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1、风电模具翻转系统之翻转箱的设计Wind power mold flip of the design of the system to flip box 毕业设计（论文）共14页完成日期 2012-4-30答辩日期 2012-5-12摘要这份毕业设计主要是围绕红枫风电模具的翻转系统而写的，注重写翻转系统的翻转箱的设计，此篇设计主要是通过亲身体会而写的，详细的阐述翻转箱的设计目的，设计过程，设计要求，最终结果。模具的翻转是通过翻转系统实现的，没有翻转系统，模具的翻转基本很难实现的，所以必须设计出翻转系统，才能有效的翻转模具，翻转系统利用了液压系统，利用液压给的动力加上机械臂的动作配合完成整个的模具
2、翻转过程，翻转箱则是翻转系统的核心部分，翻转箱的内部结构也是比较复杂的，主要运用到了PLC来实现的。让PLC与机械臂即翻转臂相互配合完成，翻转臂会把信号传给PLC让PLC来处理，做出正确的选择。整个的翻转箱由三个部分组成翻转箱，翻转臂，连接线。在这篇毕业设计中会重点强调翻转箱的制作全过程第一章翻转箱的变压器。关键词 翻转系统；翻转箱；机械臂目录1 翻转系统的设计11.1 翻转系统的设计目的11.2 设备设计方案12 翻转箱的元器件介绍与接法22.1 变压器22.2 接触器32.3 交换机42.4 PLC52.5安全继电器62.6 变频器72.7 断路器82.8 继电器93 .翻转箱实体图103
3、.1翻转箱内部图103.2翻转箱外部图103.3翻转箱的翻转臂图113.4翻转箱的电路图114 总结12致谢13参考文献141 翻转系统的设计1.1 翻转系统的设计目的该模具分SS（固定模）和PS(翻转模)两部分，需要将ss与ps翻转为一体，才能制造出叶片，翻转系统可将PS翻转在SS之上。如图1-1所示图1-11.2 设备设计方案采用全液压的控制方案。即PS模具的翻转、下降、锁紧、上升。全部由液压系统完成。液压系统的电气元件、检测元件，根据隆重要求由PLC统一管理。整个系统由机械、液压、电控三部分组成。1. 工作原理 系统配备两个机架，每个机架上有一个旋转支架和一个固定机架，分别与PS模和SS
4、模连接。每个机架上配置4个油缸，其中2个油缸实现在其各自上死点位置是的交替工作，使PS模进行180度的翻转。另外2个油缸实现开合模的上下垂直运动。2. 机械部分两机架均为厚钢板机构。旋转支架与PS模的连接为焊接连接。固定支架与SS模的连接亦是如此。3. 液压部分液压系统由动力部分、控制部分和执行部分等三部分构成。动力部分由3（4）台电机。3（4）台泵及相关的安全溢流与显示等元件组成。液压控制部分主要有流量控制用的变频器、方向控制用的电磁换向阀、阻尼调整用的平衡阀、已保证系统安全。 执行部分共由56（68）个油缸组成。翻转用的油缸4个，垂直移动油缸8（10）个。锁紧油缸40（50）个、锁座油缸4
5、个，油缸的技术参数在技术设计师确定。2 翻转箱的元器件介绍与接法2.1 变压器1. 变压器的概述变压器是一种用于电能转换的电器设备，它可以把一种电压、电流的交流电能转换成相同频率的另一种电压、电流的交流电能。2. 变压器的功能；电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）;自耦变压器；高压变压器（干式和油浸式）等3. 变压器的组成部分包括器身(铁芯、绕组、绝缘、引线)、变压器油、油箱施耐德Trihal树脂浇注干式变压器和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等)和出线套管。4. 变压器在翻转箱中的作用主要是起到变压的作用，将电压变为110v，2
6、20v,转换成此电压给下部分的元器件工作。5. 变压器在翻转箱中的接法变压器的输入端主要开给的电压的多大，然后选择对应的接法，变压器的输出则是根据需要，用多大的电压就接多大的电压，当然，前提我们已经选好了变压器的，不能超过上限，如果超过了，必须要换符合要求的变压器。如图2-1所示:图2-12.2 接触器1. 接触器的定义接触器是能频繁关合、承载和开断正常电流及规定的过载电流的开断和关合装置。2. 接触器的原理原理是当接触器的电磁线圈通电后，会产生很强的磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开；常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下
7、释放，使触头复原：常闭触头闭合；常开触头断开。 3. 接触器的接法SA1控制【开】，SA2控制【停】，接触器自锁。控制电源（1）-SA1常开点（3）-SA2常闭点（5）-接触器-控制电源0另外，接触器辅助常开点接上面的（1）和（3）之间。4. 接触器在翻转中的作用通电后，控制遥控器，打开急停，接触器的线圈接通，通电后，电磁吸合，主电路接通。5. 接触器的组成部分接触器由电磁系统（铁心，静铁心，电磁线圈）触头系统（常开触头和常闭触头）和灭弧装置组成。如图所示: 图2-2 接触器1 图 2-3 接触器2 2.3 交换机1. 交换机的定义网络节点上话务承载装置、交换级、控制和信令设备以及其他功能单元
8、的集合体。交换机能把用户线路、电信电路和(或)其他要互连的功能单元根据单个用户的请求连接起来。2. 交换机的作用交换机的基本用途就是能够连通同一网段的电脑。主要还是应用在一个网段的局域网。现在有3层交换机，可以一定的实现路由的三层功能。 3. 交换机的工作原理传统的交换机本质上是具有流量控制能力的多端口网桥，即传统的（二层） 交换机。把路由技术引入交换机，可以完成网络层路由选择，故称为三层交换，这是交换机的新进展。交换机（二层交换）的工作原理交换机和网桥一样，是工作在链路层的联网设备，它的各个端口都具有桥接功能，每个端口可以连接一个LAN或一台高性能网站或服务器，能够通过自学习来了解每个端口的
9、设备连接情况。所有端口由专用处理器进行控制，并经过控制管理总线转发信息4. 交换机在翻转箱中的作用交换机是PLC将信号通过交换机分散到输入模块或者输出模块。如图2-4： 图2-4 交换机 2.4 PLC 1. PLC的简介可编程控制器称为PLC（Programmable Logic Controller）。2. PLC的基本结构a) PLC电源; b) PLC中央处理单元(CPU); c) PLC存储器;d) 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器;e) 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器;f) PLC输入输出接口电路.如图2-5所示:图2-5 PLC 图2-6 输入板 图2-7 输出板2
10、.5安全继电器1. 什么是安全继电器安全继电器是由数个继电器与电路组合而成，为的是要能互补彼此的异常缺陷，达到正确且低误动作的继电器完整功能，使其失误和失效值愈低，安全因素则愈高，因此需设计出多种安全继电器以保护不同等级机械，主要目标在保护暴露於不同等级之危险性的机械操作人员。2. 安全继电器的原理PILZ安全继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回
11、原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电 器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。如图2-8: 图2-8 安全继电器2.6 变频器1. 变频器的定义变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。通过改变电源的频率来
12、达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。2. 变频器的原理主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。3. 变频器在翻转箱中的作用减低或者提高电机的转速，使得液压缸中的油
13、压减小或者变大，使得翻转臂运动一致。如图2-9所示: 图 2-9 变频器2.7 断路器1. 断路器的定义能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。2. 断路器的工作原理电路的火线与开关两端相连。开关置于接通状态时，电流能磁化电磁体，电磁体产生的磁力随电流的增强而增强，电流降低磁力也会减弱。当电流跃升到危险水平时，电磁体会产生足够大的磁力，以拉动一根与开关联动装置相连的金属杆，使移动接触器倾斜并离开静态接触器，切断电路中断电流。双金属条设计也是相同的原理，区别在于无需给电磁体能量，而是让金属条在高电流下发热自行弯曲
14、，继而启动联动装置 。3. 断路器的基本特性额定电压Ue；额定电流In；过载保护(Ir或Irth）和短路保护(Im)的脱扣电流整定范围；额定短路分断电流(工业用断路器Icu;家用断路器Icn)等。 额定工作电压(Ue)：这是断路器在正常(不间断的)的情况下工作的电压。 额定电流(In)：这是配有专门的过电流脱扣继电器的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，不会超过电流承受部件规定的温度限值。 短路继电器脱扣电流整定值(Im) 短路脱扣继电器(瞬时或短延时)用于高故障电流值出现时，使断路器快速跳闸。其跳闸极限Im： 额定短路分断能力(Icu或Icn)如图2-10、2-11所示
15、: 图2-10 图2-112.8 继电器1. 继电器的定义继电器是一种电控制器件。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。2. 继电器的工作原理和特性电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反
16、作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。如图2-12所示: 图2-12 继电器3 .翻转箱实体图3.1翻转箱内部图 图 3-1 翻转箱内部结构图3.2翻转箱外部图 图3-2 翻转箱的外部图3.3翻转箱的翻转臂图 图 3-3 翻转臂图3.4翻转箱的电路图 图3-4 翻转箱电路图4 总结实习期即将结束，写这篇毕业设计将是一名大学生
17、即将踏入社会的最后一个学习性的总结，在实习期，从一个学生逐渐转变为一个职业者，是一个慢慢磨合的过程，在此期间不管是在学习上还是在与人交流上，自己也有了突破性的进步，现在看来，实习期对与大学生来说是一个很重要的阶段，总以为自己学到了许多书本上的东西，总想着踏入社会就一展宏图，当自己正在踏入社会时才发觉书本上的东西是多么的肤浅，即使把书啃了个遍，得不到社会的锤炼也是徒劳，在红枫实习，从刚进入公司什么也不懂的学生，到现在基本都能独立完成自己组的工作，期间，除了自己的努力外，也得到了师傅的帮助，我的师傅不止一个，基本有能力的都是我师傅，他们对我都很好，也许是因为，我时常勤勤恳恳的跟在他们后面学习的原因
18、吧！时常和师傅谈谈工作的时，也时常和师傅聊聊天，久而久之，师傅也把我当做自己真正的徒弟了，有什么都会毫无保留的告诉我。有时候还刻意的出题考我，这个元器件怎么接？或者是有什么作用？我想我学到的不仅是师傅教我的知识，更学到了如何与人交流沟通，我想如果我不经常与人沟通，也许现在的师傅也不是我师傅，也许我现在还只是个原汁原味的学生吧！这篇毕业设计是我自己独立完成一个翻转箱后写的，是自己在实习期学习性的总结。致谢本篇毕业设计能顺利的完成，首先，我要感谢我的母校-太仓健雄学院，是她给我提供了学习知识的土壤，让我在这里茁壮成长；其次，我要感谢我的班主任邱老师，他不仅教会我知识，更是教会了我如何自学的方法，这
19、在实习期间起到了很大的作用，在此我再次谢谢我的班主任邱老师，我同样要感谢给我带过课的各位老师，教了我许多各方面的知识，对我来说，受益匪浅。尤其要感谢在本次设计中给我大力支持和帮助的王稳老师，遇到问题，老师总是不厌其烦的指导和帮助，设计写好后，王老师认真的批阅，有不好或是不合适的地方明确指出，使我少走了很多的弯路。感谢你们给我提供了一个良好的环境和条件，使得本次的毕业设计圆满结束！谢谢！参考文献1 李洋 赵厚玉.新编电工手册.机械工业出版社,2009.2 阎伟 张晓青.电工实用技术入门与提高.人民邮电出版社,2009.3 王越明.电气设备的选择与计算.化学工业出版社,2010.4 阮友德.电气控制与PLC实训教程.人民邮电出版社2010.5 李粤.液压系统PLC控制.化学工业出版社,2010.
