步进电机驱动干油阀与智能干油集中润滑系统研究

摘要

机械设备的有效润滑是设备正常运行的根本保障。随着工程机械向着大型化、自动化方向发展，机械设备对润滑系统提出了更高的要求。智能集中润滑系统是目前最为先进的润滑系统，但是仍然存在诸多的不足，特别是在干油集中润滑领域，经常会出现电磁给油阀失效的故障。本文是在分析现有干油集中润滑系统基础上，提出了采用步进电机驱动干油阀作为给油器的智能干油集中润滑系统方案。
　　首先，本文设计了智能干油集中润滑系统的总体方案，采用分布式结构，便于润滑点的扩展和系统的搭建。以某金矿生产车间为研究对象，对系统的润滑方案给出设计说明，包括润滑点选择、润滑脂选择、润滑周期确定，对系统的主要硬件进行了选型说明。
　　其次，研制了采用步进电机作为驱动力的步进电机驱动干油阀。步进电机输出轴为梯形丝杠，梯形螺母与阀芯连接；由于阀芯阀体的配合精度要求很高，为保障配合精度，采用梯形螺母与阀芯柔性连接的方式。文章对阀芯在阀体中受液压卡紧力情况进行了Fluent有限元分析，得出了开均压槽能够有效降低阀芯液压卡紧力的结论。
　　最后，文章还针对步进电机驱动干油阀的控制特点，设计了控制系统的硬件和软件程序。硬件包括PLC、触摸屏等的选型和从站控制器PCB板的设计制作。针对干油集中润滑系统的特点，从站控制器设计时提出了采用一个驱动器驱动多个步进电机的方案；软件包括PLC程序，ARM单片机程序以及WinCC组态软件的程序设计。

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第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内外集中润滑系统的发展状况

1.3本论文主要工作和研究重点

1.4本章小结

第二章 智能干油集中润滑系统总体方案设计

2.1系统总体结构设计

2.2系统润滑方案及参数选择

2.3供油系统部分硬件选择

2.4本章小结

第三章 步进电机驱动干油阀的研制

3.1干油阀总体结构设计

3.2阀体、阀芯设计

3.3基于Fluent软件的阀芯液压卡紧力分析

3.4驱动装置设计

3.4本章小结

第四章 系统控制方案及控制硬件设计

4.1 控制系统总体设计目标

4.2 控制系统整体结构设计

4.3 控制系统电气硬件选型

4.4 从站控制器原理设计

4.5 从站控制器PCB文件的生成及注意事项

4.6本章小结

第五章 控制系统软件设计

5.1上位机WinCC程序设计

5.2 PLC程序设计

5.3从站控制器ARM单片机程序设计

5.4本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术成果

致谢