拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)研究【優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計@word+CAD全套圖紙】
拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)研究【優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計@word+CAD全套圖紙】,優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計@word+CAD全套圖紙,拖拉機(jī),液壓,懸掛,吊掛,系統(tǒng),自動控制系統(tǒng),研究,鉆研,優(yōu)秀,優(yōu)良,畢業(yè)設(shè)計,word,cad,全套,圖紙
2012屆畢業(yè)答辯拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)研究 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及自動化班級 機(jī)制083學(xué)號 08108063學(xué)生 申林指導(dǎo)老師 陳軍老師 一 研究流程圖 二 引言 現(xiàn)有的多數(shù)農(nóng)用拖拉機(jī)使用液壓懸掛系統(tǒng) 拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)可分為3種形式 分置式液壓系統(tǒng) 半分置式液壓系統(tǒng) 整體式液壓系統(tǒng) 其農(nóng)具的提升和下降的控制部分是機(jī)械式的 由駕駛員通過操縱手柄和一套桿件機(jī)構(gòu)以位移量的形式輸入信號 輸出量則是通過彈簧 凸輪和力 位調(diào)節(jié)杠桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成的位移量 從而實現(xiàn)操縱主控制閥對農(nóng)具位置的調(diào)整 機(jī)械控制的液壓懸掛系統(tǒng)采用桿件和彈性元件 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 彈性元件的遲滯 機(jī)械摩擦和桿件的脹縮會影響調(diào)節(jié)性能 進(jìn)入21世紀(jì)后 拖拉機(jī)向大功率 低油耗 輕排放 智能化 密封和舒適性方向發(fā)展 機(jī)械式的控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)布置和性能方面已不適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)機(jī)發(fā)展的要求 將農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)融合現(xiàn)代液壓技術(shù) 傳感器技術(shù) 電子技術(shù)和單片機(jī)控制技術(shù) 可極大地提高液壓懸掛系統(tǒng)操作的舒適性和簡捷性 準(zhǔn)確 快速地使用和調(diào)節(jié)液壓懸掛系統(tǒng) 可提高生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量 因此 對傳統(tǒng)式液壓懸掛系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)勢在必行 三 研究對象 約翰 迪爾天拖1204拖拉機(jī)相關(guān)參數(shù)列表 四 研究方案的提出電控液壓懸掛系統(tǒng)原理圖a 方案一 原拖拉機(jī)的分配器把主控制閥 回油閥和安全閥集成于一體 組成了一個總成 其輸入口與液壓泵通過油管連接 輸出口直接與單作用液壓缸無桿腔相連 這樣安裝節(jié)省了空間 減小了油道的長度 因此 為了盡量采用原拖拉機(jī)的液壓元件 例如液壓泵 液壓油缸 濾清器 油管等 我們提出采用電液比例方向閥 電磁溢流閥 單向節(jié)流閥 壓力表及壓力傳感器等 代替原拖拉機(jī)的分配器 四 研究方案的提出 方案二 電控液壓懸掛系統(tǒng)原理圖b 四 研究方案的提出改進(jìn)后的液壓懸掛系統(tǒng) 方案二 1 背壓閥2 光電耦合器3 電磁換向閥4 中央處理器5 控制面板6 小油缸7 力傳感器8 活塞桿9 位移傳感器10 角位移傳感器11 回油閥12 單向閥13 液壓缸14 分配器15 主控制閥16 減壓閥17 油泵18 濾油器19 油缸 改進(jìn)后的液壓懸掛系統(tǒng)的組成 系統(tǒng)組成 1 液壓懸掛系統(tǒng) 由原液壓懸掛系統(tǒng)的油泵 分配器 液壓油缸 提升臂 拉桿和彈簧等組成 主要完成液壓油路的控制 以完成農(nóng)具的提升 中立 下降過程 2 控制系統(tǒng) 由電磁換向閥 減壓閥 小油缸 控制面板等組成 主要完成控制信號的輸入 并由三位四通電磁換向閥和小油缸完成分配器主控制閥移動位置的控制 3 信號檢測處理系統(tǒng) 由位移傳感器 壓力傳感器 提升軸轉(zhuǎn)角傳感器 放大電路 CPU等組成 主要完成土壤阻力 農(nóng)具提升高度和主閥位移量的信號檢測與數(shù)據(jù)處理 四 研究方案的提出 方案二 力 位調(diào)節(jié)的信號傳遞路線方框圖 五 研究方案確定 方案一是針對改進(jìn)分配器 即用電液換向閥來代替液壓懸掛系統(tǒng)分配器的作用 進(jìn)而實現(xiàn)電液控制的自動控制 方案二用小油缸控制分配器的主控制閥 簡單方便 輕巧 并不會有太大的能量損失 綜合上述兩種電控液壓懸掛系統(tǒng)的方案提出過程及依據(jù) 兩個方案各有優(yōu)劣 最終選擇方案二作進(jìn)一步的設(shè)計研究 六 工作機(jī)理 拖拉機(jī)電子液壓懸掛可以實現(xiàn)懸掛的可調(diào)速提升 下降 耕深調(diào)節(jié)方式有 位調(diào)節(jié) 力調(diào)節(jié)以及它們之間的綜合調(diào)節(jié) 1 鎖定開關(guān)2 四位旋鈕 a下降位b停止位 上升位d工作位 3 下降指示燈4 上升指示燈5 耕深設(shè)定旋鈕6 綜合調(diào)節(jié)開關(guān)7 力調(diào)節(jié)開關(guān)8 位調(diào)節(jié)開關(guān)9 位調(diào)節(jié)指示燈10 力調(diào)節(jié)指示燈11 綜合調(diào)節(jié)指示燈12 位置非安全報警指示燈13 懸掛載荷非安全報警指示燈 六 工作機(jī)理 系統(tǒng)整體框架圖 七 液壓回路設(shè)計和硬件選型 1 液壓回路設(shè)計 1 背壓閥2 電磁換向閥3 小油缸4 活塞桿5 回油閥6 單向閥7 分配器8 主控制閥9 減壓閥10 油泵11 濾油器12 油缸 七 液壓回路設(shè)計和硬件選型 2 硬件選型 a 液壓泵和分配器選擇 分配器依舊應(yīng)用JD 1204拖拉機(jī)上的分配器 七 液壓回路設(shè)計和硬件選型 2 硬件選型 b 小油缸的選型 經(jīng)分析計算小油缸的型號 HSG F 50 25 E 分配器內(nèi)的彈簧對主控制閥的負(fù)荷力為1000N 分配器中主控制閥的位移量為25mm 在提升器中 小油缸的安裝空間為寬80mm 高150mm 長200mm 由此可初步確定小油缸的最大外徑不能超過80mm c 換向閥的選擇 換向閥是實現(xiàn)油路的換向 順序動作及卸荷等功能的閥門 根據(jù)小油缸控制分配器主閥完成提升 中立 下降的需要及壓力 流量和拖拉機(jī)采用直流電的條件選擇DSG G01 3C 2A D24 5O型三位四通電磁換向閥 七 液壓回路設(shè)計和硬件選型 2 硬件選型 d 減壓閥和溢流閥的選擇 溢流閥在液壓懸掛系統(tǒng)中做背壓閥用 背壓閥裝于液壓系統(tǒng)的回油路中 給液壓系統(tǒng)形成一定的背壓力 以增加小油缸的運動平穩(wěn)性 根據(jù)油路的流量確定其型號為RF G06 1 32型 由上海公新機(jī)械有限公司供應(yīng) 減壓閥是一種利用液流流過縫隙產(chǎn)生壓降的原理 使出口壓力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥 在電控液壓系統(tǒng)中 減壓閥作為穩(wěn)定油路工作壓力的調(diào)節(jié)裝置 使油路的壓力不受油源壓力的影響 由于小油缸工作壓力變化較小 選擇定值減壓閥的型號為PRCV G10 1 32型 由上海公新機(jī)械有限公司供應(yīng) 八 信號處理電路的設(shè)計 1 傳感器的選擇 在電控液壓懸掛系統(tǒng)中 需要把主控制閥的位置信號 農(nóng)具的提升位置信號和土壤阻力對彈簧桿的壓力信號傳給CPU 以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和發(fā)出控制指令 主控制閥的位置信號用位移傳感器 農(nóng)具的提升位置信號用提升軸轉(zhuǎn)角傳感器 土壤阻力對彈簧桿的壓力信號用壓力傳感器 傳感器采用BT13 WYT 2轉(zhuǎn)角傳感器 BT13 WYT 2轉(zhuǎn)角傳感器參數(shù) 八 信號處理電路的設(shè)計 1 傳感器的選擇 拖拉機(jī)工作過程中農(nóng)具的提升 中立 下降由分配器主閥的位置來確定 主閥的位置是由小油缸的活塞桿控制的 主閥的位置由位移傳感器檢測 位移傳感器采用LVDT差動式直線位移傳感器 LVDT差動式直線位移傳感器參數(shù) 八 信號處理電路的設(shè)計 1 傳感器的選擇 農(nóng)具入土中的土壤阻力測定 是通過上拉桿對力調(diào)節(jié)彈簧的作用力來反映的 該力通過彈簧桿作用在壓力傳感器上 當(dāng)壓力變化時 輸出電量變化 壓力傳感器采用BCM傳感技術(shù)公司提供的應(yīng)變式力傳感器 其結(jié)構(gòu)形式為軸銷式 KMB060A30 15壓力傳感器參數(shù) 九 傳感器信號放大電路和濾波器的設(shè)計 由于傳感器輸出信號較弱 角位移傳感器的工作電流小于5mA 壓力傳感器輸出電壓為0 5V 信號需經(jīng)放大電路放大 3個傳感器的輸出采用同一種放大電路 傳感器信號放大電路圖 該放大電路為兩級放大 兩級都是反向輸入 第一級由LM358A組成模放大 R1為調(diào)節(jié)電位器 由它輸入一個補(bǔ)償電壓 適當(dāng)調(diào)節(jié)它的大小 可以抵消放大器本身的失調(diào)電壓 消除傳感器輸入的共模干擾信號 電路中取R2 R3 R4 R5 第二級由LM358B組成反向放大電路 圖中C1 R10 C2組成 型濾波電路 以濾除噪聲 十 光電耦合器和三極管放大電路設(shè)計 電磁換向閥控制電路原理圖 電路中涉及到電磁換向閥 為了消除執(zhí)行機(jī)構(gòu)對CPU系統(tǒng)的干擾 電路中使用光電耦合器進(jìn)行信號傳遞 以隔離執(zhí)行機(jī)構(gòu)與單片機(jī)系統(tǒng)之間的電氣聯(lián)系 光電耦合器輸出電流較小 10 20mA 不能直接驅(qū)動大的負(fù)載 因此 設(shè)計了三極管放大電路來驅(qū)動負(fù)載 而將光電耦合器放在驅(qū)動器前面 光電耦合器由發(fā)光源和受光器兩部分組成 把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi) 彼此間用透明絕緣體隔離 發(fā)光源的引腳為輸入端 受光器的引腳為輸出端 常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管 受光器為光敏二極管 光敏三極管 十一 控制部分設(shè)計 80C196KC芯片的功能列表 十一 控制部分設(shè)計 80C196KC系統(tǒng)設(shè)計 復(fù)位電路圖 時鐘電路圖 十二 電控液壓懸掛系統(tǒng)的軟件設(shè)計 1 主程序設(shè)計 主程序框圖 十二 電控液壓懸掛系統(tǒng)的軟件設(shè)計 2 A D轉(zhuǎn)換中斷程序設(shè)計 轉(zhuǎn)化原理是 把一個以二進(jìn)制規(guī)則變化的參考電壓序列逐次與模擬輸入作比較 以尋找一個與輸入最接近的參考電壓 首先 以滿量程參考電壓的1 2作為測試電壓 與輸入作比較 相當(dāng)于把10位二進(jìn)制值的O111111111b與輸入作比較 若輸入模擬電壓小于測試電壓 則讓SAR的10位為0 即把滿量程電壓的1 4作為新的測試電壓 與輸入作比較 若這一次是測試電壓低于輸入電壓 則把SAR的第9位置1 再把位8清除 作為下一個測試電壓 01011111llb 與輸入再作比較 以此類推 直至作完10次比較 最后在逐次比較寄存器中就可以獲得10位轉(zhuǎn)換結(jié)果 十二 電控液壓懸掛系統(tǒng)的軟件設(shè)計 2 A D轉(zhuǎn)換中斷程序設(shè)計 AD INT PUSHFPUSHAXCLRAD NUMCLRAXCLRBXCLRCXCLRDXnextad ADDBAD COMMAND AD NUM 1000BNOPNOPNOPNOP check JBSAD RESULT LO 3 checkLDBAL AD RESULT LOLDBAH AD RESULT HIADDBDL AD NUM AD NUMLDBZEDX DLSHRAX 6STAX RESULT TABLE DX INCBAD NUMANDBAD NUM 00000lllBCMPBAD NUM 0000010lBJNCnextadPOPAXPOPFRET 結(jié)語及展望 拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的研究是個復(fù)雜的課題 由于時間和精力有限制 對電控液壓懸掛控制的研究工作還有許多有意義的工作沒有深入進(jìn)行 主要有以下幾點 1 個人未能將設(shè)計研究實物化 所以希望在有條件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善設(shè)計研究 2 在控制系統(tǒng)中控制面板與微控制器之間的連接線比較多 希望早日可以把CAN總線技術(shù)應(yīng)用于拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)和其他電器設(shè)備當(dāng)中 3 由于時間有限 沒有完成滑轉(zhuǎn)率和綜合調(diào)節(jié)研究 希望在以后的學(xué)習(xí)工作中可以把系統(tǒng)研究進(jìn)一步完善 匯報結(jié)束 敬請老師們指正 感謝大家
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編號：3948471
類型：共享資源
大?。?span id="wew0ais" class="font-tahoma">3.01MB
格式：RAR
上傳時間：2019-12-26
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