【正文】 把雜質(zhì)、灰塵及水分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。： 導向套的設計導向套的材料我們選用的是摩擦系數(shù)較小、耐磨性好的青銅ZQSn1。導向套外圓與缸筒內(nèi)孔工作表面的配合多為H8/f7，內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合也可采用H8/f7。，圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半。本次設計中所有的密封裝置都采用的是O型密封圈。O型密封圈在往復運動過程中，除了自密封作用外，由于壓力的作用和液體分子與金屬表面相互作用的結果，又業(yè)中所含的“極性分子”便在金屬便表面形成一個堅固的邊界層油膜，且對軸產(chǎn)生很大的附著力。該油膜始終存在于密封件與往復運動軸之間，從泄露的角度看，這是有害的，長時間的使用后會造成油液的泄露；但它對運動密封面的再潤滑卻起到異常重要的作用。所用材料是橡膠。千斤頂?shù)鬃c油缸之間的連接、光柵尺密封層與活塞之間的連接還有支撐套與油缸壁之間的連接件采用的都是沉頭內(nèi)六角螺釘。符合GB7085的標準。工作臺與蓋板之間的連接和對油缸底蓋的頂升都采用了六角頭螺栓，并符合GB578386的標準。 油缸與螺紋的校驗油缸的額定壓力Pn應低于一定極限：…………………………（）式中：Pn－額定工作壓力；D1－油缸外徑，本次為175mm；D－油缸內(nèi)徑，本次為147mm；σS－油缸材料屈服強度。油缸的材料為45號鋼，查表可得σS=360MPa；由此可知上式 右邊= MPa液壓缸最大工作載荷為20t，…………()其中：Wmax為最大工作載荷，本次為200000N。經(jīng)校驗，油缸壁所受壓力在許可范圍之內(nèi)。 鎖母螺紋牙剪切強度校驗螺紋牙的剪切應力：…………………………………………()式中: F為千斤頂?shù)淖畲筝d荷，本次為200000N； d為公差直徑； b為螺紋牙根部寬度； u為旋合圈數(shù)； [τ]為材料許用剪切應力鎖母內(nèi)螺紋的公差直徑d設為160mm，查表可得 螺距P為16mm，梯形螺紋牙根寬度b==。鎖母高度H為48mm，旋合圈數(shù)u=H/P=3鎖母材料為45號鋼，查表可知這種材料的屈服極限σS為240Mpa，許用應力[σ]=σS/4=60Mpa，材料許用剪切應力[τ]=[σ]=36MPa將以上數(shù)據(jù)代入式中，得τ=＜36MPa經(jīng)檢驗，鎖母的螺紋牙根的剪切強度在許用范圍之內(nèi)。螺紋牙的彎曲應力：………………………………………………………()式中：l*為彎曲力臂。 [σb]為許用彎曲應力。鎖母內(nèi)螺紋的公差直徑d為160mm，查表可知螺紋中徑d2為152mm彎曲力臂l*=(dd2)/2=4mm，許用彎曲應力[σb]=[σ]=72Mpa經(jīng)計算σb=＜72Mpa．經(jīng)校驗螺紋牙的彎曲強度在許用范圍之內(nèi)。 液壓系統(tǒng)分析液壓系統(tǒng)的主要功能是為千斤頂提供動力，通過換向裝置使千斤頂具有上升和下降的功能。為千斤頂?shù)恼９ぷ魈峁┍ＷC和保護措施。由于該頂升系統(tǒng)采用單片機控制，并配有壓力傳感器和光柵位移傳感器來檢測壓力信號和千斤頂?shù)奈灰屏浚钥赏ㄟ^單片機控制油缸內(nèi)的壓力、進油口的流量和活塞的運動速度。這樣在一般液壓系統(tǒng)中常用到的節(jié)流閥、調(diào)速閥、背壓閥、減壓閥等元器件可不必使用到，液壓回路得到極大的簡化。在液壓油路的進油端設置一個溢流閥，給液壓系統(tǒng)提供雙重保護。在回油端設置一濾油器，保證油液清潔，可提高使用壽命。使用二位四通的電磁換向閥改變油路方向。為使液壓缸的運動速度不受載荷變化的影響，保持穩(wěn)定，我們在油缸的下腔進油口處安裝一個平衡閥，該閥不但能保證千斤頂升降時都處于進油調(diào)速狀態(tài)，同時還具有單向閥的功能，所以無論是停電還是破管時，平衡閥均能無泄漏的立即將下腔封閉，保證工件不會自由下滑。使千斤頂在停電狀態(tài)仍能可靠承載。綜合上述觀點，我們將液壓原理圖設計如下：，二位四通電磁換向閥的電磁鐵的工作狀態(tài)是由單片機控制的，當換向閥電磁鐵通電時，換向閥左位接入系統(tǒng)，油液經(jīng)電磁換向閥和平衡閥進入油缸下腔，使得千斤頂上升，再從油缸上腔流出，經(jīng)電磁換向閥和濾油器流回到油箱內(nèi)，這時平衡閥的作用相當于一個單向閥；反之，當換向閥電磁鐵斷電時，換向閥右位接入系統(tǒng)，油液經(jīng)換向閥流入油缸上腔，當上腔壓力達到一定值時，平衡閥上位接入系統(tǒng)，這時平衡閥的作用相當于一個節(jié)流閥，油液從油缸下腔流出，經(jīng)平衡閥、電磁換向閥和濾油器流回到油箱。從而實現(xiàn)了千斤頂升降換向功能，并具有過載保護和斷電保護的功能。 液壓泵與電動機的選擇為了保證系統(tǒng)正常運轉和泵的使用壽命，一般在固定設備系統(tǒng)中，正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右。所以為滿足要求，泵的工作壓力為：p=千斤頂?shù)淖畲筮\動速度為60mm/min。所以液壓泵向液壓缸提供的最大流量為：q=若回路中的泄漏按液壓缸輸入流量的10%估計，則液壓泵的總流量為Q==。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品目錄。這種液壓泵的額定工作壓力為40MPa，完全符合工作要求。千斤頂?shù)淖畲蠊ぷ鬏d荷為20t，即200000N，運動速度為60mm/min。，則液壓泵驅(qū)動電動機所需的功率為：P=。 超高壓泵站簡介最后我們綜合考慮了液壓泵、電動機、液壓回路等因素后。這個油泵站的外形尺寸（mm）為650x370x765，主要部件包含有1 、1個二位四通的電磁換向閥與溢流閥組件，一個ABB公司生產(chǎn)的M2QA 90L4A型電動機、兩根63MPa高壓軟管和兩個軟管接頭。液壓泵的額定壓力為40Mpa，，所采用的工作介質(zhì)是YN32型抗磨液壓油，儲油量為45L。，這樣可提高同步系統(tǒng)的可靠性并延長泵站使用壽命。選用這個超高壓的原因是站內(nèi)設有溢流閥和二位四通電磁換向閥組件，具有電動控制部分，使油泵站具備操作簡單、使用方便、安全可靠的優(yōu)點。3 . 單片機控制系統(tǒng)設計同步頂升系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以是微機、單片機、可編程控制器等，考慮到本次設計的頂升系統(tǒng)僅有4個千斤頂，控制器需要進行的運算量不大，而且本系統(tǒng)提供的功能并不復雜，單片機MCS51足以。所以從節(jié)省成本的角度出發(fā)選擇了單片機控制系統(tǒng)。將本次單片機的控制系統(tǒng)劃分為以下幾個模塊： 圖31 單片機模塊圖 單片機的選用及功能介紹MCS51系列單片機是美國INTEL公司在1980年推出的8位單片微型計算機。其典型產(chǎn)品有8038051和8751三種機型，除片內(nèi)程序存儲器的容量不同外，其內(nèi)部結構與引腳完全相同。在此我們選用了較為常用的8051芯片。：MCS51系列單片機由微處理器、存儲器、定時器/計數(shù)器、串行和并行的I/O接口、中斷系統(tǒng)合振蕩器構成。～；～，提供高位地址；～，產(chǎn)生片選信號；引腳ALE接地址鎖存器74LS378158279和SA4828的使能端；EA/VPP端因不訪問片內(nèi)存儲器而接地；XX2接6MHz的晶振；RESET端接重啟電路。 MCS51芯片引腳示意圖 片外存儲器功能簡介片外存儲器擴展包括程序存儲器（ROM）擴展和數(shù)據(jù)存儲器（RAM）擴展。MCS51系列單片機具有64KB的程序存儲空間，其中8058071片內(nèi)有4KB的程序存儲器，8031片內(nèi)無程序存儲器。當采用8058071型單片機而程序超過4KB，或采用8031單片機時，就需對程序存儲器進行外部擴展。：指令EPROMP0口ALEP2口 數(shù)據(jù)輸出鎖存器數(shù)據(jù)輸入 外部程序存儲器擴展原理圖外部程序存儲器可選用EPROM、EPROM、PAGED EPROM和KEPROM等。紫外線擦除電可編程只讀存儲器EPROM，典型產(chǎn)品有Intel公司的系列芯片2716（2K8位）、2732A（4K8位）、2764A（8K8位）、27128A（16K8位）、27256（32K8位）和27512（64K8位）等，在這些芯片上均設有一個玻璃口，在紫外線下照射20分鐘左右，存儲中的各位信息均變?yōu)?。以后通過編程器可將這些程序固化到這些芯片中。Intel 2764是8K8位的EPROM，單一+5V供電，最大工作電流為140mA，維持電流60 mA，其24腳的管腳及原理框圖見圖26。由于片內(nèi)編程所需要的高壓脈沖產(chǎn)生電路，因此無需外加編程電源和寫入脈沖。8031單片機內(nèi)部僅有128個字節(jié)RAM存儲器，而CPU對內(nèi)部的RAM具有豐富的操作指令。如在實時數(shù)據(jù)采集和處理時，僅靠內(nèi)部的RAM是遠遠不夠的，因此必須擴展外部數(shù)據(jù)存儲器。常用的數(shù)據(jù)存儲器有靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM兩種。以下為靜態(tài)RAM與MCS51的接口：D～D地址 RAMP0口ALEP2口鎖存器譯 碼 外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展原理圖8031單片機應用系統(tǒng)中，靜態(tài)RAM最為常用，因為這種這種存儲器無需考慮刷新問題。但是與動態(tài)RAM相比，需要消耗較大的功率，價格也較高。下面對本文中所涉及的6264為例，介紹靜態(tài)RAM的擴展。6264是8K 8位的靜態(tài)隨機存儲芯片，采用CMOS工藝制造，單一+5V供電，額定功率200mW，典型存儲時間200ns，為28線雙列直插式封裝。6264的A～A這13條地址線與鎖存器的輸出及P2口對應線相連，6264的D～D這8條數(shù)據(jù)線與8031的P0口對應相連，6264的和與8031的和對應，CS接高電平。按照這種片選方式，6264的8KB地址范圍不唯一，6000H～7FFFH是一種地址范圍。當向該片6000H單元寫有個數(shù)據(jù)DATA時，可用如下指令：MOV A，DATAMOV DPTA，6000HMOVX @DPTR，A從7FFFH單元讀一個數(shù)據(jù)時，可用如下指令：MOV DPTR，7FFFHMOVX A，@DPTR上面討論的是8031擴展一片EPROM或RAM的方法。在實際應用中，可能需要擴展多片EPROM或RAM。本次設計要擴展8K8位的EPROM和8K8位的RAM各3片。當CPU通過指令MOVC A，@A+DPTR發(fā)出讀EPROM操作時，PP0發(fā)出的地址信號應能選擇其中一片的一個存儲單元，即8片2764不應該同時被選中，這就是所謂的片選。我們采用了地址法譯碼，譯碼芯片為2片74LS138?？偣部商峁?6個片選信號。 顯示部分設計顯示設備有CRT、LCD、LED等，我們選用的是功能簡單的LED數(shù)碼管顯示器。LED顯示器由7條發(fā)光二極管組成顯示字段，有的還帶有小數(shù)點dp。將7段發(fā)光二極管陰極連在一起，稱為共陰接法，當某個字段的陽極為高電平時，對應的字段就點亮。如下圖所示點亮LED顯示器有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。所謂靜態(tài)顯示，就是顯示某一字符時，相應的發(fā)光二極管恒定的導通或截止，這種方式，每一顯示位都需要一個8位輸出口控制，占有硬件較多，一般僅用于顯示器位數(shù)較少的場合。 數(shù)碼管的引腳示意圖所謂動態(tài)顯示，就是一位一位地輪流點亮各位顯示器。對每一位顯示器而言，每隔一段時間點亮一次。顯示位的亮度顯示位的亮度跟導通電流有關，也和點亮時間和間隔時間的比例有關。動態(tài)顯示器因為其成本較低，多數(shù)顯示撕常常采用。為了顯示字符，要為LED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個“8”字形的7段，再加上一個小數(shù)點位，共計8段，因此提供LED顯示器的顯示段碼為一個字節(jié)。： 段碼位DDDDDDD顯示位dpgfedcbaLED要正常工作需要通過I/O接口芯片8155與8051相連。8155芯片內(nèi)具有256個字節(jié)的RAM，兩個8位、一個6位的可編程I/O和一個14位計數(shù)器，與MCS51接口簡單，是單片機應用系統(tǒng)中使用最廣泛的芯片。 8155的邏輯結構圖和引腳示意圖在8155內(nèi)部具有：（1）256字節(jié)的靜態(tài)RAM，存取時間為400ns。（2）三個通用的輸入/輸出口。（3）一個14位的可編程定時/計數(shù)器。（4）地址鎖存器及多路轉換的地址和數(shù)據(jù)總線。（5）單一+5V電源，40腳雙列直插式封裝。8155可以和MCS51直接相連，見附圖所示。8155的RAM和各端口地址如下：RAM的地址：000H～00FFH命令口：0200HA口：0201HB口：0202HC口：0203H定時器低位：0204H定時器高位：0205H6位LED顯示器和8155的接口邏輯見附錄圖所示。設8051RAM中有6個顯示緩沖單元79H～7EH，分別存放6位顯示器的顯示數(shù)據(jù)。8155的A口掃描輸出總有一位為高電平，8155的B口輸出相應位的顯示數(shù)據(jù)的段數(shù)據(jù)，使每一位顯示出一個字符，其余位為暗，依次改變A口輸出的餓高電平位及B口輸出對應的段數(shù)據(jù)，6位顯示器就顯示出緩沖器的顯示字符。程序清單如下：DIR： MOV R0，79H ；顯示緩沖區(qū)首址送R0MOV R3，01H ；使顯示器最右邊位亮MOV A，R3LD0： MOV DPTR，0101H ；掃描值送入PA口MOVX @DPTR，AINC DPTR ；指向PB口MOV A，@R0 ；取顯示數(shù)據(jù)MOV A，12H ；加上偏移量MOVX A，@A+PC ；取出字形MOVX @DPTR，A ；送出顯示ACALL DL1