液壓伺服千斤頂系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 目錄 1. 引言 . 3 題的依據(jù)及課題的意義 . 4 內(nèi)外的研究概況 . 4 片機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 . 5 制算法的發(fā)展概況 . 7 計(jì)要求及工作內(nèi)容 . 7 標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度 . 8 2 機(jī)械結(jié)構(gòu)與液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 8 統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析 . 9 斤頂零部件分析 . 11 缸與螺紋的校驗(yàn) . 14 缸的壁厚校驗(yàn) . 14 母螺紋牙剪切強(qiáng)度校驗(yàn) . 14 母螺紋牙的彎曲強(qiáng)度校驗(yàn) . 15 壓系統(tǒng)分析 . 16 壓泵與電動機(jī)的選擇 . 17 高壓泵站簡介 . 18 3 . 單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 19 片機(jī)的選用及功能介紹 . 19 外存儲器功能簡介 . 20 示部分設(shè)計(jì) . 23 盤部分設(shè)計(jì) . 26 流異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng) . 29 流異步電動機(jī)變頻調(diào)速原理 . 29 電路和逆變電路工作原理 . 30 頻與變 壓 . 33 移檢測部分的設(shè)計(jì) . 40 移檢測傳感器的選用 . 40 柵位移傳感器與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) . 41 移傳感器部分的設(shè)計(jì) . 45 系統(tǒng)的 制算法 . 50 制原理 . 50 數(shù)字 制算法 . 52 置式 . 52 增量式 . 53 智能自適應(yīng) 制器 . 54 5. 系統(tǒng)模擬仿真 . 59 述 . 60 窗口和菜單 . 60 建模型 . 62 行系統(tǒng)仿真與分析 . 63 立控制系統(tǒng)模型 . 63 統(tǒng)模塊參數(shù)設(shè)置與仿真參數(shù)設(shè)置 . 64 統(tǒng)仿真與分析 . 66 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 8. 參考文獻(xiàn) . 69 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 1. 引言 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 題的依據(jù)及課題的意義 隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，工業(yè)化程度的不斷深入，大尺寸、大重量、不規(guī)則表面的工件越來越多的成為工廠加工的對象。而在加工過程中如何將這些工件準(zhǔn)確的提升至預(yù)定位置則成為最難解決的問題，這時傳統(tǒng)的千斤頂和起重機(jī)等設(shè)備就顯示出先天不足的缺陷來 。也正是在這種環(huán)境下，同步頂升系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并在建筑、機(jī)械加工、造船等行業(yè)扮演著越來越重要的角色。同步頂升系統(tǒng)是由控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制多個千斤頂，使其具備頂升大重量、大體積、復(fù)雜工作表面的工件的能力，并具有同步升降、點(diǎn)動升降、連續(xù)升降、側(cè)翻仰俯等功能的機(jī)電一體化設(shè)備。其控制系統(tǒng)可以是微機(jī)、單片機(jī)、可編程控制器等；其動力系統(tǒng)有液壓式、氣電式、汽液兩用式等；噸位從幾百公斤到幾千噸不等，主要由動力方式和千斤頂?shù)膫€數(shù)來決定 。由于其體積小、承載重、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的用于電力、建筑、機(jī)械制 造、礦山、鐵路橋梁、造船等多種行業(yè)中，在設(shè)備安裝、起頂拆卸、靜力壓樁、設(shè)備校調(diào)、基礎(chǔ)沉降等工作崗位發(fā)揮了重要的作用。基于單片機(jī)控制、液壓傳動的四頂頂升系統(tǒng)是較常見的，控制算法較簡單的一種。由于其控制簡便、噸位適中、價格也很低廉的優(yōu)點(diǎn)使得其在中小企業(yè)、民營單位甚至輕工業(yè)領(lǐng)域都有很高的使用度。其重要性不言而喻，對其進(jìn)行研究和開發(fā)具有很大的市場空間和實(shí)用價值。 內(nèi)外的研究概況 國外對同步系統(tǒng)的研究起步較早，基于單片機(jī)控制、液壓傳動的四頂頂升系統(tǒng)是較常見的，控制算法較簡單的一種。由于其控制簡便、噸位適中 、價格也很低廉的優(yōu)點(diǎn)使得其在中小企業(yè)、民營單位甚至輕需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 工業(yè)領(lǐng)域都有很高的使用度。美國實(shí)用動力 這一行業(yè)的佼佼者，在澳大利亞的昆士蘭州， G&S 工程技術(shù) 服務(wù)公司就采用了 派克）提供的同步頂升液壓系統(tǒng) 成功地完成了重達(dá) 3500 多噸的礦山巨型索斗鏟的頂升，誤差小于 上海因廣場改造而需要整體平移的上海音樂廳使用了 司開發(fā)的一套具有四組共 60 個高精度頂升點(diǎn)的計(jì)算機(jī)控制同步頂升和頂推系統(tǒng)， 我國在這領(lǐng)域起步雖晚，但發(fā)展迅速，經(jīng)過多年的發(fā)展也獲得了許多曙目的成就，今年（ 2006 年） 1 月 4 日，目前世界上最大的閘門 葛洲壩 1 號船閘重達(dá) 200 噸、面積相當(dāng)于籃球場大的上游人字閘門安裝就位。此舉標(biāo)志著我國自主研制的第一套大型船閘門同步頂升系統(tǒng)獲得成功。在上海興建的磁懸浮列車的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件軌道梁是確保磁懸浮列車快速、平穩(wěn)、安全的重要保證，其加工精度要求非常高，但每段軌道梁長 25 米，重 16 噸，對其進(jìn)行精確升舉困難重重，上海千斤頂廠自主開發(fā)的高精度同步頂升裝置不負(fù)眾望，順利完成任務(wù)，其同步頂升精度 到國際先進(jìn)水平。我國浙江省海鹽縣有“千斤頂之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。在千斤頂和同步系統(tǒng)方面形成規(guī)?；a(chǎn)，年生產(chǎn)能力達(dá) 800萬臺以上，銷量位居世界前列。 片機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 單片機(jī)，就是單片微型計(jì)算機(jī)的簡稱，又稱微控制器。自上世紀(jì)70年代面世以來不過短短 30余年的歷史，但因嵌入式應(yīng)用而得到迅猛的發(fā)展，各種新穎的單片機(jī)層出不窮，令人目不暇接。它具有因體積小、成本低、控制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，又由于現(xiàn)在開發(fā)環(huán)境的不斷改善，正在以空前的速度迅速取代經(jīng)典電子系統(tǒng)，廣泛的應(yīng)用于家用電器、機(jī)器人、工業(yè)控制單 元、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、金融電子系統(tǒng)、需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 通訊系統(tǒng)等嵌入式產(chǎn)品中。 目前單片機(jī)的種類繁多，世界各國廠商已研制出大約 50個系列、30 多個品種的單片機(jī)產(chǎn)品。與早期經(jīng)典的 8 位單片機(jī) 51 相比，無論是頻率、字寬、尋址范圍、集成度等方面都有了巨大的突破?，F(xiàn)代科技的發(fā)展使得單片機(jī)的功能正日漸完善 : 1、單片機(jī)集成越來越多資源，內(nèi)部存儲資源日益豐富，用戶不需要擴(kuò)充資源就可以完成項(xiàng)目開發(fā)，不僅是開發(fā)簡單，產(chǎn)品小巧美觀，同時系統(tǒng)也更加穩(wěn)定，目前該方向即是發(fā)展為 上系統(tǒng) )。 2、單片機(jī)抗干擾能力加強(qiáng)，使的它更加適 合工業(yè)控制領(lǐng)域，具有更加廣闊的市場前景。 3、單片機(jī)提供在線編程能力，加速了產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程，為企業(yè)產(chǎn)品上市贏得寶貴時間。 4、在線仿真變的容易。用戶一旦開發(fā)一個比較大的系統(tǒng)，開發(fā)調(diào)試變的非常復(fù)雜，同時由于單片機(jī)資源有限，不能象 是出現(xiàn)了品種繁多的專業(yè)仿真器，為用戶的開發(fā)提供了強(qiáng)大功能，加速了開發(fā)進(jìn)程，降低了開發(fā)難度。目前還已經(jīng)有公司推出了可以在線調(diào)試的單片機(jī)，使得單片機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試與開發(fā)變得更加方便、快速。 隨著單片機(jī)的發(fā)展，人們對事物的要求越來越高，單片機(jī)的應(yīng)用軟件技術(shù)也發(fā)生了巨 大的變化，從最初的匯編語言，開始演變到 C 語言開發(fā)，不但增加了語言的可讀性，結(jié)構(gòu)性，而且對于跨平臺的移植也提供了方便，另外一些復(fù)雜的系統(tǒng)開始在單片機(jī)上采用操作系統(tǒng)，一些小的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)（ ，一方面加速了開發(fā)人員的開發(fā)速度，節(jié)約開發(fā)成本，另外也為更復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)提供了可能。當(dāng)前比較流行的 S 等等。 本次設(shè)計(jì)的四頂同步頂升系統(tǒng)再選擇控制系統(tǒng)時在綜合考慮了微機(jī)、單片機(jī)和可編程控制器的成本、控制的難易程度和結(jié)構(gòu)化布線等需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 因素后，也擬定采用單片機(jī)進(jìn)行控 制。 比例、積分、微分，指的是一項(xiàng)流行的線性控制策略。由于在工業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)際控制中，總是存在外界的干擾和系統(tǒng)中各個參數(shù)的變化，它們將會使系統(tǒng)性能變差。為了改善系統(tǒng)的性能，提高控制質(zhì)量，通常在控制中引入比例（ 節(jié)來提高系統(tǒng)的快速性；為了消除靜態(tài)誤差，提高精度，加強(qiáng)系統(tǒng)對參數(shù)變化的適應(yīng)能力，引入積分 (節(jié)；為了提高系統(tǒng)對動態(tài)過程的預(yù)知能力，克服慣性的影響， 引入微分(節(jié)。這就是通常所說的 按照偏差的比例、積分、微分進(jìn)行控制（ 制）是連續(xù)系統(tǒng)控制理論中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種控制技術(shù)。它結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)易于調(diào)整、穩(wěn)定性能好、可靠性高，使它在控制理論和技術(shù)飛速發(fā)展的今天仍然具有強(qiáng)大的生命力，在長期應(yīng)用中已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。特別是工業(yè)過程控制中，在決定系統(tǒng)參數(shù)的時候往往要借助現(xiàn)場調(diào)試和經(jīng)驗(yàn)，在這種情況下， 應(yīng)用經(jīng)久不衰，應(yīng)用范圍越來越廣泛，改進(jìn)方法也越來越多。二十世紀(jì) 60年代發(fā)展、成熟起來的 現(xiàn)代控制理論和近幾年發(fā)展的智能控制理論仍在大量的 制的方法和思想。按照偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制是過程控制中應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和理論分析都充分證明，這種控制規(guī)律在相當(dāng)多的工業(yè)對象的控制中是可以得到較滿意的控制效果的，在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)里首先采用的控制算式也是 計(jì)要求及工作內(nèi)容 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 求四頂頂升時必須同步，頂升速度和高度可以人為設(shè)定。 標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度 目標(biāo)： 設(shè)計(jì)一個由液壓驅(qū)動，單片機(jī)控制，使用 特色： 該系統(tǒng)具有位置檢測和壓力檢測功能，可適用于不規(guī)則工作表面的工件，并且體積小、承載適中、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，具有很高的實(shí)用價值和市場空間。 2 機(jī)械結(jié)構(gòu)與液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 四頂同步頂升系統(tǒng)由千斤頂、超高壓泵站、控制系統(tǒng)和操作 臺四部分組成。 我們所設(shè)計(jì)的四頂頂升系統(tǒng)的主要參數(shù)是每只千斤頂高約1000大行程為 400大載荷為 20t。因千斤頂載荷較大，位置精度要求較高，故頂升速度不宜過大，最大頂升速度應(yīng)控制在60mm/內(nèi)。 千斤頂?shù)膭恿ο到y(tǒng)有液壓式、氣電式、汽液兩用式等，考慮到成本、實(shí)用性、使用舒適度等因素，我們最終選用了技術(shù)比較成熟的液壓系統(tǒng)。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 由于千斤頂?shù)耐庑纬叽巛^大，需承受的較大的沖擊載荷，所以初步擬定采用了法蘭型液壓缸的結(jié)構(gòu)原型，并在此基礎(chǔ)上針對液壓千斤頂?shù)氖褂锰匦赃M(jìn)行調(diào)整。 為了 適應(yīng)復(fù)雜工作表面的工件，千斤頂?shù)墓ぷ髋_與活塞桿應(yīng)采用轉(zhuǎn)動連接副相連。當(dāng)頂升系統(tǒng)工作時，液壓千斤頂工作臺可隨工件表面形狀進(jìn)行自由轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)，所以設(shè)計(jì)時將活塞桿頂部插入球頭，與工作臺形成轉(zhuǎn)動副。如圖 示。球頭與活塞桿采用緊固螺釘固定。 為了能使頂升系統(tǒng)能夠提供長時間而穩(wěn)定的支撐力，采用鎖母來提供機(jī)械支撐，當(dāng)活塞上升時，鎖母隨其同步上升，到達(dá)預(yù)定位置后，活塞停止上升，再將鎖母旋到螺紋底部，這時通過千斤頂箱體對鎖母的支撐使得工作臺所受載荷全部轉(zhuǎn)變?yōu)殒i母和活塞桿之間的梯形螺紋所受到的切應(yīng)力。這樣即使是在油壓壓 力不足或掉電的情況下也能穩(wěn)定的承載重物。 由于光柵尺的尺寸較長，只能將活塞和活塞桿做成中空狀來放置光柵傳感器。這樣活塞與活塞桿之間就不宜采用螺母緊固，為方便起見，我們將活塞和活塞桿合為一體，材料同為 45號鋼。工作時發(fā)光元件與光敏元件隨活塞作同步運(yùn)動，光柵尺下端固定在底蓋上不動，光源與光柵尺的相對位移量通過讀數(shù)頭轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳遞給單片機(jī)。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 斤頂?shù)墓ぷ髋_與活塞之間的連接 由于千斤頂?shù)男谐梯^長，達(dá) 400工作臺旋轉(zhuǎn)一個角度去承載重物時容易產(chǎn)生較大的彎曲力矩使活塞桿折斷。所以有 必要設(shè)計(jì)一個支撐套進(jìn)行保護(hù)。支撐套與油缸壁之間采用通孔螺釘緊固。 圖 壓缸底蓋的固定方式 由于光柵傳感器放在千斤頂內(nèi)部，考慮到其信號線的連接問題，需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 我們將油缸底蓋與千斤頂?shù)鬃g留有一定空間。為了方便裝卸，不宜將底蓋與油缸焊接。經(jīng)過多方面的考慮，比較了多種方案后，采用了如圖 示的方法固定底蓋。圖 千斤頂?shù)鬃庌D(zhuǎn)有 4個螺紋孔，用 4個型號為 六角頭螺栓將底蓋頂起至油缸卡槽處。螺桿長度比實(shí)際所需的長 3 5通過增加墊片的方法達(dá)到 使4個螺栓平均分配載荷的目的。底蓋上套有密封圈，防止漏油。千斤頂?shù)鬃c油缸通過 6 個內(nèi)六角螺釘緊固。在底座和油缸兩側(cè)各開一個通孔用于連接光柵傳感器和壓力傳感器的信號線。 斤頂零部件分析 由于頂升系統(tǒng)可能會在比較惡劣的條件下使用，而且在裝載和卸載重物時，可能會因操作不當(dāng)而對千斤頂?shù)鬃斐奢^大沖擊，導(dǎo)致整個系統(tǒng)遭到破壞。所以底座采用具有較高強(qiáng)度和韌性的球墨鑄鐵 。 油缸是液壓系統(tǒng)的主要零件，它與底座、底蓋、油口、導(dǎo)向套等零件構(gòu)成密封的容器，用于容納壓力油液，同時還是活塞的運(yùn)動軌道。所以設(shè)計(jì) 油缸時，應(yīng)該正確的確定各部分的尺寸，保證液壓缸有足夠的輸出力、運(yùn)動速度和有效行程，同時還必須具有一定的強(qiáng)度，能足以承受液壓力、負(fù)載力和意外的沖擊力；缸筒的內(nèi)表面應(yīng)具有合適的公差等級、表面粗糙度和形位公差等級，以保證液壓缸的密封性、運(yùn)動平穩(wěn)性和耐用性。 對油缸材料的可選空間很大，對其進(jìn)行篩選需要有足夠的耐心。對油缸的要求： 1要有足夠的強(qiáng)度，能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)壓力而不致產(chǎn)生永久變形； 2要有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝時的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲； 3內(nèi)表面與活塞密封件及導(dǎo)向套的摩擦作用下， 能長期工作而磨損很少，尺寸公差等級和形位公需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 差等級足以保證活塞密封件的密封性； 4最好還需要有良好的可焊性，以防在需要焊接的時候不致產(chǎn)生裂紋或過大變形。最后我們選定各方面性能良好的 45號鋼。油缸毛坯普遍采用退火的冷拔或熱軋無縫鋼管，現(xiàn)在國內(nèi)市場上已有內(nèi)孔經(jīng)珩磨或內(nèi)孔精加工的無縫鋼管賣，只需按所要求的長度切割即可。 本次設(shè)計(jì)雖然活塞與活塞桿采用了一體式設(shè)計(jì)，采用相同的材料，但對他們的工藝要求很不相同，所以分開來介紹。 由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過 大。配合過緊，不僅使最低啟動壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的滑動配合表面；間隙過大，會引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能?；钊牧衔覀冞x用的是 45號鋼?；钊鈴降呐浜弦话悴捎?公差等級，面與軸線的垂直度公差不大于 00表面的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差之半，內(nèi)孔的工作表面粗糙度 m。 活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動，一般采用 H8/配合。太緊了，摩擦力大，太松了，容易引起卡滯現(xiàn)象 和單邊磨損。其圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半。為了保證活塞缸外圓與活塞外圓的同軸度，以避免活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸肩端面與活塞桿軸線的垂直度公差不大于 00保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜。 活塞桿的外圓粗糙度 取 m。太光滑了，表面無法形成油膜，反而不利于潤滑。為了提高耐磨性和防銹性，活塞桿表面需進(jìn)行鍍鉻處理，鍍層厚 進(jìn)行拋光或磨削加工。 活塞桿導(dǎo)向套裝在缸筒和支撐套的內(nèi)側(cè)， 被限制在缸筒和支撐套的卡槽之內(nèi)，但不固定死。用以對活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 以保證缸筒的密封。上方裝有防塵圈，以防止活塞桿在后退時把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。如圖 圖 向套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向套的材料我們選用的是摩擦系數(shù)較小、耐磨性好的青銅向套外圓與缸筒內(nèi)孔工作表面的配合多為 H8/孔與活塞桿外圓的配合也可采用 H8/度和圓柱度公差不大于直徑公差之半。 本次設(shè) 計(jì)中所有的密封裝置都采用的是 了自密封作用外，由于壓力的作用和液體分子與金屬表面相互作用的結(jié)果，又業(yè)中所含的“極性分子”便在金屬便表面形成一個堅(jiān)固的邊界層油膜，且對軸產(chǎn)生很大的附著力。該油膜始終存在于密封件與往復(fù)運(yùn)動軸之間，從泄露的角度看，這是有害的，長時間的使用后會造成油液的泄露；但它對運(yùn)動密封面的再潤滑卻起到異常重要的作用。所用材料是橡膠。符合 千斤頂?shù)鬃c油缸之間的連接、光柵尺密封層與活塞之間的連接還有支撐套與油缸壁之間的連接件采用 的都是沉頭內(nèi)六角螺釘。符合作臺與蓋板之間的連接和對油缸底蓋的頂升都采用需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 了六角頭螺栓，并符合 缸與螺紋的校驗(yàn) 缸的壁厚校驗(yàn) 油缸的額定壓力 20 3 5221 （ 式中： 定工作壓力； 缸外徑，本次為 175 D油缸內(nèi)徑，本次為 147 S油缸材料屈服強(qiáng)度。 油缸的材料為 45號鋼，查表可得 S=360 由此可知上 式 右邊 =壓缸最大工作載荷為 20t，面積為 m a x m a x 24 2 8 . 6 5 6 3 7 . 0 9 4)n P a M P 21 （ D (其中： 最大工作載荷，本次為 200000N。 經(jīng)校驗(yàn)，油缸壁所受壓力在許可范圍之內(nèi)。 母螺紋牙剪切強(qiáng)度校驗(yàn) 螺紋牙的剪切應(yīng)力： (式中 : F 為千斤頂?shù)淖畲筝d荷，本次為 200000N； 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 d 為公差直 徑； b 為螺紋牙根部寬度； u 為旋合圈數(shù)； 為材料許用剪切應(yīng)力 鎖母內(nèi)螺紋的公差直徑 60 查表可得 螺距 6 梯形螺紋牙根寬度 b= 鎖母高度 8合圈數(shù) u=H/P=3 鎖母材料為 45號鋼，查表可知這種材料的屈服極限 40 許用應(yīng)力 = S/4=60 材料許用剪切應(yīng)力 = =36以上數(shù)據(jù)代入式中，得 =36檢 驗(yàn)，鎖母的螺紋牙根的剪切強(qiáng)度在許用范圍之內(nèi)。 母螺紋牙的彎曲強(qiáng)度校驗(yàn) 螺紋牙的彎曲應(yīng)力： *6 d b u (式中： l*為彎曲力臂 ; b為許用彎曲應(yīng)力。 鎖母內(nèi)螺紋的公差直徑 60表可知螺紋中徑 52曲力臂 l*=(2=4 許用彎曲應(yīng)力 b= =72計(jì)算 b=72 經(jīng)校驗(yàn)螺紋牙的彎曲 強(qiáng)度在許用范圍之內(nèi)。 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 壓系統(tǒng)分析 液壓系統(tǒng)的主要功能是為千斤頂提供動力，通過換向裝置使千斤頂具有上升和下降的功能。為千斤頂?shù)恼９ぷ魈峁┍ＷC和保護(hù)措施。 由于該頂升系統(tǒng)采用單片機(jī)控制，并配有壓力傳感器和光柵位移傳感器來檢測壓力信號和千斤頂?shù)奈灰屏?，所以可通過單片機(jī)控制油缸內(nèi)的壓力、進(jìn)油口的流量和活塞的運(yùn)動速度。這樣在一般液壓系統(tǒng)中常用到的節(jié)流閥、調(diào)速閥、背壓閥、減壓閥等元器件可不必使用到，液壓回路得到極大的簡化。 在液壓油路的進(jìn)油端設(shè)置一個溢流閥，給液壓系統(tǒng)提供雙重保護(hù)。在回油端設(shè)置一濾油器，保 證油液清潔，可提高使用壽命。使用二位四通的電磁換向閥改變油路方向。為使液壓缸的運(yùn)動速度不受載荷變化的影響，保持穩(wěn)定，我們在油缸的下腔進(jìn)油口處安裝一個平衡閥，該閥不但能保證千斤頂升降時都處于進(jìn)油調(diào)速狀態(tài)，同時還具有單向閥的功能，所以無論是停電還是破管時，平衡閥均能無泄漏的立即將下腔封閉，保證工件不會自由下滑。使千斤頂在停電狀態(tài)仍能可靠承載。 綜合上述觀點(diǎn)，我們將液壓原理圖設(shè)計(jì)如下： 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 如圖 示，二位四通電磁換向閥的電磁鐵的工作狀態(tài)是由單片機(jī)控制的，當(dāng)換向閥電磁鐵通電時，換向閥左位接入系統(tǒng)，油液經(jīng)電 磁換向閥和平衡閥進(jìn)入油缸下腔，使得千斤頂上升，再從油缸上腔流出，經(jīng)電磁換向閥和濾油器流回到油箱內(nèi)，這時平衡閥的作用相當(dāng)于一個單向閥；反之，當(dāng)換向閥電磁鐵斷電時，換向閥右位接入系統(tǒng)，油液經(jīng)換向閥流入油缸上腔，當(dāng)上腔壓力達(dá)到一定值時，平衡閥上位接入系統(tǒng)，這時平衡閥的作用相當(dāng)于一個節(jié)流閥，油液從油缸下腔流出，經(jīng)平衡閥、電磁換向閥和濾油器流回到油箱。從而實(shí)現(xiàn)了千斤頂升降換向功能，并具有過載保護(hù)和斷電保護(hù)的功能。 壓泵與電動機(jī)的選擇 為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和泵的使用壽命，一般在固定設(shè)備系統(tǒng)中，正常工作壓力為 泵的額定壓力的 80%左右。正常工作時千斤頂?shù)淖畲髩毫?以為滿足要求，泵的工作壓力為： p=要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 千斤頂?shù)淖畲筮\(yùn)動速度為 60mm/以液壓泵向液壓缸提供的最大流量為： q=000000=回路中的泄漏按液壓缸輸入流量的 10%估計(jì)，則液壓泵的總流量為 Q= 根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品目錄，最終確定所選液壓泵的型號為 種液壓泵的額定工作壓力為 40全符合工作要求。 千斤頂?shù)淖畲蠊ぷ鬏d荷為 20t，即 200000N，運(yùn)動速度為 60mm/ s。按液壓泵的總效率為 則液壓泵驅(qū)動電動機(jī)所需的功率為： P=據(jù)此數(shù)據(jù)查閱電動機(jī)產(chǎn)品目錄選用功率大于 高壓泵站簡介 最后我們綜合考慮了液壓泵、電動機(jī)、液壓回路等因素后，超高壓油泵站。這個油泵 站的外形尺寸（ 650要部件包含有 1 個 1 個二位四通的電磁換向閥與溢流閥組件，一個 司生產(chǎn)的0電動機(jī)、兩根 63壓軟管和兩個軟管接頭。液壓泵的額定壓力為 40量為 動機(jī)的功率為 采用的工作介質(zhì)是 油量為 45L。這種液壓油需要經(jīng)過過濾精度為 樣可提高同步系統(tǒng)的可靠性并延長泵站使用壽命。 選用這個超高壓的原因是站內(nèi)設(shè)有溢 流閥和二位四通電磁換向閥需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 組件，具有電動控制部分，使油泵站具備操作簡單、使用方便、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。 3 . 單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 同步頂升系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以是微機(jī)、單片機(jī)、可編程控制器等，考慮到本次設(shè)計(jì)的頂升系統(tǒng)僅有 4 個千斤頂，控制器需要進(jìn)行的運(yùn)算量不大，而且本系統(tǒng)提供的功能并不復(fù)雜，單片機(jī) 以從節(jié)省成本的角度出發(fā)選擇了單片機(jī)控制系統(tǒng)。 將本次單片機(jī)的控制系統(tǒng)劃分為以下幾個模塊： 圖 3片機(jī)模塊圖 片機(jī)的選用及功能介紹 美國 980年推出的 8位單片微型計(jì)算機(jī)。其典型產(chǎn)品有 8031、 8051 和 8751 三種機(jī)型，除片內(nèi)程序存儲器的容量不同外，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳完全相同。在此我們選用了較為常用的 8051芯片。其引腳示意圖如圖 儲器、定時器 /計(jì)數(shù)器、串行和并行的 I/斷系統(tǒng)合振蕩器構(gòu)成。 8051的 根引腳采用分時復(fù)用的方法作低 8位地址線與雙向 8 位數(shù)據(jù)線； 5 根引腳在訪問片外存儲器或擴(kuò)需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 展 I/供高位地址； 4根引腳接 2片74生片選信號；引腳 48155、8279 和 使能端； 2接 6 圖 片引腳示意圖 外存儲器功能簡介 片外存儲器擴(kuò)展包括程序存儲器（ 展和數(shù)據(jù)存儲器（ 展。 列單片機(jī)具有 64程序存儲空間，其中 8051、 8071片內(nèi)有 4器， 8031 片內(nèi)無程序存儲器。當(dāng)采用 8051、 8071型單片機(jī)而程序超過 4采用 8031 單片機(jī)時，就需對程序存儲器進(jìn)行外部擴(kuò)展。 外部程序存儲器的擴(kuò)展原理如圖 2 口 數(shù)據(jù)輸出 鎖存器 數(shù)據(jù)輸入 指令 E 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 部程序存儲器擴(kuò)展原理圖 外部程序存儲器可選用 外線擦除電可編程只讀存儲器 型產(chǎn)品有 716（ 2K 8位 ） 、 2732A（ 4K 8位 ） 、 2764A（ 8K 8位 ） 、27128A（ 16K 8 位 ） 、 27256（ 32K 8 位 ） 和 27512（ 64K 8 位 ） 等 ，在這些芯片上均設(shè)有一個玻璃口 ， 在紫外線下照射 20分鐘左右 ， 存儲中的各位信息均變?yōu)?1。以后通過編程 器可將這些程序固化到這些芯片中。 764 是 8K 8 位的 一 +5V 供電，最大工作電流為 140持電流 60 24腳的管腳及原理框圖見圖 2于片內(nèi)編程所需要的高壓脈沖產(chǎn)生電路，因此無需外加編程電源和寫入脈沖。 8031單片機(jī)內(nèi)部僅有 128個字節(jié) 在實(shí)時數(shù)據(jù)采集和處理時，僅靠內(nèi)部的 此必須擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲器 。常用的數(shù)據(jù)存儲器有靜態(tài) 下為靜態(tài) 外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展方法如圖 2 口 E 鎖存器 譯 碼 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展原理圖 8031 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，靜態(tài) 為常用，因?yàn)檫@種這種存儲器無需考慮刷新問題。但是與動態(tài) 比，需要消耗較大的功率，價格也較高。下面對本文中所涉及的 6264為例，介紹靜態(tài) 6264是 8K 8位的靜態(tài)隨機(jī)存儲芯片，采用 藝制造，單一+5定功率 200型存儲時間 200 28線雙列直插式封裝。 6264的 13條地址線與鎖存器的輸出及 6264的 條數(shù)據(jù)線與 8031的 6264的 E 與 8031 的 應(yīng)， 高電平。 按照這種片選方式， 6264 的 8址范圍不唯一， 6000H 7向該片 6000H 單元寫有個數(shù)據(jù) 用如下指令： A， #6000H A 從 7元讀一個數(shù)據(jù)時，可用如下指令： #7A， 面討論的是 8031擴(kuò)展一片 實(shí)際應(yīng)用中，可能需要擴(kuò)展多片 次設(shè)計(jì)要擴(kuò)展 8K 8位的 8位的 3片。當(dāng) 過指令 ， A+出讀 出的地址信號應(yīng)能選擇其中一片的一個存儲單元，需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 即 8片 2764 不應(yīng)該同時被選中，這就是所謂的片選。我們采用了地址法譯碼，譯碼芯片為 2片 74共可提供 16 個片選信號。 示部分設(shè)計(jì) 顯示設(shè)備有 ，我們選用的是功能簡單的 碼管顯示器。 示器由 7 條發(fā)光二極管組成顯示字段，有的還帶有小數(shù)點(diǎn) 7 段發(fā)光二極管陰極連在一起，稱為共陰接法，當(dāng)某個字段的陽極為高電平時，對應(yīng)的字段就點(diǎn)亮。如下圖所示 點(diǎn)亮 示器有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。所謂靜態(tài)顯示，就是顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止，這種方式，每一顯示位都需要一個 8 位輸出口控制，占有硬件較多，一般僅用于顯示器位數(shù)較少的場合。 圖 碼管的引 腳示意圖 所謂動態(tài)顯示，就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器。對每一位顯示器而言，每隔一段時間點(diǎn)亮一次。顯示位的亮度顯示位的亮度跟導(dǎo)通電流有關(guān)，也和點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。動態(tài)顯示器因?yàn)樾枰徺I對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 其成本較低，多數(shù)顯示撕常常采用。為了顯示字符，要為 示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個“ 8”字形的 7 段，再加上一個小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì) 8 段，因此提供 示器的顯示段碼為一個字節(jié)。各段碼位的對應(yīng)關(guān)系如表 表 段碼位 dp g f e d c b a 。 8155 芯片內(nèi)具有 256 個字 節(jié)的 個 8 位、一個 6 位的可編程 I/O 和一個 14 位計(jì)數(shù)器，與 口簡單，是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用最廣泛的芯片 8155的結(jié)構(gòu)框圖 如圖 圖 155的邏輯結(jié)構(gòu)圖和引腳示意圖 在 8155 內(nèi)部具有： （ 1） 256 字節(jié)的靜態(tài) 取時間為 400 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 （ 2）三個通用的輸入 /輸出口。 （ 3）一個 14位的可編程定時 /計(jì)數(shù)器。 （ 4）地址鎖存器及多路轉(zhuǎn)換的地址和數(shù)據(jù)總線。 （ 5）單一 +540腳雙列直插式封裝。 8155 可以和 接相連，見附圖所示。 8155 的 各端口地址如下： 000H 00令口： 0200H 0201H 0202H 0203H 定時器低位： 0204H 定時器高位： 0205H 6 位 示器和 8155 的接口邏輯見附錄圖所示。設(shè) 8051有 6個顯示緩沖單元 79H 7別存放 6位顯示器的顯示數(shù)據(jù)。 8155的 A 口掃描輸出總有一位為高電平， 8155 的 B 口輸出相應(yīng)位的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使每一位顯示出一個字符，其余位為暗，依次改變 A 口輸出的餓高電平位及 據(jù)， 6位顯示器就顯示出緩沖器的顯示字符。程序清單如下： #79H ；顯示緩沖區(qū)首址送 #01H ；使顯示器最右邊位亮 A， #0101H ；掃描值送入 A ；指向 A， ；取顯示數(shù)據(jù) 需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 A， #12H ；加上偏移量 A， A+ ；取出字形 A ；送出顯示 ；延時 ；緩沖區(qū)地址加 1 A， ； ；掃到第 6個顯示位了嗎？ A ；沒有， 描下一個顯示位 A 06H， 5466H， 6 ；顯示段碼表 07H， 7677H， 7 9H， 579H， 71H， 73H， 3 1H， 61H， 123H， 40H， 03H 8H， 00H， 00H， 00H #02H ；延時子程序 #0盤部分設(shè)計(jì) 鍵盤共設(shè)有 32個鍵，由 4 條行線 8條列線組成開關(guān)矩陣。對于開關(guān)矩陣的接法大多數(shù)單片機(jī)的入門教科書上大多是采用 8155作為鍵盤I/O 的接口芯片，但 8155 芯片不具備中斷請求輸出端，于是不得不采需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 用鍵盤掃描程序不斷的檢測是否有按鍵被使用，這樣就給單片 機(jī)造成了很大的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，運(yùn)算量較大時有可能造成系統(tǒng)無法響應(yīng)，所以我們在這里選用了專門用于鍵盤連接的 8279芯片。 8279芯片的引腳示意圖如圖 圖 279的引腳示意圖 8279采用單一 5V 電源供電， 40腳封裝。 向數(shù)據(jù)總線，用來傳送 8279 與 間的數(shù)據(jù)和命令。 鐘輸入線，用以產(chǎn)生內(nèi)部定時的時鐘脈沖。 位輸入線， 8279 復(fù)位后被置為字符顯示左端輸入