0004-三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)【全套26張CAD圖】
0004-三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)【全套26張CAD圖】,全套26張CAD圖,自動(dòng),旋轉(zhuǎn)門(mén),設(shè)計(jì),全套,26,cad
文獻(xiàn)綜述評(píng)價(jià)表
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目
三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)
綜述名稱(chēng)
評(píng)閱教師姓名
喬水明
職稱(chēng)
講師
評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目
優(yōu)
良
合格
不合格
綜述結(jié)構(gòu)
01
文獻(xiàn)綜述結(jié)構(gòu)完整、符合格式規(guī)范
綜述內(nèi)容
02
能準(zhǔn)確如實(shí)地闡述參考文獻(xiàn)作者的論點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
03
文字通順、精練、可讀性和實(shí)用性強(qiáng)
04
反映題目所在知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)的新動(dòng)態(tài)、新趨勢(shì)、新水平、新原理、新技術(shù)等
參考文獻(xiàn)
05
中、英文參考文獻(xiàn)的類(lèi)型和數(shù)量符合規(guī)定要求，格式符合規(guī)范
06
圍繞所選畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目搜集文獻(xiàn)
成績(jī)
綜合評(píng)語(yǔ)：
評(píng)閱教師（簽字）：
2007 年 4 月 26 日
文獻(xiàn)綜述：
三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
1研究動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的意義：
大廈在需要持續(xù)不斷的人流出入的同時(shí)，又要保持建筑物內(nèi)良好的空氣循環(huán)及環(huán)境的優(yōu)美，這是建筑師所遇到的一大難題，而旋轉(zhuǎn)門(mén)為大廈提供了理想的解決方案，它可有效地防風(fēng)、防塵和隔音，從而改善了大廈入口附近的環(huán)境。旋轉(zhuǎn)門(mén)的最大優(yōu)點(diǎn)在于它”永遠(yuǎn)開(kāi)門(mén)，又永遠(yuǎn)關(guān)門(mén)”，即對(duì)于行人來(lái)說(shuō)，門(mén)總可以打開(kāi)，可對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)門(mén)又總是關(guān)著。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)由于其永遠(yuǎn)開(kāi)啟的同時(shí)又永遠(yuǎn)關(guān)閉的特點(diǎn)，使其動(dòng)態(tài)密封效果較好。在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國(guó)，在我們高樓聳立的大都市，在大廈、賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)和寫(xiě)字樓，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)已經(jīng)是隨處可見(jiàn)。自動(dòng)門(mén)不但能給我們帶來(lái)人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好處，更令我們的大門(mén)增添了不少高貴典雅的氣息。同時(shí)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng)，2008年北京申奧成功和WTO的加入。從本世紀(jì)開(kāi)始，我國(guó)進(jìn)入了全面建設(shè)小康社會(huì)的新階段，創(chuàng)造美好生活環(huán)境是裝飾業(yè)發(fā)展的巨大推動(dòng)力。
2自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展現(xiàn)狀：
2.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)：自1903年寶盾公司在荷蘭生產(chǎn)出第一座旋轉(zhuǎn)門(mén)，旋轉(zhuǎn)門(mén)至今已有一百年的歷史，發(fā)展到今天，旋轉(zhuǎn)門(mén)已具有可靠的安全系統(tǒng)和先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其智能化高格調(diào)的設(shè)計(jì)為現(xiàn)代化樓宇建筑的確入口提供了完美的選擇。而利用各種控制器、信號(hào)控制，實(shí)現(xiàn)單扇或多扇沿豎軸自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)和自動(dòng)停止的門(mén)就叫自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)。
由于國(guó)外自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展較早，其技術(shù)也較為成熟。傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)具有節(jié)能、低噪聲、傳動(dòng)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)；控制系統(tǒng)采用數(shù)字化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)作為控制中樞，有功能更強(qiáng)大，操作更簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)；檢測(cè)安全系統(tǒng)采用先進(jìn)的紅外與微波感應(yīng)技術(shù)，用于感知物體的移動(dòng)，操縱門(mén)體的動(dòng)行，使用各種安全檢測(cè)傳感器，實(shí)現(xiàn)防擠、防夾和防撞功能。與此同時(shí)某些廠(chǎng)家生產(chǎn)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)還具有遠(yuǎn)程控制和液晶顯示。利用當(dāng)前先進(jìn)的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使自動(dòng)門(mén)的維護(hù)不再受時(shí)間、地域和專(zhuān)業(yè)維護(hù)技術(shù)的限制，制造商可通過(guò) internet 與設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，校正偏差，讓自動(dòng)門(mén)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，可準(zhǔn)確傳回故障信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)，縮短維護(hù)、保養(yǎng)時(shí)間；采用液晶顯示屏，進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，全面顯示門(mén)體轉(zhuǎn)速、狀態(tài)和故障等信息。
2.2我國(guó)旋轉(zhuǎn)門(mén)技術(shù)的發(fā)展：我國(guó)的全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)技術(shù)來(lái)源于荷蘭、瑞典、?日本等國(guó)。90年代后期旋轉(zhuǎn)門(mén)開(kāi)始在我國(guó)建筑領(lǐng)域中得到迅速推廣和廣泛的使用。??國(guó)內(nèi)旋轉(zhuǎn)門(mén)生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家主要有：北京有凱必盛、寶盾、青木寶盾、信步、歐立寶盾、京躍等。外省市有上海康育、廣州盛維、青島福田等。
現(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中，將高科技應(yīng)用到建筑物的外觀(guān)形象上，使城市建筑的入口體現(xiàn)出智能化。對(duì)門(mén)的選擇由單一的功用型向個(gè)性化、品位化發(fā)展，旋轉(zhuǎn)門(mén)以其全新的概念，寬敞開(kāi)放的門(mén)面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)，自然成為當(dāng)代的建筑裝飾的主流，無(wú)可質(zhì)疑的必選設(shè)施。堪稱(chēng)建筑物的點(diǎn)睛之筆。因此，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的發(fā)展趨勢(shì)主要有：新穎獨(dú)特的總體設(shè)計(jì)，高度的安全可靠性設(shè)計(jì)，多種運(yùn)轉(zhuǎn)使用方式設(shè)計(jì)，故障即時(shí)顯示功能設(shè)計(jì)，樓宇消防智能化控制設(shè)計(jì)，停電使用功能設(shè)計(jì)，大通行能力設(shè)計(jì)，精巧靈敏的遙控控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
3自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的特點(diǎn):
作為自動(dòng)門(mén)中的頂級(jí)產(chǎn)品，旋轉(zhuǎn)門(mén)給人以親切大方的感覺(jué)，同時(shí)營(yíng)造出奢華的氣氛，其寬敞的開(kāi)放門(mén)面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)，堪稱(chēng)建筑物的點(diǎn)睛之筆。其全新的概念，無(wú)可動(dòng)搖地立足于建筑時(shí)代大潮的最前端。但其高造價(jià)也不是一般人能接受的。
自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)是樓宇設(shè)備中的光機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品，它給人以親切大方的感覺(jué)，同時(shí)營(yíng)造出奢華的氣氛，其全新的概念，寬敞的開(kāi)放門(mén)面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)，堪稱(chēng)建筑物的點(diǎn)睛之筆，立足于建筑時(shí)代大潮的最前端。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的最大優(yōu)點(diǎn)在于它"永遠(yuǎn)開(kāi)門(mén)，又永遠(yuǎn)關(guān)門(mén)"，即對(duì)于人員來(lái)說(shuō)，門(mén)總可以打開(kāi)，可對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)門(mén)又總是關(guān)著。因此，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)在保安功能方面具有獨(dú)到的發(fā)展，但在人員流量方面自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)卻沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殚T(mén)的轉(zhuǎn)速是固定的，每個(gè)門(mén)翼之間可容納的人員也是有限的。每種自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)都有標(biāo)定的人員流量數(shù)值。
自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)由于其永遠(yuǎn)開(kāi)啟的同時(shí)又永遠(yuǎn)關(guān)閉的特點(diǎn)，使其動(dòng)態(tài)密封效果在經(jīng)常使用的條件下相對(duì)于其它兩種自動(dòng)門(mén)要好。由于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的人流量有限，在大型公共場(chǎng)合還是選擇其它兩種自動(dòng)門(mén)，畢競(jìng)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的成本較高。通常在自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)兩側(cè)另設(shè)自動(dòng)或手動(dòng)平開(kāi)門(mén)，一方面增加通行能力，另一方面當(dāng)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)出現(xiàn)故障時(shí)，不影響人的通過(guò)。但是在靜態(tài)密封效果方面，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)遠(yuǎn)不如其它自動(dòng)門(mén)，因?yàn)槠溟T(mén)體運(yùn)動(dòng)方式?jīng)Q定著只能使用毛條密封。
三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)能起到防風(fēng)，阻擋灰塵、噪音和廢氣的進(jìn)入，適用于客流量較大的場(chǎng)所，如賓館、銀行及政府辦公機(jī)構(gòu)等。兩翼旋轉(zhuǎn)門(mén)是集自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)和自動(dòng)平滑門(mén)兩者優(yōu)點(diǎn)于一身的完美組合。根據(jù)不同的季節(jié)、場(chǎng)合而選擇旋轉(zhuǎn)門(mén)或平滑門(mén)的工作方式，特別適用于客流量很大的場(chǎng)所，如酒店、機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、商廈、娛樂(lè)中心等。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎：這種設(shè)計(jì)增強(qiáng)了抗風(fēng)能力，消除了風(fēng)口效應(yīng)，減少了能源損耗，有效的阻擋了灰塵，噪音和廢氣的進(jìn)入，充分發(fā)揮門(mén)的隔離和疏通作用。其展箱具有裝飾和展示功能。多重安全保護(hù)措施：安裝了多部非接觸式傳感器及獨(dú)特的安全開(kāi)關(guān)，確保通行者的安全。大門(mén)可與火警系統(tǒng)相連，在斷電和意外情況下，緊急事故處理單元自動(dòng)將門(mén)旋轉(zhuǎn)至安全疏散位置，同時(shí)中間平滑門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，形成一個(gè)寬敞的疏散(緊急)通道價(jià)格較低又有很好的裝飾效果。特點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)-鋁合金骨架：門(mén)體采用鋁合金框架組裝、可拆式結(jié)構(gòu)，分成幾個(gè)獨(dú)立的部分，易于安裝，運(yùn)輸方便。驅(qū)動(dòng)部分由馬達(dá)和齒輪箱減速機(jī)構(gòu)組成，安裝在門(mén)中心頂部的保護(hù)罩內(nèi)，維護(hù)工作經(jīng)濟(jì)方便。門(mén)的進(jìn)出口和旋轉(zhuǎn)部分都裝有傳感器，高靈敏度的系統(tǒng)保證了大門(mén)能即時(shí)開(kāi)啟以及對(duì)速度的調(diào)整，保證了通過(guò)者最大程度的行走安全。
4 我設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)的優(yōu)點(diǎn)
一般的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)當(dāng)有殘疾人時(shí)候必須按變速按鈕才能實(shí)現(xiàn)速度和時(shí)間的變化，并且沒(méi)有考慮到老人和孩子的速度控制。而我設(shè)計(jì)的自動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于不用按殘疾人按鈕都能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)門(mén)的變速控制，這就大大提高了旋轉(zhuǎn)的自動(dòng)化程度，也方便了殘疾人的出行。
5選擇自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的理由:
對(duì)門(mén)的選擇由單一的功用型向個(gè)性化、品位化發(fā)展，旋轉(zhuǎn)門(mén)以其全新的概念，寬敞開(kāi)放的門(mén)面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)，自然成為當(dāng)代的建筑裝飾的主流，無(wú)可質(zhì)疑的必選設(shè)施,自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)改變了傳統(tǒng)門(mén)那種手動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)的狀態(tài),以其智能化程度,安全性能,衛(wèi)生角度給人一種清新的觀(guān)念.選擇自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)越來(lái)越受到人們的青睞.
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 趙負(fù)圖主編.傳感器集成電路手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2002
[2] 成大先．《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》單行本，機(jī)械傳動(dòng)．化學(xué)工業(yè)出版社，2004年1月第一版．
[3] 房海容，利建勇主編.現(xiàn)代機(jī)械工程綜合實(shí)踐教程.機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[4] 鄭鳳翼，鄭丹丹，趙春江主編．PLC控制系統(tǒng).人民郵電出版社，2006
摘 要
三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)計(jì)
摘 要
三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)作為自動(dòng)門(mén)中的頂級(jí)產(chǎn)品，旋轉(zhuǎn)門(mén)給人以親切大方的感覺(jué)，同時(shí)營(yíng)造出奢華的氣氛，堪稱(chēng)建筑物的點(diǎn)睛之筆。
該論文主要論述了三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的設(shè)計(jì)過(guò)程，主要對(duì)門(mén)體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)做了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，提出了采用鋁合金和玻璃等組成門(mén)體框架。驅(qū)動(dòng)部分由減速電機(jī)和齒輪箱減速機(jī)構(gòu)組成，且安裝在門(mén)中心頂部的華蓋內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)用PLC負(fù)責(zé)完成控制任務(wù)，由變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)體多種轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)功能。安全系統(tǒng)采用紅外線(xiàn)傳感器檢測(cè)進(jìn)出旋轉(zhuǎn)門(mén)的人員流動(dòng)，使用多個(gè)接觸式和非接觸式傳感器及光電接近開(kāi)關(guān)來(lái)確保通行安全。設(shè)計(jì)出了一種安全可靠實(shí)用的三翼旋轉(zhuǎn)門(mén)。
關(guān)鍵詞： 旋轉(zhuǎn)門(mén) 結(jié)構(gòu) 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)
Ⅰ
ABSTRACT
ABSTRACT
Three wings automatic revolving door is leading products in automatic doors, it can give generously warm and feeling and creating luxurious atmosphere, Meanwhile, it is a eye in modern buildings .
This paper mainly discusses the design about gate body system、transmission system、 control system and safely system of the three wings automatic revolving door.It proposed that the door frame is composed of glass and aluminum framework. Transmission system is fixed on the top of shaft that include a reduer and gears transmition. PLC is responsible for the task of controller and the function of rotational speed is rely on the VVF. People passing in and of the revolving door is checked by the infrared ray sensor, the safety of people are ensured by many contact and non-contact sensors and photoelectric proximity switches. Ultimately, have designed a kind of function practical、safety dependablely revolving door.
Key words : Revolving door, Structure, System, Design
Ⅱ
目錄
目 錄
摘 要………………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT………………………………………………………………………………………Ⅱ
1 緒論……………………………………………………………………………………………1
1.1旋轉(zhuǎn)門(mén)的課題背景……………………………………………………………………………1
1.2 國(guó)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展現(xiàn)狀……………………………………………………………………1
1.2.1國(guó)外旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展現(xiàn)狀…………………………………………………………………1
1.2.2國(guó)內(nèi)旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展現(xiàn)狀…………………………………………………………………2
2 方案確定………………………………………………………………………………………3
2.1 方案一的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………3
2.2 方案二的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………3
2.3 方案的選擇…………………………………………………………………………………4
3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………5
3.1 門(mén)結(jié)構(gòu)材料的選用…………………………………………………………………………5
3.2 門(mén)結(jié)構(gòu)尺寸的確定…………………………………………………………………………7
3.3 中間軸的設(shè)計(jì)與軸承的選用……………………………………………………………8
3.4 曲壁部分設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………9
3.5 華蓋的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………9
4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………… 12
4.1軸和軸承設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………………12
4.1.1軸的尺寸設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………12
4.1.2軸承的選擇與驗(yàn)算……………………………………………………………………12
4.2軸的校核……………………………………………………………………………………13
4.3 電機(jī)的確定………………………………………………………………………………15
4.3.1確定各扇門(mén)的質(zhì)量…………………………………………………………………… 15
4.3.2各部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算……………………………………………………………… 16
4.3.3慣性力矩的計(jì)算……………………………………………………………………… 16
4.3.4電機(jī)的確定…………………………………………………………………………… 16
4.4齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………………………18
4.4.1選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)……………………………………………18
4.4.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)…………………………………………………………………18
4.4.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)……………………………………………………………20
4.4.4幾何尺寸計(jì)算………………………………………………………………………21
5 控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)………………………………………………………………………… …23
5.1硬件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………23
5.1.1變頻器容量選擇計(jì)算………………………………………………………………23
5.1.2傳感器與安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………27
5.1.3控制系統(tǒng)功能特…………………………………………………………………29
5.1.4控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制原理……………………………………………………30
5.1.5 PLC控制系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分析及地址分配設(shè)計(jì)…………………………………………30
5.2 軟件設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………35
5.2.1控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)……………………………………………………………35
5.2.2 PLC梯形圖………………………………………………………………………47
5.2.3 指令程序…………………………………………………………………47
結(jié)論……………………………………………………………………………………………48
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………………49
附錄 A：指令程序表……………………………………………………………………………50
致 謝………………………………………………………………………………………………55
2
致謝
67
1 緒論
1 緒論
1.1旋轉(zhuǎn)門(mén)的課題背景
自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)是樓宇設(shè)備中的光機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品，它給人以親切大方的感覺(jué)，同時(shí)營(yíng)造出奢華的氣氛，其全新的概念，寬敞的開(kāi)放門(mén)面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)，堪稱(chēng)建筑物的點(diǎn)睛之筆，立足于建筑時(shí)代大潮的最前端。大廈在需要持續(xù)不斷的人流出入的同時(shí)，又要保持建筑物內(nèi)良好的空氣循環(huán)及環(huán)境的優(yōu)美，這是建筑師所遇到的一大難題，而旋轉(zhuǎn)門(mén)為大廈提供了理想的解決方案，它可有效地防風(fēng)、防塵和隔音，從而改善了大廈入口附近的環(huán)境。旋轉(zhuǎn)門(mén)的最大優(yōu)點(diǎn)在于它"永遠(yuǎn)開(kāi)門(mén)，又永遠(yuǎn)關(guān)門(mén)"，即對(duì)于行人來(lái)說(shuō)，門(mén)總可以打開(kāi)，可對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)門(mén)又總是關(guān)著。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)由于其永遠(yuǎn)開(kāi)啟的同時(shí)又永遠(yuǎn)關(guān)閉的特點(diǎn)，使其動(dòng)態(tài)密封效果較好。因此，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)在功能方面具有獨(dú)特的發(fā)展。
自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的最大優(yōu)點(diǎn)在于它“永遠(yuǎn)開(kāi)門(mén)，又永遠(yuǎn)關(guān)門(mén)”，即對(duì)于人員來(lái)說(shuō)，門(mén)總可以打開(kāi)，可對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)門(mén)又總是關(guān)著。因此，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)在保安功能方面具有獨(dú)到的發(fā)展，但在人員流量方面自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)卻沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殚T(mén)的轉(zhuǎn)速是固定的，每個(gè)門(mén)翼之間可容納的人員也是有限的。每種自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)都有標(biāo)定的人員流量數(shù)值。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)由于其永遠(yuǎn)開(kāi)啟的同時(shí)又永遠(yuǎn)關(guān)閉的特點(diǎn)，使其動(dòng)態(tài)密封效果在經(jīng)常使用的條件下相對(duì)于其他自動(dòng)門(mén)要好。由于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的人流量有限，通常在自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)兩側(cè)另設(shè)自動(dòng)或手動(dòng)平開(kāi)門(mén)，一方面增加通行能力，另一方面當(dāng)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)出現(xiàn)故障時(shí)，不影響人的通過(guò)。但在靜態(tài)密封效果方面，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)遠(yuǎn)不如其他自動(dòng)門(mén)，因?yàn)槠溟T(mén)體運(yùn)動(dòng)方式?jīng)Q定著只能使用毛條密封。
1.2國(guó)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1國(guó)外旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展現(xiàn)狀
自1903年寶盾公司在荷蘭生產(chǎn)出第一座旋轉(zhuǎn)門(mén)，旋轉(zhuǎn)門(mén)至今已有一百年的歷史，發(fā)展到今天，旋轉(zhuǎn)門(mén)已具有可靠的安全系統(tǒng)和先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，其智能化高格調(diào)的設(shè)計(jì)為現(xiàn)代化樓宇建筑的確入口提供了完美的選擇。國(guó)外著名廠(chǎng)家有：荷蘭的B00N EDAM? 瑞典的BESAM? 德國(guó)的多瑪、蓋澤? 日本的納博克、寺岡等。
由于國(guó)外自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展較早，其技術(shù)也較為成熟。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)具有節(jié)能、低噪聲、傳動(dòng)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)；控制系統(tǒng)采用數(shù)字化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)作為控制中樞，有功能更強(qiáng)大，操作更簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)；檢測(cè)安全系統(tǒng)采用先進(jìn)的紅外與微波感應(yīng)技術(shù)，用于感知物體的移動(dòng)，操縱門(mén)體的動(dòng)行，使用各種安全檢測(cè)傳感器，實(shí)現(xiàn)防擠、防夾和防撞功能。與此同時(shí)某些廠(chǎng)家生產(chǎn)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)還具有遠(yuǎn)程控制和液晶顯示。利用當(dāng)前先進(jìn)的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使自動(dòng)門(mén)的維護(hù)不再受時(shí)間、地域和專(zhuān)業(yè)維護(hù)技術(shù)的限制，制造商可通過(guò) internet 與設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，校正偏差，讓自動(dòng)門(mén)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，可準(zhǔn)確傳回故障信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)，縮短維護(hù)、保養(yǎng)時(shí)間；采用液晶顯示屏，進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，全面顯示門(mén)體轉(zhuǎn)速、狀態(tài)和故障等信息。
1.2.2國(guó)內(nèi)旋轉(zhuǎn)門(mén)發(fā)展現(xiàn)狀
①我國(guó)旋轉(zhuǎn)門(mén)技術(shù)的發(fā)展：我國(guó)的全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)技術(shù)來(lái)源于荷蘭、瑞典、日本等國(guó)。90年代后期旋轉(zhuǎn)門(mén)開(kāi)始在我國(guó)建筑領(lǐng)域中得到迅速推廣和廣泛的使用。旋轉(zhuǎn)門(mén)的廠(chǎng)家：國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家：北京有凱必盛、寶盾、青木、智輝、巨方圓、信步等。外省市有上海康育、廣州盛維、沈陽(yáng)金海、青島帝盟等。
②旋轉(zhuǎn)門(mén)在我國(guó)的市場(chǎng)前景：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng)，2008年北京申奧成功和WTO的加入。從本世紀(jì)開(kāi)始，我國(guó)進(jìn)入了全面建設(shè)小康社會(huì)的新階段，創(chuàng)造美好生活環(huán)境是裝飾業(yè)發(fā)展的巨大推動(dòng)力?，F(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中，將高科技應(yīng)用到建筑物的外觀(guān)形象上，使城市建筑的入口體現(xiàn)出智能化。對(duì)門(mén)的選擇由單一的功用型向個(gè)性化、品位化發(fā)展，旋轉(zhuǎn)門(mén)以其全新的概念，寬敞開(kāi)放的門(mén)面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)，自然成為當(dāng)代的建筑裝飾的主流，無(wú)可質(zhì)疑的必選設(shè)施?？胺Q(chēng)建筑物的點(diǎn)睛之筆。但是國(guó)家對(duì)自動(dòng)門(mén)產(chǎn)品質(zhì)量、安全性、節(jié)能性、噪音、施工質(zhì)量、售后服務(wù)還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所有國(guó)內(nèi)建筑業(yè)院校都沒(méi)有相關(guān)的專(zhuān)業(yè)或課程，也沒(méi)有權(quán)威的咨詢(xún)機(jī)構(gòu)，自動(dòng)門(mén)市場(chǎng)的管理尚處于無(wú)序狀態(tài)。隨著國(guó)內(nèi)建筑業(yè)的發(fā)展，這一狀況一定會(huì)有所改變。
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攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 方案確定
2 方案的確定
旋轉(zhuǎn)門(mén)主要設(shè)計(jì)是從門(mén)體,傳動(dòng)系統(tǒng),控制系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng),安全系統(tǒng)等幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。從上面幾個(gè)方面具體分析可以設(shè)計(jì)兩種方案。
2.1方案一的設(shè)計(jì)
①框架總成： 分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，均由鋁型材框架和玻璃等組成。立柱、曲壁、門(mén)扉一般采用高強(qiáng)度鋁合金型材，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，精密牢固。圓周導(dǎo)軌懸掛整個(gè)旋轉(zhuǎn)門(mén)體及其驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，每扉門(mén)三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門(mén)扉在任何位置均處于密閉狀態(tài);門(mén)扉玻璃采用（3+3）夾膠玻璃或6mm厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夾膠玻璃，安全可靠。
②傳動(dòng)系統(tǒng)：由二個(gè)三相交流電機(jī)提供動(dòng)力，用減速器帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)。
③控制系統(tǒng)：由單片機(jī)、變頻器、功能開(kāi)關(guān)組成。由可編程控制器PLC、變頻器、功能開(kāi)關(guān)組成。
④檢測(cè)系統(tǒng)：由紅外傳感器實(shí)現(xiàn)有無(wú)人自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)對(duì)電機(jī)啟停進(jìn)行操作。
⑤安全系統(tǒng)：主要有接觸和非接觸安全感應(yīng)器。 旋轉(zhuǎn)門(mén)入口立柱均裝有安全膠條，防止行人夾傷，自動(dòng)門(mén)入口右側(cè)立柱膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防夾感應(yīng)器，如受擠壓門(mén)扉即馬上停止運(yùn)轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門(mén)扉則自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng);每扇門(mén)扉底邊膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防碰感應(yīng)器，碰到物體或行人門(mén)扉立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門(mén)扉則自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.2方案二的設(shè)計(jì)
? ①框架總成：分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，均由鋁型材框架和玻璃等組成。立柱、曲壁、門(mén)扉一般采用高強(qiáng)度鋁合金型材，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，精密牢固。采用中心門(mén)軸結(jié)構(gòu)安裝和驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)體設(shè)計(jì)，每扉門(mén)三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門(mén)扉在任何位置均處于密閉狀態(tài);門(mén)扉玻璃采用（3+3）夾膠玻璃或6MM厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夾膠玻璃，安全可靠。
②驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：由一個(gè)三相交流電機(jī)提供動(dòng)力，用減速器帶動(dòng)中心門(mén)軸驅(qū)動(dòng)。
③控制系統(tǒng)：由可編程控制器PLC、變頻器、功能開(kāi)關(guān)組成。
④檢測(cè)系統(tǒng)：由紅外傳感器實(shí)現(xiàn)有無(wú)人自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)對(duì)電機(jī)啟停進(jìn)行操作。
⑤安全系統(tǒng)：主要有接觸和非接觸安全感應(yīng)器。 旋轉(zhuǎn)門(mén)入口立柱均裝有安全膠條，防止行人夾傷，自動(dòng)門(mén)入口右側(cè)立柱膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防夾感應(yīng)器，如受擠壓門(mén)扉即馬上停止運(yùn)轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門(mén)扉則自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng);每扇門(mén)扉底邊膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防碰感應(yīng)器，碰到物體或行人門(mén)扉立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門(mén)扉則自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.3方案選擇
三翼旋轉(zhuǎn)門(mén)采用方案二這種結(jié)構(gòu)，即中心門(mén)軸通過(guò)軸承機(jī)構(gòu)垂直安裝于地面，三個(gè)呈發(fā)散式固定在中心門(mén)軸上，各門(mén)扇之間的角度相等。中心門(mén)軸的上方安裝電動(dòng)機(jī)及其他電氣控制部件，再配以感應(yīng)裝置和安全裝置，就成為一個(gè)完整的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)。但是，這種旋轉(zhuǎn)門(mén)門(mén)翼與中心軸的固定方式?jīng)Q定了門(mén)扇寬度不能太大，所以這種旋轉(zhuǎn)門(mén)的直徑最大只有約4m。為了解決這一問(wèn)題，工程師們將中心門(mén)軸設(shè)計(jì)成了門(mén)扇固定在大鋼管上面，相對(duì)減小了門(mén)扇寬度，增加了電機(jī)對(duì)門(mén)中心的旋轉(zhuǎn)作用力矩，使這種旋轉(zhuǎn)門(mén)的最大直徑擴(kuò)大到6m。這種結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定性，使用的可靠性很高，使用壽命長(zhǎng)?？紤]到旋轉(zhuǎn)門(mén)在停止時(shí)一定耍密封，所以三翼旋轉(zhuǎn)門(mén)的每個(gè)分隔可以容納更多的人，可是門(mén)的凈開(kāi)口寬度較小。而方案一由于采用兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)也給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)了許多麻煩，同時(shí)也不利于節(jié)能。在控制系統(tǒng)上，由于單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)和接口設(shè)計(jì)較為繁雜，只利于大批量生產(chǎn)，不適于單件設(shè)計(jì)。綜合兩種方案進(jìn)行比較，可以看出第二種方案在具體設(shè)計(jì)中更具有實(shí)用性，完善性。故選擇第二種方案。
攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 門(mén)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3 門(mén)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)的尺寸可以根據(jù)可以確定其尺寸，其具體尺寸如下所示；
表3.1 門(mén)體尺寸
門(mén)旋轉(zhuǎn)直徑
3200mm
門(mén)凈高 A
2400mm
門(mén)總高 B
2710mm
門(mén)出入口尺寸 C
1430mm
門(mén)外徑D
3360mm
單扇門(mén)半徑DW
1315mm
圖3.1 門(mén)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
3.1門(mén)結(jié)構(gòu)材料的選用
門(mén)體主要包括門(mén)體骨架的材料和門(mén)體玻璃。
①根據(jù)相關(guān)門(mén)體標(biāo)準(zhǔn),可按90系列的推門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)。門(mén)體骨架采用90系列推拉門(mén)專(zhuān)用鋁型材，根據(jù)中可以確定門(mén)體骨架鋁型材；
三翼旋轉(zhuǎn)門(mén)門(mén)扇 左邊框 選代號(hào) L090704
右邊框 選代號(hào) L090704
上橫 選代號(hào) L090706
下橫 選代號(hào) L090707
圖3.2 L090706型鋁型材
圖3.3 L090707型鋁型材
圖3.4 L090704型鋁型材
②門(mén)體玻璃的選用
門(mén)扉玻璃一般有幾種選擇，一是防彈玻璃，二是夾膠玻璃，三是鋼化玻璃。由于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)一般用于高級(jí)的賓館，寫(xiě)字樓等高檔場(chǎng)所,一般無(wú)特殊要求。由于防彈玻璃價(jià)格較為昂貴，并且無(wú)多大實(shí)際用處，而夾膠玻璃它安裝的透光性不是較好。因此選擇鋼化玻璃是最合適的。根據(jù)參考其他相關(guān)產(chǎn)品的選擇情況，可以選6mm的鋼化透明玻璃。
3.2門(mén)結(jié)構(gòu)尺寸的確定
根據(jù)前面的總體設(shè)計(jì)可知，三翼旋轉(zhuǎn)門(mén)的結(jié)構(gòu)尺寸可參照中90系列（尺寸高度為2400mm,一扇門(mén)寬度為1315mm）進(jìn)行設(shè)計(jì)。
根據(jù)以上節(jié)點(diǎn),可以計(jì)算單扇門(mén)的相關(guān)尺寸為：
左邊框和右邊框的高度為： 式(3.1)
=2400-225
=2350mm
式中：為門(mén)扇邊框高度尺寸，為門(mén)凈高度。
上橫和下橫的寬度為： 式(3.2)
=1315mm
式中：為門(mén)扇寬度。
玻璃的實(shí)際高度為： 式(3.3)
式中： 為玻璃外顯示尺寸，，玻璃上下門(mén)邊尺寸。
實(shí)際寬度為： 式(3.4)
=1315-264212
=1211mm
式中：門(mén)扇上邊框安裝玻璃的寬度，玻璃邊框?qū)嶋H尺寸。
3.3中間軸的設(shè)計(jì)與軸承的選用
①中間軸的設(shè)計(jì)
軸的直徑為：= 式(3.5)
=3200-21315-23-216
=532mm
式中：為門(mén)體旋轉(zhuǎn)直徑，為門(mén)扇邊框安裝膠條與曲壁之間的間隙，為
扇門(mén)邊框安裝膠條的寬度。
由于軸是用來(lái)安裝軸承、齒輪、門(mén)扇的，并且在軸向受到力不大。所以選用結(jié)構(gòu)用不銹鋼焊接鋼管。用牌號(hào)0Cr18Ni9制造，以熱處理狀態(tài)交貨的半徑為532mm,壁厚為8mm,定尺長(zhǎng)度為3000mm,中間軸在安裝軸承的兩端要車(chē)削1mm，并且達(dá)到530mm，尺寸精度為普通級(jí)。
②軸承的選用
為了使軸承能很好的固定，必須使用軸承座。由于要使用兩個(gè)軸承，則軸承座也要使用兩個(gè)，上下各一個(gè)。對(duì)于軸承座，其內(nèi)徑為軸承的外徑，其厚度必須滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。因?yàn)檩S所計(jì)算的直徑為532mm,兩端車(chē)削后直徑為530mm，故選用雙列圓錐滾子軸承，根據(jù)(GB/T-22-1995)選型號(hào)為35000型，代號(hào)為3519/530。 安裝在軸上的軸承主要受軸向力。并且軸承受到的軸向力比較大，故需在門(mén)安裝地面設(shè)計(jì)一個(gè)凹型臺(tái)，防止軸的向下滑動(dòng)和安裝時(shí)防止其他雜質(zhì)進(jìn)入軸襯內(nèi)。
圖3.5 下軸承座
3.4曲壁部分設(shè)計(jì)
曲壁由4根角鋼做為支撐體，每2根構(gòu)成一邊曲壁體。角鋼豎在水泥板上，進(jìn)出口各布置2根，然后頂部又用一圓形角鋼將4根角鋼固定在一起。形成曲壁的整體框架，然后安裝鋁合金玻璃壁。曲壁由2塊相同的圓弧玻璃組成。
①材料的選用
曲壁上圓弧梁選用6063專(zhuān)用弧形材。頂部用的角鋼彎曲成一個(gè)圓弧，由四段構(gòu)成，便于加工。玻璃的選用8mm彎鋼化玻璃。
②材料尺寸的確定
由于圓的內(nèi)圓半徑為1600mm,門(mén)口對(duì)應(yīng)的圓角為
則兩邊曲壁各對(duì)應(yīng)的圓心角應(yīng)： 式(3.6)
所以?xún)蛇吳趯?duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)： 式(3.7)
玻璃尺寸的確定
玻璃的弧長(zhǎng)： 式(3.8)
玻璃的高度： 式(3.9)
曲壁立柱（）角鋼尺寸確定：
由于要保持角鋼的穩(wěn)定性，預(yù)埋在地下的角鋼尺寸為100mm。則角鋼的高度可估算為：
式(3.10)
頂部圓周鋼材尺寸的確定：
頂部周鋼材的內(nèi)直徑為3200mm,分為兩半圓角鋼用螺栓固定在立柱角鋼上,則圓周角鋼內(nèi)圓弧長(zhǎng)為：
式(3.11)
式中：d為旋轉(zhuǎn)門(mén)的旋轉(zhuǎn)直徑。
則每段內(nèi)圓弧長(zhǎng)： 式(3.12)
3.5華蓋的設(shè)計(jì)
華蓋部分是用來(lái)安裝驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的部分，其主要由和型材框架和薄金屬版構(gòu)成一個(gè)圓柱形體。其主要安裝軸承，電機(jī)，控制裝置等。
由于華蓋要用來(lái)安裝電機(jī)，電機(jī)的有一定重量。為了保證電機(jī)在工作時(shí)不發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象，故選擇的鋼架結(jié)構(gòu)要求其剛度比較高。故選擇熱扎鋼板。其厚度為2毫米，直徑為3360mm的圓形，上下各一張。
①華蓋底部設(shè)計(jì)
旋轉(zhuǎn)門(mén)的外徑為3360mm，由于底部要安裝軸承，必須在鋼板中間打孔。與此同時(shí)角鋼也要穿過(guò)鋼板，也必須在鋼板上加工槽。
圖3.6下華蓋尺寸圖
②上華蓋的設(shè)計(jì)
旋轉(zhuǎn)門(mén)的外徑為3360mm，由于上面的鋼板要用來(lái)安裝電機(jī)，故必須在其上面打孔。同時(shí)為了保證鋼板用足夠的強(qiáng)度來(lái)支撐電機(jī)的重量，則必須在鋼板上打鋼架。鋼架與鋼板焊接在一起。由于電機(jī)的重量不大，故用一般方鋼。其具體尺寸如下圖所示：
圖3.7 上華蓋尺寸圖
攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1軸和軸承設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1.1軸的尺寸設(shè)計(jì)
由于軸承還沒(méi)有缺定出來(lái)，但是軸的直徑已知。并且旋轉(zhuǎn)軸在徑向受力不大主要受到徑向力的作用，故可以選擇圓錐滾子軸承。根據(jù)文獻(xiàn)[5]中預(yù)選雙列圓錐滾子軸承，型號(hào)為3519。其寬度為190 mm。又由于齒輪與軸承必須留出一定的距離，一般選擇為40mm。其具體尺寸如下圖所示：
圖4.1 軸的結(jié)構(gòu)圖
軸的質(zhì)量計(jì)算：由公式W=0.02491(D-S)S
其中W為鋼管的線(xiàn)密度（kg/m）,D為鋼管的外徑（mm），S為鋼管的壁厚（mm）。
M=WL (L為鋼管的長(zhǎng)度)
= 式(4.1)
=152.73kg
4.1.2軸承的選擇與驗(yàn)算
徑向力確定：軸承受到的徑向力為減速器輸出的轉(zhuǎn)矩除以大齒輪的分度圓半徑。其值為Fr= ==850.6N
軸向力的確定：Fa=Mg
=
=(152.73+449) 10 式(4.2)
=3487.3N
設(shè)定工作時(shí)間為87600小時(shí)(10年365天24小時(shí))
由中間軸兩端按軸承的地方車(chē)削后d=530mm，由文獻(xiàn)[5]中表6-2-80預(yù)選雙列圓錐滾子軸承，型號(hào)為3519。其中e=0.41，Y1=1.6，Y2=2.5，Y0=1.6，Cr =2390KN。
當(dāng)==4.1大于0.41時(shí)
當(dāng)量動(dòng)載荷 Pr =0.45Fr +YFa
=0.45×850.6+2.5×3487.3 式(4.3)
=9101.02N
查文獻(xiàn)[3]中表10-5得Y=Y2=2.5
查文獻(xiàn)[5]中表6-2-8﹀6-2-11得fh=2.0,fn=1.435,fd=1.1,fT=0.9,fm=1
根據(jù)式C= (fh ×fd× ×fT) ×Pe
=(2×1.1××0.9) ×9101.2 式(4.4)
=12557.8N
軸承Cr=2390000N>12557.8N，故合適。
4.2軸的校核
在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，由文獻(xiàn)[5]中查取值。對(duì)于雙列圓錐滾子軸承，由文獻(xiàn)[5]中查得。作簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。
圖4.2 中間軸受力圖
從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出軸的受力情況：
①水平面的受力分析
支反力 式(4.5)
②垂直面受力
支反力 式(4.6)
③彎矩的計(jì)算
式(4.7)
④扭矩的計(jì)算
T=225.4 式(4.8)
按彎扭合成應(yīng)力校核的軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，只需對(duì)軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)[3]中公式15—5及上表中的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力
= 式(4.9)
=4.68MPa
其中W為抗彎、抗扭截面系數(shù)，，d1為鋼管的內(nèi)徑，d為鋼管的外徑。
前面已選定軸的材料為0Cr18Ni9，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[3]中表15—1查得 。因此 ，故安全。
4.3電機(jī)的確定
4.3.1確定各扇門(mén)的質(zhì)量
由于轉(zhuǎn)軸中心兩端是對(duì)稱(chēng)的，以一邊門(mén)體計(jì)算即可。
鋁型材密度：
代號(hào)為L(zhǎng)090704的線(xiàn)密度為0.966
代號(hào)為L(zhǎng)090706的線(xiàn)密度為0.836
代號(hào)為L(zhǎng)090707的線(xiàn)密度為1.152
每扇門(mén)框的質(zhì)量：
=2.36020.966+1.1350.836+1.1351.152 式(4.10)
=8.053kg
式中：，，分別為各鋁型材的密度。
單扇門(mén)玻璃的質(zhì)量：
= 式(4.11)
式中：為玻璃的體積，為玻璃的密度。
單扇門(mén)的質(zhì)量： 式(4.12)
=40.82+8.053
=49kg
式中：為單扇玻璃的質(zhì)量，單扇門(mén)框的質(zhì)量。
4.3.2各部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算
假設(shè)門(mén)扇為均勻的質(zhì)量體,其在寬度方向的面密度可以用下式計(jì)算,其中R為門(mén)扇的寬度，L為門(mén)扇的長(zhǎng)度。
則門(mén)扇對(duì)中心慣量可用下式計(jì)算
式(4.13)
由平行軸定理知，門(mén)扇相對(duì)于軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：
式(4.14)
=56.6 （其中L1為軸的半徑）
4.3.3 慣性力矩的計(jì)算
假設(shè)門(mén)體1s內(nèi)加速到門(mén)體的快速轉(zhuǎn)速，由于旋轉(zhuǎn)門(mén)體的最大轉(zhuǎn)速為6r/min，即角速度，由于傳感器一般工作在2m范圍內(nèi)檢測(cè)人是否來(lái)臨，當(dāng)人邁進(jìn)門(mén)邊時(shí)，門(mén)體要以正常速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則在這時(shí)門(mén)體要加速到正常速度。在0.5s內(nèi)加速到此速度,則角速度，由于電機(jī)要帶動(dòng)門(mén)體轉(zhuǎn)動(dòng)，有一個(gè)加速過(guò)程，有一個(gè)加速過(guò)程此過(guò)程需要克服旋轉(zhuǎn)門(mén)體的慣性力矩才能使其轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)力矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度的關(guān)系。則可能算出旋轉(zhuǎn)門(mén)體的慣性力矩為：
式(4.15)
4.3.4電機(jī)的確定
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中電機(jī)所需功率按下式計(jì)算：
式(4.16)
由電動(dòng)機(jī)至轉(zhuǎn)動(dòng)軸的傳動(dòng)總效率為：
式(4.17)
式中,,分別為滾子軸承，齒輪，聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率。
取，，，則總的傳動(dòng)效率為：
式(4.18)
=0.83
則可以計(jì)算出電機(jī)的功率
式(4.19)
由于門(mén)體還應(yīng)能承受一定的風(fēng)阻，以及旋轉(zhuǎn)門(mén)體周?chē)鸁o(wú)條件與曲壁門(mén)體間的摩擦阻力，盡管其產(chǎn)生的力較小，但由于門(mén)體直徑過(guò)大，則會(huì)產(chǎn)生較大的阻力矩。同時(shí)還有一些其他沒(méi)有考慮的因素，如齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，因此特將計(jì)算出的功率放大一些同時(shí)門(mén)體的轉(zhuǎn)動(dòng)較底，則電機(jī)應(yīng)適應(yīng)轉(zhuǎn)速較底的，根據(jù)相關(guān)的計(jì)算結(jié)果 可以選以下兩種電機(jī)。
表4.1 電機(jī)參數(shù)表
方案
型號(hào)
額定功率
(KW)
轉(zhuǎn)矩
(N.m)
同步 滿(mǎn)載
轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速
r/min)
總傳 齒輪傳 減速器 動(dòng)比
動(dòng)比
1
JCJ71-0.55
0.55
23.5
1500
1440
240
21.8
11
2
JXJ1-35-0.37
0.37
82.0
1500
1440
240
6.9
35
由于電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速較大，一般在1500r/min，通過(guò)減速器難以實(shí)現(xiàn)門(mén)體轉(zhuǎn)速6r/min，因此在選電機(jī)時(shí)可以選用帶減速器的電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)要求。根據(jù)相關(guān)要求，可以選用一個(gè)JXJ系列齒輪減速三相異步電機(jī)，JXJ系列異步電機(jī)按照TB1T6442-92標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造,廣泛用于輕工,紡織，建筑機(jī)械行業(yè)。JXJ系列異步電動(dòng)機(jī)是直接輸出低轉(zhuǎn)速，大轉(zhuǎn)距，且有轉(zhuǎn)速型譜寬，運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，噪聲低，高效節(jié)能，體積小，重量輕，規(guī)格多，選用方便等特點(diǎn)。
由于計(jì)算出所需電機(jī)功率為0.26KW,加上一些忽略因素，應(yīng)該選擇電機(jī)功率在0.26KW上的電動(dòng)機(jī)才行。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和齒輪傳動(dòng)，可見(jiàn)方案2比較合適。即選用JXJ1-35-0.75擺線(xiàn)針輪減速器三相異步電機(jī)。
表4.2 電機(jī)參數(shù)表
型號(hào)
額定功率
(KW)
轉(zhuǎn)矩
(N.m)
同步 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速
r/min)
總傳 齒輪傳 減速器 動(dòng)比
動(dòng)比
JXJ1-35-0.37
0.37
67.9
1500
1440
240
6.9
35
圖4.3 電機(jī)尺寸圖
表4.3 電機(jī)尺寸表
P
E
M
n-d
D2
D3
D4
D
b
h
B
4
9
129
4-12
290
260
230
45
8
31
576
4.4齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.4.1選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)
按傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。旋轉(zhuǎn)門(mén)為一般傳動(dòng)，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）。查文獻(xiàn)[3]中小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪的材料選用45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，其材料硬度相差40HBS。取小齒輪齒數(shù) =30，大齒輪齒數(shù) ，取=206。
4.4.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即
式(4.20)
①確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)
試選用載荷系數(shù)=1.25。
計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
式(4.21)
由文獻(xiàn)[3]中表10-7選取齒寬系數(shù)=1。
由文獻(xiàn)[3]中表10-6查得材料的彈性系數(shù)。
由文獻(xiàn)[3]中圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。
由根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
式(4.22)
式(4.23)
由文獻(xiàn)[3]中圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)：，。
計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，得
式(4.24)
式(4.25)
②計(jì)算
試計(jì)算小齒輪的分度圓，代入[]中較小的值
式(4.26)
計(jì)算圓周速度v
式(4.27)
計(jì)算齒寬
由文獻(xiàn)[3]中表10—7取=0.6
式(4.28)
計(jì)算齒寬和齒高之比b/h
模數(shù)： 式(4.29)
齒高： 式(4.30)
式(4.31)
計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù)v=0.125m/s，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)[3]中圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.4；
直齒輪，假設(shè)。由文獻(xiàn)[3]中圖10—3查得
由文獻(xiàn)[3]中表10-2查得兩段的齒輪的使用系數(shù)，
由文獻(xiàn)[3]中表10-47級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承懸臂布置時(shí)，
式(4.32)
將數(shù)據(jù)代入后得
式(4.33)
由b/h=13.322,=2.79，查文獻(xiàn)[3]中圖10-13得=2.65
故載荷系數(shù)
式(4.34)
按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得
式(4.35)
計(jì)算模數(shù)
式(4.36)
4.4.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)計(jì)算公式
式(4.37）
①確定計(jì)算公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)
由文獻(xiàn)[3]中圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；
由文獻(xiàn)[3]中圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由下式得
式(4.38)
式(4.39)
計(jì)算載荷系數(shù)K
式(4.40)
查取齒形系數(shù)
由文獻(xiàn)[3]中表10-5查得，；
查取應(yīng)力校正系數(shù)
由文獻(xiàn)[3]中表10-5可查得，；
計(jì)算大、小齒輪的并加以比較
式(4.41)
式(4.42)
由上式可得大齒輪的數(shù)值較大。
②設(shè)計(jì)計(jì)算
式(4.43)
此計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.62并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3；按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)：，取=33。大齒輪齒數(shù)：取
這樣的齒輪傳動(dòng)，既滿(mǎn)足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿(mǎn)足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，而且做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。
4.4.4幾何尺寸計(jì)算
①計(jì)算分度圓直徑
式(4.44)
式(4.45)
②計(jì)算中心距
式(4.46)
③計(jì)算齒輪寬度
式(4.47)
取。
④驗(yàn)算
式(4.48)
，合適。 式(4.49)
由于軸的尺寸非常大，故將齒輪改為齒圈其設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)與一般齒輪設(shè)計(jì)時(shí)完全一樣的。
攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)
5 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1硬件設(shè)計(jì)
5.1.1變頻器容量選擇計(jì)算
變頻器容量的選用有很多因數(shù)決定，列如電動(dòng)機(jī)的容量，電動(dòng)機(jī)的額定電流，電動(dòng)機(jī)加速時(shí)間等，其中最主要的電動(dòng)機(jī)的額定電流。
表5.1 電機(jī)參數(shù)表
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率（W）
額定電流（A）
額定電壓（V）
效率（%）
功率因素
電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
Y881-4
550
1.51
380
73
0.76
2.2
0.0018
0.6
①驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)
對(duì)于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻器必須同時(shí)滿(mǎn)足下列3項(xiàng)計(jì)算公式：
滿(mǎn)足負(fù)載輸出/kVA： 式(5.1)
滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)容量/kVA： 式(5.2)
滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)電流/A： 式（5.3)
式中： 為變頻器的容量/kVA
負(fù)載要求的電動(dòng)機(jī)軸輸出功率/kw
電動(dòng)機(jī)額定電壓/v
電動(dòng)機(jī)額定電流/A
電動(dòng)機(jī)效率
電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)
電流波形補(bǔ)償系數(shù)
k是電流波形補(bǔ)償系數(shù)，由于變頻器的輸出波形并不是完全的正弦波，而含有高次諧波的成分，其電流應(yīng)有所增加。對(duì)PWM控制方式的變頻器，k約為1.05~1.1。
②指定變頻器的啟動(dòng)加速時(shí)間
變頻器產(chǎn)品型號(hào)所列的變頻容量，一般以標(biāo)準(zhǔn)條件為準(zhǔn)，在變頻器過(guò)載能力以?xún)?nèi)進(jìn)行加減速，在進(jìn)行急劇加速和減速時(shí)，一般利用失速防止功能，以避免變頻器跳閘，但同時(shí)也加長(zhǎng)了加減速時(shí)間。
如果生產(chǎn)設(shè)備對(duì)加速時(shí)間有特殊要求時(shí)，必須事先核實(shí)編破器的容量是否能夠滿(mǎn)足所要求的加速時(shí)間，如不能滿(mǎn)足,則要選用加大一檔的變頻器容量。
在指定加速時(shí)間的情況下，變頻器所必需的容量計(jì)算如下：
式(5.4)
式中： 為變頻器的容量/kVA
電流補(bǔ)償系數(shù),對(duì)PWM控制方式的變頻器,k約為1.05~1.1
電動(dòng)機(jī)效率
電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)
電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速/(r/min)
電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪力矩/()
電動(dòng)機(jī)加速時(shí)間/s
負(fù)載轉(zhuǎn)矩/()
③指定變頻器的減速時(shí)間
降低變頻器的輸出頻率，就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)減速。加快變頻器輸出頻率的降低速率，可使電動(dòng)機(jī)更快的減速。當(dāng)變頻器輸出頻率對(duì)應(yīng)的速度低于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)就進(jìn)行再生制動(dòng)。在這種運(yùn)行狀況下，異步電動(dòng)機(jī)將變成異步發(fā)電機(jī)，而負(fù)載的機(jī)械能將被轉(zhuǎn)換為電能并反饋給變頻器。當(dāng)反饋能量過(guò)大時(shí)，變頻器本身的過(guò)電壓保護(hù)電路將會(huì)動(dòng)作并切斷變頻器的輸出，使電動(dòng)機(jī)處于自由減速狀態(tài)，反而無(wú)法達(dá)到快速減速的目的。
為了避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象，使上述能量能在直流中間回路的其他部分消耗，而不造成電壓升高。在電壓星變頻器中，一般都在直流中間回路的電容器兩端并聯(lián)上制動(dòng)三極管和制動(dòng)電阻。當(dāng)直流中間回路的電壓升高到一定的電壓值，制動(dòng)三極管就回導(dǎo)通，使直流電壓通過(guò)制動(dòng)電阻放電，既電動(dòng)機(jī)回饋給變頻器的直流中間回路的能量，以熱能的形式在制動(dòng)電阻上消耗掉。
制動(dòng)電阻的選擇方法：
1)計(jì)算制動(dòng)力矩
式(5.5)
式中： 動(dòng)力矩/
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/
折算至電動(dòng)機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/
減速開(kāi)始速度/()
減速完了速度/()
減速時(shí)間/s
負(fù)載轉(zhuǎn)矩/
2)計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值
在進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，即使不加放電的制動(dòng)電阻，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部也將有20%的銅損被轉(zhuǎn)換為制動(dòng)力矩。考慮這個(gè)因數(shù)，可以按下式初步計(jì)算制動(dòng)電阻的預(yù)選值。
式(5.6)
式中： 制動(dòng)電阻
直流電路電壓/V
對(duì)200V級(jí)變頻器, =380V
對(duì)400V級(jí)變頻器, =760V
制動(dòng)轉(zhuǎn)矩/()
電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩/()
減速開(kāi)始速度/()
上式中，如果，則沒(méi)必要加制動(dòng)電阻。
放電電路由制動(dòng)三極管和制動(dòng)電阻串聯(lián)而成，因此，制動(dòng)三極管本身允許通過(guò)電流就是放電電路的最大允許值。所以制動(dòng)電阻的最小值。
由上可見(jiàn)，制動(dòng)電阻的阻值應(yīng)由來(lái)決定。有的變頻器生產(chǎn)廠(chǎng)家在產(chǎn)品目錄中。給出制動(dòng)電阻最小值的參考值，可供用戶(hù)在選擇制動(dòng)電阻時(shí)參考。
3)計(jì)算制動(dòng)電阻平均消耗的功率/kW
如前所述，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)距的20%制動(dòng)轉(zhuǎn)距由電動(dòng)機(jī)內(nèi)部損失產(chǎn)生，所以可以按下式求得電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電阻上消耗的平均功率：
式(5.7)
=(5.76-0.22.2)1440
=0.802
由于三翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，故變頻器選用通用型的。又因?yàn)槿硇D(zhuǎn)門(mén)的轉(zhuǎn)速不允許超過(guò)額定值，電機(jī)不會(huì)過(guò)載。因而可以選用通用的變頻器，只要所選用的變頻器滿(mǎn)足一般環(huán)境下使用即可。根據(jù)以上的計(jì)算的數(shù)據(jù)，選用佳靈JP6C-T9-0.75。該變頻器的參數(shù)如下；
表5.2 變頻器參數(shù)表
變頻器型號(hào)JP6C-T79
-0.75
適配電動(dòng)機(jī)功率/kW
0.75
額
定
電
流
額定容量/kVA
2.0
電壓/V
3相,380~440
額定頻率/Hz
50/60
額定電流/A
2.5
額定過(guò)載
短時(shí)間
額定電流的150%1min
電
源
相數(shù),電壓,頻率
3相,380~440,50Hz/60Hz
允許波動(dòng)
電壓10%~-15%,頻率5%~-5%
瞬間電壓降低范圍
310V以上,繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)
所需電源容量/kVA
1.2
輸
出
功
率
調(diào)整
最高頻率/Hz
50~400可變?cè)O(shè)定
基本頻率/Hz
50~400可變?cè)O(shè)定
啟動(dòng)頻率/Hz
0.5~60可變?cè)O(shè)定
載波頻率/Hz
2~6可變?cè)O(shè)定
精度
模擬設(shè)定
設(shè)定分辨率
模擬設(shè)定
控
制
電壓/頻率特性
用基本頻率可變?cè)O(shè)定320~440V
電矩提升
自動(dòng):按照負(fù)載轉(zhuǎn)矩,調(diào)整至最佳
手動(dòng)設(shè)定:0.1~20.0編碼設(shè)定
啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩
150%以上(轉(zhuǎn)矩矢量控制)
制
動(dòng)
制動(dòng)轉(zhuǎn)矩
100%以上
可選使用時(shí)
150%以上(用DBR時(shí))
直流制動(dòng)
可設(shè)定制動(dòng)開(kāi)關(guān)開(kāi)始頻率,時(shí)間等
外殼防護(hù)等級(jí)
IP40
冷卻方式
自冷
質(zhì)量/kg
2.4
5.1.2傳感器與安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
①檢測(cè)傳感器的選用
檢測(cè)系統(tǒng)是由安裝于門(mén)口上面的四個(gè)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其主要功能是感知人的進(jìn)出從而發(fā)出開(kāi)門(mén)信號(hào)。紅外傳感器的選擇主要考慮檢測(cè)范圍和輸出形式及其特點(diǎn)。ADS-A型門(mén)傳感器是較好的選擇。它的檢測(cè)范圍可調(diào)，安裝高度在門(mén)的設(shè)計(jì)高度范圍內(nèi)，其輸出形式為繼電器接點(diǎn)，可以直接和控制器相連。那么此檢測(cè)傳感器就可以選擇這個(gè)。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。
②安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)
為防止三翼旋轉(zhuǎn)門(mén)在工作過(guò)程中因某些原因而發(fā)生傷人的事故出現(xiàn)，那么就需要配置一定的安全系統(tǒng)。主要采用以下方式。紅外線(xiàn)防夾安全感應(yīng)器防止門(mén)扇與曲壁柱之間夾傷行人，當(dāng)人在門(mén)扇與曲壁立柱安全距離內(nèi)時(shí)，感應(yīng)器與接近開(kāi)關(guān)信號(hào)同時(shí)生效,門(mén)扇應(yīng)馬上停止。防撞膠條安裝于入口右側(cè)門(mén)立柱上，膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式感應(yīng)器，如遇物體碰撞或受壓，門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止夾傷行人，膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常后，轉(zhuǎn)門(mén)也隨之恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。每扇門(mén)扉底邊裝有全開(kāi)寬內(nèi)藏式感應(yīng)器，如碰到物體或受壓，門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止門(mén)扇打倒行人，膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常后，轉(zhuǎn)門(mén)也隨之恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，還采用了4只測(cè)量范圍為5mm 的電感式接近開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)用于防夾位置區(qū)域設(shè)定、直流制動(dòng)封門(mén)及鎖門(mén)定位。
1)防夾接近開(kāi)關(guān)的選用 由于在出入口兩個(gè)防夾區(qū)域內(nèi)要安裝了防夾傳感器。而防夾感應(yīng)器是用來(lái)感應(yīng)人是否處于防夾區(qū)域內(nèi)，而不知道是否門(mén)扇已經(jīng)靠近防夾區(qū)域內(nèi)，所以?xún)H靠防夾傳感器是無(wú)法鑒別人是否即將受夾或正在受夾。則需要一個(gè)接近開(kāi)關(guān)來(lái)判斷門(mén)翼也走到了防夾區(qū)域內(nèi)。如果在防夾區(qū)域內(nèi)，則接近感應(yīng)器發(fā)出信號(hào)表示，如果此時(shí)有人進(jìn)入防夾區(qū)則有可能被夾。兩信號(hào)同時(shí)有效時(shí)，則使門(mén)停轉(zhuǎn)制動(dòng)。由于人的寬度一般在0.5m以下，可設(shè)此距離為接近感應(yīng)器感應(yīng)距離。當(dāng)門(mén)翼靠近曲壁門(mén)柱0.5m時(shí)，接近開(kāi)關(guān)傳感器就可以發(fā)出信號(hào)。因此選擇光電式 BR系列接近傳感器,其型號(hào)為BPR100-DDT傳感器。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。
2)防夾傳感器的選用 防夾傳感器是用來(lái)檢測(cè)人是否在防夾區(qū)域內(nèi)用的。應(yīng)采用紅外線(xiàn)傳感器檢測(cè)，其檢測(cè)方式是豎直的。因此當(dāng)人在防夾區(qū)域時(shí)，傳感器只有通過(guò)豎直檢測(cè)才不會(huì)誤判。假如傳感器不是豎直的，而是發(fā)散的，如人正常經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)門(mén)區(qū)時(shí)，防夾傳感器就有可能檢測(cè)到人的存在，而此時(shí)門(mén)翼又有可能正好在防夾接近傳感器范圍內(nèi)。兩者信號(hào)同時(shí)有效，使門(mén)體無(wú)故停轉(zhuǎn)，而造成不必要的麻煩。因此可以選擇紅外垂直防夾傳感器。紅外線(xiàn)防夾傳感器安裝在門(mén)的進(jìn)出口的兩個(gè)防夾區(qū)域內(nèi)，即進(jìn)出口的右邊立柱旁的華蓋上，其具體位置根據(jù)調(diào)節(jié)而定?；谝陨蠗l件,可以選用型號(hào)為BX15M-TFR。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。
3)直流制動(dòng)接近開(kāi)關(guān)選用 由于當(dāng)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，門(mén)要停在指定的位置，而門(mén)停轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)要先停轉(zhuǎn)而門(mén)體有一定慣性而使得門(mén)無(wú)法停在指定的位置上。這時(shí)我們就需要接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)門(mén)靠近門(mén)停位置時(shí)，就產(chǎn)生信號(hào)發(fā)出制動(dòng)信息，使門(mén)體在這個(gè)位置。接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)距離過(guò)大，會(huì)使門(mén)制動(dòng)后停在指定位置的前邊。感應(yīng)位置過(guò)小，由于接近開(kāi)關(guān)也有一個(gè)響應(yīng)時(shí)間，則使門(mén)停超過(guò)門(mén)應(yīng)停的位置。根據(jù)相關(guān)自動(dòng)門(mén)產(chǎn)品類(lèi)型，可選用CR系列電容圓柱型接近開(kāi)關(guān)為8mm的型號(hào),PNP輸出。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。
4)鎖門(mén)接近開(kāi)關(guān)的選用 當(dāng)鎖門(mén)時(shí)，為了讓門(mén)精確的停位在上鎖的位置，同樣需要一接近開(kāi)關(guān)提前感應(yīng)鎖門(mén)位置的臨近，發(fā)出鎖門(mén)信號(hào)使門(mén)體精確停在這個(gè)位置便于我們上電磁鎖和機(jī)械鎖，而無(wú)需人再來(lái)推門(mén)體使其準(zhǔn)確停位。接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)距離過(guò)小都到不了門(mén)體的精確停位，而使得無(wú)法上鎖。所以感應(yīng)距離為適當(dāng)才可。根據(jù)相關(guān)自動(dòng)門(mén)產(chǎn)品類(lèi)推，可選用5mm感應(yīng)距離高周波振動(dòng)角柱型接近開(kāi)關(guān)?？蛇x擇型號(hào)為PS12-4DN，常開(kāi)觸點(diǎn)，PNP輸出，三線(xiàn)連接。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。
5)防碰撞傳感器的選用 防碰傳感器主要時(shí)為了防止人和門(mén)的速度不一致時(shí)，旋轉(zhuǎn)門(mén)翼打到行人；而防撞傳感器則是為了防止人因不小心撞在門(mén)體的立柱上，而引起旋轉(zhuǎn)門(mén)體旋轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)撞傷行人。其采用接觸式傳感器防夾安全帶來(lái)實(shí)現(xiàn)，它是以向其施加垂直壓力致使觸帶內(nèi)的導(dǎo)電體互相接觸，這導(dǎo)致電阻和電流改變而產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)的。防碰傳感器安裝在兩扇旋轉(zhuǎn)門(mén)翼的底部，而防撞傳感器安裝在門(mén)體的立柱上。選用型號(hào)ASR-001。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。
6)接近開(kāi)關(guān)的選用 而鎖門(mén)接近開(kāi)關(guān)則時(shí)為了看門(mén)翼是否靠近門(mén)的鎖門(mén)位置，因此應(yīng)該安裝在門(mén)安裝電子鎖的位置附近。選用型號(hào)ASR-002。其性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。
5.1.3控制系統(tǒng)功能特點(diǎn)
①變速功能 旋轉(zhuǎn)門(mén)設(shè)有低速，中速，高速三種旋轉(zhuǎn)速度，分別對(duì)應(yīng)殘疾，middle和high三個(gè)按鈕進(jìn)行切換，以適應(yīng)殘疾人通過(guò),正常運(yùn)轉(zhuǎn)和緊急疏散對(duì)轉(zhuǎn)速的不同要求。
②自動(dòng)轉(zhuǎn)停功能 來(lái)人時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，并以正常轉(zhuǎn)速動(dòng)轉(zhuǎn)，15s時(shí)無(wú)人進(jìn)出，則自動(dòng)停轉(zhuǎn)并封門(mén)。
③防夾功能 當(dāng)門(mén)扇運(yùn)轉(zhuǎn)靠近曲壁立柱時(shí)，如果行人試圖從兩者之間(防夾區(qū))進(jìn)入旋轉(zhuǎn)門(mén)，則門(mén)立即自動(dòng)停轉(zhuǎn)以防夾傷行人。行人離開(kāi)防夾區(qū)，門(mén)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
④防撞功能 行人緊靠右側(cè)立柱或遇到物體碰撞右側(cè)立柱,則旋轉(zhuǎn)門(mén)馬上停轉(zhuǎn)，以防止撞傷行人或撞壞物體，行人或物體離開(kāi)右側(cè)立柱,自動(dòng)門(mén)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑤防碰功能 行人在旋轉(zhuǎn)門(mén)內(nèi)通行過(guò)程中，如遇到門(mén)扇碰到行人腳后跟，則門(mén)立即停轉(zhuǎn)，以防止碰傷行人。行人離開(kāi)門(mén)扇，門(mén)自動(dòng)恢復(fù)旋轉(zhuǎn)。
⑥鎖門(mén)功能 采用電磁鎖方式鎖門(mén)，只要轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙既可完成自動(dòng)鎖門(mén)工作，快捷方便。
⑦急停功能 當(dāng)出現(xiàn)緊急意外事故十，按下急停按鈕，門(mén)立即停轉(zhuǎn)，解除急停信號(hào)，門(mén)又自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑧暫停功能(STOP鈕) 與急停功能相當(dāng)，不同的是按STOP鈕后，必須用殘疾，middle和high三個(gè)按鈕中的一個(gè)進(jìn)行恢復(fù)。
⑨殘疾優(yōu)先功能 當(dāng)按下殘疾按鈕后，30s內(nèi)門(mén)始終以2r/min的速度低速運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)按middle和high鈕無(wú)效，以確保殘疾人安全通過(guò)。30s后來(lái)人，門(mén)自動(dòng)以正常速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑩電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)功能 當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，門(mén)停轉(zhuǎn)并且指示燈閃爍報(bào)警。過(guò)載消除后門(mén)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
變頻器報(bào)警輸出和延時(shí)自動(dòng)復(fù)位功能 當(dāng)變頻器過(guò)壓或過(guò)流時(shí)，關(guān)閉輸出，門(mén)停轉(zhuǎn)并報(bào)警( 指示燈閃爍)，延時(shí)3s自動(dòng)復(fù)位。
漏電保護(hù)。
5.1.4 控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制原理
①電氣控制系統(tǒng)接線(xiàn)方案
圖5.1 控制系統(tǒng)接線(xiàn)圖
②傳感器設(shè)置方案 紅外線(xiàn)被動(dòng)式感應(yīng)器安裝于旋轉(zhuǎn)門(mén)的進(jìn)口和出口華蓋上，每處各安裝兩個(gè)紅外傳感器，感應(yīng)行人進(jìn)入門(mén)體，門(mén)扇馬上以正常的速度旋轉(zhuǎn)。紅外線(xiàn)防夾安全感應(yīng)器防止門(mén)扇與曲壁柱之間夾傷行人。當(dāng)門(mén)扇接近曲壁立柱時(shí)，感應(yīng)器與接近開(kāi)關(guān)信號(hào)同時(shí)生效，門(mén)扇馬上停止。防撞膠條安裝于入口右側(cè)門(mén)立柱上，膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式感應(yīng)器，如遇物體碰撞或受壓，門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止夾傷行人。膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常以后，轉(zhuǎn)門(mén)也隨之恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。沒(méi)扇門(mén)扉底邊裝有全開(kāi)內(nèi)藏式感應(yīng)器，如碰到物體或受壓，門(mén)扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止門(mén)扇打倒行人。膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常后，轉(zhuǎn)門(mén)也隨之運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，還采用了四只測(cè)量范圍為5mm的電感式接近開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)用于防夾位置區(qū)域設(shè)定，直流制動(dòng)封門(mén)及鎖門(mén)定位。
5.1.5 PLC系統(tǒng)控制分析及地址分配設(shè)計(jì)
①節(jié)點(diǎn)分析及機(jī)型的選擇 通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)門(mén)控制要求的分析，PLC控制輸入信號(hào)有22個(gè)，輸出接點(diǎn)共8個(gè)。按照預(yù)留15%-20%的接點(diǎn)數(shù)來(lái)計(jì)算，輸入接點(diǎn)至少要30個(gè)，輸出接點(diǎn)至少要10個(gè)。
本系統(tǒng)為個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，按一般經(jīng)驗(yàn)來(lái)估算，同時(shí)由上段對(duì)I/O接點(diǎn)的分析主要有：開(kāi)關(guān)量輸入字節(jié)數(shù)：30×15=450
開(kāi)關(guān)量輸出字節(jié)數(shù)：10×8=80
系統(tǒng)推斷定時(shí)器/計(jì)數(shù)器字節(jié)數(shù)：8×1=8
總計(jì)大約需要538個(gè)字節(jié)數(shù)容量。加上預(yù)留30%，有1K的程序容量足夠了。
由以上可得，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性原則。 PLC產(chǎn)品中OMRON系列可編程控制器是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外最新，最具特色、最具代表性的微型PLC。在此系列PLC中設(shè)置了高數(shù)計(jì)數(shù)器，對(duì)來(lái)自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進(jìn)行中斷處理，擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。本系統(tǒng)選擇了COM1-CPU11-E型PLC。由PLC型號(hào)主回路電壓AC（100～240）V；輸入端參數(shù)為電壓DC24V，電流5/7mA；繼電器輸出端電壓AC150V，DC30V以?xún)?nèi)。故本系統(tǒng)選用直流輸出方式。
表5.3 PLC性能參數(shù)表
性能指標(biāo)
COM1-CPU11-E
程序存儲(chǔ)容量
3.2KB
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量
1KB
I/O電數(shù)
128位
指令類(lèi)型
117種指令
基本指令執(zhí)行時(shí)間
0.5us~1.5us
擴(kuò)展I/O模塊數(shù)量
7塊
記時(shí)/記數(shù)區(qū)
512記時(shí)器/記數(shù)器
②開(kāi)關(guān)的選擇 本控制系統(tǒng)為PLC控制，各種開(kāi)關(guān)的容量要求不高，普通的開(kāi)關(guān)足已，主要考慮輸入?yún)?shù)要求。對(duì)急停、STOP、middle、high、殘疾開(kāi)關(guān)，選擇普通按鈕開(kāi)關(guān)LA系。Middl、high、殘疾、開(kāi)關(guān)為L(zhǎng)A2，急停開(kāi)關(guān)為L(zhǎng)A2（紅色），STOP關(guān)為L(zhǎng)A2-A紅色（十字型）。
③電源的選擇 PLC自帶的輸入口電源一般為直流24V。輸入口每一點(diǎn)的電流定額一般為7mA,這個(gè)電流是輸入口短接時(shí)產(chǎn)生的最大電流(端口本身純存在阻抗)。當(dāng)輸入口上接有一定阻抗的負(fù)載時(shí),其流過(guò)的電流就要減少,PLC輸入口信號(hào)傳遞所需的最小電流一般為2mA左右,這樣就規(guī)定了輸入口接人的最大阻抗。為了保障最小有效電流,輸入口所接器件的總阻抗要小于2000歐。從另一方面說(shuō),輸入口機(jī)內(nèi)電源功率一般只有幾瓦,當(dāng)輸入口所接的傳感器所需功耗較大時(shí),需另配專(zhuān)用電源供電。
④熔斷器的選擇 為了保護(hù)電路（短路保護(hù)）需要有熔斷器FU,選擇的依據(jù)是熔體的額定電流IR大于線(xiàn)路工作電流I（I=2A），所以選擇RL1-15，熔體額定電流等級(jí)為4。
⑤整流器的選擇 為降低電壓的波動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)的不良影響，選擇把交流變?yōu)榈蛪褐绷鞴╇姟Ｒ虼?，選擇型號(hào)為ZBA-10/24型整流器，它的輸入電壓為交流220V，輸出電壓為直流0～24V，額定電流10A。
⑥輸出模塊的確定 輸出模塊的任務(wù)是將PLC內(nèi)部低電平的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)換為外部所需電平的輸出信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、雙向晶閘管輸出、達(dá)林頓晶體管輸出。這幾種輸出形式均有各自的特點(diǎn)，用戶(hù)可根據(jù)系統(tǒng)的要求加以確定。繼電器輸出價(jià)格便宜，使用電壓范圍廣。通電壓降小，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，且有隔離作用。但繼電器有舢點(diǎn)；壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動(dòng)作不
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