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混凝土搅拌机课程设计

摘要：主要介绍了设计的结构，从两种方案中选择了一个更合理的方案，然后再分别从主电路、辅助电路两个角度介绍了对电路的设计。然后再综合到总电路，分析了电路的工作原理，出现故障时的保护措施，以及所涉及到的器件的选择。通过本次课程设计，掌握了接触器等触点控制器件实现电动机的控制方法，并进一步掌握接触器、继电器等器件的功能特点和使用方法，了解电气控制技术的基本原理和方法。对混凝土搅拌机的工作原理、电路结构有了更深入的了解。

目录
引言 3
1设计结构介绍 3
2单元电路介绍 4
2.1主电路 4
2.2控制电路 4
2.3元器件选用 5
2.3.1熔断器 5
2.3.2交流接触器 6
2.3.3行程开关选用 6
2.3.4热继电器 6
2.3.5导线的选用 6
2.3.6按钮的选用 7
2.3.7低压断路器 7
2.3.8电磁阀 7
2.3.9元器件清单 7
3电路设计 9
3.1电路图 9
3.2工作原理 10
3.3保护措施 10
3.3.1过载保护 10
3.3.2短路保护 10
4调试 10
5总结 11
6致谢 11
参考文献 12

引言
混凝土搅拌机能把水泥、砂石材料和水混合并制成混凝土混合料的机械。由拌筒、加料和卸料机构、传动机构、机架和支承装置组成。混凝土搅拌机通过轴与传动机构连接的动力机构带动的滚筒，在滚筒筒体上装围绕滚筒筒体设置的齿圈，传动轴上设置与齿圈啮合的齿轮，来实现搅拌工作。混凝土搅拌机结构简单、合理，采用齿轮、齿圈啮合后，可有效克服雨雾天气时，托轮和搅拌机滚筒之间的打滑现象；采用的传动机构可进一步保证消除托轮和搅拌机滚筒之间的打滑现象。
我所设计的混凝土搅拌机性能齐全，能够自动控制料斗，控制给水电磁阀加水，简单方便，而且由于采用了保护措施，所以安全性能高，能够用于工业、民用建筑以及国防施工等工程建设。

1设计结构介绍

方案介绍：
思考了两种方案，并进行了对比，第二种方案料斗和滚筒可以独立操作，互不影响，提高了工作效率，更能满足客户需求。综合考虑，选择了方案二

2单元电路介绍
2.1主电路
本设备主电路采用一台5.5KW三相异步电动机作为滚筒运行电机，一台3KW三相异步电动机作为料斗上升和下降运行电机，额定电压380V。
KM1控制M1正转，KM2控制M1反转，KM3控制M2正转，KM4控制M2反转。YA为电磁抱闸线圈，使M2制动停止。FU1为主电路提供短路保护，FR1、FR2分别M1、M2提供长期过载保护。

图3.主电路
2.2控制电路
SB1、SB2、SB3分别控制滚筒电机M1正、反转和停止，SB4、SB5、SB6分别控制L料斗电机M2正、反转和停止。SB7控制电磁阀，是水流的开通与关断器件，SB8、SB9分别是M1、M2控制电路的总开关，用在紧急情况下使两台电机断电停止。SQ1和SQ2为料斗上下极限保护。
控制电路采用自锁与互锁相结合的方式，大大提搞了操作的可靠性和正确性。

图4.控制电路
2.3元器件选用
本设备中，已知M1电动机功率为5.5.KW，M2电动机为3KW。额定电压为380V。搅拌机功率=搅拌电机功率+料斗上升与下降电机功率=8.5KW，所以可知额定电流为17A。
2.3.1熔断器
1KW=2A
M1电机额定电流 2×5.5=11A
M2电机额定电流 2×3=6A
总额定电流 11+6=17A
一台电机 IRN≥(1.5～2.5)IN
IRN≥(1.5～2.5) ×11 IRN≥(16.5～27.5)
IRN≥(1.5～2.5) ×6 IRN≥(9～15)
多台电机 IRN≥(1.5～2.5)IMAX+∑IN
IRN≥(1.5～2.5)·11+17 IRN≥(33.5～44.5)
根据《电气控制与PLC》（ P28）表1-6熔断器的主要技术数据
主电路熔断器RL1-60／50
控制电路熔断器RL1-15／5
2.3.2交流接触器
主触头电流I c=(P n×10 3)/KU n K=（1～1.4）
根据《电气控制与PLC》（P14）表1-1 CJ-10系列交流接触器主要技术数据
选用CJ10-40

2.3.3行程开关选用
根据《电气控制与PLC》表1-8 LX19和JLXK1系列行程开关的主要技术数据 选用JLXK1-111
2.3.4热继电器
根据《电气控制与PLC》热元件的整定电流为电机额定电流的0.95～1.05
FR1选 JR20-20 FR2选 JR20-10
2.3.5导线的选用
一般铜线安全计算方法是：2.5平方毫米铜电源线打得安全载流量——28A，4平方毫米铜电源线打得安全载流量——35A ，6平方毫米铜电源线打得安全载流量——48A，10平方毫米铜电源线打得安全载流量——65A，16平方毫米铜电源线打得安全载流量——91A，25平方毫米铜电源线打得安全载流量——120A。

表1铜线在不同温度下的线径和所能承受的最大电流

根据8.5KW电机的实际情况，电源进线和主电路可以选择2.5平方铜线，控制电路选择1平方铜线，因为接地线和主电路导线的一半可选择1.5平方铜线。
2.3.6按钮的选用
根据《电气控制与PLC》（P29）表1-7 LA系列按钮主要技术数据
选用LA20-22D
2.3.7低压断路器
根据《电气控制与PLC》（P36）表1-13 DZ15系列断路器的主要技术数据
选用DZ15-40/3901
2.3.8电磁阀
根据《现代电气控制及PLC应用技术[M]》选用07-15V01.SYM
2.3.9元器件清单
序号
标号
名称
型号规格
数量
备注
1
M1
三相异步电动机
Y2-132S-4-5KW
1
380V
2
M2
三相异步电动机
Y2-100L-4-3KW
1
380V
3
QF
低压断路器
DZ15-40/3901
1
380V
4
FU1
熔断器
RL1-60／50
3

5
FU2
熔断器
RL1-15／5
2

6
FR1
热继电器
JR20-20
1

7
FR2
热继电器
JR20-10
1

8
SB
按钮
LA20-22D
9

9
SQ
行程开关
JLXK1-111
2

10
KM
交流接触器
CJ10-40
4
线圈380V
11
YA
电磁阀
07-15V01.SYM
1

12

主电路电缆
2.5
50m

13

控制电路电线
1
5m

14

接地线
1.5
1m

表2 元器件清单

3电路设计
3.1电路图

图5.混凝土搅拌机总电路

3.2工作原理
合上自动开关QF，按下正向启动按钮SB1，正向接触器KM1线圈通电，搅拌机滚筒电动机M1正转搅拌混凝土，拌好后按下停止按钮SB3，KM1失电释放，M1反转，使见拌好的混凝土出料；
当按下料斗正向启动按钮SB4时，正向接触KM3线圈通电，料斗电动机M2通电，同时YA线圈通电，制动器松开M2的轴，使M2正传，牵引料斗起仰上升，将骨料和水泥倾入搅拌机滚筒。按下SB6，KM3失电释放，同时YA失电，制动器抱闸制动停止。按下反向启动按钮SB5，反向接触器KM4线圈得电，同时YA得电松开，M2反向使料斗下降放平（以接受下一次的下料）。位置开关SQ1和SQ2为料斗上下极限保护。
在混凝土搅拌过程中，应由操作者按按钮SB7，使给水电磁阀启动，使水流入搅拌机的滚筒中，加足水后，松开SB7，电磁阀断电，停止进水。

3.3保护措施
3.3.1过载保护
本设备采用热继电器对电机的长期过载保护，同时，当发生严重过载时，低压断路器可起保护作用。
3.3.2短路保护
本设备采用熔断器及低压断路器可在发生短路时进行保护。

4调试
调试中应注意：
1.检查前，要认真阅读电路图，掌握线路的构成、工作原理及接线方法。
2.在排除故障的过程中，故障分析、排除故障的思路和方法要正确。
3.工具和仪表使用要正确。
4.不能随意更改线路和电器元件。5.带电检修故障时，必须有教师在现场监护，并要确保用电安全。

5总结
两周的课程设计结束了，获益匪浅，以前学到的都只是单纯的课本知识，一提到运用，大家都抓耳挠腮，学校给我们提供的这次机会让我们的能力的到了很大的提高。说实话，作为一个电气女生，我连混凝土搅拌机是怎么工作的都不知道，真是惭愧，这次的课程设计让我认识到自己能力的不足，其实这些只要我们平时多观察，就可以知道，以后要时刻留意生活中的小细节，生活是个大课堂。
这次电机与电力拖动课程设计我们结合了许多软件，由于没学过CAD，所以不能用CAD做出电路图，只好用绘图工具画电路图，可以说是很费力吧。下学期就开CAD课程了，我一定要学好这个软件，它不仅对机械专业的同学重要，而且对我们电气专业的来说，也是非常重要而必要的。
6致谢
鸦有反哺之义,羊知跪乳之恩，转眼间，在皖西学院三年的时光结束了，从刚开始那个青涩的小女孩到现在成熟懂事的我，这其中给予我帮助的人真的很多。
首先是培养教育我的学校，浓厚的学术氛围，舒适的学习环境我将终生难忘！
其次是感谢我的家人，父母的养育之恩总是最触动人心的，他们辛苦劳动就是为了让我们有更好的未来，我将用自己最大的努力给你们欣慰。
本次课程设计是在张斌老师的悉心指导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。
然后就是跟我同组的同学，他给予了我很大的帮助，相互学习的时候，我发现了他认真地态度，成熟的魅力，这一点很值得我学习，可能这正是我所缺少的。

参考文献
王永华．现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003．
[7].刘耀．电子与电工技术[M]．北京工业大学出版．
[8].范正．电力传动与自动控制[M]．北京航空航天大学出版社
陈远龄．机床电气自动控制[M]．重庆：重庆大学出版社．2004．
[10].范贻潘主编.电力拖动控制线路与技能训练.北京：中国劳动社会保障者出版社