節(jié)能型空壓機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)探究范文

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《機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程雜志》2014年第六期

1執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

空壓機(jī)由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、油門(mén)控制裝置、儲(chǔ)氣罐、感器、小型發(fā)電機(jī)、電磁閥、控制器、調(diào)壓開(kāi)關(guān)、氣體壓縮機(jī)構(gòu)、進(jìn)氣管、飛輪、氣動(dòng)馬達(dá)等構(gòu)成(如圖6所示)。動(dòng)力機(jī)構(gòu)、調(diào)壓開(kāi)關(guān)和氣體壓縮機(jī)構(gòu)安裝在儲(chǔ)氣罐上構(gòu)成空壓機(jī)的主體構(gòu)架，動(dòng)力機(jī)構(gòu)的主體部分為柴油機(jī)或汽油機(jī)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)的上部安裝有氣動(dòng)馬達(dá)，氣動(dòng)馬達(dá)上的齒輪與飛輪上的齒圈相嚙合，動(dòng)力機(jī)構(gòu)的下部安裝有功率低于20W的小型發(fā)電機(jī);動(dòng)力機(jī)構(gòu)上安裝有飛輪;動(dòng)力機(jī)構(gòu)的中部安裝有傳感器;進(jìn)氣管上安裝有電磁閥，氣動(dòng)馬達(dá)的進(jìn)氣管由電磁閥引出，控制器安裝在靠近調(diào)壓開(kāi)關(guān)的一側(cè)，為了方便與調(diào)壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行電氣連接，控制器通過(guò)導(dǎo)線與油門(mén)控制裝置、傳感器、小型發(fā)電機(jī)、電磁閥相連接［2］。氣動(dòng)馬達(dá)只進(jìn)行單方向動(dòng)力輸出，因此只接有一根氣管;氣動(dòng)馬達(dá)上的齒輪也進(jìn)行單方向扭矩輸出，其功能猶如自行車(chē)后輪上的飛輪，這樣當(dāng)氣馬達(dá)帶動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)啟動(dòng)后，就不會(huì)跟著同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，延長(zhǎng)了氣動(dòng)馬達(dá)的使用壽命;電磁閥為兩位三通氣動(dòng)電磁閥或兩位四通電磁閥;傳感器為霍爾元件或轉(zhuǎn)軸電壓式;小型發(fā)電機(jī)為轉(zhuǎn)動(dòng)式或振動(dòng)發(fā)電式;油門(mén)控制裝置由小型氣缸、電磁閥、限位開(kāi)關(guān)和彈簧構(gòu)成;電磁閥用來(lái)驅(qū)動(dòng)小型氣缸執(zhí)行動(dòng)作［3］。

2電路設(shè)計(jì)

電路主要基于51單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，以52單片機(jī)為智能控制單元進(jìn)行外圍布局。首先，發(fā)電機(jī)提供交流電能，經(jīng)整流橋進(jìn)行整流穩(wěn)壓后，分成兩路變壓模式，變成5V后輸入到單片機(jī)和傳感器;變成12V后輸入到電磁閥。由于野外工作環(huán)境惡劣及供電電源的不穩(wěn)定，因此在外圍電路上設(shè)有抗諧波構(gòu)造，其主要原理是基于傅立葉分解法求出各次諧波含量。智能控制部分主要由單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成(如圖8所示)。控制信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)首先要經(jīng)過(guò)光電隔離模塊進(jìn)行物理隔離后進(jìn)行閉環(huán)輸入，其作用就是在兩個(gè)供電控制之間創(chuàng)建了一個(gè)物理隔斷，這意味著信號(hào)數(shù)據(jù)包不能從一個(gè)信號(hào)路徑流向另外一個(gè)信號(hào)路徑。并且兩者線路上從不會(huì)有實(shí)際的連接，以防止外來(lái)干擾影響單片機(jī)工作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用舵機(jī)模塊，由單片機(jī)輸入控制信號(hào)，配合12V供電進(jìn)行精確控制，基本實(shí)現(xiàn)了電路的整體工作流程。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上幾大模塊的設(shè)計(jì)、改進(jìn)與優(yōu)化，并利用其自身壓縮空氣進(jìn)行啟動(dòng)，不增加額外的大容量電瓶電機(jī)，實(shí)現(xiàn)自行啟動(dòng)，節(jié)能環(huán)保，同時(shí)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔高效，可以節(jié)約大量油料，尤其是在大型戶(hù)外工程的使用上，節(jié)能效果更為明顯，具有廣闊的市場(chǎng)空間。

作者：聶廣鹿方懂平單位：北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院舟山市定海區(qū)巨洋技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司