步进电机驱动干油阀与智能干油集中润滑系统研究

发布时间：2017-08-10 02:23

  本文关键词：步进电机驱动干油阀与智能干油集中润滑系统研究

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【摘要】：机械设备的有效润滑是设备正常运行的根本保障。随着工程机械向着大型化、自动化方向发展,机械设备对润滑系统提出了更高的要求。智能集中润滑系统是目前最为先进的润滑系统,但是仍然存在诸多的不足,特别是在干油集中润滑领域,经常会出现电磁给油阀失效的故障。本文是在分析现有干油集中润滑系统基础上,提出了采用步进电机驱动干油阀作为给油器的智能干油集中润滑系统方案。首先,本文设计了智能干油集中润滑系统的总体方案,采用分布式结构,便于润滑点的扩展和系统的搭建。以某金矿生产车间为研究对象,对系统的润滑方案给出设计说明,包括润滑点选择、润滑脂选择、润滑周期确定,对系统的主要硬件进行了选型说明。其次,研制了采用步进电机作为驱动力的步进电机驱动干油阀。步进电机输出轴为梯形丝杠,梯形螺母与阀芯连接;由于阀芯阀体的配合精度要求很高,为保障配合精度,采用梯形螺母与阀芯柔性连接的方式。文章对阀芯在阀体中受液压卡紧力情况进行了Fluent有限元分析,得出了开均压槽能够有效降低阀芯液压卡紧力的结论。最后,文章还针对步进电机驱动干油阀的控制特点,设计了控制系统的硬件和软件程序。硬件包括PLC、触摸屏等的选型和从站控制器PCB板的设计制作。针对干油集中润滑系统的特点,从站控制器设计时提出了采用一个驱动器驱动多个步进电机的方案;软件包括PLC程序,ARM单片机程序以及WinCC组态软件的程序设计。
【关键词】：智能集中润滑 干油润滑 步进电机驱动干油阀 PLC ARM WinCC
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM383.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外集中润滑系统的发展状况10-13
• 1.2.1 集中润滑系统简介10-12
• 1.2.2 国内外集中润滑的研究发展状况12-13
• 1.3 本论文主要工作和研究重点13-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 智能干油集中润滑系统总体方案设计16-30
• 2.1 系统总体结构设计16-20
• 2.1.1 总体设计思路16-18
• 2.1.2 总体结构及控制原理18-20
• 2.2 系统润滑方案及参数选择20-24
• 2.2.1 系统润滑点的选择20
• 2.2.2 润滑脂的选择20-22
• 2.2.3 润滑脂油量的计算22-24
• 2.2.4 润滑周期的确定24
• 2.3 供油系统部分硬件选择24-29
• 2.3.1 润滑泵的选择24-26
• 2.3.2 电动补脂泵的选择26-27
• 2.3.3 次级分配器的选择27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 步进电机驱动干油阀的研制30-43
• 3.1 干油阀总体结构设计30-33
• 3.1.1 干油阀简介30-31
• 3.1.2 步进电机驱动干油阀的结构和工作原理31-32
• 3.1.3 干油阀的密封性设计32-33
• 3.2 阀体、阀芯设计33-35
• 3.2.1 阀体的结构设计34-35
• 3.2.2 阀芯的结构设计35
• 3.3 基于Fluent软件的阀芯液压卡紧力分析35-41
• 3.3.1 几何模型建立36-37
• 3.3.2 数学模型37-38
• 3.3.3 网格划分和边界条件设置38-39
• 3.3.4 模拟结果分析39-41
• 3.4 驱动装置设计41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 系统控制方案及控制硬件设计43-66
• 4.1 控制系统总体设计目标43-44
• 4.2 控制系统整体结构设计44-47
• 4.2.1 系统结构概述44-45
• 4.2.2 总体控制流程图45-47
• 4.3 控制系统电气硬件选型47-50
• 4.3.1 PLC选型原则47-49
• 4.3.2 触摸屏选型49-50
• 4.4 从站控制器原理设计50-63
• 4.4.1 主控制芯片介绍及总体设计方案50-52
• 4.4.2 供电电路设计52-53
• 4.4.3 步进电机驱动器连接电路53-54
• 4.4.4 步进电机连接电路54-56
• 4.4.5 从站地址设置模块56-58
• 4.4.6 通讯模块设计58-59
• 4.4.7 显示模块设计59-63
• 4.5 从站控制器PCB文件的生成及注意事项63-65
• 4.5.1 印刷电路板基础知识63-64
• 4.5.2 PCB文件的生成64-65
• 4.6 本章小结65-66
• 第五章 控制系统软件设计66-96
• 5.1 上位机WinCC程序设计66-74
• 5.1.1 WinCC组态软件介绍66-67
• 5.1.2 WinCC与S7-200PLC的通讯连接67-71
• 5.1.3 系统监控界面71-74
• 5.2 PLC程序设计74-84
• 5.2.1 STEP7编程软件介绍74-75
• 5.2.2 系统程序总体分析75-76
• 5.2.3 PLC控制主程序设计76-79
• 5.2.4 PLC自由口通讯协议程序79-84
• 5.3 从站控制器ARM单片机程序设计84-95
• 5.3.1 ARM单片机编程软件介绍84-86
• 5.3.2 ARM单片机程序流程图设计86-88
• 5.3.3 ARM单片机初始化程序88-90
• 5.3.4 数码管显示程序90-92
• 5.3.5 现场模式下的按键及步进电机运行程序92-95
• 5.4 本章小结95-96
• 第六章 总结与展望96-98
• 参考文献98-101
• 攻读硕士学位期间发表的学术成果101-102
• 致谢102

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈冬梅;梁红玉;陆冬妹;;PC机与单片机间串行通信的实现[J];现代电子技术;2010年17期

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本文编号：648418