四翼自動旋轉(zhuǎn)門機電系統(tǒng)設(shè)計【智能全自動門設(shè)計】
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四翼自動旋轉(zhuǎn)門機電系統(tǒng)設(shè)計
第1章 緒 論
1.1 引言
自動旋轉(zhuǎn)門是樓宇設(shè)備中的光機電一體化技術(shù)產(chǎn)品，它給人以親切大方的感覺，同時營造出奢華的氣氛，其全新的概念，寬敞的開放門面和高格調(diào)的設(shè)計，堪稱建筑物的點睛之筆，立足于建筑時代大潮的最前端。
1.2旋轉(zhuǎn)門的優(yōu)缺點
大廈在需要持續(xù)不斷的人流出入的同時，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)門為大廈提供了理想的解決方案，它可有效地防風、防塵和隔音，從而改善了大廈入口附近的環(huán)境。旋轉(zhuǎn)門的最大優(yōu)點在于它”永遠開門，又永遠關(guān)門”，即對于行人來說，門總可以打開，可對于建筑物來說門又總是關(guān)著。自動旋轉(zhuǎn)門由于其永遠開啟的同時又永遠關(guān)閉的特點，使其動態(tài)密封效果較好。在經(jīng)濟飛速發(fā)展的中國，在我們高樓聳立的大都市，在大廈、賓館、酒店、銀行、商場和寫字樓，自動旋轉(zhuǎn)門已經(jīng)是隨處可見。自動門不但能給我們帶來人員進出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風、防塵、降低噪音等好處，更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。同時，隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定地增長，2008年北京申奧成功和WTO的加入。旋轉(zhuǎn)門的市場前景將越來越大。
但是旋轉(zhuǎn)門也存在著缺點,第一它適用范圍有一定的局限性,它只能應(yīng)用在一些高檔場合.第二如果控制系統(tǒng)設(shè)計不完善,可能出現(xiàn)傷人事件.。
1.3自動旋轉(zhuǎn)門的發(fā)展
1.3.1國外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展的狀況
自1903年寶盾公司在荷蘭生產(chǎn)出第一座旋轉(zhuǎn)門，旋轉(zhuǎn)門至今已有一百年的歷史，發(fā)展到今天，旋轉(zhuǎn)門已具有可靠的安全系統(tǒng)和先進的驅(qū)動技術(shù)，其智能化高格調(diào)的設(shè)計為現(xiàn)代化樓宇建筑提供了完美的選擇。
國外自動旋轉(zhuǎn)門發(fā)展較早，其技術(shù)成熟。自動旋轉(zhuǎn)門的傳動系統(tǒng)技術(shù)具有節(jié)能、低噪聲、傳動平穩(wěn)、壽命長、性能可靠等優(yōu)點；控制系統(tǒng)采用數(shù)字化設(shè)計的系統(tǒng)作為控制中樞，有功能更強大，操作更簡便等優(yōu)點；檢測安全系統(tǒng)采用先進的紅外與微波感應(yīng)技術(shù)，用于感知物體的移動，操縱門體的動行，使用各種安全檢測傳感器，實現(xiàn)防擠、防夾和防撞功能。與此同時某些廠家生產(chǎn)的自動旋轉(zhuǎn)門還具有遠程控制和液晶顯示。利用當前先進的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，當出現(xiàn)異常時，可準確傳回故障信息。 1.3.2我國旋轉(zhuǎn)門技術(shù)的發(fā)展狀況
我國的全自動旋轉(zhuǎn)門技術(shù)來源于荷蘭、瑞典、日本等國。90年代后期旋轉(zhuǎn)門開始在我國建筑領(lǐng)域中得到迅速推廣和廣泛的使用。國內(nèi)旋轉(zhuǎn)門生產(chǎn)專業(yè)廠家主要有：北京有凱必盛、寶盾、青木寶盾、信步、歐立寶盾、京躍等。上?？涤V州盛維、青島福田等。
以京躍公司的產(chǎn)品為例，國內(nèi)自動旋轉(zhuǎn)門在控制系統(tǒng)方面已有較大的發(fā)展，技術(shù)也趨于成熟主控部分基本可實現(xiàn)自主生產(chǎn)設(shè)計。但就節(jié)能方面的設(shè)計仍存在較多問題，如旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)和溫控系統(tǒng)設(shè)計等。
現(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中，將高科技應(yīng)用到建筑物的外觀形象上，使城市建筑的入口體現(xiàn)出智能化。對門的選擇由單一的功用型向個性化、品位化發(fā)展，旋轉(zhuǎn)門以其全新的概念，寬敞開放的門面和高格調(diào)的設(shè)計，自然成為當代的建筑裝飾的主流，無可質(zhì)疑的必選設(shè)施，堪稱建筑物的點睛之筆。因此，目前國內(nèi)四翼自動旋轉(zhuǎn)門的發(fā)展趨勢主要有：新穎獨特的總體設(shè)計，高度的安全可靠性設(shè)計，多種運轉(zhuǎn)使用方式設(shè)計，故障即時顯示功能設(shè)計，樓宇消防智能化控制設(shè)計，停電使用功能設(shè)計，大通行能力設(shè)計，精巧靈敏的遙控控制系統(tǒng)設(shè)計，先進的驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計。
1.4旋轉(zhuǎn)門的分類
1.4.1 旋轉(zhuǎn)門的基本類型
(1) 自穩(wěn)定性自動旋轉(zhuǎn)門 三翼和四翼旋轉(zhuǎn)門軸通過軸承機構(gòu)垂直安裝于地面，三個或四個門翼呈發(fā)散式固定在中心門軸上，各門扇之間的角度相等，人在內(nèi)扇之間推動（按順時針）門扇，就成為一個手動旋轉(zhuǎn)門。中心門軸的上方安裝電動機及其他電氣控制部件，再配以感應(yīng)裝置和安全裝置，就成為自動旋轉(zhuǎn)門。
圖1.1自穩(wěn)定性自動旋轉(zhuǎn)門
(2) 懸掛式自動旋轉(zhuǎn)門 （兩翼旋轉(zhuǎn)門）為進一步擴大旋轉(zhuǎn)門人員流量，擴大旋轉(zhuǎn)門門扇之間的距離，可以考慮將旋轉(zhuǎn)門的門扇數(shù)量減為兩個。中心門軸結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)兩翼旋轉(zhuǎn)門的緊急打開功能。于是兩翼旋轉(zhuǎn)門采用了上部圓周導軌懸掛整個門體的設(shè)計，以一個或兩個電機驅(qū)動。
圖1.2懸掛式自動旋轉(zhuǎn)門
(3) 全玻璃自動旋轉(zhuǎn)門 從結(jié)構(gòu)上看，全玻璃自動旋轉(zhuǎn)門與自穩(wěn)定性自動旋轉(zhuǎn)門一樣。也分三翼和四翼兩種。也是地面支撐的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)。所不同的是，驅(qū)動裝置埋在地下。上部和下部各有一個連接門扇的金屬盤，金屬盤上有固定門扇的門夾，門扇玻璃在中間直接相結(jié)合，省略了中心門軸，極大地提高了門軸的通透性。
圖1.3全玻璃自動旋轉(zhuǎn)門
1.4.2旋轉(zhuǎn)門具體方案的確定
在選擇了旋轉(zhuǎn)門的類型后，本設(shè)計還必須確定其設(shè)計的具體方案。通過查閱大量的資料，本設(shè)計出以下幾種方案：
第一個方案：采用立柱式的旋轉(zhuǎn)門，控制系統(tǒng)采用單片機控制。
第二個方案：采用懸掛式的旋轉(zhuǎn)門，控制系統(tǒng)采用PLC控制。
第三個方案：采用中軸式的旋轉(zhuǎn)門，控制系統(tǒng)采用PLC控制。
對于第一個方案 由于采用立柱式的旋轉(zhuǎn)門，它在修建的時候必須把立柱修好。如果我們想改變一下旋轉(zhuǎn)門的位置必須另外修建一個立柱?？刂葡到y(tǒng)采用單片機控制，它在大規(guī)模生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)門的情況下是非常實用的。
對于第二個方案 由于使用了懸掛式的旋轉(zhuǎn)門，故其旋轉(zhuǎn)門的每個分隔可以容納更多的人?？刂葡到y(tǒng)采用PLC控制，它適合于旋轉(zhuǎn)門的小批量生產(chǎn)。
對于第三種方案 由于采用了中軸式旋轉(zhuǎn)門，故旋轉(zhuǎn)門的每個分隔將可以容納較少的人，控制系統(tǒng)采用PLC控制，它適合于旋轉(zhuǎn)門的小批量生產(chǎn)。
由于設(shè)計的是一般的高檔賓館，其出入的人數(shù)比較少，并且要進行小批量的生產(chǎn)，故選用第三種方案，利用PLC控制。
第2章 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計
本設(shè)計選擇自穩(wěn)定性自動旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計（四翼） 由于本設(shè)計設(shè)計的是一般高檔賓館大門，故必須滿足豪華、氣派的要求，而旋轉(zhuǎn)門剛好符合上述的條件。但是旋轉(zhuǎn)還分為幾大類，由于高檔賓館的出入人數(shù)不是很多，故選擇一般的自穩(wěn)定性旋轉(zhuǎn)門就滿足其要求了。并且它還具有穩(wěn)定性、可靠性很高，使用壽命長的特點。
四翼自動旋轉(zhuǎn)門的門體部分設(shè)計主要包括旋轉(zhuǎn)門體部分設(shè)計和固定部分曲壁設(shè)計，旋轉(zhuǎn)門體又包括中間旋轉(zhuǎn)門扇和中軸。其中旋轉(zhuǎn)門扇都由鋁型材框架和玻璃構(gòu)成。曲壁是構(gòu)成旋轉(zhuǎn)門體部分的旋轉(zhuǎn)空間，由進出門口和四塊弧形框玻璃構(gòu)成。
根據(jù)文獻可以確定四翼自動旋轉(zhuǎn)門的尺寸，其具體尺寸如表2.1所示：
表2.1 四翼旋轉(zhuǎn)門尺寸表
門旋轉(zhuǎn)直徑E
3600mm
門凈高 A
2163mm
門總高 B
2633mm
門出入口尺寸 C
2427mm
門外徑D
3760mm
單扇門半徑DW
1005mm
圖2.1 四翼旋轉(zhuǎn)門結(jié)構(gòu)尺寸圖
2.1確定門扇材料
門扇主要包括門扇骨架的材料和門扇玻璃.根據(jù)相關(guān)門體標準,可按90系列的推門進行設(shè)計。門扇骨架采用90系列推拉門專用鋁型材,根據(jù)文獻，確定門扇骨架鋁型材具體選擇如表2.2所示：
表2.2 90系列平開門鋁型材
類型
代號
光企
L090704
勾企
L090705
上橫
L090706
下橫
L090707
90系列鋁型材的截面如圖2.2所示：
（a） 光企截面圖 （b） 勾企截面圖
（c） 上橫截面圖 （d） 下橫截面圖
圖2.2 90系列鋁型材的截面
其它附加物體的，并且在上橫、下橫上安裝的毛條與一般的平開門的安裝方式是不由于90系列平開門與一般的旋轉(zhuǎn)門是有區(qū)別的，旋轉(zhuǎn)門是不用在勾企安裝一樣的，故我們旋轉(zhuǎn)門的截面圖都采用光企的截面圖。
2.1.1確定門扇玻璃
門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.由于門一般用于高級的賓館,寫字樓等高檔場所,一般無特殊要求.由于防彈玻璃價格較為昂貴,并且無多大實際用處,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。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.
2.1.2確定門扇的尺寸.
根據(jù)前面的總體設(shè)計可知，旋轉(zhuǎn)門尺寸可按90系列的平開門的尺寸進行計算。
光企和勾起的長度為： L=A-2L'-h (2.1)
=2200-2×25-20
=2130mm
其中：L為光企或勾企的長度，A門凈高的高度 ，L'為門體上下所留的間隙，h為安裝門扇扁鋼的厚度。
上橫和下橫的寬度為：
B=DW+L1 (2.2)
=1005+64
=1069 mm
其中：B為上橫或下橫的寬度，L1為門扇夾到金屬盤內(nèi)的距離。
而玻璃的長度為:
L1=L-2×b1+2×h1 (2.3)
=2130-2×64+2×12
=2026mm
其中：b1為鋁合金截面的長度，h1為鋁合金所夾玻璃的長度。
玻璃的寬度為:
B1=B-2×b1+2×h1 (2.4)
=1069-2×64+24
=965mm
2.2 曲壁部分設(shè)計
曲壁由8根角鋼做為支撐體，每4根構(gòu)成一邊曲壁體。角鋼豎在水泥板上,進出口各布置1根，曲壁圓弧中間布置兩根。其中安裝在圓弧中間的兩根角鋼是焊接在一起的。曲壁由四塊相同的圓弧玻璃組成。
2.2.1確定材料
由于曲壁上圓弧梁必須選用專用的鋁型材，根據(jù)中國建材網(wǎng)選用6063專用弧形材，其截面如圖2.4所示。由于支撐架必須承受電機和華蓋的重量，故支架的強度要求比較高。根據(jù)文獻選用的角鋼。其截面形式如圖2.3所示。
圖2.3 角鋼截面圖 圖2.4 6063鋁合金截面圖
由于曲壁玻璃必須做成圓弧形，必須選用專用玻璃。因此選用8mm弧形鋼化玻璃。
2.2.2確定材料尺寸
根據(jù)表2.1查得四翼旋轉(zhuǎn)門直徑=3600mm，門出入口尺寸C=2427mm,故對應(yīng)的圓心角為：=2arccos(C/2//2)=2arccos(2427/2/3600/2)=96度。
則兩邊曲壁各對應(yīng)的圓心角應(yīng)為：
(2.5)
所以兩邊曲壁對應(yīng)的弧長為：
(2.6)
則每扇曲壁的弧長為：
(2.7)
其中：為角鋼的厚度，為曲壁的弧長，r為四翼旋轉(zhuǎn)門的半徑。
確定玻璃尺寸：
每一扇玻璃的弧長 ：
(2.8）
玻璃的高度為：
h=A-2×h2-2×h3 (2.9)
=2200-2×75-2×12
=2026mm
其中：A為門凈高度，h2為6063鋁合金的截面長度，h3為鋁合金夾玻璃的長度。
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300mm.則角鋼的高度可估算為:
h 角 =A+300+l (2.10)
=2200+300+230
=2730mm
其中：A為門凈高度，l為上下華蓋的距離。
角鋼與6063專用鋁合金是靠螺釘連接的，同時它與上華蓋也是靠螺釘連接的。6063專用鋁合金與下華蓋也是通過螺釘連接的
2.3華蓋的總體設(shè)計
華蓋骨架是由上下兩塊鋼板和穿過華蓋的八根角鋼組成。它主要用來安裝軸承、電機、控制裝置等。
由于華蓋要用來安裝電機、軸承座等，重量比較大。故選擇的材料要求其強度比較高。根據(jù)文獻選擇一般結(jié)構(gòu)用熱扎鋼板。其厚度為5毫米，長度為4000毫米，寬度為4000毫米。上下各一張。
下華蓋的設(shè)計：
由表2.1查得旋轉(zhuǎn)門的外徑為3760mm,故下面的鋼板要做成一個直徑為3760mm的一個圓。中心軸要通過下華蓋，故需要在鋼板中心鉆一個直徑為170mm的孔。與此同時角鋼也要通過下華蓋，還需要在鋼板上加工八個槽。其具體尺寸如圖2.5所示。
上華蓋的設(shè)計：
由于旋轉(zhuǎn)門的外徑為3760mm，故上面的鋼板要做成一個直徑為3760mm的一個圓。上面的鋼板要用來安裝電機，故必須在其上面打孔。同時為了保證鋼板用足夠的強度
圖2.5 下華蓋圖
來支撐電機的重量，則必須在鋼板上打鋼架。鋼架與鋼板通過焊接連接。由于電機的重量不大，故根據(jù)文獻選擇型號為8的熱軋槽鋼。具體尺寸如圖2.6所示。
圖2.6 上華蓋圖
2.4金屬盤與軸承支座的設(shè)計
2.4.1 金屬盤的設(shè)計
由表2.1查得旋轉(zhuǎn)門直徑=3600mm，單扇門半徑DW=1005mm，故軸的直徑D=-2DW-h=3600-2×1005-60=1530mm(其中h為門扇與曲壁之間的間隙).但是實際上軸的尺寸不可能做得太大。因為軸太大不利于安裝和加工。為了解決上述矛盾，我們需要設(shè)計一個金屬盤，它一部分連接到軸上，一部分連接到門體上，這樣就很好的解決了因軸太小而不能滿足標準尺寸的要求。其具體尺寸如圖2.7所示。
圖2.7金屬盤尺寸圖
為了讓門體固定在金屬盤上，需要使用兩根扁鋼，上下各一根。扁鋼的一部分與門體連接，另一部分與金屬盤連接。根據(jù)文獻,選用寬為32，厚度為10的熱扎扁鋼。
2.4.2 軸承座及防塵蓋的設(shè)計
為了防止灰塵進入軸承，則必須在軸承座上面安裝防塵蓋，其具體尺寸如圖2.10、2.11所示。
圖2.8 下防塵蓋
圖2.9 上防塵蓋
旋轉(zhuǎn)門沒有固定軸承的地方，則需要設(shè)計軸承座來固定軸承。由于要使用兩個軸承，則軸承座也要使用兩個，上下各一個。對于軸承座，其內(nèi)徑為軸承的外徑，其厚度必須滿足強度要求。又由于軸承受到的軸向力比較大，故需要設(shè)計一個凸臺，防止軸承的向下滑動，其具體的尺寸與結(jié)構(gòu)如下圖2.8、2.9所示
圖2.10上軸承座圖 圖2.11下軸承座圖
13
黑龍江工程學院本科畢業(yè)設(shè)計
2.5 本章小結(jié)
本章內(nèi)容為門體設(shè)計，既對門的基本幾何形狀設(shè)計。從門款的選材到定型，再到門的相關(guān)零件的設(shè)計，使門的基本情況有了進一步的闡述。門體選材為常見材料，大大的節(jié)約成本。支撐部分結(jié)構(gòu)簡單，材料也選用熱軋鋼板，避免了加工精度的要求，是設(shè)計極可能的簡單化。
第3章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計
整個門體的傳動系統(tǒng)由減速電機提供動力,減速電機通過一次減速后，再通過一對齒輪把動力傳給軸,而金屬盤將門扇與軸相連接，這樣就實現(xiàn)了動力裝置到執(zhí)行裝置的動力的傳遞過程。
3.1各扇門的質(zhì)量計算
由于四翼旋轉(zhuǎn)門的四扇成對稱分布，其質(zhì)量完全一樣,所以計算一扇門的質(zhì)量，再乘以四就是整個門體的質(zhì)量。由文獻查得鋁合金的線密度為0.836kg/m。
則每扇門框的質(zhì)量為：
m1=σl (3.1)
=σ(2×L+2×B)
=0.836×(2×2.13+2×1.069)
=5.35kg
單扇門玻璃的質(zhì)量：
m2=V?！力? (3.2)
單扇門的質(zhì)量：
m=m1+m2
=29.33+5.35
=34.68kg
其中：σ為線密度，l為鋁合金邊框的總長度，B為鋁合金邊框的寬度,ρ為玻璃密度。
3.2 各部分轉(zhuǎn)動慣量的計算
假設(shè)門扇為均勻的質(zhì)量體,其在寬度方向的面密度可以用下式計算, 其中R為門扇的寬度，L為門扇的長度。
則門扇對中心慣量可用下式計算：
由平行軸定理知，門扇相對于軸的轉(zhuǎn)動慣量為：
（3.3）
其中：L1為旋轉(zhuǎn)門的中心到門扇的距離，R為門體總的長度。
旋轉(zhuǎn)門體的最大轉(zhuǎn)速為6r/min,則角速度。由于傳感器一般在2m范圍內(nèi)檢測人的來臨,當人邁進門邊時,門體要加速到正常速度轉(zhuǎn)動。按照一般情況下，人走過兩米需要的時間最小為2秒，但是此時間還要減去變頻器、PLC、傳感器等的滯后時間1.5秒。所以電機的加速時間設(shè)為0.5秒。在0.5s內(nèi)加速到6m/min速度,則角加速度,由于電機要帶動門體轉(zhuǎn)動,有一個加速過程,此過程需要克服旋轉(zhuǎn)門體的慣性力矩才能使其轉(zhuǎn)動。根據(jù)力矩轉(zhuǎn)動慣量和角速度的關(guān)系:.則可以算出旋轉(zhuǎn)門體的慣性力矩為:
(3.4)
3.3 選擇電機
根據(jù)機械設(shè)計中電機所需功率按下式計算:
(3.5)
由電動機至轉(zhuǎn)動軸的傳動總效率為：
(3.6)
式中，，分別為滾子軸承，齒輪，聯(lián)軸器的傳動效率。
取，，，則總的傳動效率為：
=0.83
則可以計算出電機的功率：
由于一般電機輸出的轉(zhuǎn)速較大,一般在1500r/min左右。門體的最大轉(zhuǎn)速為才6m/min，故需要減速器進行減速。減速電機既能提供動力，又能進行減速。故選用減速電機提供動力。根據(jù)相關(guān)要求,可以選用一個JXJ系列電機,JXJ系列異步電機按照TB1T6442-92標準設(shè)計制造,廣泛用于輕工,紡織,建筑機械行業(yè).JXJ系列電動機是直接輸出低轉(zhuǎn)速,大轉(zhuǎn)距,且有轉(zhuǎn)速型譜寬,運轉(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。
方案
型號
額定功率
(KW)
轉(zhuǎn)矩
(N.m)
同步轉(zhuǎn)速
（r/min)
滿載轉(zhuǎn)速
總傳動比
齒輪傳
動比
減速器 動比
1
JXJ0-11-0.55
0.55
48.3
1500
1440
240
21.8
11
2
JXJ1-43-0.55
0.55
1007
1500
1440
240
5.6
43
3
JXJ1-59-0.55
0.55
207.2
1500
1440
240
4.07
59
由上面計算出所需電機功率為0.36kw。但是門體還應(yīng)能承受一定的風阻,以及旋轉(zhuǎn)門體周圍無條件與曲壁門體間的摩擦阻力。盡管其產(chǎn)生的力較小,但由于門體直徑過大,則會產(chǎn)生較大的阻力矩.同時還有一些其他沒有考慮的因素.因此特將計算出的功率放大一些.,應(yīng)該選擇電機功率在0.36kw以上的電動機才行。
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和齒輪傳動，可見方案2比較合適。即選用JXJ1-43-0.55擺線針輪減速器三相異步電機。其具體參數(shù)如
表3.1 電動機傳動方案
圖3.2所示。
表3.2 電動機的參數(shù)
方案
型號
額定功率
(KW)
轉(zhuǎn)矩
(N.m)
同步轉(zhuǎn)速
（r/min)
滿載轉(zhuǎn)速
總傳動比
齒輪傳
動比
減速器 動比
2
JXJ1-43-0.55
0.55
1007
1500
1440
240
5.6
43
電動機主要外形見圖3.1和安裝尺寸見表3.3：
圖3.1 電動機外形圖
表3.3電動安裝尺寸（單位為毫米）
P
E
M
n-d
D2
D3
D4
D
b
h
B
4
9
82
6-10
160
134
110
25
8
31
220
3.4齒輪的設(shè)計
3.4.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)
按傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。四翼旋轉(zhuǎn)門是一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。查文獻,選擇小齒輪材料為45Cr（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) =17，大齒輪齒數(shù)Z2=17×5.6=95.2，取=96。
3.4.2按齒面接觸強度設(shè)計
①確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)
由設(shè)計公式進行計算，即
(3.7)
試選用載荷系數(shù)=1.3。
計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
根據(jù)表3.3查得轉(zhuǎn)矩
由文獻選取齒寬系數(shù)=1。
由文獻查得材料的彈性系數(shù)。
由文獻按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限。
由根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
(3.8)
(3.9)
由文獻查得接觸疲勞壽命系數(shù)：
，。
計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，得
(3.10)
(3.11)
②計算
試計算小齒輪的分度圓，代入[]中較小的值
(3.12)
=58.6 mm
計算圓周速度v
(3.13)
計算齒寬
由文獻取=1
=1 mm (3.14)
計算齒寬和齒高之比b/h
模數(shù)： (3.15)
齒高： (3.16)
(3.17)
計算載荷系數(shù)
根據(jù)v=0.1m/s，7級精度，由文獻查得動載系數(shù)Kv=0.75；直齒輪，假設(shè)。由文獻查得
由文獻查得兩段的齒輪的使用系數(shù)，
由文獻知精度、小齒輪相對支承對稱布置時，
(3.18)
將數(shù)據(jù)代入后得
由b/h=7.6,=1.41，查文獻得=1.41，則
按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得
(3.19)
計算模數(shù)
(3.20)
3.4.3按齒根彎曲強度設(shè)計
由資料資料查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)為：
(3.21)
由資料查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：
；
計算彎曲疲勞需用應(yīng)力：
小齒輪彎曲疲勞強度極限，
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
(3.22)
計算圓周力:
(3.23)
計算齒根彎曲應(yīng)力:
(3.24)
(3.25)
此計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取按彎曲強度算得的模數(shù)2.43并就近圓整為標準值m=2.5;按接觸強度算得的分度圓直徑,小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)：取Z2=134.這樣的齒輪傳動，既滿足齒面接觸疲勞強度，又滿足齒根彎曲疲勞強度，而且做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。
3.4.4幾何尺寸計算
計算分度圓直徑
(3.26)
(3.27)
計算中心距
(3.28)
計算齒輪寬度
mm (3.29)
取。
計算齒輪的齒根高：
mm (3.30)
計算齒頂高：
mm (3.31)
驗算
(3.32)
，合適。 (3.33)
3.5軸與軸承的選擇
3.5.1 軸的尺寸確定
根據(jù)前面的齒輪的尺寸可以確定軸的外徑為170mm，由于軸要安裝齒輪和軸承，其精度要求比較高，故選擇精密無縫鋼管。根據(jù)文獻選擇型號為5-170×5×3000倍-GB/T-1999精密無縫鋼管。厚度為8mm，密度為38.2kg/m。
圖3.2 軸的尺寸圖
由于軸承還沒有確定出來，但是軸的直徑已知。并且旋轉(zhuǎn)軸在徑向受力不大，主要受到軸向力的作用，故選擇推力滾子軸承。根據(jù)[5]預(yù)選推力滾子軸承，型號為29334。其寬度為103mm.。又由于齒輪與軸承必須留出一定的距離，安裝套筒，一般選擇為20mm。同時齒輪的寬度為60mm，具體尺寸如圖3.2所示。
軸的質(zhì)量計算：
(3.34)
=38.2×2.514
=96kg
其中：W為鋼管的線密度（kg/m）,L為鋼管的長度。
3.5.2軸承的選擇與驗算
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=M/R=100700/(170/2)=1184.7N.
軸向力的確定： (3.35)
=(m鋼管+4×m門體+m其他)×10
=(96+4×34.68+10) ×10
=2447.2N
設(shè)定工作時間為8年。
由于d=170mm，按表6-2-80預(yù)選推力滾子軸承，型號為29334。
由于Fa /Fr =2432.3/1184.7=0.49，故Fr〈0.55 Fa
由文獻知當量動載荷為 (3.36)
=1.2×1184.7+2432.3
=3853.94N
查文獻得:
fh=0.73,fn=1.435,fd=1.1,fT=0.9,fm=1.
根據(jù)式 C=(fh ×fd× fm/ fn ×fT)×Pe (3.37)
=(0.723×1.1×1/1.435×0.9) ×3853.94
=2373.2N
軸承Cr=1878000N>2373.2N 合適。
3.5.3軸的校核
在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取值。對于推力調(diào)心滾子軸承，由文獻查得a=51.5mm。因此，作簡支梁的軸的支承跨距l(xiāng)=2301mm。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖3.2所示。
從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算列于表3.3.
按彎扭合成應(yīng)力校核的軸的強度進行校核時，只需對軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。根據(jù)文獻取a=0.6，軸的計算應(yīng)力為：
(3.38)
=17.04MPa
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。
根據(jù)前面已選定軸的材料為0Cr18Ni9，調(diào)質(zhì)處理，由文獻查得 。因此 ，故安全.
圖3.2軸的彎扭組合圖
表3.3 軸的彎扭數(shù)據(jù)
載荷
垂直面
水平面
支反力
彎矩M
總彎矩
扭矩
3.6 本章小結(jié)
本章內(nèi)容對自動旋轉(zhuǎn)門機械傳動部分進行了一系列的而設(shè)計。旋轉(zhuǎn)門的工作原理更加清晰。門體轉(zhuǎn)動慣量計算和門體質(zhì)量計算為設(shè)計提供了理論依據(jù)。電機選擇則為門體提供了旋轉(zhuǎn)動力。電機選擇的是減速電機，故齒輪設(shè)計十分重要。軸的設(shè)計是為了使門體有一個強度很好的機構(gòu)。
第4章 控制部分總體設(shè)計
控制系統(tǒng)主要是接受來自檢測安全系統(tǒng)傳感器的相關(guān)信號和門體的相關(guān)按鈕信號，然后對這些信號進行處理后對門體的運轉(zhuǎn)進行控制。門體的控制主要是門體轉(zhuǎn)動的啟停狀態(tài)控制，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速狀態(tài)控制，制動狀態(tài)控制，鎖門狀態(tài)控制以及故障自動報警控制等。由于四翼自動旋轉(zhuǎn)門要實現(xiàn)多種轉(zhuǎn)速的變化，則要實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的控制，電機轉(zhuǎn)速的控制可采用變頻器來實現(xiàn)?？刂破鞯目刂菩盘柾ㄟ^變頻器來控制電機的啟停和轉(zhuǎn)速變化。四翼自動旋轉(zhuǎn)門的控制系統(tǒng)必須要求有高的可靠性，控制性能高，能適應(yīng)較為多變的控制要求，控制器價格不不能太高。
4.1控制系統(tǒng)的控制功能
（1）變速功能。旋轉(zhuǎn)門設(shè)有低速、中速和高速3種旋轉(zhuǎn)速度，分別對應(yīng)殘疾、中速和高速三個按鈕進行切換，以適應(yīng)殘疾人通過、正常運轉(zhuǎn)和緊急疏散對轉(zhuǎn)速的不同要求。
（2）自動轉(zhuǎn)停功能。來人時自動啟動，并以正常轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn),15ｓ無人進出，則自動停轉(zhuǎn)并封門。
（3）防夾功能。當門扇運轉(zhuǎn)靠近曲壁立柱時，如果行人試圖從兩者之間（防夾區(qū)）進入旋轉(zhuǎn)門，則門立即自動停轉(zhuǎn)以防夾傷行人。行人離開防夾區(qū)，門自動恢復運轉(zhuǎn)。
（4）防撞功能。當行人緊靠右側(cè)立柱或遇物體碰撞右側(cè)立柱時，則旋轉(zhuǎn)門馬上停轉(zhuǎn)，以防止撞傷行人或撞壞物體。行人或物體離開右側(cè)立柱，門自動恢復運轉(zhuǎn)。
（5）防碰功能。行人在旋轉(zhuǎn)門內(nèi)通行過程中，如遇門扇碰行人腳后跟，則門立即自動停轉(zhuǎn)，以防止碰傷行人。行人離開門扇，門自動恢復運轉(zhuǎn)。
（6）鎖門功能。采用電磁鎖方式鎖門，只要轉(zhuǎn)動鎖匙即可完成自動鎖門工作，快捷方便。
（7）急停功能。當出現(xiàn)緊急意外事故時，按下急停按鈕，門立即停轉(zhuǎn)，解除急停信號，門又自動恢復運轉(zhuǎn)。
（8）暫停功能 （STOP鈕）。與急停功能相當，不同的是按暫停按鈕后，必須用殘疾、中速或高速三個按鈕中的一個進行恢復。
（9）殘疾優(yōu)先功能。當按下殘疾按鈕后,30ｓ內(nèi)門始終以2r/min的速度低速運轉(zhuǎn)，此時按高速或中速鈕無效，以確保殘疾人安全通過。30ｓ后來人，門自動以正常速度運轉(zhuǎn)。
（10）電動機過載保護功能。當電動機過載時,門停轉(zhuǎn)并且指示燈閃爍報警。過載消除后門自動恢復運轉(zhuǎn)。
變頻器報警輸出和延時自動復位功能。當變頻器過壓或過流時,關(guān)閉輸出，門停轉(zhuǎn)并報警 （指示燈閃爍）,延時3ｓ自動復位。
4.2 變頻器的選擇
變頻器容量的選用由很多因素決定，例如電動機容量、電動機加速時間等，其中，最主要的是電動機的額定電流。
JXJ型擺線針輪減速電機是選用的YS8014V電動機，根據(jù)[4]P350頁確定其參數(shù)如表4.1所示。
表4.1 電機參數(shù)
額定功率（W）
額定電流（A）
額定電壓（V）
效率（%）
功率因素
最大轉(zhuǎn)矩（N.m）
電機轉(zhuǎn)動慣量
飛輪轉(zhuǎn)動慣量
550
1.55
380
73.5
0.73
2.4
0.0021
0.35
4.2.1驅(qū)動一臺電機
對于連續(xù)運轉(zhuǎn)的變頻器必須滿足下列3項計算公式：
查表4.1得，=0.73，=550w,取1.05，=0.735，=380V,=1.55A.
滿足負載要求輸出： (4.1)
滿足電動機容量： (4.2)
滿足電動機電流： (4.3)
式中：PCM是變頻器的容量、PM負載要求的電動機軸輸出功率、UE是電動機的額定電壓、IE電動機的額定電流、是電動機的效率、電動機功率因素、K電流波形補償系數(shù).由于變頻器的輸出波形不是完全的正弦，而含有高次諧波的成分，其電流應(yīng)有所增加。對于PWM控制方式的變頻器，K的取值為1.05—1.1。
4.2.2指定變頻器啟動加速時間
變頻器產(chǎn)品型號所列的變頻器容量，一般以標準條件為準，在變頻器過載能力以內(nèi)進行加速。在進行急劇地加速和減速時，一般利用失速防止功能，以避免變頻器跳閘，但同時也加長了加減速時間。
如果生產(chǎn)設(shè)備對加速時間有特殊要求時，必須事先核算變頻器的容量是否能夠滿足所要求的加速時間，如不能，則要選用加大一擋的變頻器容量。
在指定加速時間的情況下，變頻器所必需的容量計算如下：
根據(jù)表4.1知，n=1440r/min, =0.35, 。由文獻知，電機的加減速時間為0.1︿2600s。紅外線感應(yīng)器在2m以內(nèi)感應(yīng)人的存在，則當人到達旋轉(zhuǎn)門時，必須加速到指定速度。人一般的最大速度為1m/s，則人在2s鐘時間就可以走過2米的距離。但是我們不能將此時間作為加速時間，我們還要減去變頻器、PLC、傳感器的滯后時間1.5秒。故電機的加減速時間為0.5秒。
(4.4)
式中PCM變頻器的容量、K電流波形補償系數(shù)、n電動機的額定轉(zhuǎn)速TL負載轉(zhuǎn)矩、tA電動機加速時間、電動機功率因素、電動機軸上飛輪力矩。
4.2.3指定變頻器減速時間
降低變頻器的輸出功率，就可以實現(xiàn)電動機減速。加快變頻器輸出頻率的降低速率，可使電動機更快地減速。當變頻器對應(yīng)的速度低于電動機實際轉(zhuǎn)速時，電動機就進行再生制動。在這種情況下，異步電機將變成異步發(fā)電機，而負載的機械能將被轉(zhuǎn)換成電能并反饋給變頻器。當反饋能量過大時，變頻器本身的過電保護電路將會動作并切斷變頻器輸出，使電動機處于自由減速狀態(tài)，反而無法達到快速減速的目的。
為避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象，使上述能量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)上制動三極管和制動電阻。當直流中間回路的電壓上升到一定的電壓值時，制動三極管就會導通，使直流電壓通過制動電阻放電，即將電動機回饋給變頻器的直流中間回路的能量，以熱的形式在制動電阻消耗掉。
制動電阻的選擇方法：
①計算制動力矩TB
由表4.1查得，=0.0021，n1=1440r/min,則n2=n1/i=1440/43=33.5r/min。
(4.5)
Nm
式中：TB為動力矩、 JM為電動機的轉(zhuǎn)動慣量、 JL折算至電動機軸的負載轉(zhuǎn)動慣量 n1減速開始速度、 n2減速完了的速度、ts減速時間、 TL負載轉(zhuǎn)矩。
②計算制動電阻的阻值：
在進行再生制動時，即使不加放電的制動電阻，電動機內(nèi)部也將有20%的銅損轉(zhuǎn)換為制動轉(zhuǎn)矩?？紤]到這個因素，可以先按下式初步計算制動電阻的預(yù)選植。
(4.6)
=630歐姆
式中：ROB為制動電阻、UC為直流電路電壓（對200V級變頻器，=380V，對于400V級，=760V）、TB為制動轉(zhuǎn)矩、TM電動機額定轉(zhuǎn)矩、n1為減速開始速度
③計算制動電阻的平均消耗功率：
如前所述，電動機額定轉(zhuǎn)矩的20%制動轉(zhuǎn)矩由電動機內(nèi)部損失產(chǎn)生，所以可按下式求得電動機制動時，制動電阻上消耗的平均功率
(4.7)
=6.8W
由于四翼自動旋轉(zhuǎn)門是恒轉(zhuǎn)矩負載，故變頻器選用通用型的。又因為四翼旋轉(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)速不允許超過額定值，電機不會過載。一般變頻器出廠標注的額定容量都具有一定的余量系數(shù)，所以選擇變頻器容量與驅(qū)動的電機容量相同即可。再根據(jù)以上計算的數(shù)據(jù)，選擇森蘭變頻器型號為BT40 0.75 KWT。
其具體數(shù)據(jù)和接線圖見附錄A
4.3檢測裝置的選擇
（1）直流制動接近開關(guān)選用
由于當電動機停轉(zhuǎn)時，門要停在指定的位置。門停轉(zhuǎn)時，電機要先停轉(zhuǎn)，但門體有一定慣性，使得門無法停在指定的位置上。這時我們就需要接近開關(guān)，當門靠近門停位置時，就產(chǎn)生信號發(fā)出制動信息，使門體停在這個位置。
接近開關(guān)的感應(yīng)距離過大，會使門制動后停在指定位置的前邊。感應(yīng)位置過小，由于接近開關(guān)也有一個響應(yīng)時間，則使門停超過門應(yīng)停的位置。同時由于門框是金屬的，則接近開關(guān)應(yīng)能感應(yīng)金屬物體。根據(jù)相關(guān)自動門產(chǎn)品類型，可選用5mm感應(yīng)距離的電感式接近開關(guān)。型號為LF5-2K，常開觸點，PNP輸出，三線連接。相關(guān)參數(shù)見附錄B。
(2)鎖門接近開關(guān)的選用
當鎖門時，為了讓門精確的停位在上鎖的位置，同樣需要一接近開關(guān)提前感應(yīng)鎖門位置的臨近。當門體接近鎖門位置時，鎖門接近開關(guān)就發(fā)出鎖門信號使門體精確停在這個位置，便于我們上電磁鎖和機械鎖。而無需人再來推門體使其準確停位。
接近開關(guān)的感應(yīng)距離過小不能精確停位，而使得無法上鎖。所以感應(yīng)距離為適當才可。根據(jù)相關(guān)自動門產(chǎn)品類推，可選用4mm感應(yīng)距離的電磁感應(yīng)接近開關(guān)?？蛇x擇LE4-2K。其參數(shù)見附錄B。
(3)防夾接近開關(guān)的選用
在出入口兩個防夾區(qū)域內(nèi)安裝了防夾傳感器，而防夾感應(yīng)器是用來感應(yīng)人是否處于防夾區(qū)域內(nèi)，而不知道是否門扇已經(jīng)靠近防夾區(qū)域內(nèi)，所以僅靠防夾傳感器是無法鑒別人是否即將受夾或正在受夾。則需要一接近開關(guān)來判斷門翼是否走到了防夾區(qū)域內(nèi)。當防夾傳感器和防夾接近開關(guān)同時發(fā)出信號時，人就有可能被夾，這時電機必須停轉(zhuǎn)。
由于人的人的寬度一般在0.5m以下，可設(shè)此距離為接近感應(yīng)器感應(yīng)距離。當門翼靠近曲壁門柱0.5m時，接近傳感器就可以發(fā)出信號。而門翼是在曲壁門柱的前端面，因此選擇光電式JD系列接近傳感器。選擇感應(yīng)距離為0.5m的檢測前端物體的接近傳感器，型號為JD-E3L-DS50B1傳感器。
(4)防夾傳感器的選用
防夾傳感器是用來檢測人是否在防夾區(qū)域內(nèi)用的。應(yīng)采用紅外線傳感器檢測，其檢測方式是豎直的。當人在防夾區(qū)域時，傳感器只有通過豎直檢測才不會誤判。假如傳感器不是豎直的，而是發(fā)散的，如人正常經(jīng)過轉(zhuǎn)門區(qū)時，防夾傳感器就有可能檢測到人的存在，而此時門翼又有可能正好在防夾接近傳感器范圍內(nèi)。兩者信號同時有效，使門體無故停轉(zhuǎn)，而造成不必要的麻煩。故選擇型號為SA005-2K光電式開關(guān)。其參數(shù)見附錄B。
(5)防碰傳感器的選用
為了保證行人在旋轉(zhuǎn)門內(nèi)通行過程中，如遇門扇碰后跟，則立即自動停轉(zhuǎn)，防止碰傷行人。行人離開門扇，門扇自動恢復運轉(zhuǎn)。則必須在每扇門底邊裝有全開寬內(nèi)藏式感應(yīng)器。其型號為ASR-001
(6)防撞傳感器的選用
防撞膠條安裝于入口右側(cè)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，門扇馬上停止轉(zhuǎn)動。膠條內(nèi)感應(yīng)器恢復正常后，旋轉(zhuǎn)門也隨之恢復正常。故選擇型號為ASR-002防撞傳感器。
(7)紅外線被動式感應(yīng)器的選用
為了保證來人時自動啟動，并一正常轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，15s時無人進出，則自動停轉(zhuǎn)并封門。必須在四翼旋轉(zhuǎn)門的進口和出口華蓋上，每處安裝兩個紅外線感應(yīng)器，感應(yīng)人體進入門體。由於門體的高度是2-3米，并且要保證能夠在適當?shù)姆秶鷥?nèi)觀測到人，應(yīng)選擇ADS-D型門控傳感器。其具體參數(shù)見附錄B。
傳感器和接近開關(guān)的安裝位置如圖4.1所示：
圖4.1接近開關(guān)安裝圖
4.4控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
4.4.1 PLC的機型選擇
旋轉(zhuǎn)門的動作過程比較固定，環(huán)境條件較好，控制過程不復雜，因此選用整體式結(jié)構(gòu)的三菱PLC機型。因為四翼控制是開關(guān)量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，而且控制速度不高,在四翼旋轉(zhuǎn)門過程控制中沒有模擬量輸入，也沒有比較環(huán)節(jié)等，因此不需要A/D轉(zhuǎn)換功能，PID調(diào)節(jié)功能，閉環(huán)控制功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能。四翼旋轉(zhuǎn)門的過程控制對PLC的處理速度要求不高，允許執(zhí)行一條基本指令的時間不超過0.5us；不需要采用高速響應(yīng)模塊。使用的指令主要是主要應(yīng)包括邏輯指令、運算指令和控制主要應(yīng)包括邏輯指令、運算指令和功能指令。
4.4.2分析控制系統(tǒng)的I/O接點數(shù)
通過對旋轉(zhuǎn)門控制要求的分析，PLC控制輸入信號有24個（按鈕開關(guān)6個、傳感器12個、接近開關(guān)4個、變頻器報警輸入1個、電機過熱輸出1個共24個），輸出接點共8個（報警輸出1個、電磁鎖繼電器輸出1個，速度控制2個、直流制動1個、變頻器復位1個共7個大）。按照預(yù)留15%-20%的接點數(shù)來計算，輸入接點至少要28個，輸出接點至少要10個。
本系統(tǒng)為個簡單控制系統(tǒng)，按一般經(jīng)驗來估算，同時由上段對I/O接點的分析主要有：開關(guān)量輸入字節(jié)數(shù)：32×15=480
開關(guān)量輸出字節(jié)數(shù)：10×7=70
系統(tǒng)推斷定時器/計數(shù)器字節(jié)數(shù)：8×1=8
總計大約需要558個字節(jié)數(shù)容量。加上預(yù)留30%，有1K的程序容量足夠了。
由以上兩個PLC本身主要方面，兼顧經(jīng)濟性原則，在眾多市面上的PLC產(chǎn)品中FX系列可編程控制器是當今國內(nèi)外最新，最具特色、最具代表性的微型PLC。在FX系列PLC中設(shè)置了高數(shù)計數(shù)器，對來自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進行中斷處理，擴大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。本系統(tǒng)選擇了FX2N—64MR—001型PLC（輸入為32點，輸出為32點）。由PLC型號主回路電壓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以內(nèi)。本系統(tǒng)選用直流輸出方式。
表4.2 硬件指標
環(huán)境溫度
0~55℃
環(huán)境濕度
35﹪~89﹪RH(不接露)
抗振
JIS C0911標準10~55Hz 0.5mm(最大ZG) 3軸方向各3次
抗沖擊
JIS C0912標準 10G 3軸方向各3次
抗燥聲干擾
用噪聲仿真產(chǎn)生電壓為1000Vp~p，噪聲脈沖寬度為，脈沖頻率為30~100的噪聲，在此噪聲干擾下PC工作正常
耐壓
AC 1500V 1min
各端子與接地端之間
絕緣電阻
5000歐以上
接地
第3種接地。不能接地時，亦可懸空
I/O刷新方式
批處理方式(在END指令執(zhí)行時成批刷新)
有直接I/O指令及輸入濾波器時間常數(shù)調(diào)整指令
操作處理時間
基本指令:0.74us/步
功能指令:幾百微妙/秒
輸入繼電器
DC輸入
24V DC,7Ma,光電隔離
X0~X177(8進制)
I/O電數(shù)一共128點
輸出繼電器
繼電器
250AVAC,30V DC,2A(電阻負載)
Y0~Y177(8進制)
雙向晶閘管
242 AC,0.3A/點,0.8A/4點
晶體管
30V DC,0.5A/點,0.8A/4點
輔助繼電器
通用型
M0~M499(500點)
范圍可通過參數(shù)設(shè)置來改變
鎖存型
電池后備(保持)
M500~M1023(524點)
特殊型
M8000~M8255(256點)
旋轉(zhuǎn)門采用JXJ型擺線針輪減速電機驅(qū)動，森蘭BT40變頻器進行變頻，以適應(yīng)不同轉(zhuǎn)速的需要。電氣接線圖如圖4.2所示。電機轉(zhuǎn)速通過BT40智能端子X1、X2電平高低組成速度控制字進行設(shè)定。速度設(shè)定單元為變頻器的A20、A21、A22、A23四個單元，其值由X4、X5設(shè)定頻率值，見表4.3。其中A23為直流制動頻率。
表4.3電動機轉(zhuǎn)速設(shè)定值
速度控制字
智能端子電平高低
速度設(shè)定單元
速度設(shè)定值/HZ
備注
端子X2
端子X1
00
0
0
A20
50
高速
01
0
1
A21
33.3
中速
10
1
0
A22
16.7
低速
11
1
1
A23
10
制動前速度
4.4.3PLC外接電氣元件的選擇
(1)開關(guān)的選擇 本控制系統(tǒng)為PLC控制，各種開關(guān)的容量要求不高，普通的開關(guān)足已，主要考慮輸入?yún)?shù)要求。對高速按鈕開關(guān)，中速按鈕開關(guān)、殘疾按鈕開關(guān)，根據(jù)文獻[29]可選擇普通按鈕開關(guān)LA系列，選擇為LAY8（綠色），選擇Stop停止按鈕開關(guān)為LAY8（紅色）,其
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