离心式压气机驱动向心透平系统的性能仿真及 设计计算
Dynamical Systems and Control 动力系统与控制, 2019, 8(2), 63-70
Published Online April 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/8a248501.html,/journal/dsc
https://https://www.360docs.net/doc/8a248501.html,/10.12677/dsc.2019.82008
Performance Simulation and Design
Calculation of the System of Centrifugal
Compressor-Driven Centripetal Turbine
Yufei Jiao1, Huazhi Li2*, Qianchao Liang3
1Equipment Department of Navy East Sea Fleet Military, Ningbo Zhejiang
2Information Communication College of National University of Defense Technology, Wuhan Hubei
3College of Power Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan Hubei
Received: Mar. 5th, 2019; accepted: Mar. 16th, 2019; published: Mar. 27th, 2019
Abstract
Aiming at the problem of aerodynamic loss in the flow passage of centrifugal compressor-driven centripetal turbine system, numerical calculation and analysis of flow field were carried out to obtain the optimum performance of centrifugal compressor-driven centripetal turbine system.
The ANSYS-CFX software is used to analyze the compressor blade. The simulation results are ob-tained and compared with the actual parameters of the compressor impeller. The accuracy of the simulation is verified. The gas flow law of impeller flow field is studied. The results show that the main aerodynamic losses in transonic flow of high-speed impeller gas are caused by shock wave, tip clearance, and the losses increase with the increase of rotational speed, as well as secondary flow losses.
Keywords
Centrifugal Compressor, Impeller, Aerodynamic, Numeral Calculations
离心式压气机驱动向心透平系统的性能仿真及设计计算
焦宇飞1，李华志2*，梁前超3
1海军东海舰队##装备部，浙江宁波
2国防科技大学信息通信学院，湖北武汉
3海军工程大学动力工程学院，湖北武汉
*通讯作者。
焦宇飞 等
收稿日期：2019年3月5日；录用日期：2019年3月16日；发布日期：2019年3月27日
摘 要
针对离心式压气机驱动向心透平系统的流道内存在气动损失的问题，本文利用ANSYS-CFX 软件对向心透平系统的流道流场进行了数值仿真计算与分析解。通过对仿真结果与实际的压气机叶轮参数对比分析，验证了仿真方法的准确性。叶轮流场气体流动规律分析结果表明高转速叶轮气体跨声速流动时，主要气动损失有因激波产生的损失、二次流损失以及叶顶间隙造成的损失，并且损失随转速增加而增加。
关键词
离心式压气机，叶轮，气动，数值计算
Copyright ? 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/8a248501.html,/licenses/by/4.0/
1. 前言
离心式压气机驱动向心透平系统，包含一个离心式压气机驱动一个向心透平组成系统[1]。离心式压气机具有单级压比高、体积小的优点，广泛应用于微小型燃气轮机、内燃机涡轮增压器和其他的增压、供气设备上。目前的离心压气机正朝着实现更高的增压比和更高的效率方向发展，对于原机型的研究可以明确压气机效率损失原因，为下一步的优化提供原始条件。
离心压气机的设计从20世纪开始进入飞速发展阶段，直到现在依然是个热门的研究话题。对于离心压气机的流动特性研究主要有实验和数值仿真两种方法，现阶段的研究都是将这两种方法结合，以数值仿真为主，通过实验加以验证，如Michele Marconcini ，Filippo Rubechini [1]对叶轮和扩压器叶片的匹配效果进行了数值仿真，并且用实验验证了仿真的正确性。此外对于离心压气机的研究还包括叶片造型优化、压气机喘振与失速研究，如周荐辉、樊未军、田晓沛[2]等人对某叶轮模型的叶片厚度与叶片子午面线形进行调整，进行数值仿真与原模型进行对比，得出改进的模型性能更优的结果。王志标[3]对叶轮的喘振与失速的相同点和不同点进行了分析研究，并探讨了离心式压气机驱动向心透平系统防止喘振的两种方法——主动控制与被动控制的方式，主动控制是通过增加裕度来防止喘振，而被动控制则是通过控制运行点，使之在喘振边界内来防止喘振的[1] [2] [3]。
计算流体力学的方法进行数值分析具有得出结果迅速、数据分析全面等特点，省去实验步骤，可以节省成本，但是计算结果准确度有待实验的检验。本文对于某涡喷发动机启动机的压气机及涡轮机进行数值计算，分析内部流场并与压气机实际参数对比。通过对叶轮内复杂流体的分析，找出气动损失的原因。
2. 燃气轮机物理模型与特征参数
ATR 发动机原理与通常的涡喷，涡扇发动机相比较而言不同，ATR 采用位于中间位置的涡轮，主要依靠空气压力推动涡轮进而带动压气机工作，其原理如图1(a)所示。
Open Access
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(a) 压气机-涡轮同轴布局 (b) 压气机-涡轮平行布局 0-进气道入口；1-压气机入口；2-压气机出口；3-燃气发生器入口；4-涡轮入口；5-涡轮出口；6-主燃烧室入口；7-喷管入口；8-喷管喉部；9-喷管出口。
Figure 1. ATR engine schematic diagram and section layout 图1. ATR 发动机原理图以及截面布置图
与大的涡轮相比较，空气涡轮一般情况下设计为小涡轮。小涡轮具有体积小、“尺寸效应”影响大、高转速、冷效差、低效率、流动复杂等特点。小涡轮具有十分广泛的应用前景，现在小涡轮可以作为独立的动力系统并采用燃气作为推动其工作的工质，而小涡轮作为辅机也在大部分情况下使用燃气作为工质，采用空气作为工质来推动小涡轮在已有可查阅到的文献中很少看到。但是在高速飞行器及水下发射等领域空气涡轮都有着非常不错应用前景。在大型飞机上的辅助动力装置(APU)，是其动力系统的重要组成部件，它的重要功能就是为飞机提供正常运行所需要的辅助动力，例如飞机舱门的关闭开启以及舱室内部的气压等等，其应用的主要部件就是小型空气涡轮。而美国一直垄断了这个市场，垄断这个行业的两个巨头分别是Hamilton Sundstrand 公司以及Honeywell 公司[2] [3]。目前我国在大飞机辅助动力系统的研究还有待深入。作为一些特种装备上所应用的动力装置，小型空气涡轮有着十分重要的作用。
3. 计算仿真与分析
离心式压气机驱动向心透平系统中，向心式透平各个参数的分析讨论可以看到，除了已知的四个参数：通过透平的G 1(G 2)、透平的初参数P 0/T 0和背压P 2之外，还有十个待定参数，它们是：1s τ、B 1/r 1、
2m T 、a 1、u 1/a 0、u η、q 、r 2t /r 1、r 2h /r 1和r 1。必须在基本保证最高效率的条件下，确定上述各参数。参考
有关文献及设计需要[2] [3] [4]确定空气涡轮机总体设计参数见表1。
Table 1. General design parameters of air turbines 表1. 空气涡轮机总体设计参数
进口总温(K) 353 进口总压(pa) 30,300 膨胀比 2.5 转速(r/min) 6000 流量(kg/s) 0.245 效率 0.8 理想涡轮功(Kw) 6.225 叶片进口气流角(?) 25 叶片出口气流角(?)
35 叶高(mm) 33 涡轮外径(mm)
378
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Continued
等熵焓降(kj/kg) 2.423 平均级效率 0.825 反动度 0.3 动叶离心应力(N) 1.47 × 108 动叶总应力(N) 1.94 × 108
安全系数K 3 速比 0.5 局部进气率
0.55
根据已有的数据，我们对空气涡轮动叶叶片进行设计，并对其展开三维流动情况分析。
参考小型涡轮的设计特点，在涡轮通道的选择上面，尽量选择变化不太明显的通道。此外，还需考虑膨胀比、燃烧室出口大小、马赫数以及动叶载荷系数因素的影响，因此选择的涡轮通道应使气流的流向趋于平缓。最终确定的通道如图2所示。
Figure 2. Diagram of section arrangement of small turbine 图2. 小型涡轮截面布置示意图
流道内流体流动的十分复杂[4] [5] [6]，为了使计算分析较为简便，在进行参数计算时给定如下假设： 1) 在叶片转动过程中，工作介质(空气)为可压缩粘性流体，为了使计算方便，假定其密度不变。取空气密度为1.293 g/L 。
2) 忽略空气的温度和内能变化影响。
3) 假定涡轮叶片在工作中没有变形和轴向位移，忽略壁面与空气之间的相互作用。 4) 来流空气由进口流道面进入，由侧出口流道面流出，确保气体无其余渗透损失。
在Ansys CFD-BladeGen 模块中，给定叶片高度、进口气流角、叶片弦长等所需数据，调整型线使所建模型符合设计要求。
运用Ansys CFD 软件的BladeGen 模块对涡轮动叶叶片进行造型设计，修改其默认模型中的叶型参数。图3和图4分别为所设计涡轮动叶叶片子午流道及叶片参数设计调整窗口。
通过计算得出的叶型数据，我们对BladeGen 模块中的参数进行修改，完成设计参数的修改之后，将BladeGen 模块直接导入Turbo Mesh 模块，在Turbo Mesh 模块当中进行计算网格的划分和计算。图5所示为最终调整好参数的计算网格，网格总数约为120,543个，沿动叶叶片叶高方向设置了20个网格点。单个动叶叶片的网格采用HOH 网格，HOH
网格质量较高，并且每个同时划分的网格是一一对应在交界
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面上的，符合回转周期性。
Figure 3. Meridian channel setup window 图3. 子午流道设置窗口
Figure 4. Blade parameter design window 图4. 叶片参数设计窗口
Figure 5. CFX computing grid with final adjustment of parameters 图5. 最终调整好参数的CFX 计算网格
焦宇飞 等
调整好参数的计算网格总数约为120,543个，单个动叶叶片的网格采用HOH 网格，并且每个同时划分的网格是一一对应在交界面上的，符合回转周期性。在Ansys CFD-BladeGen 模块中，给定所需数据，调整型线使所建模型符合设计要求。
完成上述步骤之后，将Turbo Mesh 模块导入CFX 软件当中进行计算，先在CFX 前处理中设置好边界条件：首先我们选择湍流模式建模，再给定转速和质量流量、进口压力等数据，然后就可以进行模型的仿真计算。计算完成后即可在CFX 后处理中得出所需叶片造型各项数据的图表信息，主要包括流场内部流速及压力的分布情况图。
在31,500 r/min 、33,500 r/min 以及35,000 r/min 下，压气机叶轮子午面的相对马赫数如图6~8所示，三种转速的最高马赫数都出现在叶轮进口处，随着转速增加，叶轮最高平均马赫数也在逐渐增大，原因是转速增加，叶轮对气体的做功增加，使流速变大，在叶轮出口处，气流低速区随着转速明显增加，原因是叶顶间隙的影响随着转速而增大，转速越大，叶顶间隙导致的气动损失越大。
Figure 6. Mach number of 31,500 r/min impeller 图6. 31,500 r/min 叶轮马赫数
Figure 7. Mach number of 33,500 r/min impeller 图7. 33,500 r/min 叶轮马赫数
焦宇飞等
Figure 8. Mach number of 35,000 r/min impeller
图8. 35,000 r/min叶轮马赫数
设计工况下，气体在涡轮启机叶轮流道中跨声速转动，超声速出现在气流进口位置。超声速气流导致激波的产生，形成激波损失，激波后气体速度下降，压力上升。叶顶间隙是造成压气机气动损失的一个重要原因，叶顶间隙会使流动通道内的气体逆向流动，造成堵塞。在31,500 r/min、33,500 r/min以及35,000 r/min下，压气机叶轮子午面的相对马赫数如图6~8所示，三种转速的最高马赫数都出现在叶轮进口处，随着转速增加，叶轮最高平均马赫数也在逐渐增大[7] [8]。研究表明叶轮流场气体流动规律表明高转速叶轮气体跨声速流动，主要气动损失有因激波产生的损失、叶顶间隙造成的损失并且损失随转速增加而增加以及由此产生的二次流损失。
通过对仿真结果与实际的压气机叶轮参数对比分析，验证了仿真方法的准确性[6] [7] [8]。叶轮流场气体流动规律分析结果表明高转速叶轮气体跨声速流动时，主要气动损失有因激波产生的损失、二次流损失以及叶顶间隙造成的损失，并且损失随转速增加而增加。另外，涡轮启机叶轮的叶顶间隙是造成压气机气动损失的一个重要原因，叶顶间隙会使流动通道内的气体逆向流动，造成堵塞。本文的目的就是对于某涡喷发动机启动机的压气机及涡轮机进行内部流场分析、数值计算、参数对比，对叶轮内复杂流体的分析找出气动损失的原因，为进一步设计分析及后续实验打下一个良好的基础。
4. 结论
1) 设计工况下，气体在涡启机叶轮流道中跨声速转动，超声速出现在气流进口位置。超声速气流导致激波的产生，形成激波损失，激波后气体速度下降，压力上升。
2) 叶顶间隙是造成压气机气动损失的一个重要原因，叶顶间隙会使流动通道内的气体逆向流动，造成堵塞。
3) 吸力面与压力面的压差随着气体流动持续增加，这是形成二次流的主要因素，二次流在叶片尾缘表现明显，使气体形成螺旋前进的分离涡损失。叶轮流场气体流动规律表明高转速叶轮气体跨声速流动，主要气动损失有因激波产生的损失、叶顶间隙造成的损失并且损失随转速增加而增加以及二次流损失。基金项目
国防科技创新基金资助项目(18-163-13-ZT-001-001-04)。
焦宇飞等
参考文献
[1]Marconcini, M., Rubechini, F. and Arnone, A. (2010) Numerical Analysis of the Vaned Diffuser of a Transonic Cen-
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完整word版,压缩空气管路系统设计与安装
压缩空气管路系统设计与安装 苏州卓锐机械空气压缩机的应用范围是广泛的，正确安装是重要的关键，注意任何应用类型所共有的安装基本原则，将可确保空压机发挥最高效率和性能。 压缩空气作为动力源泉已经有一个多世纪的历史，随着科学技术的发展，特别是人类对其生存空间环境要求的提高，推动了压缩技术的发展。现在人们不再只是满足于“动力源”了，而是对空气品质以及机器对环境的影响有了更高的要求，即对压缩机有了更高的要求：----机器对环境的影响最小； ----使机器最大程度地满足于各种环境的要求； ----人机间有良好的关系。 就空压站而言，其设计与安装，对能源消耗、生产工艺要求、空气品质、用气量满足等生产成本均有直接的因素。常见有： ----选用的压缩机规格过大。其后果：停机与空转时间长； ----选用的压缩机设备规格过小。其后果：用气终端压力过小，降低工效； ----空气压缩机通风不足。其后果：压缩机流量下降； ----管道及其配件的安装不符合要求。其后果：空气泄漏或压力降过大，气量不足或空气品质下降； ----压缩空气罐尺寸错误。其后果：设备磨损加快； ----管路、干燥器、过滤以及输入/输出气道尺寸过小。其后果：压力损失增加。 我们从事压缩空气工作者，必须清楚认识到压缩空气设备的选型、配置、供给实施设计正确具有重要的意义。 安装场所之选定 压缩机安装场所之选定最为工作人员所疏忽。往往空压机购置后就随便找个位置，配管后立即使用，根本没有事前的规划。殊不知如此草率的结果，却形成日后空压机故障、维修困难及压缩空气品质不良等后果。所以适当的安装场所乃是正确使用空压系统的先决条件。 1、须宽阔采光良好的场所，以利操作和检修。 2、空气之相对湿度宜低、灰尘少、空气清净且通风良好。 3、环境温度宜低于40℃，因环境温度越高，则空压机之输出空气量越少。 4、如果工厂环境较差，灰尘多，须加装前置过滤设备以维持空压机系统零件之使用寿命。
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润滑油系统的设计及功能 摘要：本文主要论述离心压缩机润滑油系统的设计方法以及系统各组部件的功能 关键词：润滑油系统设计功能 一、绪论 压缩机在工业生产中有着很重要的地位，随着国民经济的发展，其应用范围也越来越广泛，现在压缩机已经广泛的应用在石油化工﹑冶金﹑空分、电力、矿山﹑轻纺以及隧道等各个领域， 随着工业设备生产能力的不断提高，压缩机无论在流量、压比、转速等方面都在随之上升，一套稳定、有效的润滑系统在压缩机机组中就显得越来越重要。 二、系统的设计 润滑油系统为压缩机组的重要辅助部分，所以其设计的出发点就是：确保压缩机无论是在正常或事故状态下都能使其得到良好的润滑，并保证轴承、齿轮等各个润滑点的正常工作状态及最大限度的延长其使用寿命。因此其设计的基本参数主要为各个润滑点（如：压缩机的支撑轴承、推力轴承，电机的轴承，变速箱轴承及齿轮啮合等）的用油量及润滑油压力。 在知道了油量及油压参数后，就要结合压缩机的工作状况：是否为连续运转、检修周期、环境条件、共用工程条件等；另外还要考虑要求的安全程度来决定油系统的配置、调节控制方式及材料的选择等具体的设计原则。一般来讲，以上的各项条件在用户订货时就已协商确定过了。对于未确定的细节可以按照双方协商确定的国际标准、国家标准或制造厂标准执行。在以上各个方面确定以后就可以进行具体设计了。下面以我厂为四川空分设备（集团）有限责任公司设计、制造的2MCL454+3MCL406离心氧压缩机组配套油系统的设计为例进行说明。 首先，得到压缩机各个润滑点的用油量及油压要求如下： 根据与用户（买方）签定的技术协议即设计准则，该油站执行由美国石油协会发布的API614标准。因此根据此标准的规定可按以下步骤进行设计计算：
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一、 受力分析： 根据该机的使用工况，出现的载荷有：工作载荷、风载荷以及自重载荷，最不利的载荷组合为：升降机超速运行且载荷的吊笼宽度外偏 1 放置，风载荷沿平行于建筑物方向吹来。 最不利工况为一个吊笼运行至上极限位置，另一个吊笼在底部的情况。(如图一所示) 二、立柱几何特性计算 1、立柱标准节构造 立柱标准节构造为：以四根Φ76×4mm 无缝钢管(材料为Q235)为主肢，成正方形截面□650×650mm 布置，以8根Φ26.8×2.75mm 钢管(材料Q235)及8根L75×50×5mm 角钢(上、下框架)和四根L75×50×5mm 角钢(中框架)为连缀件焊接而成。(如图二所示) 2、主肢截面积 Ao=π×(D 2－d 2)／4 式中 Ao ——主肢截面面积(mm 2) D ——主肢钢管外径(mm) d ——主肢钢管内径(mm) 已知：D=76mm d=68mm ∴Ao=π4(D 2－d 2)= 3.14 4 ×(762－682)=904.78mm 2 3、立柱截面形心位置
因为立柱截面为对称结构，所以立柱截面形心位于立柱截面几
何中心位置，(x c 、y c )为形心坐标。 4、一根主肢截面惯性矩。 Io= π ( D 4－d 4) 式中Io ——为一根主肢对通过形心坐标轴的惯性矩(mm 4) D=76mm ， d=68mm ∴Io= π ( D 4－d 4)= 3.14 (764－684)=588106.14mm 4 5、立柱标准节对形心轴X 轴、Y 轴的惯性矩 Ix=4Io+4Y c A=4×588106.14+3252 ×904.78×4 =384621974.6mm 4 Iy=Ix=384621974.6mm 4 6、立柱截面面积 A=4Ao=4×904.78=3619.12mm 2 7、立柱截面对形心轴的回转半径 r x =A Ix r x —对形心x 轴的回转半径。 r y =A Iy r y —对形心y 轴的回转半径。 I x =I y =3846=1974.6mm 4 A=3619.12mm 2 ∴r x =r y =326mm 8、连缀件截面面积。 Φ26.8×2.75mm 钢管截面面积
机床夹紧、进给液压传动系统设计
液压传动课程设计 中国矿业大学机电学院 选修课
设计参数： 不计惯性负载 题目：在某专用机床上有一夹紧进给液压系统，完成工件的先夹紧后、后进给任务，工作原理如下： 夹紧油缸： 快进→慢进→达到夹紧力后启动进给油缸工作 进给油缸： 快进→慢进→达到进给终点→快速退回 夹紧油缸快速退回。 夹紧缸快进速度：0.05m/s 夹紧缸慢进速度：8mm/s 最大夹紧力：40KN 进给油缸快进速度：0.18m/s 进给油缸慢进速度：0.018m/s 最大切削力：120KN 夹紧缸行程：用行程开关调节（最大250mm） 进给缸行程：用行程开关调节（最大1000mm） 一、工况分析： 1．负载分析
已知最大夹紧力为40KN，则夹紧油缸工作最大负载 140 F KN = 已知最大切削力为120KN，则进给油缸工作最大负载 2120 F KN = 根据已知负载可画出负载循环图1(a) 根据已知快进、快退速度及工进时的速度范围可画出速度循环图1(b) 图1(a) 图1(b)
2.确定液压缸主要参数 根据系统工作原理可知系统最大负载约为120KN 参照负载选择执行元件工作压力和主机类型选择执行元件工作压力最大负载宜选取18p MPa =。动力滑台要求快进、快退速度相等，选用单杆液压缸。此时液压缸无缸腔面积1A 与有缸腔面积2A 之比为2，即用活塞杆直径d 与活塞直径D 有d=的关系。为防止液压缸冲击，回油路应有背压2P ，暂时取MPa P 6.02=。 从负载循环图上可知，工进时有最大负载，按此负载求液压缸尺寸。根据液压缸活塞力平衡关系可知： M e F A p A p η+= 2211 212A A = 其中，M η为液压缸效率，取95.0=M η 2 46 2 111046.8910)3.04(95.031448)2 (m p p F A M e -?=?-= - = η m A D 1067.014 .31046.894441 =??== -π m D d 075.0707.0== 将D 和d 按GB2348-30圆整就近取标准值，即
升降机设计计算过程优化
升降机设计计算过程优化 摘要：升降机在汽车生产线行业，食品加工行业，农用机械生产行业都有广泛应用。小行程升降机在输送线之间完成转接，是工业生产中不可缺少的设备。但要设计一款满足生产要求的升降机并非易事，本文通过对四连杆机构的分析，通过VB开发软件描绘出四连杆机构相对运动位置的关系，找到输出扭矩最小时的连杆之间相对角度。根据升降载荷大小，倒推选取电机最大输出扭矩，从而计算出按扭矩计算时电机减速器的举升功率。 [关键词]升降机，四连杆机构，VB，扭矩，电机减速器，功率。 本文针对已有的一台升降机进行计算优化。此升降机技术参数为如下，载荷12300（Kg）（工件7000Kg+滚床3300Kg+滑撬2000Kg）、升降速度：0.8m/min、升降行程：80mm、升降时间：6s、减速机转速：2.5rpm。首先将升降机结构转换成普通四连杆机构，转换成对四连杆机构的分析。然后对现有升降机为例，根据给定参数计算电机减速器输出满足要求的最小举升功率。 1.升降机机构图： 结构部件：①驱动曲柄;②做工摇杆;③举升平台;④机架。 驱动机构是由电机、减速器、曲柄组成，与做工摇杆、机架组成一个简单的四连杆机构。 2.升降机工作原理数模转换 2.1建立坐标系 2.2设定系统参数如下： G：载荷重力（N） Fv：提升时导向装置摩擦阻力（N） Fμ：摆臂轮与辊床相对运动的摩擦阻力（N） μl：提升导向阻力系数=0.15 μF：摆臂轮与辊床运动摩擦阻力系数=0.15 Sv：提升阻力力臂（mm） Sl：水平阻力力臂（mm） Sd：减速电机驱动力臂（mm） Sj：驱动杆摆臂力臂（mm） Nv：提升阻力力矩=（G+Fl）*Sg/1000--（N.m） Nl：水平阻力力矩=Fμ*Sl/1000--（N.m） ∑N：阻力力矩和=Nv+Nl--（N.m） Nd：电机反力矩=∑N*Sd/Sj--（N.m） n：减速机转速=2.5rpm P：电机举升功率=1.25*2.5rpm*Nd/9550--（kW） 3.曲柄摇杆四连杆机构分析 4.基于VB的四连杆运动曲线程序设计
直流电机驱动与控制系统设计
直流电机驱动与控制系统设计 【摘要】介绍了基于AT89C52单片机，利用光电传感器检测直流电机的转速，采用PWM调速方式，通过AT89C52单片机产生控制信号直接控制驱动芯片LMD18200，从而间接控制直流电机的速度、正反转，以及停止，并可以调节速度至预先设定的速度。 【关键词】直流电机；单片机；lmd18200；PWM调速 直流电机在机器人和各种自动化控制领域发挥着重要的作用，而对电机速度的控制尤其重要，传统的控制系统通常采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，从而使系统的运行特性也随之变化，故系统的运行可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故[1]。直流电机的数字控制已经成为了电动机控制的发展趋势，用单片机对电动机进行控制是实现电机数字控制的最常用手段，但是仅仅使用单片机进行控制会使运行程序复杂。为了减小单片机的负担，本文使用专门的直流电机控制芯片LMD18200，设计了一种基于单片机的直流电机驱动控制系统。 1.硬件电路的组成 系统硬件电路结构框图如图1所示，主要包括单片机电路、稳压电路、转速检测电路、转数显示电路、隔离电路、LMD18200驱动电路等。 1.1 稳压电路 硬件系统需要两个不同大小的电压供电。一个电压是所用驱动芯LMD18200电源端口的电压，该电压最大可以使用55V，在该硬件电路中使用的是24V；另一个电压大小为5V，该电压提供给单片机、转数测量电路中的LM393芯片以及隔离电路中的光电耦合芯片6N137。为了减少成本，硬件调试方便及满足设计的合理性，本设计中使用了稳压芯片LM7805，从而实现一个24V电源对整个硬件电路供电。具体电路如图2所示。电路左边接入24V的电经过稳压芯片LM7805将右边输出电压稳定到5V。 1.2 隔离电路 单片机输出的控制信号包括PWM控制信号和转向信号。由于驱动芯片LDM18200的控制信号是由单片机产生的，而驱动芯片输入电压较大，如果电路发生问题，电流就直接流入单片机，这样会对单片机造成损害，为了解决这个问题，在单片机和驱动芯片之间接入隔离电路，从而使单片机和驱动芯片进行隔离。同时考虑到PWM信号频率高[2]，高达16.5khz，普通的光电隔离器件不能应用，故选用了高速光电耦合器芯片6N137。以PWM信号为例，转向信号类似，具体电路如图3所示，该种连接方法在传输过程中逻辑状态不变，单片机产生的PWM 信号从芯片6N137的3号引脚输入，从网络标号PWM端输出。 1.3 转速检测电路 采用光电传感器测量直流电机的转速。在直流电机转轴的末端贴上一个黑白交替的塑料卡片，该塑料卡片由三层组成，上下两层由透明塑料组成，中间夹着十张均匀分布的小黑纸。根据光电传感器的工作原理，直流电机转动一周，光电传感器输出引脚输出十个脉冲信号。同时考虑到光电传感器输出的脉冲信号不规则，将其输入到单片机后，不宜于单片机对其识别，因此在光电传感器的输出引脚连接一个由运放芯片LM393组成的脉冲整形电路[3]。具体电路如图4所示，
轴流压气机设计流程
轴流压气机设计 压气机是航空发动机的核心部件，压气机内部流场存在很大的逆压梯度，有着高度的三维性、粘性及非线性和非定常性，而多级压气机还存在复杂的级间匹配，这些都使得压气机的设计难度很大，一直是发动机研制中的瓶颈技术。 一、压气机设计方法的发展 一个世纪以来，伴随着气动热力学和计算流体力学的发展!轴流压气机的设计系统在不断进步，带动着压气机设计水平的提高。 20世纪初采用螺桨理论设计叶片；20-30年代采用孤立叶型理论设计压气机；30年代中期开始，由于叶栅空气动力学的发展和大量平面叶栅试验的支持，研制了一系列性能较高的轴流压气机；50年代开始采用二维设计技术，用简单径向平衡方程计算子午流面参数，叶片由标准叶型进行设计；70年代建立了准三维设计体系，流线曲率通流计算和叶片流动分析是这一体系的基础，可控扩散叶型等先进叶型技术开始得到应用；90年代初以来，以三维粘性流场分析为基础的设计体系促进了压气机设计技术的快速发展。 风扇/轴流压气机的设计体系以流动的物理模型发展为线索，以计算能力的高速发展为推动力，大致经历了一维经验设计体系、二维半经验设计体系、准三维设计体系、三维设计体系四个阶段。并正在朝着压气机时均（准四维）和压气机非定常（四维）气动设计体系发展。 目前的压气机的设计体系大致可以分为四个阶段：初始设计、通流设计、二维叶型设计、三维叶型设计。 二、压气机设计体系 1.初始设计 这是一个建立压气机的基本轮廓的阶段，根据给定的流量、压比、效率、稳定裕度等参数，来确定压气机级数、级压比、效率、子午面流道、各排叶片数等，并可以进一步可估算重量。而且整体设计的决策还要统筹风险、技术水平、时间和花费等。 初始设计主要依据一维平均流线计算程序进行计算，在给定设计点流量、压比、转速及转子进口叶尖几何尺寸的条件下，可确定压气机级数、轴向长度、并且优化载荷轴向分布，得到设计点在平均半径处的速度三角形和各级平均气动参数。初始设计阶段包括压气机主要参数的确定以及同其它部件的协调，并且为S2流面计算提供初始流道几何尺寸。而这个程序主要依赖于经验以及以往积累的数据库。 初始设计它是方案设计中的基础阶段，不管计算流体动力学如何发展，该设计过程仍是压气机设计中不可缺少的一部分。正是这个部分是整个设计过程中最重要的部分，因为如果在这里发生了基本的错误，之后就无法通过优化或者其他改变来纠正这一情况，压气机基本结构设计出现错误会带来严重的后果。 2.通流设计 通流设计根据叶片扭向设计规律，采用S2流面流场计算方法，分析并确定各排叶片进出口速度三角形及各排叶片匹配关系。 S2流面气动计算一般采用流线曲率法，求解S2平均流面上的完全径向平衡方程。最初的压气机通流设计计算采用忽略流线坡度和流线曲率的“简化径向平衡方程”获取叶片设计需要的速度三角形，这种方法在低压比的压气机设计中起着基本的作用。后来发展了考虑流线坡度和流线曲率影响的“完全径向平衡方程”和S2流面理论，使压气机的设计计算结果更加准确，特别是针对跨音速流也促进了压气机性能的提高。不过，直到上世纪80年代，由于理论和数值计算方法的原因，通流设计求解方法都是在忽略了气流粘性的影响的简化方程下完成。随着压气机设计的实践的深入和计算方法的发展，上世纪80年代开始在压气机
液压传动系统的设计和计算word文档
10 液压传动系统的设计和计算 本章提要：本章介绍设计液压传动系统的基本步骤和方法，对于一般的液压系统，在设计过程中应遵循以下几个步骤：①明确设计要求，进行工况分析；②拟定液压系统原理图；③计算和选择液压元件；④发热及系统压力损失的验算；⑤绘制工作图，编写技术文件。上述工作大部分情况下要穿插、交叉进行，对于比较复杂的系统，需经过多次反复才能最后确定；在设计简单系统时，有些步骤可以合并或省略。通过本章学习，要求对液压系统设计的内容、步骤、方法有一个基本的了解。 教学内容： 本章介绍了液压传动系统设计的内容、基本步骤和方法。 教学重点： 1．液压元件的计算和选择； 2．液压系统技术性能的验算。 教学难点： 1．泵和阀以及辅件的计算和选择； 2．液压系统技术性能的验算。 教学方法： 课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示设计的步骤及方法。 教学要求： 初步掌握液压传动系统设计的内容、基本步骤和方法。
10.1 液压传动系统的设计步骤 液压传动系统的设计是整机设计的一部分，它除了应符合主机动作循环和静、动态性能等方面的要求外，还应当满足结构简单，工作安全可靠，效率高，经济性好，使用维护方便等条件。液压系统的设计，根据系统的繁简、借鉴的资料多少和设计人员经验的不同，在做法上有所差异。各部分的设计有时还要交替进行，甚至要经过多次反复才能完成。下面对液压系统的设计步骤予以介绍。 10.1.1 明确设计要求、工作环境，进行工况分析 10.1.1.1 明确设计要求及工作环境 液压系统的动作和性能要求主要有：运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动平稳性、精度、工作循环和动作周期、同步或联锁等。就工作环境而言，有环境温度、湿度、尘埃、防火要求及安装空间的大小等。要使所设计的系统不仅能满足一般的性能要求，还应具有较高的可靠性、良好的空间布局及造型。 10.1.1.2 执行元件的工况分析 对执行元件的工况进行分析，就是查明每个执行元件在各自工作过程中的速度和负载的变化规律，通常是求出一个工作循环内各阶段的速度和负载值。必要时还应作出速度、负载随时间或位移变化的曲线图。下面以液压缸为例，液压马达可作类似处理。 就液压缸而言，承受的负载主要由六部分组成，即工作负载，导向摩擦负载，惯性负载，重力负载，密封负载和背压负载，现简述如下。 (1)工作负载w F 不同的机器有不同的工作负载，对于起重设备来说，为起吊重物的重量；对液压机来说，压制工件的轴向变形力为工作负载。工作负载与液压缸运动方向相反时为正值，方向相同时为负值。工作负载既可以为定值，也可以为变量，其大小及性质要根据具体情况加以分析。
9F燃气系统压气机进口导叶(讲义版)
压气机进口导叶 目录 I. 系统介绍22222222222222222222222222222222222222222222222222222222 A．简介22222222222222222222222222222222222222222222222222222222 B．系统概述22222222222222222222222222222222222222222222222222222 C．系统元件介绍2222222222222222222222222222222222222222222222222 1．蓄压器—MARAC005（AH2—1）222222222222222222222222 2．伺服阀—MARFCV065（95TV—1）2222222222222222222223 3．液压跳闸继电器—MAR[LATER]（VH3—1）22222222222224 4．液压油缸MC001（ACV—1）222222222222222222222222224 5．线形可变位置差动传感器2222222222222222222222222222224 6．液压油滤—MARFL008 222222222222222222222222222222225 D．运行方式2222222222222222222222222222222222222222222222222225 1．启动方式运行22222222222222222222222222222222222222225 2．温控方式运行（联合循环）22222222222222222222222222226 3．紧急状态222222222222222222222222222222222222222222226
【精品】液压传动系统设计计算
液压传动系统设计计算 液压系统的设计步骤与设计要求 液压传动系统是液压机械的一个组成部分,液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行.着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点,力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 1.1设计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序,各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 1)确定液压执行元件的形式； 2）进行工况分析，确定系统的主要参数； 3）制定基本方案，拟定液压系统原理图； 4）选择液压元件； 5）液压系统的性能验算； 6)绘制工作图，编制技术文件。 1.2明确设计要求
设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等; 2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； 3）液压驱动机构的运动形式，运动速度； 4)各动作机构的载荷大小及其性质; 5）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求； 6)自动化程序、操作控制方式的要求； 7)对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求； 8）对效率、成本等方面的要求。 制定基本方案和绘制液压系统图 3。1制定基本方案 (1）制定调速方案 液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题.
方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。 速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现.相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合——容积节流调速。 节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。
压缩空气系统设计手册
压缩空气中水分的含量及影响 ( ) 一般大气中的水份皆呈气态，不易觉察其存在，若经空气压缩机压缩及管路冷却后，则会凝结成水滴。［例如］在大气温度30℃，相对温度75℃状况下，一台空气压缩机，吐出量为3m3/min，工作压力为0.7Mpa，运转24小时压缩空气中约含有100升的水份。 压缩空气系统中水分的影响： 一、压缩空气管路快速腐蚀，压降增加； 设定压力提高1kgf/cm2G,动力输出增加5%-7%，或减少排气量6%-8%。 二、设备严重故障，增加维修保养费用； 1.腐蚀零件。 2.阻塞气控仪器。 3.降低气动工具的效率。 三、破坏产品品质，产品不良率提高； 1.应用产品清洁时，造成湿气污染。 2.应用喷漆涂装时，影响产品品质。 四、影响生产流程，生产能量降低； 1.粉体输送时，易阻塞管线。 2.气动设备故障，而停工。 ----冲刷掉气动工具，电机和气缸中的润滑油，增加磨损并缩短寿命，提高维护成本----使气动阀门和控制仪器失灵，影响可靠操作，效率降低 ----影响油漆和整饰作业质量 ----引起系统中的金属装置腐蚀生锈，影响其寿命，并可导致过度压降 ----气流分配成本提高(需倾斜管道，设置U形管和滴水管) ----在冰冻季节，水气凝结后会使管道及附件冻结而损害，或增加气流阻力，产生误动 压缩空气中油的危害： 在一些要求比较严格的地方，比如气动控制系统中，一滴油能改变气孔的状况，使原本正常的自动运行的生产线瘫痪。有时，油还会将气动阀门的密封圈和柱要胀大，造成操作迟缓，严重的甚至堵塞，在由空气完成的工序中，如吹形件，油还会造成产品外形缺陷或外表污染。
* 油污的主要来源 由于大部分压缩空气系统都使用油润滑式压缩机，该机在工作中将油汽化成油滴。它们以两种方式形成：一种是由于活塞压缩或叶片旋转的剪切作用产生的所谓“分散型液滴”，其直径在1-50um。另一种是在润滑油冷却高温的机体时，汽化形成的“冷凝型液滴”，其直径一般小于1um，这种冷凝油滴通常占油污重量超过50%，占全部油污实际颗粒数量超过99%。 * 无油压缩机是否含油污 在最理想的工作状态下，此类压缩机也会产生不少于0.5ppm W/W的碳氢化合物，即按100scfm气量计，每月产生的汽化冷凝液也超过15ml. 氧化铝和分子筛的比较 ( )
液压升降机液压系统设计原理
液压升降机w w w n x n w w n y yp co m w w w n yy p o m w w w n x cn 液压升降机液压系统设计原理 液压升降机具有结构紧凑，作业范围宽，工作效率高，安全可靠等特点，可广泛用于交 通运输车辆上的作业。液压升降机简介它主要由油源控制装置、控制器、液压缸、升降臂、方管、平台等组成。 升降工作原理;液压升降机采用液压驱动方式，通过货运汽车所带蓄电池给直流电动机供电驱动高压泵，把蓄电池的电能转换成液压油的高压液压能，利用电磁阀控制液压缸运动，使高压液压能转换成机械能，驱动四连杆机构运动，从而使升降平台完成向上、向下平动以及向上向下转动等各种动作。 设计要点：执行机构的设计结构设计是液压升降机设计的一个重要环节，而选择和确定执行机构则是关键。根据液压升降机的功能，执行机构应该具有向上、向下平动和转动的特点，即升降平台应能按照一定的规律做平面运动。图升降所示连杆机构可以满足这一要求。该机构通过液压缸A的活塞杆运动，使平台O-0作垂直上下运动，通过液压缸B的活塞杆运动，使平台转动。 显然，通过适当的控制，就可以使升降平台完成各种动作，如升降平台可做上下运动(平台保持水平位置)，平台在图1液压升降机的结构组成最高位置时，可以向上转动。平台在最低位置时，可以向下转动升降。只要确定了平行四边形机构以及点的位置，整个机构就可以完全确定了升降载荷分析载荷分析是结构设计的基本步骤，又是选择和确定动力驱动方式的主要依据升降。旋转液压缸受力分析旋转液压缸受力情况可通过隔离平台来进行分析，液压元件也易于实现通用化和标准化。 确定执行机构尺寸根据受力计算及升降平台承载情况，以及平台举升高度，根据车辆尾部结构尺寸、机构最小传动角、液压缸强度条件等，可初步确定执行机构相关尺寸，进而确定具体结构。图5液压升降机液压控制回路升降液压控制系统的设计液压控制系统的设计是液压升降机设计的另一个重要环节，而选择和确定液压控制回路则是关键。升降。 液压控制回路设计液压升降机采用进油节流调速液压控制回路，以控制活塞杆的速度，直控平衡阀Z用来产生背压，防止在下降行程时活塞杆快速滑下，溢流阀用作安全阀起过载保护作用。电磁阀实现油路的换向。升降升降控制阀动作分析从图5可知．单独控升降可以实现平台的上升、下降运动，联合控制可以实现平台的向上转动，联合控制升降阿以实现平台的向下转动，仅控制不能改变平台的运动，从而从控制方式上，确保系统安全可靠。
数控机床驱动与控制标准系统
第四章数控机床的驱动与控制系统 第一节位移、速度、位置传感器 数控机床若按伺服系统有无检测装置进行分类，可分为开环系统和闭环(或半环)系统。也就是说检测装置是闭环(半闭环)系统的重要部件之一，它的作用是测量工作实际位移并反馈送至数控装置，使工作台按规定的路径精确移动。因此对于闭环系统来说，检测装置决定了它的定位精度和加工精度。数控机床对检测装置的主要要求为： (1)工作可靠，抗干扰性强； (2)使用维护方便，适应机床的工作环境； (3)满足精度和速度的要求； (4)成本低。 通常，数控装置要求位置检测的分辨率为0.001～0.0lmm；测量精度为±0.002～±0.02mm／m，能满足数控机床以1～l0m／min的最大速度移动． 位置检测装置的分类列表于4－1中。本章仅就其中常用的检测装置(旋转变压器感应同步器光栅、磁栅、编码盘)的结构和原理予以讲述。 旋转变压器
是一种常用的转角检测元件，由于它结构简单，工作可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此被广泛应用在数控机床上。 工作原理 当转子绕组的磁轴与定子绕组的磁轴自垂直位置转动一角度θ时，绕组中产生的感应电势应为 E1＝nV1sinθ ＝nV m sinωt sinθ 式中n——变压比； V1——定子的输入电压； V m——定子最大瞬时电压。 当转子转到两磁轴平行时(即θ＝90o)，转子绕组中感应电势最大，即 E1＝nV m sinωt 旋转变压器的应用 V3＝nV m sinωt sinθ1 + nV m cosωt cosθ1 ＝nV m cos(ωt –θ1) ?感应同步器 感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点一般可分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成；旋转式感应同步器由转子和定子组成。前者用于直线位移的测量，后者用于角度位移的测量。 它们的工作原理都与旋转变压器相似。感应同步器具有检测精度高、抗干扰性强、寿命长、维护方便、成本低、工艺性好等优点，广泛应用于高精度的数控机床。本节主要以直线式感应同步器为例，对其结构特点和工作原理进行讲述。
风扇压气机设计技术
风扇/压气机设计技术 ——气动设计技术；间隙控制；旋转失速；防喘技术 ——发动机；风扇；压气机； 定义与概念：压气机是燃气轮机的重要部件，它的作用是提高空气的总压。压气机包括"转子"和"静子"两部分，"转子"是沿轮缘安装许多叶片的几个轮盘组合而成的，每个轮盘及上面的叶片称为一个"工作轮"，工作轮上的叶片称为工作叶片。"静子"是有几圈固定在机匣上的叶片组成的。每一圈叶片称为一个整流器。工作轮和整流器是交错排列的，每一个工作轮和后面的整流器为一个"级"。 风扇是涡轮风扇发动机的重要部件之一，它的作用与压气机的相同。风扇后面的空气分为两路，一路是外涵道，一路是内涵道。风扇一般为一级，使结构简单。 风扇/压气机设计技术主要包括气动设计技术、全三元计算技术、间隙控制技术、旋转失速和喘振控制技术、结构设计技术、材料与工艺技术等方面。 国外概况：目前，战斗机发动机的推重比在不断提高，因此要求风扇/压气机级压比不断提高但又保持效率在可接受范围内，这始终是风扇/压气机设计所追求的目标。美国80年代中期开始实施的"综合高性能涡轮发动机技术"计划（即IHPTET计划）的目标是在下世纪初验证推重比为20的战斗机发动机技术，风扇结构最终实现单级化，压气机也由9级减为3级。俄罗斯的风扇/压气机的研制计划与美国IHPTET计划相类似。也就是说，研制高压比风扇/压气机已经成为风扇/压气机的发展趋势。美国、俄罗斯等国家都已制订研究计划并已取得阶段性成果。 风扇单级压比在目前最先进战斗机发动机F119上已达1.7；在预研的试验件上，美国达2.2，叶尖速度475m/s；而俄罗斯试验件单级压比达2.4和3.2，叶尖速度则分别为577m/s和630m/s。转子叶片展弦比则减小到1.0左右。 对于核心压气机，也呈现大致相同的发展趋势。核心压气机平均级压比从50年代的1.16提高到90年代的1.454，而叶尖速度从291m/s提高到455.7m/s。目前，美国现役战斗机发动机和正处于工程和制造发展阶段的90年代先进战斗机（ATF），其核心压气机基本上是70年代研制成功的。GE公司下一代核心压气机正处于研究起步阶段，目标是比目前最高级压比再提高25%。由此可见，追求更高的级压比一直是各国研制风扇/压气机的发展方向。 风扇/压气机的级压比的提高主要有以下途径：一是进一步发展传统的跨音级风扇/压气机。传统的跨音级风扇/压气机是指转子相对来流叶尖超音、叶根亚音，静子绝对来流亚音。目前各国现役发动机风扇/压气机进口级均属此类型。进一步发展传统的跨音级风扇/压气机即进一步提高叶尖切线速度，如采用小展弦比前缘后掠式叶片，将叶片设计成掠式几何形状以合理控制通道激波的强度，在利用气流跨越激波产生压比突跃的同时控制激波的损失。二是研制超音通流风扇。80年代后期NASA 刘易斯研究中心开始实施一项超音通流风扇计划，研制出的此类风扇进出口轴向气流速度均超音。与传统跨音风扇相比，当叶尖切线速度相同时，超音通流风扇可实现更高的级增压比。
液压传动装置电气控制系统的设计样本
天津渤海职业技术学院 毕业设计说明书 专业电气自动化 课题名称液压传动装置电气控制系统的设计学生姓名赵蕊蕊 指导老师秦立芳杨利 电气工程系 ２００9年3月
内容摘要 液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能, 经过液体压力能的变化来传递能量, 经过各种控制阀和管路的传递, 借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能, 从而驱动工作机构, 实现直线往复运动和回转运动而进行能量传递的一种传动方式。由于液压执行结构尺寸小, 反应速度快, 调节性能好, 传递的力和扭矩较大, 操纵、控制、调节比较方便, 容易实现功率放大和过载保护, 因此被广泛应用于机械制造、冶金、工程机械、农业、汽车、航空、船舶、轻纺等行业。近年来, 又被应用于太空跟踪系统, 海浪模拟装置, 宇航环境模拟火箭发射助飞装置。 在机械加工中, 例如组合机床加工长孔, 为满足其技术要求并达到相应的自动化水平, 加工前, 应按工艺工程进行可行性模拟加工试验。本方案即为满足液压试验装置设计电气控制和自动控制。 本课题属于典型的机电技术结合项目, 经过对课题的设计, 研究和制作过程可达到综合利用自动化专业理论知识, 提高专业综合操作技能, 提高分析、组织能力, 拓展学科领域的目的, 并为机械加工生产技术改革提供试验操作平台。
常见词; 液压装置、电器控制、 PLC可编程控制器 致谢: 在本次毕业设计过程中得到了众多老师的帮助, 在此表示忠心的感谢! 同时也感谢这三年来在学习和生活上给予帮助的所有老师! 目录 第1章设计对象及基本要求 (4) 1.1 设计对象 1.2 基本要求 1.3 技术要求 第2章电气线路的设计 (5) 2.1 线路设计的基本原理 2.2 绘制原理图 2.3 元器件的选择 2.4 元器件的分布图 第3章柜体内电气线路的安全 (11) 第4章电气控制柜的通电试验 (15)
电机驱动控制系统
电机驱动控制系统 摘要 由于单片机具有体积小、集成度高、运算速度快、运行可靠、应用灵活、价格低廉以及面向控制等特点，因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到广泛的应用，而且发展非常迅猛。随着单片机应用技术水平不断提高，目前单片机的应用领域已经遍及几乎所有的领域。 与交流电动机相比，直流电机结构复杂、成本高、运行维护困难，但是直流电机具有良好的调速性能、较大的启动转矩和过载能力强等许多优点，因此在许多行业仍大量应用。近年来，直流电动机的机构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）已成为直流电机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能良好、效率高等优点，更重要的是这种控速方式很容易在单片机控制系统中实现，因此具有很好的发展前景。 本设计为单片机控制直流电机，以AT89C51单片机为核心，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。由键盘控制电动机执行启停、速度和方向等各种功能，用红外对管测量电机的实际转速，并通过1602液晶显示出控制效果。设计上，键盘输入采用阵列式输入，用4*4的矩阵键盘形式，这样可以有效的减少对单片机I/O口的占用。
关键词：AT89C51 PWM 电机测速 一、硬件设计 1、总体设计
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1918 2122232425262728 1.2.2 1602液晶显示模块 本模块实现了转速等显示功能。 D ：方向；占空比；预设转速；实测速度； 1.2.3键盘模块 根据实验要求，需由按键完成对直流电机的控制功能，并经分 析得出需要16个按键，为节省I/O 口并配合软件设计，此模块使用了4*4的矩阵模式。并通过P1口与主机相连。 1.2.4 PWM 驱动电路模块设计与比较
两级剪叉式升降机设计及有限元分析
毕业设计（论文）开题报告书 课题名称两级剪叉式升降机设计及有限元分析 学生姓名王潇 学号1041101072 系、年级专业机械与能源工程系2010级 机械设计制造及其自动化专业指导教师李滔 2013 年12 月20 日
一、课题的来源、目的、意义（包括应用前景）、国内外现状及水平 1.1课题来源 剪叉式机构是一种存在两种工作状态的新型机构，它包括收纳状态和展开状态，在不用的时候可以收缩成体积很小的一捆以便于运输和储存，在使用的时候可以在现场方便、迅速地展开成型，既缩短了搭建时间，又提高了工作效率。 剪叉式升降平台是一种固定式液压升降平台，其适用范围广，特别是在高空作业台，现代企业生产物流，大型设备的制造与维护以及航空装卸中应用最为广泛[1]。货物举升稳定性好，主要用于运送不同高度生产流水线间的货物，在生产线上与叉车等搬运车辆配套，以实现快速装卸货物，提高生产效率，降低工人劳动强度[2]。剪式升降平台机械结构复杂，在最恶劣的工况下，其最大应力不超过材料的许用应力是保证剪式升降平台整体实现其功能的必备条件。 目前所使用的各种类型的升降机，主要是依靠液压系统来实现平台的升降以及货物的水平传送。当货物未在正确位置时，主平车通过发动机驱动液压马达，通过控制不同位置的液压马达旋转来完成货物在主平台上转动，以便实现货物的正确定位，再通过液压马达带动链条驱动主平台上的滚轮(钢滚轮或橡胶滚轮)，以便实现输送货物到桥平台上。然后由发动机驱动液压泵液压马达，通过剪叉式支撑臂进行升降前平台(桥平台)及后平台(主平台)，它是由一个或多个液压缸来完成平台的升降的。 1.2 课题目的、意义（包括应用前景） 剪叉式起升机构作为升降平台钢结构的关键组成部分，也是关键的受力部件，其力学特性会对平台性能产生直接影响。不管剪叉式升降平台型式多复杂，起升工作臂总是升降平台钢结构的主体，也是关键的受力件，其安全性能对正常作业具有重大的影响作用。民航行业所使用的液压升降机举升负荷大，对设备的可靠性要求高，对此关键性部件应当尤为关注。 本文以两级剪叉式升降机构为研究对象，通过对模型简化分析并运用ANSYS软件对链接杆机构进行静力分析，验证理论分析的正确性，从而确定链接杆的应力和应变的薄弱点，为链接杆机构的优化设计提供科学的依据，其分析方法和结论可作为设计这类机械的参考。