高速旋转接头试验台的研制

发布时间：2017-04-07 16:14

  本文关键词：高速旋转接头试验台的研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：旋转接头的用途是将流体介质从固定管路传递到转动、摆动等往复运动的流体传动元件中,而且既要保证向运转元件或管路传递的流体介质能够连续不断,又要防止流体介质彼此串连、泄漏及外界杂质污染工作介质。旋转接头能够实现在高压力、高转速的工作条件下传递、密封介质的作用,在许多工程制造领域都获得广泛应用,如金属、机床、电气、能源、材料、加工等行业。旋转接头是工程设备中的关键元件,其性能要求十分严格,因此需要专门的试验设备来检测旋转接头。目前国内检测设备还很落后,制造商一般采取的方法是使用可以旋转的机械传动旋转接头运动,使用压力表、速度计等仪表测试数值,工作人员使用上述仪器采集数据,手动写下测试的数值,压力、扭矩、转速、泄漏的数值不会及时的被采集到,这样的试验方法是不连续的,也可能出现错误,很难保证产品的质量,影响产品的销量。高速旋转接头测试系统是一个企业投资,学校设计的实用设备,用来满足高速旋转接头的性能指标,通过测试系统设计、测试性能的研究和分析,使测试后的产品能满足性能需求。在读取国内外有关高速旋转接头的论文后,查阅国内外旋转接头试验系统的发展现状,设计出试验台需要做的测试,设计试验系统液压原理图,对芯轴进行强度校核,对液压系统性能进行分析,对试验系统控制与数据采集进行研究,并通过虚拟仪器LabVIEW进行编程。高速旋转接头试验台液压系统的设计和说明,需要说明测试高速旋转接头性能所需的实验,绘制液压系统原理图并且说明进行实验的控制流程。高速旋转接头芯轴的设计,包括有限元方法及ANSYS软件的介绍,芯轴的立体设计,并且使用ANSYS软件对芯轴进行强度校核。液压系统性能测试,先要按照设计的液压系统原理图在AMSim软件中建立系统模型,然后利用软件动态模拟液压系统的性能,模拟高速旋转接头泄露对试验系统压力的影响,对实验结果进行分析。为了完成压力、流量、扭矩、转速数据的采集与处理,以单片机作为主要元件设计电路。为了完成电磁球阀开关和电机开关的控制,以PLC作为主要元件设计电路,以RS-232作为主要元件完成与上位机的通信。通过虚拟仪器LabVIEW进行编程,以达到控制和采集目的。本实验系统可以实现高速旋转接头一次安装,完成全部性能测试项目,从源头上改变了以前的试验程序,节约了大量的安装、拆卸和测量时间,降低了企业员工的工作强度,提高了工作效率。采用了计算机建模和仿真,节约了设计时间并且提高了试验系统的稳定性。
【关键词】：旋转接头 试验系统 单片机 PLC LabVIEW
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH13
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题研究的背景和意义11-12
• 1.2 旋转接头试验系统的国内外研究现状12-14
• 1.3 本课题研究的内容14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第2章 高速旋转接头试验台液压系统的设计16-19
• 2.1 旋转接头性能测试项目16-17
• 2.1.1 最大工作压力试验16
• 2.1.2 额定流量试验16
• 2.1.3 起动阻力矩试验16
• 2.1.4 旋转阻力矩试验16
• 2.1.5 压力损失试验16
• 2.1.6 密封性试验16-17
• 2.1.7 耐久性试验17
• 2.2 性能测试项目控制过程17-18
• 2.3 本章小结18-19
• 第3章 高速旋转接头芯轴的强度校核19-27
• 3.1 有限元法与ANSYS简介19-20
• 3.1.1 有限元分析基本理论19
• 3.1.2 ANSYS Workbench应用19-20
• 3.2 高速旋转接头芯轴的三维模型20-22
• 3.3 高速旋转接头芯轴ANSYS仿真分析22-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第4章 液压系统性能仿真分析27-33
• 4.1 液压系统仿真概述27
• 4.2 建模仿真软件AMESim的简介27-28
• 4.3 系统性能分析28-32
• 4.4 本章小结32-33
• 第5章 试验系统控制与数据采集的研究33-43
• 5.1 试验系统控制与数据采集的设计33
• 5.2 控制与数据采集电路硬件部分33-40
• 5.2.1 电源电路33-34
• 5.2.2 频率电压转换电路34-36
• 5.2.3 信号放大过滤电路36-37
• 5.2.4 单片机外围电路37-38
• 5.2.5 PLC连接电路38-39
• 5.2.6 RS232串口电路39-40
• 5.3 控制与数据采集电路软件部分40-42
• 5.3.1 控制与数据采集电路程序40-41
• 5.3.2 串口通信协议41-42
• 5.4 控制与数据采集电路干扰分析42
• 5.5 本章小结42-43
• 第6章 试验系统计算机程序编写43-49
• 6.1 试验系统计算机程序设计软件43-44
• 6.1.1 LabVIEW简介43
• 6.1.2 LabVIEW优点43-44
• 6.2 前面板设计44-46
• 6.3 程序框图设计46-48
• 6.4 本章小结48-49
• 第7章 总结与展望49-51
• 参考文献51-54
• 在学研究成果54-55
• 致谢55

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本文编号：290820