畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-固定式智能水泥包裝機(jī)設(shè)計(jì)（全套圖紙） .doc

成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）I畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目固定式智能水泥包裝機(jī)設(shè)計(jì)學(xué)院(部)工業(yè)制造專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名學(xué)號(hào)年級(jí)07級(jí)2班指導(dǎo)教師職稱(chēng)副教授2011年5月29日成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）II固定式智能水泥包裝機(jī)摘要：水泥包裝機(jī)是水泥廠家必備的包裝設(shè)備之一，傳統(tǒng)的水泥包裝機(jī)自動(dòng)化程度低、包裝精度差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、噪聲污染重、工人勞動(dòng)環(huán)境差、包裝時(shí)易堵料，而且堵料后排除費(fèi)時(shí)費(fèi)力，加上粉塵較嚴(yán)重，直接影響環(huán)境和工人的身體健康。為了改善工人條件，提高生產(chǎn)效率，開(kāi)發(fā)稱(chēng)量精度、自動(dòng)化程度高、粉塵少的微機(jī)控制的智能固定式水泥包裝機(jī)就非常必要。因此，本設(shè)計(jì)研究的是水泥包裝機(jī)智能稱(chēng)重及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行了包裝稱(chēng)重系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)稱(chēng)重，利用杠桿提高稱(chēng)重的精度和靈敏度，利用液壓阻尼器來(lái)減小下料引起的動(dòng)力沖擊從而提高其控制和顯示的靈敏度。由單片機(jī)來(lái)控制傳感器的轉(zhuǎn)換和LED顯示等，同時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)軟、硬件進(jìn)行了較為詳細(xì)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：水泥包裝機(jī)；智能稱(chēng)重；自動(dòng)控制FixedsmartcementpackagemachineAbstract：Cementpackingmachineisoneofthenecessarypackagingequipmentincementplant,traditionalcementpackagemachineoflowdegreeofautomation,packaging,pooraccuracy,tosolveheavyworkintension,noisepollution,poorworkerslaborenvironment,packagingwhenblocking,andexcludecostlyafterblocking,coupledwiththedustmoreserious,directimpactontheenvironmentandthehealthofworkers.Inordertoimprovetheconditionsofworkers,increasingproductivity,developmentofweighingaccuracy,highdegreeofautomationandcomputercontrolofdustemissionssmartfixedcementpackingmachineisnecessary.Therefore,thisdesignstudyonthecementweighingandcontrolsystemofintelligentdesign,mainlyforpackagingstructureandintelligentcontrolsystemdesignofweighingsystem.Sensorsforautomaticweighing,useofleveragetoimproveweighingprecisionandsensitivity,usinghydraulicdamperstoreducematerialunderdynamicshockcausedbyincreasingitscontrolanddisplaysensitivity.Bysingle-chipmicrocomputertocontroltheconversionofthesensorandLEDdisplay,simultaneouslyonthecontrolsystemsoftwareandhardwareforamoredetaileddesign.Keywords:Cementpackingmachine；intelligentweighing；automaticcontrol成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）III目錄摘要.ABSTRAC.II1.緒論.11.1課題背景.11.2研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).22.固定式水泥包裝機(jī)方案設(shè)計(jì).32.1設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化.32.1.1建立黑箱.32.1.2包裝機(jī)結(jié)構(gòu)組成.42.2確定方案.2.2.1稱(chēng)重控制方式比較.2.2.2確定最佳方案.3.機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).3.1秤架原理.3.2計(jì)量秤架裝置設(shè)計(jì)計(jì)算.3.3杠桿機(jī)構(gòu).3.3.1杠桿板.3.3.2鉸鏈銷(xiāo)連接.3.3.3刀口支承.3.4液壓阻尼器.3.4.1雙桿液壓缸.3.4.2SR型節(jié)流閥.3.4.3液壓管路.3.5差動(dòng)變壓器式傳感器.3.5.1差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理.成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）IV3.5.2WY-D系列位移傳感器.3.6彈簧預(yù)壓緊及傳感器調(diào)零和限位.3.7圓柱螺旋壓縮彈簧的計(jì)算和預(yù)壓緊.3.7.1圓柱螺旋壓縮彈簧預(yù)壓緊.3.7.2圓柱螺旋壓縮彈簧的計(jì)算.3.8圓柱螺旋拉伸彈簧的計(jì)算和預(yù)壓緊.3.8.1圓柱螺旋拉伸彈簧預(yù)壓緊.3.8.2圓柱螺旋拉伸彈簧的計(jì)算.4.控制部分設(shè)計(jì).4.1系統(tǒng)主要元件的選擇及功能簡(jiǎn)介.4.1.1A/D轉(zhuǎn)換芯片.4.1.28751主芯片.4.1.38155芯片.4.2硬件電路設(shè)計(jì).4.2.1LED顯示電路設(shè)計(jì).4.2.2A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì).4.2.3總體電路設(shè)計(jì).4.3軟件程序設(shè)計(jì).結(jié)論.參考文獻(xiàn).附錄一附錄二附錄三附錄四致謝詞.成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）1第一章緒論1.1課題背景水泥裝袋計(jì)量是水泥廠生產(chǎn)工藝中的重要組成部分，是水泥廠計(jì)量水平的標(biāo)志之一。我國(guó)最早的水泥包裝機(jī)是采用螺旋鉸刀推進(jìn)下料，裝袋后再過(guò)磅復(fù)秤。由于復(fù)秤工作量大，加之人工責(zé)任等因素的影響，致使計(jì)量不準(zhǔn)，水泥耗損量大。早期的固定式包裝機(jī)，采用平衡杠桿配重式機(jī)構(gòu)稱(chēng)重。由于支點(diǎn)采用刀口支承，易磨損且配重易結(jié)灰，影響計(jì)量精度，有時(shí)誤差達(dá)6.00kg/袋。后來(lái)又有廠家研制出了微機(jī)控制控制包裝機(jī)，其主要原理是在早期固定式包裝機(jī)的基礎(chǔ)上去掉了刀口及平衡塊，用重力傳感器懸掛原稱(chēng)量架。因?yàn)樵Q(chēng)重架與機(jī)體采用鉸鏈連接，位移量較大。所以雖采用微機(jī)控制，其稱(chēng)量精度仍不理想，誤差范圍為3.04.0kg/袋。針對(duì)國(guó)內(nèi)水泥包裝的現(xiàn)狀，研制了一種新型固定式智能水泥包裝機(jī)，該機(jī)將最新稱(chēng)量結(jié)構(gòu)與高可靠電路結(jié)合，采用進(jìn)口大規(guī)模集成電路，提高了水泥包裝的原理自動(dòng)化程度，使袋重精度控制在0.5kg以?xún)?nèi)，十袋平均誤差小于0.25kg。此包裝機(jī)能應(yīng)用于礦粉，面粉，大米等小顆粒及粉狀物品的稱(chēng)重包裝，且精度高。因此應(yīng)用范圍廣，前景大，客戶(hù)群多。1.2研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.2.1國(guó)內(nèi)外水泥包裝機(jī)研究現(xiàn)狀：現(xiàn)代規(guī)?；a(chǎn)對(duì)包裝提出了更高、更新的要求，基本上有如下五項(xiàng)功能指標(biāo)：調(diào)整高效：能滿(mǎn)足每小時(shí)包裝20噸以上物料并連續(xù)生產(chǎn)的要求。牢度：包裝袋的抗拉、抗沖擊強(qiáng)度能承受重力、堆垛中的壓力及運(yùn)輸中的沖擊力。密封性：由于包裝物料的不同，各有不同的密封要求。特別是粉料或有毒物品、怕受染的物品密封性能要求非常嚴(yán)格。環(huán)保要求：保護(hù)人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境已是世人的共識(shí)，對(duì)環(huán)境保護(hù)的水平已是衡量一個(gè)國(guó)家文明程度的標(biāo)志；因此，不允許包裝物污染環(huán)境；并且要求包裝袋必須是可降解可回收的材料，以緩解對(duì)環(huán)境的污染。易拆性能：現(xiàn)代化的大工業(yè)生產(chǎn)必然要求高效率，大袋包裝多數(shù)是原材料或初加工產(chǎn)品，所以包裝袋還須滿(mǎn)足易拆開(kāi)、易傾倒的要求。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)相繼引進(jìn)一批成套設(shè)備，其中也配套提供了高速高效的包裝機(jī)，根據(jù)不同的需要滿(mǎn)足了上述的功能要求，并且大都采用可降解環(huán)保型的包裝材料。這些設(shè)備多數(shù)來(lái)自日、德、美等國(guó)，占有我國(guó)絕大部分市場(chǎng)，十多年來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家又相繼開(kāi)發(fā)出更為合理的多種包裝方式和設(shè)備，為我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)提供了寶貴的借鑒和啟發(fā)。1.2.2國(guó)內(nèi)外水泥包裝機(jī)的大致發(fā)展趨勢(shì)如下：(1)市場(chǎng)日趨壟斷化(2)零部件生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化(3)增加技術(shù)含量，向智能化發(fā)展(4)向求精、求專(zhuān)、高效等方向發(fā)展(5)多功能與單一高速兩極化成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）第二章固定式水泥包裝機(jī)方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化2.1.1建立黑箱固定式智能水泥包裝機(jī)通過(guò)單片機(jī)控制，LED顯示水泥的凈重。稱(chēng)重范圍為0100kg，精度控制在0.5kg以?xún)?nèi)。其黑箱示意圖如2.1.1所示：圖2.1.1黑箱示意圖2.1.2包裝機(jī)結(jié)構(gòu)組成新型固定式智能包裝機(jī)系統(tǒng)由機(jī)械、電氣、氣動(dòng)三大部分之間由電控制氣、氣操作機(jī)械部分來(lái)完成每一個(gè)工作過(guò)程。機(jī)械部分包括機(jī)架、料斗、秤體和推袋架等部分。氣動(dòng)部分包括電磁閥、各種氣閥、氣缸等。電氣部分包括智能控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等。但是本次設(shè)計(jì)的主要部分是機(jī)械結(jié)構(gòu)的稱(chēng)重系統(tǒng)設(shè)計(jì)和智能控制系統(tǒng)2.2確定方案2.2.1稱(chēng)重控制方式比較2.2.1.1稱(chēng)重類(lèi)型的比較稱(chēng)重類(lèi)型有兩種：一種是將稱(chēng)重裝置和水泥一起秤，另一種是單獨(dú)秤水泥。一起秤的優(yōu)點(diǎn)有：機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便設(shè)計(jì)，稱(chēng)量方便。一起秤的缺點(diǎn)有：皮重較重，傳感器的測(cè)量范圍大，相對(duì)單獨(dú)秤精度低。單獨(dú)秤的優(yōu)點(diǎn)有：皮重較輕，傳感器的測(cè)量范圍小，相對(duì)一起秤精度高。單獨(dú)秤的缺點(diǎn)有：機(jī)械機(jī)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)較難，稱(chēng)重不方便，操作困難。2.2.1.2選擇傳感器還是應(yīng)變片采用傳感器的優(yōu)點(diǎn)是：使用方便，容易購(gòu)買(mǎi)，外接電路方便，模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)易于處理，便于單片機(jī)控制。采用傳感器的缺點(diǎn)是：必需要和彈簧配套使用，來(lái)平衡要稱(chēng)重力的大小，而彈簧在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的剛度會(huì)發(fā)生變化，從而影響精度。如果定期更換彈簧會(huì)增加使用成本。采用應(yīng)變片的優(yōu)點(diǎn)是：采用應(yīng)變片就不需要彈簧，從而稱(chēng)重精度得到了保證。2成都大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）3采用應(yīng)變片的缺點(diǎn)是：應(yīng)變片的轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜，且不便于智能控制，貼應(yīng)變片更需要專(zhuān)業(yè)人士，更換成本很高。2.2.1.3杠桿機(jī)構(gòu)是選擇鉸鏈銷(xiāo)支承還是刀口支承鉸鏈銷(xiāo)支承的優(yōu)點(diǎn)：鉸鏈銷(xiāo)支承很常見(jiàn)，工藝簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)方便，價(jià)格便宜制造成本低。鉸鏈銷(xiāo)支承的缺點(diǎn)：鉸鏈銷(xiāo)為面接觸，在杠桿機(jī)構(gòu)中的擺動(dòng)靈敏度沒(méi)有刀口支承高，從而造成稱(chēng)重精度低。刀口支承的優(yōu)點(diǎn)：刀口支承為刀口與杠桿板圓弧槽接觸，