拖拉機液壓懸掛系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)研究【優(yōu)秀畢業(yè)設計@word+CAD全套圖紙】
拖拉機液壓懸掛系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)研究【優(yōu)秀畢業(yè)設計@word+CAD全套圖紙】,優(yōu)秀畢業(yè)設計@word+CAD全套圖紙,拖拉機,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)設計,word,cad,全套,圖紙
2012屆畢業(yè)答辯拖拉機液壓懸掛系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)研究 專業(yè) 機械設計制造及自動化班級 機制083學號 08108063學生 申林指導老師 陳軍老師 一 研究流程圖 二 引言 現有的多數農用拖拉機使用液壓懸掛系統(tǒng) 拖拉機液壓懸掛系統(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) 其農具的提升和下降的控制部分是機械式的 由駕駛員通過操縱手柄和一套桿件機構以位移量的形式輸入信號 輸出量則是通過彈簧 凸輪和力 位調節(jié)杠桿機構轉換成的位移量 從而實現操縱主控制閥對農具位置的調整 機械控制的液壓懸掛系統(tǒng)采用桿件和彈性元件 結構比較復雜 彈性元件的遲滯 機械摩擦和桿件的脹縮會影響調節(jié)性能 進入21世紀后 拖拉機向大功率 低油耗 輕排放 智能化 密封和舒適性方向發(fā)展 機械式的控制系統(tǒng)在結構布置和性能方面已不適應現代農機發(fā)展的要求 將農業(yè)機械裝備技術融合現代液壓技術 傳感器技術 電子技術和單片機控制技術 可極大地提高液壓懸掛系統(tǒng)操作的舒適性和簡捷性 準確 快速地使用和調節(jié)液壓懸掛系統(tǒng) 可提高生產率和作業(yè)質量 因此 對傳統(tǒng)式液壓懸掛系統(tǒng)的技術改進勢在必行 三 研究對象 約翰 迪爾天拖1204拖拉機相關參數列表 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 提升軸轉角傳感器 放大電路 CPU等組成 主要完成土壤阻力 農具提升高度和主閥位移量的信號檢測與數據處理 四 研究方案的提出 方案二 力 位調節(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 進而實現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 兩個方案各有優(yōu)劣 最終選擇方案二作進一步的設計研究 六 工作機理 拖拉機電子液壓懸掛可以實現懸掛的可調速提升 下降 耕深調節(jié)方式有 位調節(jié) 力調節(jié)以及它們之間的綜合調節(jié) 1 鎖定開關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 耕深設定旋鈕6 綜合調節(jié)開關7 力調節(jié)開關8 位調節(jié)開關9 位調節(jié)指示燈10 力調節(jié)指示燈11 綜合調節(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 工作機理 系統(tǒng)整體框架圖 七 液壓回路設計和硬件選型 1 液壓回路設計 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 分配器依舊應用JD 1204拖拉機上的分配器 七 液壓回路設計和硬件選型 2 硬件選型 b 小油缸的選型 經分析計算小油缸的型號 HSG F 50 25 E 分配器內的彈簧對主控制閥的負荷力為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 換向閥是實現油路的換向 順序動作及卸荷等功能的閥門 根據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 根據油路的流量確定其型號為RF G06 1 32型 由上海公新機械有限公司供應 減壓閥是一種利用液流流過縫隙產生壓降的原理 使出口壓力低于進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 由上海公新機械有限公司供應 八 信號處理電路的設計 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 以進行數據處理和發(fā)出控制指令 主控制閥的位置信號用位移傳感器 農具的提升位置信號用提升軸轉角傳感器 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轉角傳感器 BT13 WYT 2轉角傳感器參數 八 信號處理電路的設計 1 傳感器的選擇 拖拉機工作過程中農具的提升 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 八 信號處理電路的設計 1 傳感器的選擇 農具入土中的土壤阻力測定 是通過上拉桿對力調節(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 當壓力變化時 輸出電量變化 壓力傳感器采用BCM傳感技術公司提供的應變式力傳感器 其結構形式為軸銷式 KMB060A30 15壓力傳感器參數 九 傳感器信號放大電路和濾波器的設計 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為調節(jié)電位器 由它輸入一個補償電壓 適當調節(jié)它的大小 可以抵消放大器本身的失調電壓 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)行機構對CPU系統(tǒng)的干擾 電路中使用光電耦合器進行信號傳遞 以隔離執(zhí)行機構與單片機系統(tǒng)之間的電氣聯系 光電耦合器輸出電流較小 10 20mA 不能直接驅動大的負載 因此 設計了三極管放大電路來驅動負載 而將光電耦合器放在驅動器前面 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 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 控制部分設計 80C196KC芯片的功能列表 十一 控制部分設計 80C196KC系統(tǒng)設計 復位電路圖 時鐘電路圖 十二 電控液壓懸掛系統(tǒng)的軟件設計 1 主程序設計 主程序框圖 十二 電控液壓懸掛系統(tǒng)的軟件設計 2 A D轉換中斷程序設計 轉化原理是 把一個以二進制規(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 相當于把10位二進制值的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位轉換結果 十二 電控液壓懸掛系統(tǒng)的軟件設計 2 A D轉換中斷程序設計 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 結語及展望 拖拉機液壓懸掛系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的研究是個復雜的課題 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行 主要有以下幾點 1 個人未能將設計研究實物化 所以希望在有條件的基礎上進一步完善設計研究 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總線技術應用于拖拉機液壓懸掛系統(tǒng)和其他電器設備當中 3 由于時間有限 沒有完成滑轉率和綜合調節(jié)研究 希望在以后的學習工作中可以把系統(tǒng)研究進一步完善 匯報結束 敬請老師們指正 感謝大家
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編號：3948471
類型：共享資源
大小：3.01MB
格式：RAR
上傳時間：2019-12-26
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