兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計(jì)【機(jī)電plc控制】（帶CAD圖紙和說明書文檔）

兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計(jì)【機(jī)電plc控制】（帶CAD圖紙和說明書文檔）,機(jī)電plc控制,兩翼,自動(dòng),旋轉(zhuǎn)門,設(shè)計(jì),機(jī)電,電機(jī),plc,控制,節(jié)制,cad,圖紙,以及,說明書,仿單,文檔 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 I 摘 要 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門是一種專為擴(kuò)大人員流動(dòng)而設(shè)計(jì)的新型旋轉(zhuǎn)門，是集自動(dòng)旋 轉(zhuǎn)門、平滑門和展臺(tái)功能三者優(yōu)點(diǎn)于一身的完美組合。 本論文主要論述了兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計(jì)過程，其主要對(duì)兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的 門體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和檢測(cè)安全系統(tǒng)做了詳細(xì)的分析和設(shè) 計(jì)。提出了采用鋁型材和玻璃等組成門體框架，旋轉(zhuǎn)翼及平滑門用扁鋼固定在一 起形成旋轉(zhuǎn)門體，通過吊架將旋轉(zhuǎn)門體同六個(gè)被動(dòng)滾輪連接，使旋轉(zhuǎn)翼和平滑門 系統(tǒng)懸掛在門冠圓形軌道上；采用三相異步電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過一個(gè)減速器和 一對(duì)齒輪齒圈傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)門體在門冠圓形軌道上旋轉(zhuǎn)；用可編程控制器 （PLC）來負(fù)責(zé)完成控制任務(wù)，由變頻器來實(shí)現(xiàn)門體多段轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)功能。使用 紅外線傳感器檢測(cè)進(jìn)出旋轉(zhuǎn)門的人員流動(dòng)，多部接觸式和非接觸式傳感器及光電 接近開關(guān)來確保通行者的安全進(jìn)出。最終,設(shè)計(jì)出了一種功能實(shí)用、安全可靠的 旋轉(zhuǎn)門。 關(guān)鍵詞 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門，門體，可編程控制器,傳感器 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 II ABSTRACT Two wings automatic revolving door is one kind of new revolving door which is specially for the expansion of the peoples movement,it is a perfect combination that combines automatic revolving door、smoothing door and exhibition space on the merits of the three functions . This paper discusses the design process of the two wings automatic revolving door, it include the detailed analysis and design about gate body structure、drive system、transmission system、control system and testing security system of the two wings automatic revolving door.It proposed that the door frame is composed of glass and aluminum framework,the revolving door body is made of rotary-wing and smoothing door by flat steel fixed together, is connect to six passive wheels with the hanging brackets which hang on the door crown circular orbit.The three-phase asynchronous motor drive the revolving door body to ralate on the door crown circular orbit through a reducer and gears transmission;PLC is responsible for the task of controller and the function of rotational speed is rely on the VVF. The flow of personnel passing in and out of the revolution door is checked by the infrared ray sensor, the safety of people are ensured by a number of contact and non-contact sensors and photoelectric proximity switches.On the end, have designed a kind of function practical、safety dependablely revolving door. Key words Two wings automatic revolving door, gate body, programmable logic controller, sensor 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 1 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................. ABSTRACT.....................................................................................................................II 1 緒論 ...............................................................................................................................1 1.1 旋轉(zhuǎn)門的發(fā)展概況....................................................................................................................1 1.2 旋轉(zhuǎn)門作為出入口設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)................................................................................................1 1.3 旋轉(zhuǎn)門的發(fā)展趨勢(shì)....................................................................................................................2 1.4 旋轉(zhuǎn)門研究的必要性................................................................................................................2 2 方案設(shè)計(jì) .......................................................................................................................3 2.1 方案擬定 ....................................................................................................................................3 2.1.1 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門設(shè)計(jì)方案一 ..................................................................................3 2.1.2 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門設(shè)計(jì)方案二 .............................................................................................4 2.2 方案選擇 ....................................................................................................................................5 2.2.1 方案比較 .............................................................................................................................5 2.2.2 確定方 案 .............................................................................................................................5 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................6 3.1 門體的總體設(shè)計(jì) ........................................................................................................................6 3.1.1 門體構(gòu)成 .............................................................................................................................6 3.1.2 門體規(guī)格 .............................................................................................................................6 3.2 旋轉(zhuǎn)門體部分設(shè)計(jì) ....................................................................................................................7 3.2.1 確定旋轉(zhuǎn)門體材料 .............................................................................................................7 3.2.2 確定旋轉(zhuǎn)門體相關(guān)尺寸 .....................................................................................................8 3.3 曲壁設(shè)計(jì) ..................................................................................................................................13 3.3.1 曲壁的總體設(shè)計(jì) ...............................................................................................................13 3.3.2 確定曲壁材料 ...................................................................................................................13 3.3.3 確定材料尺寸 ...................................................................................................................14 3.4 旋轉(zhuǎn)門體 加強(qiáng)連 接設(shè)計(jì) ..........................................................................................................15 3.4.1 加強(qiáng)型鋼的總體設(shè)計(jì) .......................................................................................................15 3.4.2 加強(qiáng)型鋼材料選擇及尺寸計(jì)算 .......................................................................................15 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 2 3.5 華蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................16 3.5.1 華蓋的總體設(shè)計(jì) ...............................................................................................................16 3.5.2 華蓋材料選擇 ...................................................................................................................17 3.5.3 華蓋材料尺寸確定 ...........................................................................................................17 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..............................................................................................................19 4.1 驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ..................................................................................................................19 4.2 減速機(jī)的選擇 ..........................................................................................................................19 4.2.1 旋轉(zhuǎn)門體的慣性力矩計(jì)算 ...............................................................................................19 4.2.2 旋轉(zhuǎn)門體的摩擦力矩計(jì) 算 ...............................................................................................22 4.2.3 選擇減速機(jī) .......................................................................................................................22 5 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..............................................................................................................24 5.1 傳動(dòng)齒輪齒圈設(shè)計(jì) ..................................................................................................................24 5.1.1 齒輪齒圈設(shè)計(jì)前述 ...........................................................................................................24 5.1.2 齒輪齒圈參數(shù)設(shè)計(jì) ...........................................................................................................24 5.2 承重滾輪及其軌道設(shè)計(jì) ..........................................................................................................28 5.2.1 選擇滾輪 ...........................................................................................................................28 5.2.2 軌道設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................29 5.3 齒圈連接轉(zhuǎn)盤支架的螺栓設(shè)計(jì) ..............................................................................................32 5.3.1 螺栓直徑設(shè)計(jì) ...................................................................................................................32 5.3.2 齒圈結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ...........................................................................................................33 5.4 轉(zhuǎn)盤支架設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................34 5.5 門體吊架設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................35 5.5.1 吊架處連接螺栓的直徑設(shè)計(jì) ...........................................................................................35 5.5.2 吊架的尺寸設(shè)計(jì) ...............................................................................................................36 6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..............................................................................................................37 6.1 控制系統(tǒng)的控制過程及其控制功能 ......................................................................................37 6.1.1 控制系統(tǒng)的控制過 程分析 ...............................................................................................37 6.1.2 控制系統(tǒng)的控制功能分析 ...............................................................................................37 6.2 控制系統(tǒng)的選擇 ......................................................................................................................37 6.3 變頻器的選擇 ..........................................................................................................................38 6.3.1 變頻器的容量計(jì)算 ...........................................................................................................38 6.3.2 指定變頻器減速時(shí)間 .......................................................................................................38 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 3 6.3.3 變頻器的頻率設(shè)定 ...........................................................................................................40 6.4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................................................41 6.4.1 PLC 的機(jī)型選擇 ................................................................................................................41 6.4.2 PLC 外接電氣元件的選擇 ................................................................................................42 6.4.3 輸入輸出口的保護(hù)及分配 ...............................................................................................43 6.4.4 PLC 的外部接線圖 ............................................................................................................45 6.5 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ..............................................................................................................45 6.5.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的要求分析 .......................................................................................45 6.5.2 PLC 程序設(shè)計(jì) ....................................................................................................................47 7 檢測(cè)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................................................60 7.1 檢測(cè)安全系統(tǒng)的 總體設(shè)計(jì) ......................................................................................................60 7.2 檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................60 7.2.1 檢測(cè)系統(tǒng)的要求 ...............................................................................................................60 7.2.2 檢測(cè)傳感器的選擇 ...........................................................................................................60 7.2.3 檢測(cè)傳感器的安裝 ...........................................................................................................60 7.3 安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................61 7.3.1 安全系統(tǒng)的要求 ...............................................................................................................61 7.3.2 安全傳感器的選擇 ...........................................................................................................61 7.3.3 安全接近開關(guān) 的安裝 .......................................................................................................63 結(jié)論 ..................................................................................................................................65 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................66 附錄 A：西門子 PLC S7-200CPU226 的性能參數(shù) .....................................................68 附錄 B：PLC 硬件接線圖 .............................................................................................71 附錄 C：電氣接線圖 ......................................................................................................72 致 謝 ..............................................................................................................................73 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 1 1 緒論 1.1旋轉(zhuǎn)門的發(fā)展概況 旋轉(zhuǎn)門起源于荷蘭，至今已有一百年的歷史，在這段時(shí)間內(nèi)，從以前意義的 轉(zhuǎn)門到今天的全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門，旋轉(zhuǎn)門經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷史。其種類較多， 按控制方式可分為全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門、半自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門和手動(dòng)旋轉(zhuǎn)門；按旋轉(zhuǎn)翼結(jié)構(gòu)方 式可分為兩翼旋轉(zhuǎn)門、三翼旋轉(zhuǎn)門和四翼旋轉(zhuǎn)門；按結(jié)構(gòu)材料可分為金屬框架旋 轉(zhuǎn)門、水晶旋轉(zhuǎn)門（全玻璃旋轉(zhuǎn)門）和木旋轉(zhuǎn)門。 國(guó)外自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門發(fā)展較早，其技術(shù)也較為成熟。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的傳動(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)某些廠家生產(chǎn)的自動(dòng) 旋轉(zhuǎn)門還具有遠(yuǎn)程控制和液晶顯示功能。 新中國(guó)成立以來，特別是改革開放以后，旋轉(zhuǎn)門也大量的出現(xiàn)在我國(guó)的各種 公共和高檔場(chǎng)合。但由于我國(guó)特殊的國(guó)情，使得旋轉(zhuǎn)門技術(shù)起步較晚，且其發(fā)展 受到一定的限制。因此，我國(guó)在自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和檢測(cè)安全系 統(tǒng)上離國(guó)外還有一定的差距。 1.2旋轉(zhuǎn)門作為出入口設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 而自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門作為出入口設(shè)計(jì)，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于它對(duì)于人員來說，門總 可以打開，可對(duì)于建筑物來說門又總是關(guān)著。同時(shí)，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門能減少公共場(chǎng)合 人們對(duì)門體的接觸，能有效的防止了細(xì)菌的傳播；增強(qiáng)門口的抗風(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。它還有多 重安全保護(hù)措施，通過安裝多部接觸式和非接觸式傳感器及獨(dú)特的安全開關(guān)，確 保通行者的安全。門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。門的進(jìn)出口和旋轉(zhuǎn)部分都裝有傳感器，高靈敏度的系統(tǒng)保 證了大門能即時(shí)開啟和對(duì)速度的隨時(shí)調(diào)整，保證了通過者最大程度的行走安全。 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門又是在傳統(tǒng)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門基礎(chǔ)發(fā)展起來的。如想擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)門 門扇之間的距離，增加旋轉(zhuǎn)門人員流量，就想到把旋轉(zhuǎn)門的門扇數(shù)量減為兩個(gè)， 這就是兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的獨(dú)特之處---大的通行能力設(shè)計(jì)。同時(shí)，設(shè)計(jì)展箱和中 間平滑門，其展箱具有裝飾和展示功能；中間平滑門能在斷電和意外情況下，能 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 2 將其轉(zhuǎn)停至安全疏散位置，這時(shí)平滑門打開，形成一個(gè)寬敞的疏散(緊急)通道。 1.3旋轉(zhuǎn)門的發(fā)展趨勢(shì) 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門雖然已出現(xiàn)多年，但的技術(shù)發(fā)展仍在不斷完善和提高。其發(fā)展趨 勢(shì)主要有以下幾個(gè)：獨(dú)特新穎的總體設(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)。同時(shí)，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門還能利用先進(jìn)的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使自動(dòng)門的維護(hù)不再受 時(shí)間、地域和專業(yè)維護(hù)技術(shù)的限制，制造商可通過 internet 與設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)交流， 校正偏差，讓自動(dòng)門達(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 顯示門體轉(zhuǎn)速、狀態(tài)和故障等信息。 1.4旋轉(zhuǎn)門研究的必要性 由于國(guó)外自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門發(fā)展較早，無論是驅(qū)動(dòng)技術(shù)還是控制技術(shù)都較為成熟。 而我國(guó)旋轉(zhuǎn)門技術(shù)的發(fā)展起步較晚，其全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門技術(shù)來源于荷蘭、瑞典、 日 本等國(guó)。到目前為止，我國(guó)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的技術(shù)水平離國(guó)外還有一定差距，特別 是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)上。我國(guó)設(shè)計(jì)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的安全性能低，運(yùn)行噪 音大，壽命短，所以，仍需設(shè)計(jì)人員的不斷努力，才有希望趕超國(guó)外自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門 的技術(shù)水平。因此，對(duì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的研究是十分有必要的。 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng)，人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)生活 環(huán)境的要求也越來越高。而創(chuàng)造美好生活環(huán)境又必定成為裝飾業(yè)發(fā)展的巨大動(dòng)力。 在現(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中，人們對(duì)門的選擇已由單一的功用型向個(gè)性化、品 位化發(fā)展，而將高科技應(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 能化也是必然的趨勢(shì)。此時(shí)，兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門以其全新的概念，寬敞開放的門面、 高格調(diào)和智能化的設(shè)計(jì)，自然成為現(xiàn)代化樓宇建筑的入口裝飾的主流，無可質(zhì)疑 的必選設(shè)施。這也堪稱建筑物的點(diǎn)睛之筆。 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 方案設(shè)計(jì) 3 2 方案設(shè)計(jì) 2.1方案擬定 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的主體結(jié)構(gòu)由門體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系 統(tǒng)和檢測(cè)安全系統(tǒng)五大部分構(gòu)成，根據(jù)對(duì)這五大部分作出分析后擬定以下兩 個(gè)兩翼旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計(jì)方案。 2.1.1 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門設(shè)計(jì)方案一 方案一：主要是根據(jù)傳統(tǒng)意義的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門來進(jìn)行設(shè)計(jì)，其主要是采用中軸 來支撐和安裝整個(gè)旋轉(zhuǎn)門體，并用中軸上固定齒輪的方式來進(jìn)行傳動(dòng)，最終使旋 轉(zhuǎn)門體繞著中軸旋轉(zhuǎn)。其具體方案如下： 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 門體結(jié)構(gòu)分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)，均由鋁型材框架和玻璃等組成。 旋轉(zhuǎn)門體采用中軸上安裝兩個(gè)旋轉(zhuǎn)扇翼，旋轉(zhuǎn)扇翼由一扇普通門體和一扇圓弧門 體構(gòu)成，這樣來實(shí)現(xiàn)建筑屋內(nèi)和屋外的任何位置的隔離。門扉一般采用高強(qiáng)度鋁 合金型材，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，精密牢固。同時(shí)每扉門三面安裝密封毛條與地面天花及曲 壁緊密接觸，使門扉在任何位置均處于密閉狀態(tài)；門扉玻璃采用（3+3）夾膠玻 璃或 6mm 厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夾膠玻璃或 12mm 厚的鋼化玻璃。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于兩扇門翼距離較大且?guī)в袃缮葓A弧門，使得需要的驅(qū)動(dòng)力矩就較大，那 么采用兩臺(tái)三相異步電機(jī)對(duì)稱布置來完成驅(qū)動(dòng)。 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)主要是完成降速和力的傳動(dòng)，根據(jù)要求可采用兩臺(tái)異步電機(jī)輸出軸 分別接一臺(tái)減速器，然后又通過一對(duì)齒輪嚙合來把動(dòng)力傳遞給門體的中軸，使得 中軸帶動(dòng)固定在上面的旋轉(zhuǎn)門體轉(zhuǎn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)從動(dòng)力裝置到執(zhí)行裝置動(dòng)力的傳 遞過程。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)采用目前小型控制中較為常用的單片機(jī)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)由變 頻器完成調(diào)速控制功能，再加上一些功能開關(guān)來完成兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的整個(gè)控制 要求。 檢測(cè)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 檢測(cè)安全系統(tǒng)是關(guān)系到整個(gè)兩翼旋轉(zhuǎn)門能否健康安全運(yùn)行的關(guān)鍵一步，主要 采用紅外線傳感器來實(shí)現(xiàn)人流的檢測(cè)，采用各種接觸式和非接觸式傳感器以及多 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 方案設(shè)計(jì) 4 個(gè)接近開關(guān)來實(shí)現(xiàn)兩翼旋轉(zhuǎn)門運(yùn)行過程中各個(gè)危險(xiǎn)位置和危險(xiǎn)情況的檢測(cè)，最終 實(shí)現(xiàn)兩翼自動(dòng)門的安全運(yùn)行。 2.1.2 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門設(shè)計(jì)方案二 方案二：主要是在傳統(tǒng)意義的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門基礎(chǔ)上來進(jìn)行改造設(shè)計(jì)的，其主要 是采用圓周導(dǎo)軌懸掛整個(gè)旋轉(zhuǎn)門體，并用懸掛門體上部轉(zhuǎn)盤的方式來進(jìn)行傳動(dòng)， 最終使旋轉(zhuǎn)門體繞著門冠的圓形軌道旋轉(zhuǎn)。其具體方案如下： 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 門體結(jié)構(gòu)分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)，均由鋁型材框架和玻璃等組成。 旋轉(zhuǎn)門體采用中間平滑門加兩扇圓弧門構(gòu)成，同時(shí)，平滑門、圓弧門和一扇普通 門在旋轉(zhuǎn)門體的兩邊構(gòu)成一個(gè)旋轉(zhuǎn)展臺(tái)，這個(gè)展臺(tái)即成了旋轉(zhuǎn)扇翼，又能放置展 物。這樣不僅能形成一種美好的氛圍，還能較為完美的實(shí)現(xiàn)建筑屋內(nèi)和屋外的任 何位置的隔離。門扉一般采用高強(qiáng)度鋁合金型材，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，精密牢固。同時(shí)每 扉門三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門扉在任何位置均處于密 閉狀態(tài)；門扉玻璃采用（3+3）夾膠玻璃或 6mm 厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用 （4+4）夾膠玻璃或 12mm 厚的鋼化玻璃。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于門體懸掛在圓形軌道上，那么受到的摩擦力矩較??；同時(shí)又使用了較大 的轉(zhuǎn)盤來傳動(dòng)，使得較小的驅(qū)動(dòng)力就能產(chǎn)生較大的力矩。那么采用一臺(tái)三相異步 電機(jī)來完成驅(qū)動(dòng)即可。 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)主要是完成降速和力的傳動(dòng)的，根據(jù)要求可采用在異步電機(jī)輸出軸 接一臺(tái)減速器，將轉(zhuǎn)速降到一定的轉(zhuǎn)速，然后又通過一對(duì)齒輪齒圈嚙合來把動(dòng)力 傳遞給由齒圈形成的門體轉(zhuǎn)盤上，使得轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)懸掛門體在圓形軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)。從 而實(shí)現(xiàn)從動(dòng)力裝置到執(zhí)行裝置動(dòng)力的傳遞過程。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)采用工業(yè)控制中十分常用的可編程控制器（PLC）來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)由 變頻器完成調(diào)速控制功能，再加上一些功能開關(guān)來完成兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的整個(gè)控 制要求。 檢測(cè)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì) 檢測(cè)安全系統(tǒng)是關(guān)系到整個(gè)兩翼旋轉(zhuǎn)門能否健康安全運(yùn)行的關(guān)鍵一步，主要 采用紅外線傳感器來實(shí)現(xiàn)人流的檢測(cè)，采用各種接觸式和非接觸式傳感器以及多 個(gè)接近開關(guān)來實(shí)現(xiàn)兩翼旋轉(zhuǎn)門運(yùn)行過程中各個(gè)危險(xiǎn)位置和危險(xiǎn)情況的檢測(cè)，最終 實(shí)現(xiàn)兩翼自動(dòng)門的安全運(yùn)行。 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 方案設(shè)計(jì) 5 2.2方案選擇 2.2.1 方案比較 從設(shè)計(jì)新穎和功能上比較 方案一的設(shè)計(jì)思路是傳統(tǒng)意義的再次設(shè)計(jì)，沒有太多新穎的結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新理念， 同時(shí)門體的結(jié)構(gòu)較其它三翼四翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門復(fù)雜，且外形不是太美觀。因此， 沒有多少實(shí)際意義和市場(chǎng)價(jià)值。而方案二是對(duì)傳動(dòng)意義自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的創(chuàng)新設(shè)計(jì)， 它能獨(dú)特的展臺(tái)設(shè)計(jì)使其能增加兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的實(shí)用功能。同時(shí)，其獨(dú)特的傳 動(dòng)方式和高格調(diào)的外觀設(shè)計(jì)使其能在多種自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門中占有一席之地。 從節(jié)能的角度比較 方案一的設(shè)計(jì)由于采用中軸轉(zhuǎn)動(dòng)，需要兩臺(tái)電機(jī)才能很好的進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。而方 案二的設(shè)計(jì)采用門體懸掛在圓形軌道上，只需要一臺(tái)同功率的電機(jī)就能很好的完 成驅(qū)動(dòng)。那么方案一的設(shè)計(jì)就耗能較多，則不宜采用。 從采用的控制系統(tǒng)上比較 方案一采用單片機(jī)控制系統(tǒng)雖然能很好的完成控制任務(wù)，但對(duì)設(shè)計(jì)者來說增 加了很多的負(fù)擔(dān)。它不僅要求進(jìn)行控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行較為復(fù)雜的硬 件設(shè)計(jì)，其硬件包括一些芯片連接，隔離放大電路的設(shè)計(jì)。這些在方案二中就很 是簡(jiǎn)單，根本不需要太多的設(shè)計(jì)，因?yàn)榉桨付捎玫氖且延械目刂葡到y(tǒng)。同時(shí)， 方案一的控制系統(tǒng)由于對(duì)用戶來說體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以較為適于大批量生產(chǎn)。 但是對(duì)我們單件或小批量生產(chǎn)來說設(shè)計(jì)方案一的控制系統(tǒng)是不值得的。 2.2.2 確定方案 通過對(duì)方案一二的綜合比較，考慮各自方案的利與弊。綜合考慮后，我決定 選擇方案二進(jìn)行設(shè)計(jì)。 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1門體的總體設(shè)計(jì) 3.1.1 門體構(gòu)成 兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門的門體部分設(shè)計(jì)主要包括旋轉(zhuǎn)門體部分設(shè)計(jì)和固定部分曲壁 設(shè)計(jì)，旋轉(zhuǎn)門體又包括中間旋轉(zhuǎn)平滑門和旋轉(zhuǎn)展箱設(shè)計(jì)。其中旋轉(zhuǎn)平滑門又由四 扇普通推拉門組成，在緊急或是停電的情況下打開進(jìn)行人員流通，而旋轉(zhuǎn)展箱又 是轉(zhuǎn)門的一部分，由圓弧門、平滑門和扇門構(gòu)成一個(gè)展示空間，其都由鋁型材框 架和玻璃構(gòu)成。曲壁是旋轉(zhuǎn)門體部分的旋轉(zhuǎn)空間，由進(jìn)出門口和四塊弧形框架玻 璃構(gòu)成。 3.1.2 門體規(guī)格 門體規(guī)格根據(jù)文獻(xiàn) 1兩翼旋轉(zhuǎn)門門體尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。門體總體規(guī)格尺寸如表 3.1，門體總體外形圖如圖 3.1： 表 3.1 門體尺寸 內(nèi)直徑 門中線全闊 入口寬度 中間門全開闊度 華蓋高度 門扉高度 （D）mm （E）mm （C）mm （F）mm （A）mm （B）mm 3600 3804 1676 1640 500 2200 圖 3.1 門體外形圖 F A B D CE 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 3.2旋轉(zhuǎn)門體部分設(shè)計(jì) 3.2.1 確定旋轉(zhuǎn)門體材料 旋轉(zhuǎn)門體材料主要包括門體骨架的材料和門體玻璃材料，由于旋轉(zhuǎn)門體由四 扇推拉門組成和兩扇旋轉(zhuǎn)展箱構(gòu)成，因此其構(gòu)成相當(dāng)于有一棟四扇的推拉門和兩 扇旋轉(zhuǎn)的圓弧門與兩扇扇門。 旋轉(zhuǎn)門體的框架材料 門體框架材料可選用鋁型材來構(gòu)成骨架和安裝玻璃的框架，根據(jù)相關(guān)門體標(biāo) 準(zhǔn)，旋轉(zhuǎn)平開門可按 90 系列的推拉門進(jìn)行設(shè)計(jì)。門體骨架采用 90 系列推拉門專 用鋁型材，據(jù)文獻(xiàn) 1選擇如下。 平滑門的材料選擇如表 3.2： 表 3.2 平滑門材料 名稱 材料代號(hào) 線密度（kg/m） 光企 L090704（圖 3.2） 0.966 勾企 L090705（圖 3.3） 1.033 上橫 L090706（圖 3.4） 0.836 下橫 L090707（圖 3.5） 1.152 （左右）邊框 L090703（圖 3.6） 0.854 上滑 L090701（圖 3.7） 1.375 下滑 L090702（圖 3.8） 1.198 相關(guān)鋁型材的截面形狀如下圖： 圖 3.2 光企截面圖 圖 3.3 勾企截面圖 圖 3.4 上橫截面圖 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 圖 3.5 下橫截面圖 圖 3.6 邊框截面圖 圖 3.7 上滑截面圖 圖 3.8 下滑截面圖 旋轉(zhuǎn)扇門的材料可按中間平滑門的相關(guān)材料來做，則上橫選擇 L090706，下 橫選擇 L090707，左右光企框選擇 L090704。 旋轉(zhuǎn)圓弧門的材料可選擇圓弧專用鋁型材 6063，其相關(guān)截面形狀及尺寸同平 開門的鋁型材相同。 旋轉(zhuǎn)門體玻璃材料 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(jí)的賓館，寫字樓等高檔場(chǎng)所，一般無特殊要求。由于防彈玻 璃價(jià)格較為昂貴，并且無多大實(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，據(jù)文獻(xiàn) 2旋 轉(zhuǎn)門體的平滑門玻璃可選用 6mm 的鋼化透明玻璃。旋轉(zhuǎn)圓弧門可選用專用的 6mm 圓弧鋼化玻璃。 3.2.2 確定旋轉(zhuǎn)門體相關(guān)尺寸 確定中間平滑四扇門的尺寸 根據(jù)前面的總體設(shè)計(jì)可知，旋轉(zhuǎn)門的門扉高度為 2200mm，內(nèi)徑為 3600mm， 則中間平滑門尺寸可按文獻(xiàn) 1 90 系列的尺寸高度為 2100mm，四扇門寬度為 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3500mm 進(jìn)行設(shè)計(jì)。90 系列推拉鋁合金的門體圖如圖 3.9。 圖 3.9 平滑門體圖 90 系列推拉鋁合金的門體節(jié)點(diǎn)圖如下： 節(jié) 點(diǎn) 圖 3.10 節(jié)點(diǎn) 1 截面圖節(jié) 點(diǎn) 圖 3.11 節(jié)點(diǎn) 2 截面圖 節(jié) 點(diǎn)節(jié) 點(diǎn)節(jié) 點(diǎn) 圖 3.12 節(jié)點(diǎn) 3、4、5 截面圖 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 由于平滑門的整體尺寸寬為 3500，高為 2100，則根據(jù)以上節(jié)點(diǎn)，可以計(jì)算 門的相關(guān)尺寸為。平滑門外部框架采用插接的方式，則門上下滑長(zhǎng)度就為整個(gè)平 滑門的寬度 3500mm，左右邊框的長(zhǎng)度就為平滑門的高度 2100mm。 單扇門寬度為： 式（3.1） (23)43507.41691BlBm重平 鋁 邊單 扇=（ ） 式中： 為平滑門的寬度， 為門邊框?qū)挾龋籰平 邊 為門扇與邊框的重合值， 為鋁合金框的寬度；B重 B鋁 由于門體鋁合金的橫豎的寬度都一樣，則單扇門的框架連接采用直接對(duì)接的 方式 ，那么鋁型材的上下橫長(zhǎng)度為： 915m上 下 橫 單 扇 光企和勾企的長(zhǎng)度為： 式（3.2）2105.832.86 lHBllm下 滑光 勾 上 滑 節(jié) 上 重 節(jié) 下 重 式中： 為平滑門的高度， 為鋁合金框上滑的寬度；上 滑 為門框安裝的上寬度， 為門框安裝的下寬度；l節(jié) 上 重 l節(jié) 下 重 而單扇門玻璃的長(zhǎng)度為： 式（3.3） 22056.871193lBlm玻 長(zhǎng) 光 勾 上 橫 下 橫 玻 安 式中： 為光勾企的型材長(zhǎng)， 為鋁合金門框上橫寬度；l光 勾 上 橫 為鋁合金門框下橫寬度， 為玻璃安裝在門框的長(zhǎng)度；B下 橫 l玻 安 單扇門玻璃的寬度為： 式（3.4） 291564.3182Blm光玻 寬 上 下 橫 勾 玻 重 式中： 為光企型材的寬度， 為勾企型材的寬度；B光 勾 為玻璃與光勾企的安裝長(zhǎng)度；l玻 重 確定旋轉(zhuǎn)展臺(tái)材料尺寸 旋轉(zhuǎn)圓弧門的弧長(zhǎng)要能堵塞進(jìn)出門口，以免旋轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)到某個(gè)位置把門內(nèi)和門 外連通而失去兩翼旋轉(zhuǎn)門的意義。那么弧形門可按下面計(jì)算： 機(jī)械專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 門進(jìn)出口的圓心夾角，根據(jù)余弦公式有： 式（3.5） 2222cos167801805BRR進(jìn) 出 寬 門 內(nèi) 門 內(nèi) 門 內(nèi)則 式中： 為轉(zhuǎn)門進(jìn)出口的門口寬度， 為轉(zhuǎn)門的內(nèi)半徑；進(jìn) 出 寬 門 內(nèi) 由于平滑門和圓弧門直接連接，則圓弧門的半徑為： 式（3.6） 23508.17RlBm圓 平 鋁 則圓弧門型材弧長(zhǎng)為： 式（3.7） 2563.147807lRm圓圓 弧 式中： 為圓弧門半徑；R圓 那么圓弧門的最小弧長(zhǎng)要為那么多，可以取其圓弧長(zhǎng)為 1750mm。 圓弧門左右型材長(zhǎng)度，圓弧門框架采用直接對(duì)接的方式，那么左右型材可依 下面計(jì)算。 式（3.8）2105.876293 lHBm弧 左 右 上 橫 下 橫 圓弧玻璃的弧長(zhǎng)為：