拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)研究【優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)@word+CAD全套圖紙】
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2012屆畢業(yè)答辯拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)研究 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)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(shí)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(huì)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(gè)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(dòng)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(shí)現(xiàn)電液控制的自動(dòng)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(huì)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(gè)方案各有優(yōu)劣 最終選擇方案二作進(jìn)一步的設(shè)計(jì)研究 六 工作機(jī)理 拖拉機(jī)電子液壓懸掛可以實(shí)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(bào)警指示燈13 懸掛載荷非安全報(bào)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(jì)和硬件選型 1 液壓回路設(shè)計(jì) 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(jì)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(jì)和硬件選型 2 硬件選型 b 小油缸的選型 經(jīng)分析計(jì)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(shí)現(xiàn)油路的換向 順序動(dòng)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(jì)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(yùn)動(dòng)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(jì) 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(jì) 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(dòng)式直線位移傳感器 LVDT差動(dòng)式直線位移傳感器參數(shù) 八 信號處理電路的設(shè)計(jì) 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(shí) 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(jì) 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(gè)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(gè)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(jì) 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(dòng)大的負(fù)載 因此 設(shè)計(jì)了三極管放大電路來驅(qū)動(dòng)負(fù)載 而將光電耦合器放在驅(qū)動(dòng)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(jì) 80C196KC芯片的功能列表 十一 控制部分設(shè)計(jì) 80C196KC系統(tǒng)設(shè)計(jì) 復(fù)位電路圖 時(shí)鐘電路圖 十二 電控液壓懸掛系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 1 主程序設(shè)計(jì) 主程序框圖 十二 電控液壓懸掛系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 2 A D轉(zhuǎn)換中斷程序設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)化原理是 把一個(gè)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(gè)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(gè)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(jì) 2 A D轉(zhuǎn)換中斷程序設(shè)計(jì) 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(dòng)控制系統(tǒng)的研究是個(gè)復(fù)雜的課題 由于時(shí)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(diǎn) 1 個(gè)人未能將設(shè)計(jì)研究實(shí)物化 所以希望在有條件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)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(shí)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(bào)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="pxpxbdf" class="font-tahoma">3.01MB
格式：RAR
上傳時(shí)間：2019-12-26
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優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)@word+CAD全套圖紙
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