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1、图书分类号：密 级：毕业设计(论文)电动控制器的设计THE DESIGN OF ELECTRIC CONTROLLER 学生姓名学院名称专业名称指导教师20*年5月27日 徐州工程学院毕业设计(论文)摘要这篇课程设计的论文主要阐述的是一套系统的关于阀门的电动控制器的设计，这是实现对开环系统中的阀门的开关闭合的控制实现阀门自控，程控和遥控不可缺少的驱动设备。本文借鉴国内外阀门电动执行机构及其控制器的有效的成功经验,在此基础上，遵循“安全、可靠、简便、先进”的设计原则。在论文中，首先，根据要求对该系统提出了传动系统的方案设计，接着通过查阅资料确定选用电动机的型号，接着对主要参数进行分析计算选择确定
2、合适的传动部件。然后对其结构粗设计，接着就按设计准则和设计理论进行尺寸的计算和校核。最后是对电气控制部分的电路设计。由于阀门的应用非常广泛，手工机械调节的方式在许多场合已不再适用。本设计能够在较安全的情况下工作，而且效率提高几倍，故设计阀门电动控制器具有实际意义。电动控制器是工业过程控制系统中一个十分重要的现场驱动装置 ，有体积小、接线方便、精度高、操作简单、智能化的优点, 是一种经济实用的产品, 具有广阔的市场开发前景。关键词 阀门；联轴器；电动控制器；蜗轮蜗杆减速器；PLCAbstract This article mainly elaborates the course design o
3、f the paper was a system about elctric controller of valve.This is an indispensable drive device to achieve the self-control and remote control valve of an open loop. In the paper, i use the success of valve actuators controller from home and abroad as an reference.On this basis ,followed by the rul
4、es ofsafe 、reliable、simple、advanced.Firstly, upon request made to the system,i came up with the idea of transmission system design, followed by access to information used to determine the motor type, and then calculatethe main parameters are analysis to determine the appropriate transmission compone
5、nts selected. Then rough design of its structure, then according to the design criteria for the size and design theory calculation and verification. The last part of the design is about electric control. As the valve is widely used, manual mechanical adjustment of the way in many cases no longer app
6、ly, the design can work under safer conditions, and efficiency many times, so the design of electric valve controller has practical significance. Motor controllers for industrial process control system a very important field drive, a compactand easy to wire, high precision, simple operation, the adv
7、antages of intelligence, isan economical and practical products, and has broad market prospects of development. Keywords valve coupling electric controller worm reducer PLCII徐州工程学院毕业设计(论文)目 录摘要IAbstractII1 绪论12 传动装置总体设计22.1 传动机构整体设计23 电动机的选择及传动比33.1 电动机类型的选择33.2 电动机功率选择33.3 传动比的分配34传动零件的设计计算44.1选择蜗轮
8、蜗杆材料及精度等级44.2初选几何参数44.3 计算和校核44.4 按齿面接触疲劳强度设计64.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与尺寸74.6 校核齿根弯曲疲劳强度85 输出轴的设计95.1选择轴的材料和确定许用应力95.2 按扭转强度估算轴径95.3 设计轴的结构并绘制结构草图96 滚动轴承的选择及校核计算156.1滚动轴承的选型原则156.2 主传动轴上轴承的选择计算156.3 蜗杆两端轴承的选择计算166.4 电机转子轴承的选择177 联轴器的选择和计算188离合器的选择和计算199 减速器的润滑与密封以及箱体的设计209.1润滑方式209.2密封209.3控制器箱体的结构设计2110 电动控制
9、器控制系统部分的设计2310.1引言2310.2 控制系统总体方案的设计2410.3 正反转换向控制电路2510.4 反馈装置的选择2710.4.1 编码器的选择2810.4.2编码器的安装使用3010.4.3 PLC的选择3110.4.4 PLC程序编写3110.4.5 操作说明32结论34致谢35参考文献36谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载此设计说明书（不包含CAD图纸）。我这里还有一个压缩包，里面有相应的word说明书（附带：外文翻译）和CAD图纸。需要压缩包的朋友联系QQ客服1：1459919609或QQ客服2：1969043202。需要其他设计题目直接联系！ 11 绪论 在阀
10、门的各个类型中，自动控制调节阀所占比例最大，将近占市场总份额的20%以上，随着工业自动化的发展，传统的手工机械调节的方式在许多场合已不再适用。但阀门电动控制器的主要传动机构的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。独立控制器的主要优点是在维修控制器时不需要拆卸阀门。缺点是其阀门总高度高于其他结构。国外电动控制器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺
11、方面占据优势，工作可靠性好，使用寿命长。但其传动机构形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。电气控制部分的反馈装置的方法大多数以限位机构来实现的，精度不高。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率，智能化以及使用寿命长的方向发展。本设计可主要分为两个大方面的设计，第一为机械传动部分的设计，第二为电动控制部分的设计。设计主要针对传动机构的运动，PLC自动控制程序以及编码器的反馈应用与设计。为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括传动件
12、的设计，执行机构的设计及设备零件等的设计。2 传动装置总体设计2.1 传动机构整体设计本设计所研究的电动控制器，是对开环控制系统中最终控制元件（如阀门）的运行进行控制的一种装置，使用于对截止阀、闸阀、节流阀、水阀等的控制。主要在开和关位置上操作。考虑到电动控制器结构的特殊性，通过查阅大量资料后，我初步决定选用蜗轮、蜗杆传动作为电动控制器的减速机构，因为它可以用于交错轴间传递运动及动力。而且传动比大，工作平稳，结构紧凑。图2.1.1传动装置总体结构图本设计主要展开传动部分、控制部分以及布局。设计在此我将电动控制器的设计计算部分分为机械传动部分（电动机，减速器，连接部分）和控制系统部分，首先是机械
13、部分的设计计算。3 电动机的选择及传动比3.1 电动机类型的选择电动机已经标准化、系列化，应按照工作机的要求，根据选择的传动方案，选择电动机的类型、容量和转速，并在产品目录中查出其型号。因为是短时工作且供电电源是：380V 50HZ,按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压380，型号选择Y系列三相异步电动机。3.2 电动机功率选择电动机的功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏。如果所选电动机的功率小于工作要求的话，则不能保证工作机正常工作，使电动机经常过载而提前损坏；如果所选电动机的功率过大，则电动机经常不能满载运行，功率因素和效率较低，从而增加电能消耗，造成浪
14、费。因此在设计中一定要选择合适的电动机的功率。根据设计要求可知：输出转矩T=50N*M，蜗轮转速n=48r/min由T=9550*P/n 代入数据：50=9550*P/48 可得工作机的功率P=0.25kw查阅机械设计手册中机械传动效率可知：双头蜗杆蜗轮的传动效率为=0.75，轴承的传动效率 =0.99，联轴器的传动效率 =0.99所以传动系统总效率=* =0.75*0.99*0.99*0.97 =0.713022则电动机功率 P1=P / =0.25/0.713022 =0.35kw查阅资料，初选电机型号为阀门专用单相电机YJC4/370其额定功率为0.37Kw,额定转速 =1190r/min3.3 传动比的分配所选电动机额定功率为0.37Kw,额定转速 =1190r/min 所以传动比 I=n/ =1190/48=24.8 因选用的是单级涡轮蜗杆减速，所以取取蜗轮蜗杆传动比为24.8 （单级减速器合理）查阅机械设计手册，取I=254传动零件的设计计算4.1选择蜗轮蜗杆材料及精度等级蜗杆：由于蜗杆转速较高、环境温度高，但功率不大，故选用蜗杆材料为45钢表面淬火，硬度HRC。蜗轮：采用抗胶合性能好的铸锡青铜。ZCnSnPb5Zn5砂型铸造，精度为GB10089-88 8级。4.2初选几何参数查阅机械设计手册，取I=25当公称
