一种棒料自动卸料码装设备

一种棒料自动卸料码装设备

码垛是按照集成单元化的思想，按一定的模式将一件件的物料堆码成垛，以方便物料的存储、搬运、装卸、运输等物流活动。本文主要针对锚链厂一定尺寸的铁棒料来设计一种专用的棒料自动卸料码装设备。该设备可完成对锚链厂下料机在下料后，完成对特定大小铁棒料的收集，传送，码装等功能。并对该设备进行整体机械结构设计，并对该设备电机的选型，减速器设计和校核，以及其他零部件的选取给出计算和选择依据。并给出以51单片机为控制核心的程序设计和编写。

关键词：码垛；结构设计；选型；校核；单片机；

1.1研究背景与意义

随着科学技术的迅猛发展，生产力水平的不断提高，人们对降低劳动强度、改善工作环境日益重视起来，我国是制造业大国，金属棒料的使用范围极为广泛，金属棒料的生产加工又不可避免的涉及到上料，下料，码垛，包装，转运等步骤。其中码垛是按照集成单元化的思想，按一定的模式将一件件的物料堆码成垛，以方便物料的存储、搬运、装卸、运输等物流活动。因此在工业生产过程中，尤其在大规模、大批量的生产活动中，码垛技术显得尤为重要。中国作为全球制造业第一大国，在工业自动化的大潮流推动下，码垛技术得以快速发展，码垛机器人作为码垛技术的核心研究方向，近年也成果频出。码垛机器人是用在工业生产线上执行各类产品获取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人，开发专用性的码垛机器人对提高工厂生产效率、降低运营成本、提高生产自动化、改善劳动条件等发挥重要作用。我国码垛工业线在经过近几十年来的工业生产发展中已经越发成熟，我国自主生产的码垛机器人在世界上也属于较高水平，在当今看来传统人工码垛将会被现代机器码垛取代是一种不可阻挡的潮流目前国内中小企业针对小型管棒料的收集摆装多为手工收集摆装，具有自动化程度低，需要人工多，劳动强度大等特点，对于形成稳定高效的自动化生产形成一定的阻碍。而现有机器人搬运虽能实现无人化搬运，摆装，但对于高速生产的管棒料下料设备来说工作速度较慢，成本过高。因此设计一种具有一定通用性且便于维护的棒料卸料码装设备，对于提高生产中涉及管棒料上下料的生产流程的自动化程度具有一定的提高作用。

近年来，通过对青岛锚链生产厂家的调研和参观发现，有相当一部分厂家的铁棒料下料设备和折弯设备并没有很好地衔接，而是两个相对独立的生产工序，其中长铁棒在经过下料设备加工后会形成具有相同长度的短铁棒料，而短铁棒料的收集和摆装多由工

人手动收集至U型架内，再由叉车转运至折弯设备。且短棒料下料设备频率较快，下料方式固定单一。因此，我们需要设计一款能对较高频率金属棒料生产设备相配套的、工作效率较高的铁棒料自动卸料码装设备。

图1.1-1锚链生产厂家铁棒料收集与码垛

近年来，三维建模迅速发展，可以十分精确的构建出所需要的模型，并且在细节处进行优化，给人们带来了很大的方便，本次研究旨在充分借鉴的国内外类似设备的设计经验，并充分使用PLC技术以及solidworks,CAD等软件设计开发一种具有一定通用性，便于维护，工作效率较高的铁棒料自动卸料码装设备。对短铁棒料的收集和在U型架上的摆装的人工劳动部分进行高效替代。该设备对于涉及棒料加工生产，码垛，转运等工序的企业提高自动化程度，降低工人劳动强度，提高工人效率具有积极意义，是一个有重要意义的课题。

1.2国内码垛设备研究现状

天津理工大学机械工程学院天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室宋新环，张玉华，任星等人进行了钢管码垛机移料机构设计及仿真分析的研究。该研究设计了一种如图1.2-1所示的钢管码垛机移料机构，能够根据码垛根数及钢管直径自动完成送料、计数、及堆垛的工作，对其工作原理进行了说明，并利用三维建模软件SolidWork 建立钢管码垛移料机构的三维模型，在动力学分析ADAMS中对模型进行运动仿真，通过仿真测量出机构的最大驱动力、原动件的最大功率、原动件的做功和各关键铰链的受力情况，为机构最大驱动力的优化、电机功率的选择、了解机构的耗能和关键部件的强度校核提供参考依据。此外该实验室郑帅，柴晓艳等人还进行了钢管输送机构关键部件的强度校核及可靠性分析的研究运用 ADAMS建立了如图1.2-2所示的钢管输送机构的动力学模型，通过仿真测量出机构关键部件的最大载荷，然后在ANSYS中求解出关键部件在最大载荷下的应力分布，从而根据第四强度理论进行关键部件的强度校核。根据ADAMS 后处理模块中分析出载荷在正态分布下的均值和标准差，从而进一步对关键部件的可靠性进行分析，为关键部件的轻量化设计提供理论参考依据。

图1.2-1

图1.2-2

湖州师范学院以及浙江金州管道有限公司的汪萌生，祝守新，杨伟方等人进行了钢管自动码垛成型机的研制。通过对钢管堆垛成型工艺过程的分析，进行了钢管自动码垛成型机的机械和控制系统设计、制造及实现。设备结构如图1.2-3所示。设备运行的稳定性、可靠性和自动化程度都比较高，能够适用多个规格的钢管的码垛成型、码垛能力可达到12捆/小时。其设计研制的全自动钢管码垛成型机能够适应60.3~219mm多个规格的钢管的码垛成型，定位精度和稳定性较好，具有较高的自动化水平，并且功能完善，码垛能力已与国际相当，并且造价远低于国外的码垛成型机。

图1.2-3

五邑大学艾龙辉，皮小园，邹建光等人针对包装码垛生产线，设计了一种基PLC的全自动包装码垛生产线的控制系统。该控制系统WinCC V7.0监控软件为上位机，以西门子S7-400PLC控制核心，如图1.2-4所示为该生产线控制系统的硬件结构图。通过PLC 程序控制对整个自动生产线工作过程进行全程控制，可实现连续工作，具有故障报警、显示及自动连锁停机功能。全自动包装码垛生产线系统主要有以下几部分构成(1) 包装机械单元。电子称重机、自动供袋机、自动装袋机、转位输送机、编组机、推袋压袋机。(2 )码垛机械单元。分层码垛机、升降机，托盘仓。(3)控制系统单元。PLC控制、人机界面、WinCC V7.0监控软件。实际运行结果表明，该控制系统可靠、稳定，实时监控能力强，能满足实际生产需要。

图1.2-4

陕西理工学院王明武针对目前我国铝锭生产线人工码垛的现状，应用可编程序控制器设计全自动铝锭码垛机。介绍码垛方式和码垛机工作原理，阐述控制系统的硬件、软件的开发，给出全面详细的设计思路探讨计层及翻锭程序。将可编程序控制器用于铝锭码垛机，极大简了继电接触器控制电路，且可靠性、可维护性及灵活性大大提高，下图1.2-5为其码垛机结构和气动元件安装示意图，并给出了其接近开关示意图（如图

1.2-6所示），以及PLC接线图。使用结果表明该机可完全替代人工码垛，从而大大降低了工人的劳动强度，避免了叉运、管理和运输过程中的散包现象提高了劳动生产率，时码垛质量提高，杜绝了散包现象。

图1.2-5

图1.2-6

图1.2-7

北京理工大学的张丰华，韩宝玲等人在充分研究国内外工业码垛机器人的基础上，设计了一种基于PLC控制的新型工业码垛机器人控制系统，控制系统以触摸屏为人机交互界面，以横河FAM3 PL为控制系统核心，同时还根据码垛作业实际需要和工作流程的特点完成了软件系统的编写。实际运行结果表明，新型工业码垛机器人控制系统具有高可靠性和稳定性，同时又具良好的可扩展性和可维护性，能满足码垛作业的实际需要，符合工业应用要求。通过调查发现，目前在用的工业码垛机器人多采用“运动控制器+ PC ”构架形式的控制系统。这种控制系统以PC为硬件台，依靠运动控制卡实现运动轴的时控制。虽然上位清，但系统稳定性、可靠性低、可扩展能力弱，且功能冗余，性价比很低。笔者所在科研团队设计的工业码垛机器人控制系统，以PLC为主控装置，使PLC 与相关器件的功能融合达到理想的程度，所构建的机器人控制系统结构精简，节能降耗，具有很好的稳定性及可扩展性，尤其可贵的是，该控制系统性价比很高，适于工业现场应用。图1.2-8为其工业码垛机器人软件系统工作流程

图1.2-8

郝翠霞，叶晖以工业机器人码垛生产线为研究对象，提出了用RobotStudio软件中Smart组件功能对码垛工作站进行仿真的设计方案。根据产品码垛流程，构建了机器人码垛线的空间布局，创建了动态输送链、动态夹具和动态叉车三个Smart 组件，并实施动画效果。实现了一台ABB机器人为垛板堆垛的仿真设计、轨迹规划和编程。该设计方案与实际生产同步 , 为设计者和管理者提供生产线设计的理论依据和试验平台 , 降低了生产线设计、调试的成本 , 提高了生产效率。

山东理工大学孙浩，赵玉刚等人针对工业要求，设计了一台四自由度并联码垛机器人，并提出一种新的计算方法对其进行了主体结构的数学计算和运动学分析，依据工业现场要求，规划码垛运动轨迹，最后根据结构分析结果利用matlab软件对工作空间模拟仿真。其最大抓取载荷为100kg，工作能力达800次/h。

国外Ohio State University,Gary Maul在基于传感器的智能振动传输方面进行了很多研究，而且还尝试了在振动传输装置上加空气压缩喷嘴代替工业机械臂完成工件剔出动作的研究

1.3主要研究工作

不同大小的船只需要不同强度的锚链，而锚链的强度又直接关系到铁棒料的直径，所以本文主要设计一种基于PLC的能对直径在一定范围内的铁棒料进行收集，并在U型架中进行码垛的铁棒料自动卸料码装设备。本次研究将充分借鉴国内外优秀设计经验的基础上进行设备设计，具体步骤为：

(1)通过调研，根据锚链厂加工锚链的所有型号来确定进行收集，码垛，装运的铁棒料尺寸范围。

(2)根据铁棒料的外形，尺寸，重量设计设计合适的收集机构进行初步收集

(3)分析和规划棒料下料后从初步收集装置到U型架进行码跺的路径，然后设计相应的机械结构；

(4)对关键零部件进行校核，选型，并设计和编写单片机控制程序完成设备逻辑控制；通过CAD以及solidworks完成设备的关键零部件图纸以及三维建模；

2棒料自动卸料码装设备结构设计

2.1总体结构设计

本次棒料自动卸料码装设备的主体结构如图2.1-1，图2.1-2所示。本文所设计装置主要收集对象为锚链厂所生产径为40mm，长度为200mm，下料速度为120个/min的锚链铁棒料而设计的一种棒料自动卸料码装设备，本设备的主要设计思想为按棒料纵向并排摆装，分层码垛的思想，在收集方面需要导向槽将生产出来的铁棒料摆成统一的放置方向，在分层码垛时铁棒料的码垛位置的变化需要水平径向位移和高度位移的变化实现。故本设备需要两个方向的自由度，即需要实现水平径向方向，和上下方向的移动。故本次研究的自动卸料码装设备主要有三部分组成，分别是棒料收集推送机构，水平输送机构，用于承载U型架的剪叉式升降平台机构。棒料收集推送机构的作用是配合下料机，将棒料在下料后按规定的路径摆成统一的放置方向传递至水平输送机构。水平输送机构的作用则是通过装有L型支架的链板式输送机构的连续运转，和步进式的直线运动完成每一层的铁棒料码垛工作。用于承载U型架的剪叉式升降平台机构的主要作用是完成对U 型架的托举工作，完成对铁棒料码垛时U型架高度的变化，配合水平输送机构完成码垛。承重桌的主要作用是用于承载棒料收集推送机构，和水平输送机构，并使配合下料机使上述两机构处在一个合理的高度，并且在承重桌的前侧装有U型挡板，该挡板开有用于嵌入U型架活动侧的方形槽，也开有配合升降机构调节位置的一系列高度槽。

图2.1-1

图2.1-2

为配合该设备的使用，本文也对用于码装的U型架进行了如图2.1-3所示的改造。

图2.1-3

将U型架改造为一边可旋转式的U型架，将一侧挡边与U型架底部改造成铰接式连接的U型架，并且活动的一侧比铁棒长度要窄一些，这样设计的原因是，一方面方便水平输送机构进行码装，另一方面可以在码装时嵌入承重桌前挡板所留出的空隙，对靠近活动侧挡边一侧的棒料固定，防止其滑落的作用则由承重桌前挡板在码装时完成。在码装完成后，将可旋转侧挡边立起，并通过增加一固定杆，用于码装完毕后，在转运时起到对可旋转一侧的挡边进行固定，方便转运。固定的一侧也会开出两道细槽用来防止水平输送装置上的L型架在极限位置处与固定侧的碰撞干涉。

2..2棒料收集推送机构设计

根据锚链铁棒料的下料过程，棒料一根接一根间歇性下料，本文取下料频率为120个/min，棒料直径为40mm，长度为200mm。下料时棒料方向为纵向下料，故可用滑梯式滑槽（如图2.2-1所示）对下料机生产的铁棒进行引导，并利用棒料下料过程所具有的惯性将棒料引导至水平槽内，将水平槽内宽度设计为小于等于棒料直径的一半，使其利用自身重力由纵向滑落变为径向滑落，为避免轴由于表面质量或者径向滑落滑槽杂质而导致的棒料偏转，故径向滑落滑槽的宽度设置为L<=√40?40+200?200mm，故

L<=203.96mm，故取纵向滑槽长度为203mm，在滑槽底部有略宽于棒料直径的方形凹槽，凹槽远离水平输送机构一侧有进行往复直线运动的气缸装置，完成将铁棒料由棒料收集

推送机构推送至水平输送机构的任务，在凹槽外侧有光电传感器用于检测凹槽内是否有铁棒料落入，传感器将高电平送至单片机引脚，由单片机控制继电器使气缸完成一次直线往复运动，将棒料推送至水平输送机构，从而完成棒料收集任务。

图2.2-1

2.3水平输送机构设计

水平输送装置有两部分组成，一部分是完成间歇式进给运动的步进式水平移动平台，一部分是连续运转，完成水平传输任务的棒料输送机构。

步进式水平移动平台部分是由齿轮，齿条，光杠，滑台，步进电机，步进电机驱动器，上底盘，支撑座和支撑滚轴等部分组成，如图2.3-1，图2.3-2所示，在单片机通过电磁阀控制气缸完成一次推送后，会在气缸推送过程结束的同时，向步进电机驱动器发送一定数量和频率的脉冲信号，使步进电机旋转一定的角度，通过齿轮齿条传动，使上底盘每次后退40mm，使装有L型支架的链板式输送机的铁棒料下落位置处在该层下一个棒料的码垛位置。并且在收集满一层之后复位到下一排第一个棒料所需到达的位置即初始位置。上底盘则用于承载装有L型支架的链板式输送机，以及驱动的它的电动机及减速器传动装置等其组成部分，从而使棒料输送机构进行整体水平移动。

图2.3-1

图2.3-2

另一部分是由装有的L型支架（如图2.3-1所示）的链板式输送机，电动机及减速器，棒料挡板（如图2.3-2所示）组成的棒料传输机构，主要作用是在棒料收集推送装置完成一次棒料推送后，棒料会被推送至棒料挡板处等待L型支架通过棒料挡板的两个空隙将铁棒料推下，从而落到L型支架的半圆槽里，由L型支架携带铁棒料到达链板式输送机构的尽头自然脱落。从而将铁棒料码装在U型架上，由于链板式输送机构市场较为成熟，且铁棒料的运输负载较轻，无特殊要求，只需向设备生产厂家挑选成品或定制，然后将L型支架按设计要求焊接获用螺钉螺母紧固在链板上即可。本次装备设计研究主要针对铁棒料的动力传动装置进行设计校核，本次设计的的作业参数是以下料速度为120个/min，L型支架长度为80mm为基本设计参数而进行设计。链板宽度大于等于L 型支架长度，链板式输送机构的运转速度V>=下料速度*L型支架宽度。故链板式输送机构的运转速度V>=0.16m/s，为运输容量有一定的余量，设定其工作速度为0.2m/s。由于水平输送装置的棒料传输机构主要作用是源源不断的将铁棒料送至间歇式水平移动平台所在位置，故其电机传动装置的工作条件是连续单向运转，每次L型架将铁棒料由棒料挡板推下并使其落入L型支架卡槽时，会使装置具有轻微震动，故参考教材机械设计课

程设计第九版选取图2.3-3所示的传动简图作为本次设计的选取的传动方案。综上设计参数如表2.2-1所示：

参数取值

输送链所需牵引力（kN）0.3

输送链的速度(m/s) 0.2

输送链链轮节圆直径（mm）100

图2.3-1L型支架

图2.3-2棒料挡板

图2.3-3

2.4用于承载U型架剪叉式升降平台装置

用于承载U型架的起重机械只需通过控制系统配合链板式铁棒输送机构完成其间歇式的升降运动即可，故是一种作垂直运动的单自由度起重机械。在这里我们选择剪叉式升降平台作为升降平台用于承载码装棒料的U型架。剪叉式升降平台包括底座，剪叉装置，驱动执行部件和用于承重的起升平台。其工作原理是通过驱动部件使剪叉装置进行折叠，从而使起升平台上的物体升降至不同高度。剪叉式升降平台具有结构简单紧凑、低故障率、高可靠性、效率较高、便于维护等优点，广泛应用于物流运输、生产流水线、仓库运输和自动化生产等领域。不同剪叉式升降平台可根据升降机构所具有的属性不同而主要分为三类：柔性升降机构、刚性升降机构和刚柔双属性升降机构。本文提出借鉴华北理工大学赵新虎一种安装于AGV小车上的以滚珠丝杠为驱动执行装置的轻型剪叉式升降平台作为参考进行设计，其设计的剪叉式升降平台以滚珠丝杠作为驱动装置，具有可自锁、大行程、精度高，结构简单的特点。该剪叉式升降平台主要由可移动底座，上下平台、剪叉机构、丝杠驱动装置、光电式传感器组成，其结构示意图如图1所示。

1-电机；2-丝杠；3-稳定杆；4-外剪叉壁；5-拉伸式位移传感器；6-可移座；7-下平台8-内剪叉臂；9-中间座；10-丝杠螺母安装座；11-连接杆；12上平台

图1 剪叉式升降平台结构示意图

该剪叉式升降平台原理为：丝杠2通过联轴器从电机1获得输出扭矩从而进行旋转运动，由于丝杠螺母安装座10与丝杠螺母固连在一起，故丝杠螺母安装座向右运动，在连接杆11作用下内剪叉臂8表现为张开状态，中间座9所开的长槽与连接杆11的两端形成移动副，可带动上平台的升降，通过控制电机的正反转即可控制上平台的上升和下降。该剪叉式丝杠在工作过程中会可通过自锁使平台在任意高度停留，并且可通过拉伸式位移传感器将实时测量的的高度反馈给控制器，从而控制上平台每次上升或下降一个铁棒直径的高度。在最低高度和最高高度设置行程开关使电机在到达极限位置后不再转动，表2.4-1为该装置的主要设计参数。

可通过该设计参数仿照借鉴华北理工大学赵新虎原文的计算过程，再确定具体载荷时对丝杠及电机选型进行设计校核。

2.5控制系统及传感器选择

（1）控制器的选择

本装置控制系统所需完成的任务包括如下：接受棒料收集推送机构中用于检测凹槽棒料的光电传感器1检测到铁棒料后在信号线中反馈的高电平；向继电器发送关停信号配合电磁阀来控制棒料收集推送机构中的气缸完成一次往复运动；向水平输送机构中用来控制步进电机旋转角度的步进电机驱动器发送方波信号；接受检查式升降平台光电传感器2所反馈的高电平；向控制剪叉式升降平台丝杠驱动电机的继电器发送启停信号。综上，共计配套5个I/O口，在综合考虑价格，性能，工作环境等因素，我们选用51单片机如图2.5-1所示作为本次装备设计的控制器。具体型号选用STC89C52作为本次装备设计的具体型号，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。单片机也被称为单片微控器，属于一种集成式电路芯片。在单片机中主要包含CPU、只读存储器ROM和随机存储器RAM等，多样化数据采集与控制系统能够让单片机完成各项复杂的运算，无论是对运算符号进行控制，还是对系统下达运算指令都能通过单片机完成。由此可见，单片机凭借着强大的数据处理技术和计算功能可以在智能电子设备中充分应用。简单地说，单片机就是一块芯片，这块芯片组成了一个系统，通过集成电路技术的应用，将数据运算与处理能力集成到芯片中，实现对数据的高速化处理。

图2.5-1

（2）传感器的选择

本装置涉及的传感器为棒料收集推送机构中用来检测是否有铁棒料落入凹槽的传感器以及用于检测剪叉式升降平台所在为位置的传感器，本次装备设计所采用的传感器均为光电式传感器。光电传感器基本原理是以光电效应为基础，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。光电效应是指用光照射某一物体，可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上，此时光子能量就传递给电子，并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收，电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射的物体产生相应的电效应。光电检测方法具有反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电式传感器安工作方式可分为：槽型光电传感器，对射型光电传感器，反光板型光电开关，扩散反射型光电开关。

对于棒料收集推送机构中用来检测是否有铁棒料落入凹槽的传感器我们选用如图

2.5-2所示的扩散反射型光电开关，在凹槽底部配合挖有用来通过其发光器发出光线的通孔。并在有铁棒落入凹槽时，铁棒把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。

图2.5-2

对于用于检测剪叉式升降平台所在位置的传感器，本次设计选用如图2.5-3所示槽型光电传感器。槽型光电传感器发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。配合承重桌前挡板开出的定位孔，单片机通过反馈次数来获得剪叉式升降平台所在位置。

图2.5-3

（3）步进电机驱动器及继电器

对于水平输送机构来说，除了保持链板式输送机构不断运转之外，还需在棒料收集推送机构每推送一个棒料后使链板式输送机构后退一个铁棒料直径的距离，并且在收集满一层之后复位到下一排第一个棒料所需到达的位置。而链板式输送机构往复运动是有步进电机动过齿轮齿条传动为水平输送机构来进行规定距离的运动，对于步进电机所需旋转的角位移则通过单片机控制步进电机驱动器来完成。步进电机驱动器如图2.5-4所示是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。

图2.5-4

单片机对于水平输送装置中链板输送机构的启停以及剪叉式升降机构的启停，主要是通过继电器来控制电机电路的通断，从而控制电机的启停来加以控制，继电器继电器如图2.5-5所示是一种电控制器件，是当输入量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统和被控制系统之间的互动关系。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。

图2.5-5

3. 水平链板式输送机构的电机及减速器计算及校核

3. 1电动机的选择

由于水平链板式输送机构的主要任务是将铁棒料运输到链板式输送机构的尽头，使其脱落从而完成码垛，每次运输接触到一根铁棒料时会有轻微震动，故该电机工状况是连续单向运转，工作时有轻微转动。根据上述电机工作条件，可选用380V，Y型三相笼型异步电动机，电压为380V，Y型。在选取电机容量前先确定传动装置的效率，查表得：

传动装置传动效率

联轴器η

0.99

1

0.99

滚动轴承η

2

0.97

闭式圆锥齿轮η

3

0.98

闭式圆柱齿轮η

4

0.96

链传动η

c

0.95

工作机η

w

柱齿轮传动，故总传动效率计算如下：

ηa=η1 η23 η4 η3 ηc ηw=0.99×0.993×0.98×0.97×0.96×0.95=0.833工作机所需功率为

P w=

F V

1000

=

300×0.2

1000

=0.06kW

电动机所需额定功率:

P d=P w

ηa

=

0.06

0.833

=0.07kW

工作机轴转速：

n w=60×1000 V

π D

=

60×1000×0.2

π×100

=38.2r╱min

各传动装置的传动比可通过查阅设计手册来选取，查阅后可得：链传动比推荐选取范围为：2～4，二级圆锥齿轮减速器推荐选取的传动比范围为：6～16，则总传动比的合

理选取范围为：12～64。电动机转速的可以选择的范围为n

d =i

a

×n

w

=(12～

64)×38.2=458～2445r/min。综合考虑后，选定电机型号为Y90S-6三相异步电动机，电机参数如表-1所示，电机外形如图-1所示，电机外形尺寸如表-2所示：

表-1电机参数

图-1电机尺寸