Выбираем пластинчатый насос с нерегулируемым рабочим
БГ 12-21М, имеющий техническую характеристику:
- номинальное давление –
- номинальная производительность –
- рабочий объем -
- частота вращения ротора – 25 об/с;
- объемный КПД – 0,75;
- механический КПД – 0,8;
- общий КПД – 0,6;
- масса – 9,5 кг.
2.6 РАСЧЁТ НАГНЕТАТЕЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА НА ПРОЧНОСТЬ
Прочностной расчет трубопровода заключается в определении толщины стенки трубы из условий прочности. Труба рассматривается как тонкостенная оболочка, подверженная равномерно распределенному давлению
где
Для труб, выполненных из стали 20,
Из справочников толщина стенки трубы выбирается так, чтобы действительная толщина стенки трубы
Выбираем трубу с параметрами:
2.7 ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
В качестве приводного электродвигателя обычно используется трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором общепромышленного применения. Электродвигатель выбираем при соблюдении следующих условий:
где
Расчетная номинальная мощность на валу ротора насоса при дроссельном регулировании скорости
где
Выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором 4А132М4У3, имеющий следующую техническую характеристику:
номинальная мощность - 4 кВт>2 кВт;
синхронная частота вращения - 25 об/с=
масса – 100 кг.
3 РАЗРАБОТКА МИКРОКОНТРОЛЛЕРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
3.1 ВЫБОР МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
Для обработки информации с датчиков положения, выполнения алгоритма работы и подачи управляющих сигналов на исполнительную гидравлическую аппаратуру применяем 28-выводный микроконтроллер PIC14000, тактовая частота которого без применения кварцевого резонатора 4МГц, объем ОЗУ 192 байта, 22 линии ввода-вывода, объем ПЗУ 4Кх14.
Данный микроконтроллер – дешевое микроэлектронное устройство, имеет достаточные технические характеристики для обслуживания разрабатываемой системы синхронизации.
Основные функции микроконтроллера в разрабатываемой системе – это опрос четырех датчиков положения, десяти датчиков давления, шести элементов фильтрации рабочей жидкости, проведение расчетов по алгоритму работы и выдача сигналов управления на предохранительные клапаны, дросселирующие распределители и приводные электродвигатели.
Функциональная схема микроконтроллерной системы управления представлена на рисунке 3.1.
|
Рисунок 3.1 – Функциональная схема микроконтроллерной системы управления
3.2 ВЫБОР ДАТЧИКА ПОЛОЖЕНИЯ И РАСЧЕТ СХЕМЫ СОПРЯЖЕНИЯ С МИКРОКОНТРОЛЛЕРОМ
Для обеспечения измерения рабочего диапазона перемещения траверсы используем закрытую систему измерения линейных перемещений на базе фотоэлектрической линейки LS-623 со следующими техническими характеристиками:
- рабочий диапазон измерений – 2540мм;
- межштриховой шаг – 20мкм;
- системная точность
- разрез линейки (высота х толщина) 75х37мм.
Система имеет прямоугольные импульсы (ТТL-выход).
Выбранная система измерения линейных перемещений удовлетворяет всем требованиям по монтажу, габаритным размерам и диапазону измерения.
Схема сопряжения датчика положения с микроконтроллером представляет собой набор счетчиков, которые считают импульсы от датчика и через регистр-защелку передают данные в порт микроконтроллера.
Расчет необходимых параметров схемы сопряжения выполняем для рабочего хода траверсы при максимальной скорости движения
С учетом того, что шаг линейки 0,02 мм (50 импульсов за 1с),
при
при
Т.о. опрос датчика положения контроллер будет вести через каждые 20 импульсов.
Для подсчета импульсов от датчика положения выбираем четырех разрядный счетчик К555ИЕ7.
Необходимое количество микросхем счетчиков для подсчета 20 импульсов – 2 шт., т.к. 20 в двоичном коде =25 (два 4-х разрядных счетчика).
Для фиксирования информации на выходе счетчика импульсов используем RS-триггер.
Логический элемент “И” К555ЛИ5, сигнал на выходе которого служит для установки информации на триггере и обнуления старшего счетчика импульсов.
В системе всего 4 датчика положения, информация с которых поступает на один порт А микроконтроллера.
После считанной информации с триггеров микроконтроллер через порт С сбрасывает те триггеры в 0, с которых прочитана информация. При этом в соответствующих регистрах накопителях ведется подсчет суммарного положения траверсы относительно нижнего штампа.
Принципиальная схема сопряжения датчика положения с микроконтроллером представлена на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Принципиальная схема сопряжения датчика положения с микроконтроллером
3.3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ СОПРЯЖЕНИЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА С ДАТЧИКАМИ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Сигналы с датчиков давления и фильтрующих элементов необходимо подавать на порт ввода микроконтроллера через оптроны АОТ123А для преобразования уровней сигнала в TTL. Т.к. общее число обрабатываемых сигналов равно 16, а порт ввода микроконтроллера 8-разрадный, то необходимо применить шифратор К155ПР6. Принципиальная схема сопряжения микроконтроллера с датчиками аварийных ситуаций приведена на рисунке 3.3.