毕业设计自动旋转门的设计Word文档格式.docx

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新型自动转门的主要特点是外廓尺寸大,采用电动机械驱动,人流通过量大,大厅内人工气候环境不受外界径装首,叼保让女全运行,残疾人轮椅可顺利通过自动转门的驱动方式是小功率电动机,减速机,转柱门扇,使门扇围绕转柱转动。

减速机的齿轮齿面经热处理,硬度高,耐磨性能好,采用长效润滑剂,保养简单。

自动转门的门扇和护帮采用轧制铝合金型材域不锈钢型材制作。

转柱用不锈钢钢管制成,顶架用型钢焊成。

采用铝合金型材制成的门扇,为了增加装饰效果也可在边挺和冒头等敞露部分包覆不诱钢皮,也可通过喷粉熔烧成彩色涂层,使铝合金型材表面镀上鲜艳悦目的开启状态和关闭状态。

现在自动旋转门运用范围很广，有许多工厂运用自动旋转门用红外线控制和检查工作人员是否有携带金属及其他危险物品进工厂。

为社会的经济发展起了推动作用。

第三章自动旋转门特点和类型

3.1自动旋转门的特点

自动旋转门的最大的优点是“永远开门，永远关门”。

即对于人员来说，门总可以打开，可对于建筑物来说门又总是关着。

因此，自动旋转门在保安功能方面具有独到的发展，但在人员流量方面自动旋转门却没有优势，因为门的转速是固定的，每个门翼之间可容纳的人员也是有限的。

每种自动旋转门都是标定的人员流量数值。

自动旋转门由于其永远开启的同时又永远关闭的特点，使其动态密封效果在经常使用的条件下相对于其他自动门要好。

由于自动旋转门的人流量有限，通常在自动旋门两侧另设自动或手动开门，一方面增加通行能力，另一方面当自动旋转门出现故障时，不影响人的通过。

但在静态密封效果方面，自动旋转门远不如其他门自动门，因为其门体运动方式决定着只能使用毛条密封。

3.2自动旋转门的主要类型

（1）自稳定性自动旋转门（三翼和四翼旋转门）三翼和四翼旋转门（如下图所示）的中心门轴通过轴承机构垂直安装于地面，三个或四个门翼呈发散式固定在中心门轴上，各门扇之间的角度相等，人在内扇之间推动（按顺时针）门扇，就成为一个手动旋转门。

中心门轴的上方安装电动机及其他电气控制部件，再配以感应装置和安全装置，就成为自动旋转门。

这种结构的稳定性、可靠性很高，使用寿命长。

考虑到旋转门在停止时一定要密封，所以三翼旋转门的每个分隔可以容纳更多的人，可是门的净开口宽度较小。

而四翼旋转门的每个分隔可容纳较少的人，可是门的净开口宽度却较大。

这种旋转门门翼与中心轴的固定方式决定了门扇宽度不能太大，所以这种旋转门的直径最大只有约4m。

为了解决这一问题，中心门轴设计成了中间展示室，相对减小了门扇宽度，增加了电机对门中心的旋转作用力矩，使这种旋转门的最大直径扩大到6m，中间展示室又有很好的装饰效果。

（2）悬挂式自动旋转门（两翼旋转门）为进一步扩大旋转门人员流量，扩大旋转门门扇之间的距离，可以考虑将旋转门的门扇数量减小为两个。

但是，两翼旋转门已不可能再采用原有的中心门轴结构，因为两个门扇使中心驱动的力矩过大而，驱动力的作用力点又有很少。

另外，中心门轴结构难以实现两翼旋转门的紧急打开功能。

于是两翼旋转门采用了上部圆周导轨悬挂整个门体的设计，以一个或两个电机驱动。

控制部分与稳定性自动旋转门相同。

但两翼旋转门的紧急打开功能从结构上变的很容易，即在中间设置一个自动平移门或手动平开。

两翼旋转门的停门位置有两个，一个是门体与入口平面平行，中间的自动平移门或手动平开门可直接使用；

另一个是门体与入口垂直，门体两端的圆弧将旋转门的两个开口同时封住，在冬季可获得好的密封隔热效果。

（3）全玻璃自动旋转门从结构上看，全玻璃自动旋转门与自稳定性自动旋转门一样。

也分三翼和四翼两种。

也是地面支撑的稳定性结构。

所不同的是，驱动装置埋在地下。

上部和下部各有一个连接门扇的金属盘，金属盘上有固定门扇的门夹，门扇玻璃在中间直接相结合，省略了中心门轴，极大的提高了门轴的通透性。

顶部是一个整体的圆形平板玻璃，门的固定圆弧采用圆弧玻璃，没有任何金属固定型材。

这种结构与现代铝合金玻璃幕墙特别是点式玻璃幕墙在风格上完全吻合协调；

缺点依然是门的最大直径受限制。

另外，底部电气部分的防水密封圈必须定期更换。

这些旋转门有一个公同的优点：

门扇四周边角均装有橡胶密封条和特制毛刷，因而能将门扇边梃与护帮、门扇上冒头与吊顶，以及门扇下冒头与地坪表面之间空隙封堵密实，使室内外环境完全隔开，形成不成对流，从而保证室内形成良好的人工气候环境，杜绝外界尘土、噪声、大气污染对室内环境的影响，并节约电能耗费。

现在新型自动旋转门还装制动器和不间断电源，可保证旋转门在紧急情况时立即停转、并在电源发生故障是仍能连续运行2个小时。

新型自动门的另一优点是，在转门出入口装有带残疾轮椅标志的电钮开关，当残疾人坐轮椅来到此处时，只需按下此电扭，转门就会自动减小转速，由原来的4r/min降至2r/min，待轮椅通过之后，便又恢复到正常转速。

正是由于新型旋转门具备上述一些优点，所以受到很多宾馆、酒店等公共建筑的欢迎，纷纷弃置原有的瑶门和自动推拉门，而换新式的大型自动旋转门。

3.3自动旋转门的安全配置

为了保证自动旋转门的运行安全，必须配置必要的安全系统。

安全系统主要围绕以下两点进行配置：

一是防止夹人，活动翼与固定门体之间很容易夹人，因此要在自动旋转门出入口两侧安装防夹的感应胶条；

二是防止人与门碰撞，自动旋转门的旋转速度相对稳定，人在通过旋转门时的行走速度必须与其转速一致，否则，就很容易发生碰撞，防碰撞功能是通过类似自动反向功能来实现，自动旋转门的防碰撞功能也包括对人为推动进行反应，而人为推动是造成自动旋转门功能障碍的主要原因之一。

不同品牌的自动门，其标准配置也不同，在选定了自动门品牌及确定其基本配置后，再根据使用要求，确定需要增加的附加功能，其内容通常如下。

A．是否需要配置高机能传感器（大范围、高灵敏度，如五星级酒店、写字楼）或窄区域传感器（如人行道旁的银行、商店）；

B．是否需要配置安全辅助传感器，以确保在任何情况下均不会发生夹人事故（特别如五星级酒店、医院）；

C．是否需要安装电锁及特别的开门方式（如刷卡、按密码、指纹、遥控、可视对讲、人工控制）；

D．是否需要配置火灾联动、后备电源等系统。

3.4自动旋转门的系统配置

自动门的系统配置是根据使用要求而配备的与自动控制器相连的外围辅助控制装置，如开门信号源、门禁系统、安全装置和集中控制等。

必须根据建筑物的使用特点，过门人员的组成和楼宇自控的系统要求等合理配备辅助控制装置。

１开门信号　

自动门的开门信号是触点信号，微波雷达和红外传感器是常用的两种信号源。

微波雷达是对物体的位移反应，因而反应速度快，适用于行走速度正常的人员通过的场所，对门机有一定的保护作用。

红外传感器对物体存在进行反应，不管人员移动与否，只要处于传感器的扫描范围内，它都会反应即传出触点信号；

缺点是红外传感器的反应速度较慢，适用于有行动迟缓的人员出入的场所。

另外，如果自动门接受触点信号时间过长，控制器会认为信号输入系统出现障碍。

而且自动平移门如果保持开启时间过长，也会对电气部件产生损坏。

由于微波雷达和红外传感器并不了解接近自动门的人是否真要进门，所以有些场合更愿意使用按键开关。

按键开关可以是一个触点式的按钮，更方便的是肘触开关。

肘触开关很耐用，特别是它可以用胳膊肘来操作。

避免了手的接触。

还有所谓脚踏开关，功能一样，但对防水的要求较高，而且脚踏的力量很大，容易是脚踏开关失效。

还有一种带触点开关的拉手，当拉手被推（或在反方向拉）到位时，向门机提供触点信号。

现在的楼宇自控有时会提出特殊的要求，例如使用电话的某一分线控制开门。

要达到这个要求，只要保证信号是无源的触点信号即可。

极少情况下，人们会提出天线遥控的要求。

用一个无线接受器与自动门进行触点式连接，在配一个无线发射器，就可以达到要求。

不过，现在的无线电波源太多，容易导致偶然开门是一个麻烦问题。

定时器可以自动控制门的状态，其原理是将时针与特定的开关电路相连，还预设定时间将自动门处于自动开启或锁门状态。

2集中控制

包括集中监视自动门运行状态和集中操作多个自动门两层含义，集中监视自动门开门关门状态可以通过位置信号输出电路来实现，可以采用接触式开关。

当门到达一定位置（如开启位置）时，触动开关而给出触点信号。

也可以采用感应式信号发生装置，当感应器探测到门处于某一位置时发出信号。

在中控室设置相应的指示灯，就可以显示自动门状态，而集中操作动常指同时将多个门打开或锁住，这取决于自动门控制门上有无相应的接线端子。

自动门的工程在整个建筑投资中的比例虽然很小，但在建筑的日常使用和管理中却占有很重要的地位，是建筑智能化水平的重要指标，从施工方面看，自动门工程是比较复杂而且综合的工作，它与外装修、内装修、强电、弱电、楼宇自控、甚至消防系统密切相关。

更重要的是，自动门的安装处于整个建筑装修后期，如果工程协调工作不利，可能影响整体工程的工期。

因为国家对自动门产品质量、安全性、节能性、噪声、施工质量、售后服务还没有统一的标准，所有国内建筑业学校没有相关的专业或课程，也没有权威的咨询机构，自动门管理尚处于无序状态。

随着国内建筑业的发展，这一状态一定会有所改变。

目前世界自动门业的发展速度很快，发展的方向一方面是功能控制的程序化和状态显示的数字化，为开发更多的功能提供可能性；

另一方面是在门机的结构和门体的设计制造方面进行改进，以适应不同的建筑风格。

各自动门制造厂产品又各有特色。

3门禁系统

是对人门授权的识别。

在识别或检测人门授权通过以后，向自动门的控制系统提供开门信号。

在提供开门信号之前，自动门必须处于锁门的状态。

门禁系统包括从最简单的钥匙开关、密码锁、磁卡锁，一直到复杂的体重识别系统，指纹识别系统等。

但无论系统怎么复杂，最终都是给自动门提供开门的触点信号。

信号电路的屏蔽对避免由于无关信号的干扰而误开门的情况发生非常重要。

3.5自动旋转门门柱、门梁、门体装饰类型的选择

一般从配合自动门的形象及方便自动门以后保养维修的角度考虑，最好采用不锈钢、铝型材或铝塑板作为门柱、门梁的外饰面，自动门工程与大理石工程之间必须事先确定相互配合的施工的放案，否则会造成严重的后果。

而门体制作以一般玻璃为主（医院除外），目前常见的纯玻璃门及有框玻璃门。

纯玻璃门的制作成本较低，通透性较好；

有框玻璃门制作成本较高，显得稳重、大气，安全可靠。

所以，当门洞较小是，通常采用纯玻璃有框玻璃门方式。

3.6自动旋转门的安装调式与维修

自动旋转门安装与维修的关键在于门体的水平度，水平度越高，传动部件的磨损就越小，电气部件的负载就越均匀，故障率就越低，使用寿命也就越长。

自动旋转门的维修期通常为一年。

第四章自动旋转门驱动控制系统

一可环绕固定立柱安装和旋转的4.8m直径三翼自动旋转门，被环绕立柱的最大直径可达1300mm，也就是说，可以环绕边长910mm的方柱旋转。

这样的自动旋转门主要用来将非旋转类型的楼宇大门。

一般情况下，被环绕的立体往往都是建筑物的一部分构造，先于旋转门存在的不可移动物体。

因此，可想而知，一个可环绕固定立柱安装和旋转的自动旋转门的本体结构也一定较普通旋转门要复杂的多。

最基本的事实是，旋转门上所有需要环绕立柱的大型部件都要设计制作成可以一分为二的形式，特别是对于那些需要环绕立柱旋转的零部件而言，必然还会带来加工、安装调式和控制噪声方面的一系列特殊问题。

因此，这种形式的自动旋转门体部分的设计制造也就是具有了相当的难度。

4.1自动旋转门系统的结构特点和工作原理

自动旋转门本体分为外壳部分和内部结构部分。

内部结构主要是起旋转支撑作用的定心导向圈和定心导向圈固定座，其中包括定心导向圈固定座又与立柱牢固连接，它们之间又连接成完整的圆环体，从而附着固年定于立柱上，成为旋转运动部件定心和导向的可靠约束。

此圆环体的另一个作用是用来安装旋转门的驱动变速装置，驱动变速主要由电机和输出轴来驱动蜗杆转动带动蜗轮转动，在用V型带把蜗轮的速度传出，来驱动变速固定在大齿圈，旋转部分的主题部分是一个有足够强度和刚度，质量又轻松的薄壁圆柱形网筒，借大齿圈的转动可以绕立柱体的轴线旋转，圆柱形网筒上按等分角度固定安装在了规定数目的旋转门扇（一般为2—3扇）随筒旋转，就形成了旋转门装置。

另一方面，对环柱式旋转门的控制功能的要求和安全并未因其制作难度的增加而有所降低，相反，由于环柱式旋转门的旋转质量远大于普通旋转门的旋转质量，使得对环柱式旋转门运动的精确定位控制带来了困难，这导致一般不能简单地将普通旋转门的控制系统到环柱旋转门上。

4.2自动旋转门主要控制功

目前普遍采用的旋转门控制和安全功能主要有以下几项

1自动启动功能由接近传感器通知系统是否是移动物体接近或进入，以启动旋转门以常速（4r/min）自动旋转，或停止旋转门运行。

2自动定位停功能自动停止在锁门位置和密封位置停止。

3防夹功能在右边曲壁立柱（即由外入内）侧安装了红外式防夹开关装置，以防止门扇与曲壁立柱夹伤人及宠物等。

4防碰功能旋转门驱动电动机与电流检测传感器相连，当行人碰到门时会导致电动机电流的变化，传感器会将这一变化检测出来，防止门扇碰伤行人。

5残疾人调速功能自动转门设置有残疾人按扭，当残疾人通过时，即按下该按扭，转门就可以低速1—2r/min转动，待残疾人顺利通过后，转门自动恢复常速。

6紧急按扭自动旋转门设有紧急停止按扭，遇到特殊情况发生，需要转门停止旋转时，可按下此按扭。

7紧急疏通道但出现紧急情况时（如火警），门扇可折叠打开，形成畅通无阻通道，符合消防安全需要。

8调速功能常速为4r/min；

慢速为2r/min；

快速为6r/min。

9夜间闭锁功能夜间开启电子锁锁定转门，具有保安作用。

电子锁具有体积小、材质坚硬、施工方便，安全性高，具有开关调节延迟时间；

具有门状态和锁状态信号输出；

10自动报警功能当门玻璃遭到破坏时，可自动报警，便于有关方面对事故的处理，并具有保安作用。

4.3环柱式自动旋转门的驱动控制系统设计

根据对旋转门上述工作和安全能力的基本要求，制定出以下的功能和性能参数作为控制系统的设计依据。

（1）旋转门的功能特点

1变速功能。

旋转门设有低速、中速和高速3种旋转速度，分别对应残疾、middle和high三个按扭进行切换，以适应残疾人通过、正常运转和紧急疏散对转速的不同要求。

2自动转停功能。

来人时自动启动；

并以正常转速运转，15s无人进出，则自动停转并封门。

3防夹功能。

但门扇转靠进曲壁立柱时，如果行人试图从两者之间（防夹区）进入旋转门，则门立即自动停转以防夹伤行人。

行人离开防夹区，门自动恢复运转。

4防撞功能。

当行人紧靠右侧立柱或遇物体碰撞右侧立柱时，则旋转门马上停转，以防止撞伤行人或撞坏物体。

行人或物体离开右侧立柱，门自动恢复运转。

5防碰功能。

行人在旋转门通行过程中，如遇门扇碰脚后跟，则门立即自动停转，以防止撞伤行人。

行人离开门扇，门自动恢复运转。

6锁门功能采用电磁锁门，只要转动琐匙即可完成自动锁门工作，快捷方便。

7急停功能。

当出现紧急意外事故时，按下急停按扭，门立即停转，解除急停信号，门又自动恢复运转。

8暂停功能（STOP扭）与急停功能相当,不同是按STOP扭后,必须用残疾、Middle或High三个按扭中的一个进行恢复。

9残疾优先功能。

当按下残疾按扭后，30s内门始终以2r/min的速度低速运转，此时按Middle或High扭无效，以确保残疾人安全通过。

30s后来人，门自动以正常速度运转。

10电机过载保护功能。

当电机过载时，门停转并且指示灯闪报警。

过载消除后门自动恢复运转。

11变频器报警输出和延时自动复位功能。

当变频器过压或过流时，关闭输出，门停转并报警（指示灯闪），延时3s自动恢复。

12漏电保护功能。

（2）旋转门的主要性能参数

1电动机。

交流电动机一台，功率为1.5w。

2门转速。

分为低速（2r/min），中速（4r/min）和高速（6r/min）。

第五章传动系统的总体设计

5.1选择电动机

选择电动机包括选择电动机的类型、结构形式、功率、转速和型号。

5.1.1选择电动机的类型和结构形式

电动机的类型和结构形式应根据的电流的种类（直流或交流）、工作条件（环境、温度等）、工作时间的长短（连续或间歇）及载荷的性质、大小、起动性能和过载情况等条件来选择。

工业一般采用三相交流电动机。

Y系列三相交流异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、维护方面等优点，故其应用最广。

当转动惯量和启动力矩较小时，可选用Y系列三相交流异步电机。

而自动旋转门的系统中它的转动和启动力矩较小所以应选择Y系列三相交流异步电机。

5.1.2确定电动机的转速

同一功率的异步电动机有同步的转速3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min等几种。

一般来说，电动机的同步转速愈高，磁极对数愈少，外廓尺寸愈小，价格愈低；

反之，转速愈低，外廓尺寸愈大，价格愈贵。

当工作机转速越高时，选用高速电动机较经济。

但若工作机转速较低也用高速电动机，则此时总传动比增大，会导致传动系统结构复杂，造价较高。

所以在确定转速时，应全面分析。

5.1.3确定电动机的功率和型号

电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。

功率选得过小，不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏；

功率选得过大，则电动机价格高，且经常不在满载下运行，电动机的效率和功率因数都较低，造成很大的浪费。

电动机功率的确定，主要与其载荷大小、工作时间长短、发热多少有关，对于长期连续工作、载荷较稳定的机械（如连续工作的运输、鼓风机等），可根据电动机所需要的功率来选择，而必校电动机的发热和启动力矩。

选择时，应使电动机的额定功率稍大于电动机的所需功率。

对于间歇工作的机械，额定功率可稍小于电机所需功率。

在传动系统中每对运动副或传动副（如联轴器、齿轮传动、带传动、链传动和轴承等）的效率。

如表5-1

表5-1常用机械传动和轴承等效率的该略值

类型

效率

圆柱齿轮传动

7级精度（油润滑）

8级精度（油润滑）

9级精度（油润滑）

开式传动（脂润滑）

0.98

0.97

0.96

0.94～0.96

锥齿轮传动

0.94～0.97

0.92～0.95

蜗杆传动

自锁蜗杆（油润滑）

单头蜗杆（油润滑）

双头蜗杆（油润滑）

0.40～0.45

0.70～0.75

0.75～0.82

滚子链传动

开式

闭式

0.90～0.93

0.95～0.97

V带传动

0.95

滚动传动

0.98～0.99

滑动轴承

0.97～0.99

联轴器

弹性联轴器

刚性联轴器

0.99

运输机滚筒

在计算传动系统的总效率时,应注意以下几点:

（1）由于效率与工作条件、加工精度及润滑状况等因素有关,上表中所列数值是概略的范围。

当工作条件差、加工精度低、维护不良时，应取低值；

反之，可取高值。

当情况不明时，一般取中间值。

（2）动力每经过一对运动副或传动副，就是一次功率损耗，故计算效率时，都要计入。

（3）上表中传动效率是指一对传动啮合效率，未计轴承效率。

表中轴承的效率均指一对轴承而言。

5.2计算总传动比和分配传动比

5.2.1计算总体传动比

根据电动机的满载转速nm和工作机所需转速所需转速nw，按下式计算机械传动系的总传动比i:

i=nm/nw

在另一方面,由机械设计课程可知,机械传动系统的总传动比应等于各级传动比连乘积,如下

i=i1×

i2.......×

in

5.2.2传动比的分配

在设计多级传动的传动系统时,分配传动比是设计中的一个重要问题。

分配传动比得不合理，会造成结构尺寸大、相互尺寸不协调、成本高、制造和安装不方便等。

因此，分配传动比时，应考虑下列几点原则；

1.各种传动的每级传动比应在推荐值的范围内。

如表4-2列出各传动比的推荐值。

　　表5-2各种传动中每级传动比的推荐值

传动类型

传动比i的推荐值

３～５

４～７

２～３

２～４

１０～４０

１５～６０

Ｖ带传动

链传动

2.各级传动比应使传动系统尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象。

3.设计几级传动减速时，应尽量使高速级和低速级的齿轮强度接近相等，即按等强度原则分配传动比。

分配的各级传动比只是初步选定的数值，实际传动比要根据选定的齿数与带轮基准直径准确计算，因而，可能与标准传动值有误差。

一般允许工作机实际转速与要求转速的相对误差不大于±

（3～5）%，当误差较大时，则应重新进行传动比分配。

根据动力源和工作条件，一般用的是Ｙ系列三相交流异步电动机。

初步选用Ｙ100Ｌ－6额定功率1.5KW，满载转速为910r/min。

计算出机械传动中的各个传动效率。

η01=0.99

η1.2=0.72×

0.98=0.705

η2.3=0.98×

0.95=0.931

η3.4=0.98×

0.98=0.9604

则整个系统的总效率η为

η总=0.99×

0.705×

0.931×

0.9604=0.624

工作机所需要的效率s

P=P电×

η总=1.5×

0.624=0.936KW

Y系列的三相异步电动机的技术数据选用的是（JB/T8680.1—1998）

则电动机的外伸D（mm）=28，轴外伸长度E（mm）=60，电机中心高H（mm）=100，电机长度L（mm）=380。

自动旋转门的转速在2～4r/min，这样行人就会安全通过，那么总的传动比i就应该在227.5～455。