摘要：阀门电动控制器是对电动阀门的运行进行远程自动控制的一种必不可少的装置，其基本工作原理是通过外部控制器发出控制信号，命令电机驱动减速器将动力传递到阀门，最终控制阀门的开闭。现如今工业管道控制领域大范围采用阀门执行器+阀门的管路控制方式，电动阀门执行器凭借其体积、使用性和稳定性等方面的优势在诸多领域逐步取代了用手动、气动和液动控制的阀门执行器，成为了市场主流设备，极具研究价值。

本文通过对主流阀门电动执行机构和控制器国内外发展状况的研究，结合本次毕业设计的要求，在满足实用性、安全性、可靠性和经济性的要求下，设计了一套阀门远程控制装置，主要完成了以下工作：

（1）本文给出了该装置电机+减速器+连接部件在内的总体机械传动方案,并分六个章节详细介绍了电机的选型、主要传动件、联接件和支承件的设计和校核；

（2）本文给出了该减速器的箱体设计方案，并详细介绍了箱体润滑和密封原则，最后根据工作环境和要求分别给定了该减速器的润滑方式和密封方式；

（3）本文给出了该装置电动控制器部分的总体设计方案，分两大章节对控制电路和反馈装置进行选择和设计，并编写了开闭阀门所需的PLC控制程序，最后还给出了所设计的电动控制器的基本操作说明；

关键词 电动阀门；西门子S7-200；PLC；电动执行机构

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 国内外研究现状和发展趋势-1

1.2.1 国内研究现状-1

1.2.2 国外研究现状-1

1.2.3 发展趋势-2

2 机械传动部分总体设计-2

2.1 传动部分设计和计算内容-2

2.1.1 拟传动方案-2

2.1.2 拟设计计算内容-3

3 阀门电动机选用和传动比分配-4

3.1 阀门电动机选择原则-4

3.2 阀门电动机参数选择-4

3.2.1 电动机类型选择-4

3.2.2 电动机功率选择-4

3.3 减速机构传动比-5

4 蜗轮蜗杆的设计校核-5

4.1 蜗轮蜗杆的传动类型、精度等级和材料选择-5

4.2 初选蜗轮蜗杆的几何参数-5

4.3 按齿面接触疲劳强度设计和校核-5

4.3.1 确定许用应力-6

4.3.2 确定载荷系数-7

4.3.3 确定作用在蜗轮上的转矩-8

4.3.4 确定m、q-8

4.3.5 初选主要参数和几何尺寸-8

4.3.6 校核蜗轮齿面接触强度-9

4.4 校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度-9

4.5 校核蜗杆传动的效率-10

4.6 蜗杆传动热平衡计算-10

4.7 蜗杆刚度校核-11

4.8 确定蜗杆传动主要参数-12

5 蜗轮轴的设计计算-13

5.1 确定蜗轮轴的材料-13

5.2 初步确定最小轴径-13

5.3. 确定蜗轮轴的结构设计-13

5.3.1 蜗轮轴的结构草图-13

5.3.2 确定蜗轮轴上主要零件位置-14

5.3.3 确定蜗轮轴各段直径和长度-14

5.3.4 计算蜗轮轴危险截面的载荷-15

6 轴承的选用-18

6.1 滚动轴承类型选择原则-18

6.2 蜗轮轴的轴承选用-18

6.3 蜗杆轴的轴承选用-20

7 离合器的选用-20

7.1 离合器的选择原则-21

7.2 确定本装置的离合器-21

8 联轴器的选用-22

8.1 联轴器的选择步骤和原则-22

8.2 确定本装置的联轴器-22

9 减速器润滑与密封-22

9.1 减速器的润滑-22

9.1.1 常用润滑方式-22

9.1.2 确定本减速器的润滑方式-23

9.2 减速器的密封-23

10 控制装置的箱体设计-24

10.1箱体设计原则-24

11 电动控制部分设计-25

11.1电动控制部分简介-25

11.2电动控制器工作原理-25

11.3电动控制系统方案设计-26

11.4驱动电机正反转电路设计-27

11.5编码器-28

11.5.1阀位检测模块的方案选择-28

11.5.2编码器选择与安装-28

11.6PLC控制部分-29

11.6.1PLC硬件配置-29

11.6.2 PLC控制程序-30

11.6.3控制程序说明-34

结论-37

致谢-38

参考文献-39