油气润滑系统供油单元的设计与研究

发布时间：2017-09-28 13:02

  本文关键词：油气润滑系统供油单元的设计与研究

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【摘要】：油气润滑是一种应用气液两相流进行润滑的新兴润滑技术,具有节能、环保、耗油量少、运行成本低、维护简便易行等优点。供油单元是油气润滑系统的重要组成部分,对润滑效果有很大影响。 传统的供油单元采用单一油箱,结构简单。当油箱容积较大、油箱内储油较多时,往往难以进行快速、有效的加热,且采用由分立器件构成的电路进行控制,技术落后、能耗高。 本文对油气润滑系统及其供油单元的工作原理进行了分析,根据油气润滑系统的工作特点,对油气润滑的供油单元进行设计与研究,主要工作及结论如下： (1)设计了供油单元的主副双油箱结构,改善了润滑油的加热效果,避免了使用大功率加热器所造成的局部温度过高以及能源的浪费。 (2)采用CFD建模仿真软件Fluent,对油箱的温度场和速度场进行了仿真与分析。结果表明：主油箱内的热对流明显,加热效果较为均匀,油箱内加热器表面温度小于润滑油闪点,油箱结构及加热器的功率设计合理。 (3)设计了供油单元的控制电路和控制程序,包括信号采集电路、驱动电路、STM32F103ZET6单片机的配置程序、A/D转换程序,温度和液位的控制程序等。实现了供油单元自动检测温度、液位,并能够加热、自动补油和报警等功能,降低了供油单元的制造成本与运行功耗,提高了系统集成度。 (4)采用Multisim10对温度信号采集电路进行了模拟仿真,验证了控制电路设计与元器件参数的正确性。
【关键词】：油气润滑系统 供油单元 油箱 单片机控制
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117.2
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景和意义8
• 1.2 国内外的研究现状8-12
• 1.2.1 油气润滑技术的研究现状8-9
• 1.2.2 供油单元的研究现状9-10
• 1.2.3 单片机控制的研究现状10-11
• 1.2.4 计算机模拟仿真技术的研究现状11-12
• 1.3 主要研究内容12-13
• 2 油气润滑系统及其供油单元13-22
• 2.1 概述13
• 2.2 油气润滑系统13-19
• 2.2.1 油气润滑原理13-14
• 2.2.2 油气润滑系统的分类14-16
• 2.2.3 油气润滑系统的结构16-19
• 2.3 油气润滑系统的供油单元19-21
• 2.3.1 供油单元的分类19
• 2.3.2 供油单元的作用19-20
• 2.3.3 供油单元的工作流程20-21
• 2.3.4 供油单元的功能要求与设计方案21
• 2.4 小结21-22
• 3 供油单元的结构设计与仿真22-35
• 3.1 概述22
• 3.2 供油单元的结构设计22-25
• 3.3 油箱加热器的功率计算25-26
• 3.4 油箱内温度场与速度场仿真及其结果分析26-33
• 3.4.1 仿真原理与软件26-27
• 3.4.2 油箱的几何建模27-29
• 3.4.3 仿真结果分析29-33
• 3.5 小结33-35
• 4 供油单元的控制电路设计35-48
• 4.1 概述35
• 4.2 供油单元的控制原理35
• 4.3 控制芯片35-37
• 4.4 单片机外围电路的设计37-41
• 4.4.1 电源电路37-38
• 4.4.2 外部时钟电路38
• 4.4.3 BOOT引脚外接电路38-40
• 4.4.4 复位电路40
• 4.4.5 调试接口40-41
• 4.5 温度传感器信号采集电路设计41-44
• 4.5.1 PT100温度传感器的性能及参数41-42
• 4.5.2 温度信号采集电路42-43
• 4.5.3 温度采集电路的模拟仿真43-44
• 4.6 液位传感器信号采集电路的设计44-46
• 4.7 硬件驱动电路的设计46-47
• 4.8 小结47-48
• 5 供油单元的控制程序设计48-62
• 5.1 概述48
• 5.2 程序开发环境48
• 5.2.1 KeilμVision4简介48
• 5.2.2 STM32F103xx固件库函数48
• 5.3 供油单元的程序设计48-61
• 5.3.1 主程序设计48-49
• 5.3.2 时钟控制器的原理与使用49-50
• 5.3.3 GPIO端口的初始化及使用50-52
• 5.3.4 A/D转换程序设计52-55
• 5.3.5 温度控制程序设计55-56
• 5.3.6 液位控制程序设计56-60
• 5.3.7 程序原理验证60-61
• 5.4 小结61-62
• 6 总结与展望62-63
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文66-67
• 致谢67

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本文编号：935970