萬向節(jié)防塵罩高低溫實(shí)驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)研究

1、上海大學(xué)碩士學(xué)位論文萬向節(jié)防塵罩高低溫實(shí)驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)研究姓名：陳立軍申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師：陶紀(jì)明20040204上海大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要萬向節(jié)防塵罩高低溫耐久性實(shí)驗(yàn)機(jī)是種用于測(cè)試汽車傳動(dòng)軸萬向節(jié)防塵罩的實(shí)驗(yàn)測(cè)試設(shè)備。此設(shè)備可以模擬汽車傳動(dòng)軸萬向節(jié)防塵罩的實(shí)際工作狀態(tài)，從而測(cè)試出在實(shí)際工況下萬向節(jié)防塵罩的各項(xiàng)物理性能指標(biāo)。設(shè)備只針對(duì)萬向節(jié)防塵罩的各項(xiàng)物理性能，防塵罩化學(xué)性能測(cè)試不屬于設(shè)備的測(cè)試范疇。本文主要介紹了此實(shí)驗(yàn)機(jī)的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究。在閱讀大量文獻(xiàn)和借鑒已有類似成果的基礎(chǔ)上，理論聯(lián)系實(shí)際對(duì)實(shí)驗(yàn)機(jī)的總體設(shè)計(jì)，尤其是控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。萬向節(jié)高低溫實(shí)

2、驗(yàn)機(jī)用于模擬萬向節(jié)的實(shí)際工況，對(duì)整根萬向節(jié)在高低溫實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)測(cè)定。目前國(guó)內(nèi)汽車零件制造企業(yè)對(duì)此種設(shè)備有大量的需求，而過去所研制的防塵罩測(cè)試設(shè)備一般性能比較差，工況模擬不真實(shí)。為此，我們與萬向集團(tuán)合作研制了動(dòng)態(tài)測(cè)量防塵罩性能指標(biāo)的系統(tǒng)。并且為工廠的實(shí)際使用留有足夠的性能余量，以便日后的改進(jìn)提高和產(chǎn)品更新。為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，滿足各項(xiàng)技術(shù)要求，決定了此萬向節(jié)高低溫實(shí)驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)由以下幾個(gè)主要子系統(tǒng)組成：箱內(nèi)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)；高低溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的電液控制系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；保溫箱系統(tǒng)及設(shè)備底盤：電氣控制系統(tǒng)：直流調(diào)速系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)機(jī)的控制系統(tǒng)是設(shè)備的核心，也是設(shè)各研發(fā)的難點(diǎn)，文中作了詳細(xì)

3、介紹。在控制部分的設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了用戶的要求，并且實(shí)現(xiàn)與本實(shí)驗(yàn)機(jī)的機(jī)械等部分的合理配合。根據(jù)需要我們采用了工控機(jī)集中控制形式：即由工控機(jī)做為控制核心，工控機(jī)完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，液壓系統(tǒng)的控制等任務(wù)。工控機(jī)和溫控儀及調(diào)速器等設(shè)備配合共同完成溫度系統(tǒng)的控制及直流調(diào)速等任務(wù)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，該萬向軸高低溫度實(shí)驗(yàn)機(jī)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，并且在實(shí)用性，新型性和可靠性等方面都達(dá)到或超過了廠方規(guī)定的技術(shù)要求。整套設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用到生產(chǎn)中，并受到了用戶的好評(píng)。關(guān)鍵詞：萬向節(jié)；工控機(jī)；溫度控制；防塵罩圭塑查堂堡主蘭垡絲生一），：，：；原創(chuàng)性聲明本人聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作。除了文中特別加以標(biāo)

4、注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。參與同一工作的其他同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：日期本論文使用授權(quán)說明本人完全了解上海大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有漢保留論文及送交論文復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容。（保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）簽名：導(dǎo)師簽名：日期：上海大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論課題研究背景近幾年，伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車進(jìn)入家庭已經(jīng)走到了一個(gè)啟動(dòng)時(shí)期，我國(guó)的汽車工業(yè)因此獲得了前所未有的大發(fā)展。在這發(fā)展過程中，汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)同樣飛速發(fā)展，尤其是汽車零部件配套工業(yè)，獲得了

5、一個(gè)前所未有的大發(fā)展時(shí)期。隨著汽車工業(yè)和相關(guān)配套零部件工業(yè)的不斷發(fā)展，橡膠密封件這一汽車零件中必不可少的部件被廣泛地應(yīng)用在各種密封結(jié)構(gòu)中，尤其在各種傳動(dòng)部件的密封中。本課題就是研究一種用于測(cè)試汽車傳動(dòng)軸萬向節(jié)防塵罩的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。此設(shè)備可以模擬汽車傳動(dòng)軸萬向節(jié)防塵罩的實(shí)際工作狀態(tài)，從而測(cè)試出在實(shí)際工況下萬向節(jié)防塵罩的各項(xiàng)物理性能指標(biāo)。此設(shè)備只針對(duì)萬向節(jié)防塵罩的各項(xiàng)物理性能，防塵罩化學(xué)性能測(cè)試不屬于本設(shè)備的測(cè)試范疇。模擬汽車傳動(dòng)軸萬向節(jié)防塵罩的實(shí)際工作狀態(tài)是本設(shè)備的主要任務(wù)。為此，我們與萬向錢潮集團(tuán)合作研制了動(dòng)態(tài)測(cè)量舫塵罩性能指標(biāo)的系統(tǒng)。主要針對(duì)富康、桑塔娜等轎車的傳動(dòng)軸防塵罩進(jìn)行測(cè)試，如圖卜所示。

6、測(cè)量其傳動(dòng)軸防塵罩在高溫和低溫條件下的使用壽命和各項(xiàng)物理指標(biāo)。圖卜富康轎車的等速傳動(dòng)軸防塵罩汽車用橡膠密封部件橡膠密封件橡膠密封件是以橡膠為基本材料制造，用于防止流體介質(zhì)從機(jī)械、儀表的靜止部件或運(yùn)動(dòng)部件泄漏，并防止外界灰塵、泥沙及空氣（相對(duì)于真空而言）進(jìn)入機(jī)構(gòu)內(nèi)部。橡膠是具有獨(dú)特力學(xué)性能的高分子材料，主要表現(xiàn)為在低應(yīng)力下會(huì)產(chǎn)生很大的變形，在變形后具有能恢復(fù)其原始形狀的高彈性；其泊松比接近，即在壓縮下體積可以基本保持不變；與液壓和氣動(dòng)或潤(rùn)滑劑有很好的相容性。然而，孤立的橡海大學(xué)碩士學(xué)位論文膠密封并不能表現(xiàn)出它的工作性能，橡膠密封部件必須與特定外界因素（其它零件，外界環(huán)境）聯(lián)系起來才可能表現(xiàn)出其工

7、作特性。我國(guó)的橡膠密封制品有其嚴(yán)格的制造和使用標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)化是按運(yùn)動(dòng)方式徑向分類的，具體分類見下表序號(hào)名稱類型特點(diǎn)隔膜（膜片）即波紋型（螺紋型）、滾動(dòng)型、平動(dòng)型襯墊墊片、墊圈、印刷密封件型圈氣動(dòng)系統(tǒng)、液盤糸統(tǒng)、真空系統(tǒng)霉封往夏廷動(dòng)密封件型皮碗、型密封圈、型密封圈、型密封圈旋轉(zhuǎn)軸唇型密封件防塵唇包含金屬骨架型、有防塵唇金屬外殼型、無防塵唇金屬骨架型、無防塵唇金屬外殼型模壓和壓出密封件密封條、油氣田分隔器膠筒、蓄能器膠囊、石油管道封堵器膠囊，汽車用橡膠密封件汽車用橡膠密封件主要用在三個(gè)方面：用于車體密封，將汽車乘用空間和外界環(huán)境分隔開，使汽車的駕駛和乘坐更加舒適。主要有密封條，密封圈，墊圈和異形密

8、封圈。用于動(dòng)力系統(tǒng)的油路和氣路密封，此種用途的密封部件占大多數(shù)。多用于靜態(tài)密封，密封性能要求高。用于傳動(dòng)部件的防護(hù)密封，主要是保護(hù)運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)部位有比較好的潤(rùn)滑環(huán)境。主要為各種型號(hào)的密封防護(hù)套，用于防塵、防水、和防止?jié)櫥托孤?。汽車傳?dòng)軸萬向節(jié)防塵罩是第三種用途中最重要的種車用橡膠密封件。其在轎車中的使用非常普遍，種類和型號(hào)都非常多。，汽車傳動(dòng)軸萬向節(jié)防塵罩汽車傳動(dòng)軸萬向節(jié)轎車的前轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)特征，如圖卜所示。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳到前橋中央傳動(dòng)和差速器后，平均分配給兩側(cè)半軸，然后再經(jīng)等速萬向節(jié)和前輪轂帶動(dòng)前輪，進(jìn)而完成驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向的功能。驅(qū)動(dòng)橋的部件名稱：固定端萬向節(jié)；驅(qū)動(dòng)半軸；差速器：

9、滑移端萬向節(jié)；驅(qū)動(dòng)半軸：驅(qū)動(dòng)輪；固定端萬向節(jié)；滑移端萬向節(jié)。前轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋萬向軸是汽車中最重要的部件之一。上海大學(xué)碩士學(xué)位論文圖卜前轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋當(dāng)轎車在不平路面上行駛，車輪受到?jīng)_擊時(shí)，就可以借助可軸向伸縮的萬向節(jié)雙偏置式等幾種萬向節(jié)，極限轉(zhuǎn)角可達(dá)。，±，如圖卜所示。由來吸收沖擊能量，從而緩和傳到機(jī)體上的沖擊，以保證兩前輪始終同時(shí)著地，具有一定的緩沖作用。一般前橋內(nèi)側(cè)的可軸向伸縮的萬向節(jié)有交叉滾道式、三柱軸式和于前橋還要擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)向的任務(wù)，轉(zhuǎn)向時(shí)前輪要繞著轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，在這種情況下，外側(cè)的前輪由等速萬向節(jié)可以保證前橋的半軸和差速器之間等角速傳遞動(dòng)力。這時(shí)，一般選用最常見的球籠式萬向節(jié)，其

10、極限轉(zhuǎn)角可達(dá)?！尽?。畦蔓末圭璉塾王三脅圖卜等速萬向軸汽車傳動(dòng)軸萬向節(jié)防塵罩傳動(dòng)軸是汽車中的關(guān)鍵部件，將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率和轉(zhuǎn)矩傳給汽車的驅(qū)動(dòng)輪，或者在發(fā)動(dòng)機(jī)和其它機(jī)械部件之間傳遞功率。由于萬向軸在車體下部工作，容易接觸塵土等而造成嚴(yán)重的磨損，所以都會(huì)在外露摩擦副表面的萬向節(jié)上加裝防塵罩或防塵套，以減少附著在摩擦副表面上的灰塵，一般用防塵罩將萬向節(jié)部分包起來。防塵罩即為橡膠密封件，屬于旋轉(zhuǎn)密封件，傳動(dòng)軸的型號(hào)不同，車輛型號(hào)的不同，則其所使用的防塵罩型號(hào)也不同，如圖卜所示。防塵罩一般為有防塵唇無骨架型的旋轉(zhuǎn)軸密封件。本項(xiàng)目是針對(duì)富康及桑塔娜等車型的防塵罩零件。圖卜不同類型汽車傳動(dòng)軸萬向節(jié)防塵罩圭

11、堡查蘭堡主蘭堡堡蘭一汽車萬向節(jié)防塵罩的理化性能制造防塵罩的材料有橡膠、塑料、金屬及其合金、復(fù)合材料等，又由于防塵罩的工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常受到溫度變化、空氣腐蝕、雨水侵蝕及其高速旋轉(zhuǎn)的作用，容易損壞變質(zhì)。防塵罩的一旦損壞，灰塵、雨水、泥沙就有可能進(jìn)入，嚴(yán)重影響萬向節(jié)的傳動(dòng)性能。為此必須對(duì)防塵罩的特性有個(gè)相當(dāng)?shù)牧私?，?duì)防塵罩的性能進(jìn)行正確的測(cè)試，以便廠家在設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸時(shí)正確的選用。性能如下：）抗老化能力：因?yàn)槭褂迷谑彝猸h(huán)境中，在光照和氧化的作用下，橡膠化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致防塵罩老化。）低溫性能：在冬季（尤其是北方），室外溫度過低，橡膠制品會(huì)變脆，導(dǎo)致彈性和韌性下降，容易發(fā)生斷裂。）抗疲勞能力：因?yàn)?/p>

12、萬向節(jié)是工作在非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，所以防塵罩在使用中所抵抗的是周期性交變應(yīng)力。）耐介質(zhì)性能：防塵罩的重要功能就是防止?jié)櫥瑒┬孤?。）抗變形能力：在使用過程中，萬向軸會(huì)有無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，并且內(nèi)部潤(rùn)滑油會(huì)對(duì)防塵罩施加一定的壓力，所以在防塵罩上會(huì)突然出現(xiàn)較大的拉壓應(yīng)力。汽車萬向節(jié)防塵罩的主要失效形式見下表序號(hào)失效形式防塵罩失效原因老化龜裂由于腐蝕和使用時(shí)間的過長(zhǎng)橡膠化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，喪失原有性能造成密封失效，占失效原因左右安裝不當(dāng)由于安裝或使用不當(dāng)造成密封性能得不到正常發(fā)揮，甚至導(dǎo)致防塵罩損壞，占失效原因左右撕裂橡膠密封件承受不了高壓液體或氣體的壓力，或者無法承受尖峰拉力而被機(jī)械性的破壞，占失效原因左右磨損

13、用于動(dòng)密封處的密封件因與其他零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其密封尺寸磨損后喪失，占失效原因左右變形橡膠密封件因長(zhǎng)時(shí)間受壓縮或拉伸，發(fā)生較大的塑性變形，失去其密封性能，占失效原因左右防塵唇損壞叻芏厝亍旦貝看與具它鄙仟利璉蕢陰作用，仕女裝干殳刷時(shí)發(fā)生較大的塑性變形，而其又是起主要密封作用，所以大部分的防塵罩的故障發(fā)生在防塵盾防塵罩性能測(cè)試技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀為了提高防塵罩的使用性能，除了從橡膠材料上入手，提高材料性能之外，對(duì)防塵罩的物理化學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試出其主要物理化學(xué)性能指標(biāo)，從生產(chǎn)制造上。上海大學(xué)碩士學(xué)位論文進(jìn)行改進(jìn)也是必不可少的環(huán)節(jié)。通過合適的方法對(duì)防塵罩的測(cè)試，以得到防塵罩的各種物理性能和化學(xué)性能指標(biāo)，

14、可以檢測(cè)防塵罩是否符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，也可以在防塵罩的使用過程中有一個(gè)合適的參考數(shù)據(jù)，以便及早發(fā)現(xiàn)缺陷對(duì)其進(jìn)行更換，以避免事故的發(fā)生。國(guó)外和國(guó)內(nèi)針對(duì)防塵罩的性能檢測(cè)一般都集中在測(cè)量其物理性能，被測(cè)物理性能見下表：序號(hào)項(xiàng)目含義單位密度一定溫度下單位體積的質(zhì)量“邵氏型硬度一定條件下用壓入器壓入試樣的初始深度度拉伸強(qiáng)度試樣拉伸至斷裂過程的最大拉伸應(yīng)力拉伸伸長(zhǎng)率試樣在拉斷時(shí)的伸長(zhǎng)量與原始長(zhǎng)度之比拉永久變形試樣拉斷后的永久變形量與原始長(zhǎng)度之比撕裂強(qiáng)度徑向拉伸試樣至開裂時(shí)的最大拉伸應(yīng)力屈撓龜裂在屈撓變形下，試樣表面產(chǎn)生裂開的程度壓永久變形試樣壓縮后的永久變形量與原始長(zhǎng)度之比脆性溫度試樣在規(guī)定的低溫條件下受

15、沖擊而不產(chǎn)生破壞的最低溫度這些性能指標(biāo)在一定程度上能夠反映出防塵罩工作時(shí)的物理和化學(xué)變化。但是針對(duì)不同的工作環(huán)境，不同的橡膠種類，不同的零件類型，其發(fā)生的變化也不同，因此以下的各種性能并不能完整的反映防塵罩的工作性能。因此有必要針對(duì)具體的防塵罩零件進(jìn)行具體的測(cè)試，這就需要有模擬防塵罩使用環(huán)境的具體實(shí)驗(yàn)設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)外在此領(lǐng)域的研究多集中靜態(tài)地測(cè)量分析其物理化學(xué)性能，對(duì)于其在實(shí)際工作環(huán)境下的性能指標(biāo)很少研究。￥夕在萬向節(jié)舫塵罩的模擬測(cè)試設(shè)備方面發(fā)展較早，目前國(guó)內(nèi)汽車零件制造企業(yè)也有引進(jìn)，但是價(jià)格非常昂貴。國(guó)內(nèi)目前正在使用的的防塵罩測(cè)試設(shè)備一般都是小型設(shè)備，一次只能測(cè)試根，而且只能是破壞性實(shí)驗(yàn)，多

16、數(shù)無法準(zhǔn)確模擬防塵罩的實(shí)際工況。由于研制時(shí)間比較早，其自動(dòng)化水平也比較低。上海大學(xué)碩士學(xué)位論文本課題的主要研究目的和任務(wù)課題的研究目的模擬防塵罩的實(shí)際工作狀態(tài)，準(zhǔn)確快速的測(cè)試出防塵罩工作時(shí)的性能變化，無論是對(duì)于防塵罩的生產(chǎn)檢測(cè)，還是使用時(shí)的維護(hù)都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。目前國(guó)內(nèi)汽車零件制造企業(yè)對(duì)此種設(shè)備有大量的需求，而過去所研制的防塵罩測(cè)試設(shè)備一般性能比較差，自動(dòng)化水平也比較低，進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格非常昂貴。本課題的目的就是開發(fā)一種模擬防塵罩的實(shí)際工作狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)機(jī)滿足汽車企業(yè)的設(shè)備需求。課題的研究?jī)?nèi)容和任務(wù)防塵罩高低溫實(shí)驗(yàn)機(jī)的主要檢測(cè)目的防塵罩高低溫實(shí)驗(yàn)機(jī)主要針對(duì)的防塵罩的物理性能進(jìn)行檢測(cè)，模擬防塵罩的

17、實(shí)際工作狀態(tài)，通過動(dòng)態(tài)的檢測(cè)檢查防塵罩是否達(dá)到技術(shù)要求。主要檢測(cè)指標(biāo)：）高溫和低溫性能；）防塵罩的抗疲勞性能）防塵罩的使用壽命；）在實(shí)際工作狀態(tài)下的使用效果。防塵罩高低溫實(shí)驗(yàn)機(jī)的主要性能指標(biāo)考慮到防塵罩的實(shí)際工作環(huán)境，運(yùn)用動(dòng)態(tài)檢測(cè)防塵罩性能指標(biāo)的方法，本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要求如下：）測(cè)試溫度范圍：一。，±）傳動(dòng)軸速度范圍：轉(zhuǎn)分，±，可調(diào)）傳動(dòng)軸初始擺角：。，±度）待測(cè)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度：）啟動(dòng)秒內(nèi)速度達(dá)到轉(zhuǎn)分鐘，秒內(nèi)達(dá)到轉(zhuǎn)分鐘）系統(tǒng)能連續(xù)自動(dòng)工作小時(shí)以上）擺動(dòng)頻率可以在赫茲范圍內(nèi)調(diào)節(jié)）能同時(shí)測(cè)試四根萬向軸，各軸轉(zhuǎn)動(dòng)能獨(dú)立控制）系統(tǒng)能在兩小時(shí)從室溫上升到或下降到一。）系統(tǒng)能自

18、動(dòng)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理課題的主要任務(wù)此設(shè)備的研制開發(fā)階段的主要工作：根據(jù)廠方所提出的技術(shù)要求進(jìn)行了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)了此設(shè)備的控制系統(tǒng)，并且選擇了控制系統(tǒng)的主要部件，編制了系統(tǒng)的控制程序和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)處理部分。最后在機(jī)加工廠對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了總裝，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了總調(diào)和測(cè)試，對(duì)存在的問題進(jìn)行了分析及改進(jìn)。研制開發(fā)階段主要工作如下：）設(shè)計(jì)了工控機(jī)控制系統(tǒng)；硬件選擇，傳感器選擇等具體工作）編寫了控制程序）設(shè)計(jì)了電氣控制系統(tǒng)：）依據(jù)技術(shù)要求選擇了調(diào)速系統(tǒng)的硬件，并編寫了控制和通信程序；）設(shè)計(jì)了控制擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的電液控制系統(tǒng)；）設(shè)計(jì)了擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的本體結(jié)構(gòu)；）設(shè)計(jì)了溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及超溫保護(hù)、報(bào)警系統(tǒng)；）依

19、據(jù)技術(shù)要求選擇了制冷系統(tǒng)；）系統(tǒng)調(diào)試及系統(tǒng)測(cè)試；本文從總體上對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)組成進(jìn)行了全面的分析，并且分章節(jié)的對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部分的組成和原理進(jìn)行了闡述。在最后對(duì)此設(shè)備的調(diào)試和測(cè)試情況進(jìn)行了闡述，并分析了所存在的問題，提出了改進(jìn)設(shè)計(jì)。課題的研究意義對(duì)防塵罩和其他車用密封件的性能檢測(cè)，隨著我國(guó)汽車工業(yè)和測(cè)量工業(yè)的發(fā)展變的越來越重要。目前，動(dòng)態(tài)的測(cè)量防塵罩的性能指標(biāo)，在我國(guó)使用的還比較少，此設(shè)備的研制開發(fā)對(duì)加速我國(guó)汽車零件工業(yè)的發(fā)展有重要的意義，同時(shí)對(duì)測(cè)量工業(yè)的發(fā)展有很大促進(jìn)作用。通過動(dòng)態(tài)測(cè)量所得到的防塵罩的性能指標(biāo)，既可以評(píng)價(jià)防塵罩的工作性能，也可以在安裝防塵罩時(shí)有相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)，對(duì)于汽車

20、零件廠商和整車廠商都意義重大。此種測(cè)量設(shè)備的研制開發(fā)對(duì)其它類型的車用橡膠密封件的測(cè)量也具有一定的借鑒意義。本章小節(jié)本章節(jié)簡(jiǎn)單介紹了本課題的來源，闡明了本課題的研究背景及所研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的具體用途。同時(shí)介紹了課題的研究目的、研究意義、和主要任務(wù)等。最后說明了本課題對(duì)汽車零部件工業(yè)的意義。上海大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章萬向節(jié)防塵罩高低溫實(shí)驗(yàn)機(jī)的組成引言本研究用于汽車萬向節(jié)防塵罩高低溫實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。此實(shí)驗(yàn)機(jī)用于模擬萬向節(jié)防塵罩的實(shí)際工況，對(duì)整根萬向節(jié)在高低溫實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)測(cè)定。因此，首要的目的是真實(shí)的模仿萬向節(jié)防塵罩的實(shí)際使用工況，尤其是模仿極限溫度、大負(fù)荷、高使用頻率下的使用工況。并且為工廠的實(shí)際使

21、用留有足夠的性能余量，以便日后的改進(jìn)提高和產(chǎn)品更新。萬向節(jié)防塵罩高低溫實(shí)驗(yàn)機(jī)的系統(tǒng)組成實(shí)驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求）溫度范圍：一。，。，）制冷和制熱速度：從室溫兩小時(shí)內(nèi)降至一。，從室溫兩小時(shí)內(nèi)升至。，）溫度和系統(tǒng)狀態(tài)能夠?qū)崟r(shí)顯示，且具有遠(yuǎn)程通信能力，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，）保溫箱有效容積：××，）能同時(shí)測(cè)量四根整體萬向軸，）轉(zhuǎn)速范圍，）能夠在冷凍，時(shí)后，在的轉(zhuǎn)速條件下順利啟動(dòng)，）能夠在冷凍，時(shí)后，順利啟動(dòng)角度擺動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)。的擺角，）能夠?qū)崿F(xiàn)可以調(diào)節(jié)的擺動(dòng)頻率，在的范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，）四根被測(cè)萬向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠獨(dú)立控制，高低溫性能實(shí)驗(yàn)機(jī)的系統(tǒng)組成本課題的主要任務(wù)在于提出不同的設(shè)計(jì)方案，以及對(duì)

22、各種可能的方案進(jìn)行比較研究，并根據(jù)實(shí)際需要確定出合理的方案確定出系統(tǒng)組成。在提出不同的設(shè)計(jì)方案，以及對(duì)各種可能的方案進(jìn)行比較研究后，并根據(jù)實(shí)際技術(shù)需要確定出合理的方案。最終確定出實(shí)驗(yàn)機(jī)的六個(gè)主要組成子系統(tǒng)：保溫箱系統(tǒng)根據(jù)四根萬向軸同時(shí)測(cè)試的要求保溫箱的尺寸設(shè)計(jì)為（×），如圖所示。即將被測(cè)試部件，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和制冷及加熱裝置共同設(shè)置在保溫箱內(nèi)部，在箱體內(nèi)部完成空氣強(qiáng)制循環(huán)。與傳統(tǒng)的自然對(duì)流換熱方式相比，對(duì)流換熱系數(shù)得到了很大的提高，這樣將大大改善溫度調(diào)節(jié)效率。為提高保溫效果，保溫門設(shè)計(jì)為半嵌入式結(jié)構(gòu)，這樣更好的實(shí)現(xiàn)密封性。為在圭墨查蘭嬰圭蘭篁堡奎實(shí)驗(yàn)過程中，可以方便了解箱內(nèi)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情

23、況，裝有觀察窗，并且觀察窗上裝有電熱絲加熱防霧除霜裝置。因?yàn)橄鋬?nèi)空間比較大，為保證操作人員安全，防止操作人員被意外關(guān)在箱體內(nèi)，在內(nèi)壁上安裝了呼救按鈕。圖保溫箱系統(tǒng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用了平行四桿機(jī)構(gòu)的方式設(shè)計(jì)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。即萬向軸固定在夾持架上，由液壓系統(tǒng)推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)夾持架繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸（轉(zhuǎn)動(dòng)軸和萬向節(jié)在同條直線上）的直接擺動(dòng)，并用平行四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了小框架的擺動(dòng)。此擺動(dòng)機(jī)構(gòu)有如下特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了技術(shù)要求中的擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作；機(jī)械部件全部采用不銹鋼制成，能經(jīng)受設(shè)備運(yùn)行所帶來的腐蝕（高溫和低溫）作用：保溫箱內(nèi)部的軸承部件采用特殊軸承，能在高溫下工作；擺動(dòng)框體用板材切割連接組成，重量比較輕，大大減少了框架的轉(zhuǎn)

24、動(dòng)慣量；盡量減少箱內(nèi)設(shè)備的體積和重量，最終擺動(dòng)系統(tǒng)只占用的體積：配合機(jī)械擺動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求中的擺動(dòng)角度和擺動(dòng)頻率功能。主要由液壓系統(tǒng)完成，可直接由工控機(jī)控制，執(zhí)行部件為液壓缸，由閥組來實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)，及頻率的調(diào)節(jié)。由兩套液壓執(zhí)行系統(tǒng)分別控制兩個(gè)擺動(dòng)框架。直流傳動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)過課題組的討論和分析，決定使用臺(tái)電機(jī)通過齒型帶帶動(dòng)四根傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過電磁制動(dòng)器（可以通過計(jì)算機(jī)控制的電磁制動(dòng)器，控制著萬向軸是否參與轉(zhuǎn)動(dòng)）和連軸器把保溫箱外的傳動(dòng)軸和保溫箱內(nèi)的萬向軸夾具相連接，從而實(shí)現(xiàn)上海大學(xué)碩士學(xué)位論文四根被測(cè)萬向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠獨(dú)立控制，也可以同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍，方案采用直流調(diào)速系統(tǒng)。供電電源是可控硅

25、整流裝置，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類型為直流電機(jī)，調(diào)速方式為調(diào)節(jié)電樞電壓，系統(tǒng)為轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)機(jī)的高低溫系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)一。的溫度調(diào)節(jié)，系統(tǒng)必須安裝加熱和制冷裝置。制冷系統(tǒng)采用復(fù)疊式制冷系統(tǒng)。設(shè)計(jì)、配套的設(shè)備部件主要有蒸發(fā)一冷凝器、送風(fēng)機(jī)、膨脹閥、熱交換器、壓縮機(jī)、儲(chǔ)液器等。加熱系統(tǒng)采用電加熱絲，由大功率可控硅控制，除加熱功能外還配合制冷系統(tǒng)調(diào)節(jié)制冷溫度，如圖所示?？刂菩盘?hào)電糠控制信號(hào)自媼自圖高低溫系統(tǒng)示意圖計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)本系統(tǒng)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用編寫管理程序、數(shù)據(jù)庫等，通過圖形界面和操作提示實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，多路報(bào)警，遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)置，在線？參數(shù)設(shè)置，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)

26、記錄等功能。硬件系統(tǒng)由工控機(jī)，數(shù)據(jù)采集卡，多路輸出卡，溫度傳感器，執(zhí)行系統(tǒng)等組成。其中工控機(jī)，多端口通信卡，數(shù)據(jù)采集卡，多路輸出卡使用成套工控系統(tǒng)，可靠性非常高?？刂栖浖捎米鳛殚_發(fā)語言，具有可視化、面向?qū)ο蟆⑹录?qū)動(dòng)、圖形用戶界面等特點(diǎn)。在整個(gè)工作過程中用戶所接觸的只是圖形用戶界面，實(shí)際工作都在后臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行。電氣控制系統(tǒng)電氣系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)，包括配電系統(tǒng)；手動(dòng)控制繼電器組；控制面板和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視顯示面板。同時(shí)電氣系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供電源，為設(shè)備其他系統(tǒng)提供電源及接地。電氣系統(tǒng)是各個(gè)子系統(tǒng)的電氣控制中心，全部集中在一個(gè)總電氣控制柜中，如圖所示。上海大學(xué)碩士學(xué)位論文圖總電氣控制柜本章小

27、節(jié)本章提出了實(shí)驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的具體技術(shù)要求，并且簡(jiǎn)單介紹了實(shí)驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及總體組成。最后闡述了各個(gè)組成子系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案及功能作用，明確了實(shí)驗(yàn)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)。上海大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章擺動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介引言根據(jù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)的要求，萬向節(jié)防塵罩要在模擬的工況條件下測(cè)試，因此就需要一套機(jī)構(gòu)來模仿萬向節(jié)防塵罩在工況條件下轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)動(dòng)作。為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求中的擺動(dòng)和高速轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)了一套機(jī)械擺動(dòng)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)來完成上述任務(wù)。擺動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)機(jī)械擺動(dòng)系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)。的擺動(dòng)角度和的擺動(dòng)頻率，要求萬向軸夾持架能夠做可調(diào)頻率的。的擺動(dòng)動(dòng)作，設(shè)計(jì)了機(jī)械擺動(dòng)系統(tǒng)。為配合擺動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求中的擺動(dòng)角度和擺動(dòng)頻率功能，設(shè)計(jì)

28、了液壓控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，可直接由工控機(jī)控制，執(zhí)行部件為液壓缸，由調(diào)速閥組來實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)頻率的調(diào)節(jié)。由兩套液壓執(zhí)行系統(tǒng)分別控制兩個(gè)擺動(dòng)框架。機(jī)構(gòu)工作原理分析根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要求，此擺動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為不同軸雙層擺動(dòng)框架體，如圖所示。此機(jī)構(gòu)由以下幾部分組成：大框架，擺動(dòng)框架體及其齒輪齒條機(jī)構(gòu)；小框架體及其齒輪齒條機(jī)構(gòu)；主支撐軸系統(tǒng)，包括大小兩個(gè)框架的動(dòng)力輸入機(jī)構(gòu)。】圖不同軸雙層擺動(dòng)框架體在箱體頂部安裝有一套齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。由液壓缸直接推動(dòng)齒條，再由齒輪齒條傳動(dòng)將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)框架的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)示意如圖所示。其中小框架和小齒輪之間通過一套平行四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。圖中各部件名稱如下：大框上海大學(xué)碩士學(xué)位論文

29、架；主轉(zhuǎn)動(dòng)軸；大框架齒輪；大框架齒條；小框架齒條：小框架齒輪小框架；副轉(zhuǎn)動(dòng)軸；連桿；擺桿；連桿。圖齒輪齒條傳動(dòng)示意圖機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)有兩種運(yùn)動(dòng)，一種是大小框架繞各自擺動(dòng)軸的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，另一種是四根被測(cè)試軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)。兩種運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力分別由位于保溫箱側(cè)面的聯(lián)軸器及位于保溫箱頂部的主支撐軸傳入保溫箱。四根被測(cè)試軸的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)由齒型帶傳動(dòng)系統(tǒng)完成，如圖所示。電機(jī)動(dòng)力由齒型帶傳動(dòng)系統(tǒng)傳入箱內(nèi)連軸器，連軸器將動(dòng)力傳遞給位于支撐板上的萬向軸夾具，帶動(dòng)被測(cè)試部件轉(zhuǎn)動(dòng)。夾具是固定在主支撐板上的，不做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力由箱外的直流電機(jī)通過齒型帶傳動(dòng)系統(tǒng)提供。月，滋辯壙、獷巧連。矽，、動(dòng)軸×圖齒型帶傳動(dòng)系統(tǒng)圭壹盔蘭

30、堡主堂焦笙壅一電液控制系統(tǒng)液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)以其功率重量大、控制系統(tǒng)負(fù)載剛性大、精度高、可實(shí)現(xiàn)安全頻繁換向及無級(jí)調(diào)速和調(diào)速范圍大等因素，在機(jī)械傳動(dòng)中很多方面遠(yuǎn)優(yōu)于電磁執(zhí)行元件。為滿足技術(shù)要求，我們采用了電液控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。的擺動(dòng)角度和的擺動(dòng)頻率。角位移電液擺動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)技術(shù)要求電液擺動(dòng)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)功能為：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)；實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)角度的精確可控。系統(tǒng)設(shè)計(jì)決定使用普通電磁閥和單桿液壓缸組成角位移電液控制系統(tǒng)的方案，控制原理如圖所示。輸八一一一一一、，放大元件電機(jī)轉(zhuǎn)換元件叫液壓元件執(zhí)行元件廣叫負(fù)載一一一反饋元件圖電液控制回路一一一一電液系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該根

31、據(jù)不同的工況進(jìn)行。對(duì)一般精度的系統(tǒng)，可以在考慮到動(dòng)態(tài)性能的基礎(chǔ)上，按照傳動(dòng)系統(tǒng)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)動(dòng)態(tài)性能沒有特殊要求的系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)特性可以不作特別考慮，在實(shí)際調(diào)試中通過調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)來獲得比較滿意的動(dòng)態(tài)性能。系統(tǒng)使用普通電磁閥的設(shè)計(jì)方案屬于一種速度控制回路。設(shè)計(jì)一個(gè)速度控制回路，除了注意器件性能外，還應(yīng)該注意到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些原則：）快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)要盡量提高系統(tǒng)的固有頻率；）系統(tǒng)的流量控制范圍，以及與時(shí)間相關(guān)酗，動(dòng)極限：）質(zhì)量、速度、壓力、黏度對(duì)系統(tǒng)性能的影響；）是否采用壓力補(bǔ)償，是進(jìn)口補(bǔ)償還是出口補(bǔ)償，壓力補(bǔ)償對(duì)總壓力的影響，對(duì)單桿液壓缸的增壓作用等；）根據(jù)負(fù)載考慮是否采用制動(dòng)閥；）選擇動(dòng)態(tài)性能相

32、匹配的閥件。電液控制系統(tǒng)原理液壓系統(tǒng)原理本系統(tǒng)原理如圖所示，系統(tǒng)中利用兩個(gè)三位四通電磁閥分別控制供油油路的通斷及換向。機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，電磁換向閥處于中位機(jī)能狀態(tài)，所定液壓缸的位置；當(dāng)需要某一液壓缸動(dòng)作時(shí)，根據(jù)擺動(dòng)方向要求向電磁閥端通電，壓力油通過圭塑查堂堡主蘭垡堡苧一該支路的電磁換向閥供油，從而推動(dòng)框架擺動(dòng)；通過改變電磁換向閥通電方式來改變供油方向，從而來實(shí)現(xiàn)電液推桿往復(fù)進(jìn)退動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)框架向正反兩個(gè)方向的擺動(dòng)和停止。圖液壓系統(tǒng)原理電機(jī)：液壓泵；壓力表；壓力表開關(guān)：溢流閥：三位四通閥；疊加式節(jié)流閥；疊加式液控單向閥；系統(tǒng)工作原理如下：電磁閥線圈得電，油缸正向運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)機(jī)械裝置大框架順時(shí)針擺動(dòng)；電

33、磁閥線圈得電，油缸反向運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)機(jī)械裝置大框架逆時(shí)針擺動(dòng)；電磁閥線圈，線圈同時(shí)失電時(shí)，油缸處于保持狀態(tài)，鎖定機(jī)械裝置。機(jī)械裝置小框架的擺動(dòng)和大框架相同。擺動(dòng)頻率的控制液壓缸的速度調(diào)節(jié)由三位四通電磁閥的兩端線圈得電頻率和時(shí)間來控制，在不改變系統(tǒng)壓力和流量的情況下，改連續(xù)得電為斷續(xù)得電，通過改變通電時(shí)問和失電時(shí)間的比值來改變擺動(dòng)頻率“，如圖所示。由于負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比較小，推動(dòng)負(fù)載所需要推力比較小，上述斷續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)證明是成功的。擺動(dòng)速度一：二二一，蘭丁一一一圖頻率控制工控機(jī)通過軟件給定速度信號(hào)，并通過數(shù)字量輸入輸出板卡和繼電器組成的控制輸出通道來控制三位四通電磁閥的兩端線圈。工控機(jī)通過數(shù)字量輸入輸出

34、板卡從角度編碼器采集回角度值，通過軟件進(jìn)行處理來給定速度信號(hào)以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸的閉環(huán)擺動(dòng)頻率調(diào)節(jié)。系統(tǒng)過載自動(dòng)保護(hù)液壓缸工作時(shí)，當(dāng)活塞桿所受外力超過調(diào)定的額定輸出力，或活塞行程到極限電動(dòng)機(jī)仍轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，油路中的油壓迅速增高到超過調(diào)定額定值，溢流閥溢流，實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，此時(shí)電機(jī)雖仍在運(yùn)行，也不會(huì)燒毀。為保護(hù)系統(tǒng)管路暢通及防止系統(tǒng)油溫過高，系統(tǒng)還安裝粗細(xì)濾油器和油箱水冷卻系統(tǒng)，油箱冷卻系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)共同使用一條供水回路。除液壓系統(tǒng)保護(hù)外，系統(tǒng)還配備有電機(jī)缺相保護(hù)、短路保護(hù)、熱繼電器保護(hù)等電器保護(hù)手段，液壓系統(tǒng)手動(dòng)電器控制及保護(hù)設(shè)備都布置在總控制柜內(nèi)。直流傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)技術(shù)要求對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的性能

35、要求主要有：）系統(tǒng)需要在低溫冷凍狀態(tài)下滿負(fù)荷啟動(dòng)，所以對(duì)低速大負(fù)荷啟動(dòng)運(yùn)行要求比較高：）傳動(dòng)系統(tǒng)的最高運(yùn)行轉(zhuǎn)速要求達(dá)到，而最低轉(zhuǎn)速要求，因此調(diào)速范圍要求較寬；）此實(shí)驗(yàn)設(shè)備屬于高負(fù)荷運(yùn)行設(shè)備，一般連續(xù)工作數(shù)天不停機(jī)，因此要求傳動(dòng)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、方便使用和維護(hù)。綜合以上要求考慮了三種方案：）采用變速機(jī)構(gòu)，在低速啟動(dòng)時(shí)串聯(lián)減速箱，以實(shí)現(xiàn)低速啟動(dòng)時(shí)動(dòng)力系統(tǒng)有足夠的轉(zhuǎn)矩；）采用直流調(diào)速系統(tǒng)，因?yàn)橹绷髡{(diào)速系統(tǒng)具有良好的起動(dòng)性能，尤其低速啟動(dòng)性能好；）采用大功率交流調(diào)速系統(tǒng)，配合上海大學(xué)碩士學(xué)位論文性能先進(jìn)的交流變頻調(diào)速裝置，實(shí)現(xiàn)寬范圍內(nèi)的速度調(diào)節(jié)。經(jīng)課題組研究，最終選擇了大功率直流調(diào)速系統(tǒng)。與交流調(diào)速比較，

36、直流電動(dòng)機(jī)具有良好的轉(zhuǎn)速特性，常用于寬范圍內(nèi)的平滑調(diào)速，起制動(dòng)性能好，而且價(jià)格相對(duì)較低，非常適合此項(xiàng)目的要求。直流傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇本試驗(yàn)機(jī)采用的直流調(diào)速系統(tǒng)為廠家的成套設(shè)備，供電電源是可控硅整流裝置，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類型為直流電機(jī)，調(diào)速方式為調(diào)節(jié)電樞電壓，系統(tǒng)為轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、精度很高、靜特性基本無誤差、動(dòng)態(tài)抗負(fù)載擾動(dòng)、抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)較好。項(xiàng)目采用南洋電機(jī)的系列直流電機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)，如圖所示。核心控制器為西門子直流調(diào)速器，調(diào)節(jié)精度很高，與工控機(jī)通信易實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)采用了全數(shù)字電路，微機(jī)控制，大大提高的了控制精度，并且豐富了直流調(diào)速系統(tǒng)的功能。內(nèi)部同時(shí)包括各種常規(guī)保護(hù)器件（快熔，斷路等）以及針

37、對(duì)不同工藝現(xiàn)場(chǎng)的操作回路。圖系列直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)：）進(jìn)線：，頻率）靜態(tài)精度：（編碼器反饋，數(shù)字量給定）動(dòng)態(tài)速降：相對(duì)額定轉(zhuǎn)速）調(diào)速范圍：）穩(wěn)速精度：漂移（開車小時(shí)后，測(cè)小時(shí)速度）調(diào)速系統(tǒng)主要組成隊(duì)主回路，主回路為三相全控橋（單象限），或三相反并聯(lián)雙橋（四象限）。交流進(jìn)線有阻容和壓敏電阻做過壓保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)電流規(guī)格，可以通過并聯(lián)一個(gè)晶閘管組件來獲得更大的電流。磁場(chǎng)回路，不可控磁場(chǎng)的主回路為二極管單相整流橋?？煽卮艌?chǎng)的主回路為單相半控橋，以通過弱磁調(diào)節(jié)獲得更廣的調(diào)速范圍。基本控制單元，為滿足基本的調(diào)速要求，控制單元內(nèi)部含上海大學(xué)碩士學(xué)位論文有給定積分器，產(chǎn)牛形升降速度曲線，使得肩動(dòng)和制動(dòng)

38、平穩(wěn)：速度調(diào)節(jié)器；電樞電流調(diào)節(jié)器；針對(duì)弱磁調(diào)節(jié)的電動(dòng)勢(shì)調(diào)節(jié)器，磁場(chǎng)電流調(diào)節(jié)器，以及部分調(diào)節(jié)器的預(yù)控制單元。一套完整的保護(hù)電路，能對(duì)多種故障情況進(jìn)行報(bào)警及應(yīng)急處理。系統(tǒng)原理如圖所示。電源電機(jī)圖調(diào)速系統(tǒng)原理框圖本章小節(jié)本章簡(jiǎn)單介紹了機(jī)械擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和電液控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及電液控制系統(tǒng)的組成和工作原理。并且闡述了傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，以及具體調(diào)速系統(tǒng)的選擇。上海大學(xué)碩士學(xué)位論文第四章高低溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究引言高低溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是本實(shí)驗(yàn)機(jī)中的主要系統(tǒng)之一，主要完成加熱、制冷、和溫度控制三大任務(wù)。高低溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)的確定是設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，確定參數(shù)必須要與機(jī)械系統(tǒng)和廠方技術(shù)要求緊密結(jié)合。高低溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)

39、的主要組成依據(jù)實(shí)驗(yàn)機(jī)的性能要求，本系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)四個(gè)主要功能：）保溫箱體內(nèi)部一。的溫度調(diào)節(jié)范圍；）在兩小時(shí)內(nèi)從室溫升溫或降溫到系統(tǒng)極限溫度；）溫度控制精度在±的范圍內(nèi)；）保溫性能良好，不出現(xiàn)凝霧現(xiàn)象。根據(jù)具體的功能要求，本系統(tǒng)由以下四個(gè)主要部分組成：保溫箱本體，完成保溫任務(wù)和作為其它機(jī)械設(shè)備的機(jī)架制冷系統(tǒng)，完成制冷任務(wù)制熱系統(tǒng)，完成加熱任務(wù)溫度控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制和系統(tǒng)內(nèi)的通訊保溫箱的設(shè)計(jì)與選擇保溫箱是一種常用的設(shè)備，在此試驗(yàn)機(jī)中保溫箱的性能直接影響到溫度指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并且嚴(yán)重影響系統(tǒng)的能耗。保溫箱的熱交換形式根據(jù)上述具體技術(shù)要求，采用一般的自然對(duì)流的換熱方式，對(duì)流換熱系數(shù)較

40、小，所以在制冷和加熱過程中容易出現(xiàn)箱內(nèi)溫度分布不均勻，制冷，加熱速度一匿等問題。所以保溫箱設(shè)計(jì)成裝有強(qiáng)制對(duì)流空氣循環(huán)系統(tǒng)的形式。與傳統(tǒng)的自然對(duì)流換熱方式相比，對(duì)流換熱系數(shù)得到了很大的提高，這樣將大大改善溫度調(diào)節(jié)效率，使上述問題得到改善。如圖所示，在保溫箱中裝有隔板，將高低溫箱隔成兩部分，在隔板和門之間為工作室，在閣板和保溫箱后立面之間是熱交換室。通道上部設(shè)置風(fēng)機(jī)，采用壓頭較高的軸流風(fēng)機(jī)，在隔板下部開有通風(fēng)孔，通風(fēng)孔區(qū)域面積占閣板總面積的三分之一，由通風(fēng)孔和風(fēng)機(jī)形成完整對(duì)流循環(huán)。由于試件不含水份，設(shè)計(jì)時(shí)不用考慮風(fēng)機(jī)的除霜問題。上海大學(xué)碩士學(xué)位論文倒保溫箱結(jié)構(gòu)在熱交換通道內(nèi)將冷熱空氣混合，混合后的

41、均勻氣流被循環(huán)送入工作箱內(nèi)。這種保溫箱熱交換系統(tǒng)的溫度均勻度性能良好，能在較寬的溫度范圍內(nèi)工作，確保±的精度要求。保溫箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保溫箱體采用目前常用的聚氨酯夾芯不銹鋼板焊接裝配而成，箱體結(jié)構(gòu)如圖封性。為保證實(shí)驗(yàn)過程中，可以方便了解箱內(nèi)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，裝有觀察窗，并且觀察窗上裝有電熱絲加熱防霧除霜裝置。黛觀察窗；保溫門；風(fēng)機(jī)：箱體；隔板回流孔；鐵皮；聚氨酯夾層圖箱體結(jié)構(gòu)剖視所示。箱體的設(shè)計(jì)、安裝與裝配式冷庫基本相同，所有保溫板拼縫內(nèi)外表面均涂硅橡膠密封。為提高保溫效果，保溫門設(shè)計(jì)為半嵌入式結(jié)構(gòu)，這樣更好的實(shí)現(xiàn)密海大學(xué)碩士學(xué)位論文）保溫箱的尺寸的確定保溫箱的尺寸由工作室的尺寸來確定，

42、工作量尺寸又由室內(nèi)所安裝的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)體積和維護(hù)使用時(shí)所需要的操作空間來共同決定。擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的大框架的支撐軸箱內(nèi)部分總高為，大框架的擺動(dòng)部分總長(zhǎng)為，考慮到擺動(dòng)空間和安裝擋塊的空間，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)總共占用的空間?？紤]到安裝和操作，留出的空間后，確定保溫箱的工作箱空間為×。在保溫箱后部，再為安裝蒸發(fā)器和電熱絲留的距離，最終確定保溫箱容積為。）保溫層厚度在保冷絕熱材料選定后，就要確定保冷絕熱層的厚度。絕熱層的厚度即要防止結(jié)霧，又要經(jīng)濟(jì)合理。對(duì)于此項(xiàng)目，保溫層厚度計(jì)算如下”。：保冷絕熱厚度的計(jì)算公式：占（）×（一）（）式（一）式中保冷絕熱層厚度（）；一保冷絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)（）：一空氣對(duì)保冷絕

43、熱層外表面的放熱系數(shù)（）：，一箱體內(nèi)的溫度（）；一周圍環(huán)境的空氣溫度（）；一保冷絕熱層外表面溫度（）。在設(shè)計(jì)中通常根據(jù)夏季室外溫度和最熱月平均相對(duì)濕度查出相對(duì)應(yīng)的空氣露點(diǎn)溫度，然后用露點(diǎn)溫度加上。來確定保冷絕熱層的外表面溫度，再以外表面溫度為依據(jù)，用上式計(jì)算，可以確定防止結(jié)露所需的厚度。另外，在確定保冷絕熱層的初始厚度時(shí)，一定要考慮材料的使用壽命，適當(dāng)加大厚度值，一般選取倍于計(jì)算所得的厚度值，否則很難達(dá)到預(yù)期的保溫效果。制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)的技術(shù)要求）自動(dòng)溫控，）溫度控制范圍：一。±）制冷速度，從室溫兩小時(shí)內(nèi)降至一制冷系統(tǒng)方案選擇上海大學(xué)碩士學(xué)位論文本系統(tǒng)采用一套復(fù)疊式壓縮制冷機(jī)組。

44、當(dāng)需要的最低溫度在一以下時(shí)，為了提高制冷系統(tǒng)的熱力性能，一般采用多級(jí)壓縮機(jī)制冷循環(huán)。這樣可以以減少每級(jí)壓縮機(jī)的壓縮比，降低排氣溫度，一般常見為兩級(jí)和三級(jí)。復(fù)疊式機(jī)組的主機(jī)為兩臺(tái)的壓縮機(jī)，采用兩級(jí)壓縮機(jī)制冷循環(huán)。配合采用風(fēng)冷或水冷式冷凝器和干式繞片式蒸發(fā)器。制冷劑采用和。溫度控制一般也是采用溫度控制器和高低壓力控制器共同對(duì)壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)雙位控制。此種系統(tǒng)的特點(diǎn)：多級(jí)壓縮，制冷溫度般在一。以下；制冷規(guī)模中等，如果要提高制冷規(guī)模，可多臺(tái)并聯(lián)；溫度控制可以采用多種方式。制冷系統(tǒng)的原理復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)原理，如圖所示。設(shè)計(jì)、配套的設(shè)備部件主要有：蒸發(fā)冷凝器、送風(fēng)機(jī)、膨脹閥、熱交換器、壓縮機(jī)、儲(chǔ)液器等。圖制

45、冷系統(tǒng)原理圖示主要組成部件如下：卜一高溫級(jí)壓縮機(jī)；低溫級(jí)壓縮機(jī)；膨脹器：恒壓閥：蒸發(fā)冷凝器；蒸發(fā)器；熱交換器：一般設(shè)計(jì)選擇復(fù)疊式制冷系統(tǒng)主要考慮以下幾個(gè)步驟：）確定制冷系統(tǒng)方案，）根據(jù)要求計(jì)算熱負(fù)荷，確定機(jī)組功率，）根據(jù)性能要求和市場(chǎng)情況選擇機(jī)組，）確定配套部件的選型，如確定蒸發(fā)器傳熱面積，確定冷凝器傳熱面積等。一般情況部件和壓縮機(jī)是配套選擇的，上海大學(xué)碩士學(xué)位論文）根據(jù)具體要求確定系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)和系統(tǒng)保護(hù)，根據(jù)制冷要求設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)制冷功率的計(jì)算機(jī)組的青冷功率的確定要根據(jù)箱內(nèi)體積、箱體導(dǎo)熱面積及導(dǎo)熱率等系統(tǒng)參數(shù)，并考慮到制冷和加熱速度的要求。所需要的制冷量主要來自以下幾個(gè)方面：保溫箱廂體結(jié)構(gòu)的傳

46、熱引起的熱負(fù)荷；保溫箱內(nèi)部所安裝的設(shè)備所引起的熱負(fù)荷；通過觀察窗和動(dòng)力輸入軸的傳熱引起的熱負(fù)荷，分別加以分析：保溫箱總熱負(fù)荷計(jì)算公式：（。絨）×式（）總熱負(fù)荷由、。、級(jí)三部分組成，分析如下：）箱體漏熱量幺：箱體是不同材質(zhì)共同組成的，其中有中空玻璃窗、發(fā)泡箱體、門封條等，材料不同，傳熱系數(shù)就不同，因此箱體各壁體的漏熱量亦不相同。箱體漏熱量為個(gè)部分漏熱量之和：（：）中空玻璃窗漏熱量傳熱系數(shù)：世：一去九壺口月盤式中：口、一為室外環(huán)境空氣對(duì)箱體壁的給熱系數(shù)；口，一為箱體壁對(duì)箱內(nèi)空氣的給熱系數(shù)；為所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)；一為所用材料的厚度。從制冷工程手冊(cè)可查得：（）：口，（：）：玻璃（）；空氣（）

47、。取口，口，代入式（），得：（？）。則玻璃窗的漏熱量可用下式計(jì)算：（一）式中一為中空玻璃窗面積（），：！查查蘭堡主蘭笪堡壅一一傳熱系數(shù)，一室外溫度，一室內(nèi)平均溫度，一一代入式（）得：（）發(fā)泡殼體漏熱量：查得硬質(zhì)聚氨酯泡沫導(dǎo)熱系數(shù)（），重復(fù)利用（）式和（）式可以算出，箱體個(gè)部分的參數(shù)見下表：箱體部位面積（）厚度（）傳熱系數(shù)（）溫差（）漏熱量（）頂郎底部?jī)蓚?cè)前后面殼體的總漏熱量等于各表面的漏熱量的總和。各表面的參數(shù)如上圖所示，發(fā)泡殼體的總漏熱量為：（）門封條漏熱量，：很難用計(jì)算式表達(dá)，工程上一般用估計(jì)的方法計(jì)算。一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，占總箱體漏熱量的。琺（，）×（）因此，保溫箱體總漏熱量為：（）

48、箱體內(nèi)設(shè)備吸收的熱量。：設(shè)備吸收的熱量又稱使用負(fù)荷，它與設(shè)備的總量及材料種類有關(guān)。在此項(xiàng)目中，可以認(rèn)為箱體內(nèi)的設(shè)備全部為鋼制，根據(jù)機(jī)械圖紙計(jì)算得出箱體內(nèi)設(shè)備的總質(zhì)量。本項(xiàng)目的設(shè)備總量約為：（）：則設(shè)備吸收的熱量為：掣式中一為設(shè)備的總量（）圭塑查蘭堡主蘭堡蘭蘭一一一為設(shè)備材料（低碳鋼）的比熱容，（）。一一室外溫度，。一一室內(nèi)溫度，。一。一一降溫時(shí)間，：（兩小時(shí)降到極限）以上數(shù)據(jù)代入式（）得：。（）其他的熱量損失。本保溫箱采用強(qiáng)制風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)和熒光燈照明，它們都造成箱內(nèi)熱損失。風(fēng)機(jī)總功率為，散失熱量。，：紼×（）熒光燈為，假設(shè)設(shè)備運(yùn)行時(shí)熒光燈都在工作，則散失熱量。：××（）則強(qiáng)制風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)和熒光燈照明共同散失的熱量。：。甌（）將以上各個(gè)步驟計(jì)算的結(jié)果代入（）式，得出該保溫箱總熱負(fù)荷值為：（甌甌）（）壓縮機(jī)組的選擇在一般工程應(yīng)用情況下，制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)制冷劑與所需溫度和壓縮級(jí)數(shù)的對(duì)應(yīng)見下表溫度（）制冷劑壓縮級(jí)數(shù)一單級(jí)單級(jí)一單級(jí)（雙級(jí)）一雙級(jí)雙級(jí)一雙級(jí)根據(jù)我國(guó)制冷行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r和此設(shè)備的性能特點(diǎn)，在選取制冷劑時(shí)，要具體分析。一般情況優(yōu)先選擇的制冷劑為。無毒、單位容積制冷量大、對(duì)消耗臭氧層潛能值（）遠(yuǎn)比低，也低于，且、是首批禁用物質(zhì)【。在新、舊制冷劑交替時(shí)期，對(duì)新建工程項(xiàng)目應(yīng)該如何經(jīng)濟(jì)合理地選擇制冷劑和制冷設(shè)備，是制冷設(shè)計(jì)人員面臨的重要問題。目前、在復(fù)