桥式起重机传动机构能耗检测系统设计与开发

发布时间：2017-08-09 00:08

  本文关键词：桥式起重机传动机构能耗检测系统设计与开发

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【摘要】：随着桥式起重机朝着节能、高效、可靠的方向发展,起重机的传动机构能耗也越来越引起各方的重视,如何定量检测出起重机传动机构实际能耗对起重机节能设计具有重要指导意义。本文通过研究桥式起重机传动机构各组成部分能耗测算,得出其起升机构的减速机存在能耗检测难的问题,提出研发一套减速机功率检测仪,解决上述难题,具体研究如下。首先研究了起升机构能耗问题,利用黑箱理论与串行理论分析了起升机构的能耗测量需求。重点分析了减速机功率测量需求,并针对测量需求这一条件提出了同步测量减速机转矩与转速的功率测量方案。其次设计了减速机功率测量系统中下位机的采集电路,主要包括应变测量原理的转矩测量模块和测频原理的光电式转速测量模块电路。转矩测量设计了V/F转换电路及放大电路,利用STC12C5202AD的PCA捕捉功能,实现对转矩与转速测量信号的计算。采用了Wi-Fi传输模式,通过单片机与UART接口将测量的数据打包传输到上位机系统中。然后针对测量的需求,设计了上位机系统,实现测量参数设置、数据处理与计算、数据分析、转矩监控以及数据库管理等功能。最后研究了转矩测量的标定与校准方法,并提出了通过小量程标定大量程的设想。通过实验,分析了本文测量系统的误差,对影响测量误差的因素进行了分析,并提出了部分改进措施。
【关键词】：桥式起重机 传动机构 能耗检测 减速机 功率测量 设计
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1. 绪论8-15
• 1.1 本课题的来源和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 传动机构能耗研究及检测9-10
• 1.2.2 传动部件能耗检测研究10-12
• 1.3 数据传输技术12-13
• 1.4 主要研究内容13-15
• 2. 起升机构测量需求分析15-24
• 2.1 整体需求分析15-16
• 2.2 部件需求分析16-17
• 2.3 联轴器效率测量需求分析17-18
• 2.3.1 联轴器分类17
• 2.3.2 齿轮联轴器17-18
• 2.3.3 联轴器效率测量分析18
• 2.4 减速机效率测量需求分析18-20
• 2.4.1 减速机类型18-19
• 2.4.2 减速机测量需求分析19-20
• 2.5 吊具系统效率检测需求分析20-21
• 2.6 传动部件效率测算方法21-23
• 2.6.1 减速机效率测算方法21
• 2.6.2 吊具系统效率测算方法21-23
• 2.7 本章小结23-24
• 3. 减速机功率测量系统设计24-33
• 3.1 功率测量基本原理24-30
• 3.1.1 扭矩测量基本原理24-28
• 3.1.2 转速测量基本原理28-30
• 3.2 系统结构总体设计30-31
• 3.3 系统参数设计31-32
• 3.3.1 材料参数32
• 3.3.2 扭矩量程与转速量程32
• 3.4 本章小结32-33
• 4. 功率测量系统硬件设计33-48
• 4.1 应变电路33-37
• 4.1.1 应变粘贴33-36
• 4.1.2 应变全桥36-37
• 4.2 转矩压频转换测量电路37-40
• 4.2.1 转矩压频转换电路37-39
• 4.2.2 放大电路39-40
• 4.3 转速测量光敏电路40-41
• 4.4 单片机电路41-44
• 4.5 无线传输模块44-45
• 4.6 电源模块45-47
• 4.7 本章小结47-48
• 5. 上位机系统设计48-59
• 5.1 系统需求分析48-49
• 5.1.1 上位机系统总体功能需求分析48-49
• 5.1.2 上位机系统性能需求分析49
• 5.2 上位机系统结构49-50
• 5.3 上位机程序功能50-56
• 5.3.1 观测模块51
• 5.3.2 控制模块51-52
• 5.3.3 采集参数设计模块52
• 5.3.4 处理模块52-53
• 5.3.5 数据监控模块53
• 5.3.6 数据储存与管理模块53-56
• 5.4 上位机系统工作流程56-58
• 5.5 本章小结58-59
• 6. 实验测试与误差分析59-76
• 6.1 标定实验研究59-67
• 6.1.1 应变和扭矩关系59
• 6.1.2 扭矩标定体系59-60
• 6.1.3 扭矩静态标定60
• 6.1.4 扭矩标定选择60-61
• 6.1.5 拟合校准61-62
• 6.1.6 扭矩标定62-65
• 6.1.7 拟合误差分析65-67
• 6.2 实验测试67-73
• 6.2.1 实验平台搭建67-69
• 6.2.2 实验测试69-72
• 6.2.3 测量结果及分析72-73
• 6.3 误差分析73-75
• 6.3.1 转矩误差分析73-74
• 6.3.2 转速误差分析74-75
• 6.4 本章小结75-76
• 7. 总结与展望76-78
• 7.1 工作总结76-77
• 7.2 工作展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83
• 附录83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李先友;王晓明;祝夏雨;;扭矩校准技术现状与发展趋势[J];计量与测试技术;2013年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 毕青;搅拌机用鼓形齿联轴器的全齿有限元接触分析[D];上海交通大学;2009年

2 李剑桥;基于WinCE的应急信息采集系统接收终端的设计与实现[D];西安科技大学;2009年

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本文编号：642621