用机械抱闸制动，电气制动是产生一个与原来转动方向相反的制动力矩。以下是制动的分类和比较，以及各类
10、制动的特点。 机械制动：机械抱闸制动分类 电气制动：反接制动、能耗制动、回馈制动机械制动：用电磁铁操纵机械机构进行制动（电磁抱闸制动、电磁离合器制动等）。电气制动：用电气的办法，使电动机产生一个与转子原转动方向相反的力矩进行制动。一、机械制动：（电磁抱闸）1、电磁抱闸的结构：制动电磁铁、闸瓦制动器2、机械制动控制电路 1）断电制动控制电路：特点：断电时制动闸处于“抱住”状态。适用场合：升降机械 SB2 KM+ YA+ 松闸 起动 SB1 KM- YA- 抱闸 制动2）通电制动控制电路：特点：断电时制动闸处于“松开”状态。适用场合：加工机械SB2 KM1+ 起动SB1 KM1- KM2+ YA+
11、 抱闸 制动SB1 KM2- YA- 松闸 停止二、电气制动能耗制动 原理：制动时，切除定子绕组三相电源的同时接通直流电源，产生静止磁场，使惯性转动的转子在静止磁场的作用下产生制动转矩。 特点：能耗小，需直流电源，设备费用高。（制动准确度较高，制动转矩平滑，但制动力较弱，制动转矩与转速成比例减小）适用场合：要求平稳制动，停位准确。（如铣床、龙门刨床及组合机床的主轴等）。 说明：1）主电路中的R用于调节制动电流的大小。 2）能耗制动结束，应及时切除直流电源。TSB2 KM1+ 起动 SB1 KM1 KM2+ KT+ KM2 KT 自由停车制动 补充： KM2常开触点上方应串接KT瞬动常开触点。防
12、止KT出故障时其通电延时常闭触点无法断开，致使KM2不能失电而导致电动机定子绕组长期通入直流电。由于电镀行车要求是准确停位，而且鉴于电镀现场的环境。在这里我们选用能耗制动的方式。 M2电机按时间原则控制的可逆运行能耗制止的主辅电路图 以下是设计的辅助电路图图中，KM3，KM4分别为正，反转接触器，KM7为制动接触器。KT6为时间继电器。线路的工作情况如下：起动时，和上电源开关QS，根据需要按下正转按钮或反转按钮，相应的接触器KM3或KM4线圈通电并自锁，电动机正转或反转，此时需要时间继电器触电闭合。停车时，按下停车按钮SB7，使KM3或KM4线圈断电，SB7的动合触电闭合，接触器KM7线圈通电
13、动作并自锁，电动机定子绕组接入直流电源进行能耗制动，KT6常开触点闭合，开始延时，当延时时间已到时，切断KM7，对应的线圈失电，能耗制动结束，以后电动机自由停车。M3电机控制行车的升降运动，,KM5,KM6接触器分别为他的正，反转接触器，分别控制电机的下降运动，上升运动，KM8为制动接触器，KT7为时间继电器。由于M3电机控制升降运动，升降运动使用频繁，在这也要使用制动，它的制动跟M2电机一样也采用能耗制动。由于是正反转运动，也是可逆运动的能耗制动，他的主辅电路图如下 M3电机可逆运行的能耗制动的主电路图 M3电机可逆运行的能耗制动的辅助电路图 M3电机的线路工作情况是这样的：起动时，和上电源
14、开关QS，根据需要按下正转按钮或反转按钮，相应的接触器KM5或KM6线圈通电并自锁，电动机正转或反转，此时需要时间继电器触电闭合。停车时，按下停车按钮SB7，使KM5或KM6线圈断电，SB7的动合触电闭合，接触器KM8线圈通电动作并自锁，电动机定子绕组接入直流电源进行能耗制动，KT7常开触点闭合，开始延时，当延时时间已到时，切断KM8，对应的线圈失电，能耗制动结束.3.3主电路设计由接触器、及、分别控制电动机、的正反转。、由热继电器、实现过载保护，电动机为点动短时工作，固不设过载保护。由实现短路保护，并由隔离开关QS作为电源控制。为保证准确停位，并考虑到进退与升降运动由同一型号电动机拖动，且不
15、会同时工作（相互有联锁作用）。所以停车时，可采用同一个直流电源实现能耗制动。直流电源可采用低压交流电源经单相桥式整流得到。能耗制动回路中设有单独的短路保护，由、实现。考虑到升降运动吊有一定的重量，在行车平移中，需设置电磁铁抱闸制动控制。三相电磁铁YA与并联，当得电时，YA工作，松开刹车允许升降运动。失电时，YA释放，抱闸刹车，使吊篮稳定停留在空中，能安全地前后平移。根据以上设计原则便可绘制出如图所示的主要电路。3.4 控制电路设计吊篮的左右移动，由、控制的正反转实现。正转左移，反转右移，采用点动控制，两地操作（控制操作台或现场操作）。在吊篮进退与升降吊篮进退与升降运动中，不允许左右移动，故串联
16、KA1KA4常闭触头，以实现联锁。左右极限位保护，由固定于左右两端的限位开关、实现。根据电镀工艺要求，行车前进运动与升降运动为自动控制，其控制过程是：按下，及KA1吸合，行车前进，当运动至需要停留的槽位，例如至1槽清洗，由运动挡铁压下固定于轨道一侧的行程开关，常闭触点接通前进制动回路中。使 、失电，停止旋转，同时由常闭及常开触点接通前进制动回路，、得电，使制动行车准确停在1槽。制动时间由调定，停留时间由调定。若工艺要求1槽无需停留，则可扳动开关,使其常开触点闭合，常闭触点打开，则行车继续前进。在制动的同时，由常开触头接通与，使的正转，吊篮下降，至下限极位，限位开关受压，使失电。同时常开触头接通
17、下降制动回路，而使其迅速停车。零件在槽内停留时间由时间继电器KT自动控制，由KT4延时闭合触电接通KM5、K3，使M3反转，吊篮上升。倒上极限位下线开关SQ10，是、使M3停转。同时SQ10常开触头接通上升制动回路，使KM8和KT2停电，在制动的同时，由KM8常开触头接通行车前进控制回路。如此循环，直至按工艺要求完成零件的镀电过程，行车到终点，压SQ8自动停止前进，同时由SQ8常开触点接通KM4、KM2使行车自动回到回到原位。 进退与升降之间，由KA1、KA2及KA3、KA4常闭触头串于对方控制回路，实现联锁过载保护由FR1、FR1常闭触头串在M2、M3各自的控制回路中实现。根据控制要求，KM
18、3 KM6的副触头数量不够，因而采用并联KM1 KM4中间继电器的办法来解决。因设备调整需要，进退及升降控制应有连续运转控制，也有点动控制。由FU5对控制电路进行短路保护。为节省控制变压器，控制电压直采用电网电压。根据以上要求便可设计出如下图所示的控制电路图3.5铺助电路设计根据设计要求设计出上图所示的铺助电路。合上QS、HL0指示灯亮，表示控制系统已通电。生产过程中由灯L7 HL10（在SQ11 SB14中）显示行车的进退、升降运行状态。并由灯HL1 HL6显示行车的停留位置。3.6设计工艺图纸按设计要求涉及电气装置总体配置图、总接线图、电器板电器元件布置图、接线图、控制面板电器布置图及接线
19、图。设计步骤：首先要根据设计要求和电气设备的结构，确定电器元件的总体配置情况以及电器板与控制面板上应安装的电器元件。在本设计中，电气箱外部分布于生产线上的电器元件有电动机、制动电磁铁、限位开关等。电器板上应安装的电器元件有熔断器、接触器、中间继电器、热继电器、变压器、整流堆等。控制面板上安装的电器元件有电源开关、控制按钮、程序选择开关、指示灯等。分别对原理线图的主电路及控制电路进行编号。根据电器元件的分布与原理图编号，绘制电气设备的安装接线图，如图7-6所示，图中应标明各电气部分的连接线号及连接方式、安装走线方式、导线及安装要求等。根据操作方便，美观，均匀，对称等原则，会绘制电器元件布置图。如
20、下面两图所示。进出线采用接线端子板过桥。根据电器元件布置及电器元件的外形尺寸、安装尺寸（有产品手册给出），绘制电器板（胶木板或镀锌板）、控制板（有机玻璃或铝板）、垫板（保证一定强度，一般采用胶木板或镀锌板）等零件加工图纸。本设备中、控制面板及垫板图如图78、图79所示。根据电器安装板及控制面板尺寸设计电器箱外形草图，经过修改按镀金加工要求绘制电气加工图。至此，初步完成本课提要求的原理设计及工艺设计任务。四、专用设备基本情况介绍该设备为某电镀厂的一台专用半自动起吊设备。采用远距离控制，起吊重量在500kg一下。起吊物品为待电镀的各种零件，根据工艺要求，专用行车的结构与动作流程如图所示。在电镀生产
21、线一侧，待加工零件装入吊篮，专用行车便提升并自动逐段前进。按工艺要求在需要停留的槽位停止，并自动下降，停留一定时间（各槽停留时间预先按工艺调定）各自提升，如所完成电镀工艺规定的每一道工序，甚至生产线的末端自动返回原位，卸下处理好的零件，重新装料发出信号进入下一加工循环。 根据工艺要求及不同零件要求，要求 电气控制系统具有程序预选修改能力。并要求能准确停位，以便吊篮能准确进入电镀槽内。工作时，除具有自动控制的大车前、后移动与吊物上/下运动外，还有调整吊篮位置的小车左/右运行。 生产线上镀槽的数量由工艺要求决定，本设计暂定5个电镀槽，停留时间由工艺要求进行整定，可依次设定10S、12S、14S、1
22、6S、18S。拖动情况专用行车的小车、大车及升降运动均采用三轴交流电动机（JY2-12-4型号0.8kw、1.99A、1410r/min、380V）分散拖动，并采用一级机械减速。五、本设备的用途，特点 电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。 利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层均匀，一般都较薄，从几个微米到几十微米不等。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以
23、修复磨损和加工失误的工件。镀层大多是单一金属或合金，如钛靶、锌、镉、金或黄铜、青铜等；也有弥散层，如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等；还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。六、工作原理简单说明。根据电镀工艺要求,行车前进运动与升降运动为自动控制,其控制过程是:在原位状态下,按下 SB10 ,KM3 吸合,行车前进,当运行至需要停留的槽位,例如至1槽,由运动挡铁压下固定于道轨一侧的行程开关SQ1 , SQ1 常开触点接通使M2 停止运转,同时接通前制动
24、回路,使M2 制动,行车准确停在 1槽位。在行车停止在 1槽位时,要求接通 KM6 ,使M3 正转,吊篮下降,至下限保护开关 SQ11动作,使 KM6 失电,M3 失电,三相电磁铁 YA释放,抱闸刹车,根据工艺要求不同,吊篮在每个电镀槽停留的时间不同,由用户根据工艺要求进行设定。吊篮在槽位停留的时间结束后,应该马上接通M3 反转,吊篮上升,至上限保护开关 SQ10动作,使 KM5 失电,M3 失电,三相电磁铁 YA释放,抱闸刹车，根据工艺要求不同,吊篮在电镀槽电镀后要停留的时间不同,由用户根据工艺要求进行设定。为简化设计过程,本设计暂定吊篮在第 1槽电镀后停留的时间为10秒,在第2槽电镀后停留
25、的时间为20秒,在第3槽电镀后停留的时间为 30秒,在第 4槽电镀后停留的时间为40秒,在第5槽电镀后停留的时间为50秒。吊篮在槽位停留的时间结束后,马上接通M3 反转,吊篮上升,至上限保护开关 SQ10动作,使 KM5 失电,M3失电,三相电磁铁 YA释放,抱闸刹车,根据工艺要求不同,吊篮在电镀槽电镀后要停留的时间不同,由用户根据工艺要求进行设定。吊篮在电镀后停留的时间结束,马上接通 KM3 ,行车再次前进,如此循环,直至按工艺要求完成零件的电镀过程,行车到达终点,压下 SQ8前进限位开关,接通前进制动回路后,接通 KM4 ,使行车自动回到原位。若工艺要求 2槽无需要电镀加工,可扳动 SA2
26、 ,则行车会继续前进,直接到3槽加工;专用行车的左右、前后及上下运动分别由电机M1、M2、M3 拖动,并由接触器 KM1、KM2、KM3、KM4 及KM5、KM6 分别控制电动机M1、M2、M3 的正反转。电动机M1,M2、M3 自动控制连续运转,由热继电器FR1，FR2,FR3 实现过载保护。隔离开关QS作为电源控制,由熔断器 FU1 实现短路保护。为保证准确停车并考虑到前后与升降运动由同一型号的电动机拖动,并且不能同时工作。所以停车时,可采用一个直流电源实现能耗制动。直流电源可采用低压交流电源经单相桥式整流得到。按下，及KA1吸合，行车前进，当运动至需要停留的槽位，例如至1槽清洗，由运动挡
27、铁压下固定于轨道一侧的行程开关，常闭触点接通前进制动回路中。使 、失电，停止旋转，同时由常闭及常开触点接通前进制动回路，、得电，使制动行车准确停在1槽。制动时间由调定，停留时间由调定。若工艺要求1槽无需停留，则可扳动开关,使其常开触点闭合，常闭触点打开，则行车继续前进。在制动的同时，由常开触头接通与，使的正转，吊篮下降，至下限极位，限位开关受压，使失电。同时常开触头接通下降制动回路，而使其迅速停车。零件在槽内停留时间由时间继电器KT自动控制，由KT4延时闭合触电接通KM5、K3，使M3反转，吊篮上升。倒上极限位下线开关SQ10，是、使M3停转。同时SQ10常开触头接通上升制动回路，使KM8和K
28、T2停电，在制动的同时，由KM8常开触头接通行车前进控制回路。如此循环，直至按工艺要求完成零件的镀电过程，行车到终点，压SQ8自动停止前进，同时由SQ8常开触点接通KM4、KM2使行车自动回到回到原位。 进退与升降之间，由KA1、KA2及KA3、KA4常闭触头串于对方控制回路，实现联锁过载保护由FR1、FR1常闭触头串在M2、M3各自的控制回路中实现。七、主要参数计算FU1熔体额定电流 Inw In2.571.99A2.55.6A 选用Ian6A，其余熔体额定电流选用2A。 能耗自动参数计算 制动电流I0=1.5 IN=3A 直流电压U0=I0R=30V（式中R为定子两相电阻约为10，实测或查
29、有关手册） 整流变压器二次测交电流I2=3A/0.9=3.33A 电压U230V/0.9=33.3V整流变压器容量S=I2U2=100VA与显示、照明共选用BK-100变压器220、36V-6.3V八、电气元件的选择22212019FU31熔断器BHC型熔总2A18HL0HL56指示灯XD16.3V，0.05A17SA1SA55组合开关HZ10-10/13型16SQ6SQ116限位开关JLXK1-41115SQ1SQ55行程开关LXK2-13114KT4KT85时间继电器JS11-5380V13KT1KT33时间继电器JS7-2A，380V12KA1KA44中间继电器JZ7-44，380V11
30、KM1KM99接触器CJ10-10 10A/38010SB11SB144起动按钮LA19-11D绿色指示灯6.3V9SB9SB102停止按钮LA19-11D红色指示灯6.3V8SB1SB88点动按钮LA19-117QS1电源开关HZ10-10/36TC1变压器BK-1005VC1整流器QL5A，100V100V/5A4FU1FU3FU4FU54熔断器RL1-161RD熔体鉴定电流为8A其余1A3YA1三相制动电磁铁JC2380V配用MLS1152FR1 FR22热继电器JR10-20/3热元件15-21整流值2A1M1M33电动机JY2-12-4型号序代号数量名称规格型号备注九、使用与维护注意事项。1. 要进行专业的检查和维护。2. 定期更换旧设备保证系统的正常运转。3. 要正确使用不能超负荷使用。十、推荐参考书目1、工厂电气控制，赵明主编，机械工业出版社。2、工厂电气控制技术，方承远主编，机械工业出版社。3、电器控制，李仁主编，机械工业出版社。4、电气控制及可编程序控制器，张凤珊主编，轻工出版社。5、电器逻辑控制技术，熊葵容主编，科学出版社。6、可编程序控制器原理与应用，王卫兵等编，机工
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