永磁同步电机液压装配机的设计与研究

摘要

电机作为重要的机电能量转换装置，在国民经济、能源利用、环境保护等各领域发挥着至关重要的作用。对于大规格的永磁电机，由于永磁体的磁性作用，其定子与转子的装配工序危险性较大。为防止因人工装配不当而产生的安全事故，提高电机装配的效率和自动化程度，本课题设计了一种永磁同步电机定、转子液压装配设备，并对其设计过程和实现方法进行了深入的研究。
　　首先，在深入分析电机定转子装配工艺特点的基础上，确定了卧式装配方法为本课题所设计的装配设备的形式。利用Pro/E三维软件对液压装配设备的关键部件进行了结构设计，并完成了总体结构的装配。对液压装配设备中的基座、导柱、悬臂轴连接螺栓等关键部件进行了选材和强度校核。对液压升降平台进行了力学理论建模，然后在ADAMS中建立了虚拟样机模型，理论计算与仿真数据基本一致，验证了所建模型的正确性。
　　其次，利用ANSYS Workbench有限元分析软件对基座和悬臂轴进行了有限元分析，经过分析，设计的基座能够很好的适应液压装配设备的工况要求。
　　再次，对液压系统进行了设计。根据液压装配设备的工况以及永磁同步电机的装配工艺，拟定了液压回路，并绘制出液压控制原理图，对液压系统中的液压阀、液压泵等主要部件及其相关辅件进行选型计算和校核。
　　最后，为提高液压装配设备的自动化程度，本课题采用了PLC作为控制器，完成了输入输出地址分配等硬件设计。根据液压装配设备的系统流程图，编制了控制的梯形图。经调试，程序能够很好的符合设备的控制要求。

目录

摘要

1 绪论

1．1 选题背景及意义

1．1．1 机械装配技术的发展现状

1．1．2 国外装配技术的发展概况

1．1．3 国内装配技术的发展概况

1．2 永磁同步电机的概述及其装配现状

1．2．1 永磁同步电机的概述及其发展现状

1．2．2 永磁同步电机的装配现状

1．3 液压装配机的发展概况

1．3．1 液压装配机发展历程

1．3．2 液压装配机的特点与工作原理

1．4 本文研究的主要内容及研究意义

1．4．1 本文的主要内容

1．4．2 课题的研究意义

1．5 本章小结

2 装配机总体结构设计

2．1 装配机整体方案的确定

2．2 装配机的工作原理

2．3 装配机的整体结构

2．4 装配机的主要技术参数

2．5 装配机各部分尺寸设计及校核

2．5．1 装配机机座的设计

2．5．2 导轨的选择

2．5．3 装配机两侧支撑板的设计

2．5．4 导柱的设计与校核

2．5．5 悬臂轴挠度的校核

2．5．6 连接悬臂轴螺栓的校核

2．5．7 夹紧液压缸支撑座与支撑尾座的设计

2．6 大中型永磁电机径向静吸力计算

2．7 液压升降平台设计

2．7．1 液压升降平台的力学模型分析

2．7．2 升降液压平台尺寸参数确定

2．7．3 液压升降平台的运动学建模与仿真

2．8 本章小结

3 关键零件的有限元分析

3．1 课题相关软件的介绍

3．1．1 Pro／E软件介绍

3．1．2 有限元分析的基本原理

3．2 ANSYS workbench简介

3．3 关键部件的有限元分析

3．3．1 有限元的分析步骤

3．3．2 基座的静力学分析

3．3．3 基座三维模型的建立

3．3．4 基座的有限元模型的导入

3．3．5 单元的选用

3．3．6 定义材料的属性

3．3．7 创建约束和施加载荷

3．3．8 求解和结果分析

3．3．9 对悬臂轴的疲劳分析

3．4 本章小结

4 装配机液压系统设计

4．1 装配机液压系统设计

4．1．1 液压控制技术介绍

4．1．2 设计要求和总体结构设计

4．1．3 装配机液压系统的工作原理

4．2 装配机液压系统原理图

4．3 装配机液压系统运动过程

4．4 液压系统关键元件及主要参数确定

4．4．1 控制方案的研究分析

4．4．2 液压执行元件的分析与选择

4．4．3 液压阀的选型

4．4．4 液压泵及其电机的计算和选型

4．4．5 水冷却器的计算和选型

4．4．6 蓄能器的计算和选型

4．4．7 管路的计算与选型

4．4．8 压力传感器的选择

4．4．9 行程开关的选择

4．4．10 液压油箱的设计

4．4．11 主要组成元件

4．5 液压系统的性能验算

4．6 本章小结

5 液压装配机电气控制系统设计

5．1 控制系统硬件设计

5．1．1 硬件组成结构方案确定

5．1．2 PLC技术

5．2 装配机液压系统PLC控制设计

5．3 PLC控制流程

5．4 PLC主要I／0地址及外围接线图

5．5 PLC程序编制

5．6 调试

5．7 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的科研成果

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