【正文】 簡(jiǎn)單的拆分就可以湊成聯(lián)數(shù)不同的換向閥組來分別控制多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如油缸、液壓、馬達(dá)等。常規(guī)的板式安裝閥幾乎不能做到既帶手柄又帶電、氣液聯(lián)合控制方式。如在高空作業(yè)車中，當(dāng)作業(yè)臂舉升到一定高度而控制電器發(fā)生故障時(shí)，為了保證人身安全，必須把作業(yè)臂降下來，這時(shí)只需要扳動(dòng)換向手柄即可。多路閥有手柄凸輪、拉桿、遙控軟軸、旋轉(zhuǎn)手柄等控制方式。安裝閥板的配合孔精度要求很高，在單件小批量非數(shù)控加工的條件下，很容易產(chǎn)生不合格品。液壓工業(yè)應(yīng)抓住改革開放大發(fā)展的機(jī)遇，企業(yè)家與技術(shù)人員要更新產(chǎn)品和理念，從為用戶增值的理念體現(xiàn)出市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，站在市場(chǎng)的高 峰和前列。上海豪高機(jī)電科技有限公司在 2021 年開發(fā)出了用于 下的高速開關(guān)數(shù)字閥，空載頻響在 以下， 下頻響在 2ms以下，達(dá)到了目前的最好水平，之所以達(dá)到這一水平主要原因是材料的突破。它具有價(jià)格更低、更易與計(jì)算機(jī)相接、放大驅(qū)動(dòng)裝置更簡(jiǎn)單，而且體積更小 的特點(diǎn)。同時(shí)應(yīng)該看到液壓正向 42～ 48MPa 領(lǐng)域發(fā)展，要能達(dá)到這一壓力領(lǐng)域，閥的連接形式只有插裝式。近年來有些國外液壓系統(tǒng)專利正是應(yīng)用螺紋插裝閥而獲得的。螺紋插裝閥最初是由于工程機(jī)械需要液壓閥減輕重量而產(chǎn)生，同時(shí)這種閥還具有重量輕、成本低、易開發(fā)、集成度高、易組合、知識(shí)專有性強(qiáng)、系統(tǒng)變化適應(yīng)性 強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。今后插裝閥會(huì)逐步取代板式閥成為閥類的主體。今后的趨勢(shì)是螺紋插裝閥在擠壓板式閥的市場(chǎng)空間。第三個(gè)層面是市場(chǎng)因素占主導(dǎo)，液壓閥的發(fā)展在于集成度 的提高，以及大批量、低成本的生產(chǎn)模式。這是目前國際市場(chǎng)上一種流行的理念，即不僅僅是提供產(chǎn)品而是提供給用戶所需的解決方案或整體銷售理念。這些跨國企業(yè)在這方面已經(jīng)走在前列。各大跨國液壓公司已經(jīng)或正在發(fā)展基于這一技術(shù)基礎(chǔ)上的液壓閥系列產(chǎn)品，并用 于液壓泵的變量控制以及系統(tǒng)的各種閥控回路上。首先是以技術(shù)占領(lǐng)市場(chǎng)制高點(diǎn)，高端市場(chǎng)需要高層次、高水平的技術(shù)。s fusion, the hydraulic valve entered digital times. In the future, the hydraulic pressure digital valve will be a brand new valve which the proportioning valve, the servo valve auxiliary will contend with. It has the lower price , easier docking to the puter, simpler enlargement drive, moreover, the smaller volume. Its unique performance, will hold a bigger share inevitably in present39。 On the other hand, hydraulic valve39。 看它的獨(dú)特性能，在今后的市場(chǎng)上，勢(shì)必將占有更大的份額！ 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)字液壓閥；步進(jìn)電機(jī)；單片機(jī)控制；壓力傳感器反饋 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） Abstract The hydraulic valve is the indispensable part of function unit in the fluid drive. The fluid drive system39。液壓數(shù)字閥是未來與比例閥、伺服閥相輔相爭(zhēng)的一個(gè)全新的新閥種。如今，液壓閥在體積、性能、能耗、智能化、制造加工工藝等方面都有了極大的發(fā)展。北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘 要 液壓閥是流體傳動(dòng)中不可或缺的功能單元。一方面，流體傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)需要液壓閥相應(yīng)提高性能；另一方面，液壓閥本身的創(chuàng)新也給流體系統(tǒng)帶來了新的活力。隨著液壓系統(tǒng)與電子技術(shù)、 IT 技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，液壓閥進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代。它具有價(jià)格更低、更易與計(jì)算機(jī)相接、放大驅(qū)動(dòng)裝置更簡(jiǎn)單，而且體積更小的特點(diǎn)。s optimized promotion needs the hydraulic valve to enhance the performance correspondingly。s innovation also bring new vigor to the fluid system. Now, the hydraulic valve had enormous development in aspects volume, performance, energy consumption, intellectualized, manufacture processing craft and etc. Along with the hydraulic system, the electronic technology, the IT technology and working39。s market! Keyboard： hydraulic valve； stepper motor； SCM Control； Pressure sensor feedback 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 目錄 第一章 緒論 1 目的和意義 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 5 第二章 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 液壓閥的選擇 6 7 步進(jìn)電機(jī)的選擇 7 壓力傳感器的選擇 改造圖及說明 第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 10 13 89C51 單片機(jī)的介紹 引腳簡(jiǎn)要說明 14 14 P3 口的第二功能 步進(jìn)電機(jī)工作原理的介紹 15 15 硬件部分設(shè)計(jì) 單片機(jī)電路 反饋電路 電路圖 第四章 控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì) 環(huán)形脈沖分配 步進(jìn)電機(jī)的頻率設(shè)定 89C51 單片機(jī)源程序 第五章 實(shí)驗(yàn) 16 16 16 17 19 20 21 21 25 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 實(shí)際實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)際誤差 實(shí)驗(yàn)圖片 參考文獻(xiàn) 附錄 25 26 30 30 32 33 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 數(shù)字液壓閥的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 目的和意義 液壓閥的發(fā)展應(yīng)從技術(shù)與市場(chǎng)相結(jié)合來看，它分成三個(gè)層次和三種發(fā)展方向。目前，通用的是 CAN 總線，這種機(jī)電液總線一體化的技術(shù)將占領(lǐng)未來 5 年以上的技術(shù)制高點(diǎn)。這方面的發(fā)展以工程機(jī)械液壓產(chǎn)品領(lǐng)先，如已用于攤鋪機(jī)的液壓控制上， 這方面的跨國企業(yè)有 SauerDanfoss 的 PLUS1 系列產(chǎn)品； Rexroth 也在致力于發(fā)展這方面的產(chǎn)品與技術(shù)。第二個(gè)層面是技術(shù)與市場(chǎng)相結(jié)合。目前這種理念更發(fā)展為液壓銷售商提供給用戶的是增值服務(wù)，而不只是傳統(tǒng)的產(chǎn)品本身。在這方面值得注意的是螺紋插裝閥，它作為液壓元件五種連接方式之一，正以更快的速度增加市場(chǎng)占有量。盡管板式閥在今后幾年中仍然是市場(chǎng)的主體，但已不占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。這是因?yàn)槁菁y插裝閥不只是一種結(jié)構(gòu)形式的變化，而它還給液壓閥的發(fā)展帶來了原來意想不到的推動(dòng)力。因此它不僅為液壓閥的發(fā)展帶來更大的可塑性，也給系統(tǒng)的形成帶來更多的專有性。今后二通插裝閥與螺紋插裝閥可分割閥的整個(gè)流量范圍，即二通插裝閥用于 300～ 500 l/min 以上，螺紋插裝閥用于 300～ 500 l/min 以下的系統(tǒng)領(lǐng)域。液壓數(shù)字閥是未來與比例閥、伺服閥相輔相爭(zhēng)的一個(gè)全新的新閥種。典型的應(yīng)用在 SauerDanfoss 的 PVG比例多路閥上已經(jīng)可見， EATON－ VICHERS 的二 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 通插裝流量閥專利產(chǎn)品也可見到。我國的液壓工業(yè)經(jīng)過不到五十年發(fā)展，已跨入世界前列。 多路閥得到廣泛應(yīng)用 ： 閥在組合成液壓系統(tǒng)時(shí)，有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是必須給它們?cè)O(shè)計(jì)安裝閥板。那么有沒有一種不需要加工閥板，又能任意組合的能形成特定控制功能的閥組呢？這就是多路閥。其中手柄控制使用最為廣泛，即可以控制動(dòng)作又可以作為應(yīng)急備用。多路 閥有純電控、氣控、電液控等多種換向方式。而移動(dòng)液壓設(shè)備住往又有這個(gè)要求，即在電器自動(dòng)控制方式失效時(shí)必須做到能夠手動(dòng)控制，便于將作業(yè)功能恢復(fù)后對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修。多路閥本身并不需要用戶自己加工閥板，這樣多路閥在使用過程中，對(duì)用戶就沒有過高的工藝要求，基本杜絕了常見液壓系統(tǒng)泄漏的通病。由于多路閥是三位六通的，控制聯(lián)可以做成串聯(lián)功能的，幾個(gè)閥組之間只需一根油管就可以組成一個(gè)過橋油路，使用起來非常方便，對(duì)防止設(shè)備聯(lián)動(dòng)，提高設(shè)備的使用安全性是相當(dāng)必要的。多路閥還可以做成比例閥型、負(fù)載敏感型、 LS 反饋型等多種特殊功能的類型。在一定意義上，液壓閥的功能是以能量損失為代價(jià)而獲得的。 但從總體的工況、性能、多重負(fù)載以及成本等各個(gè)方面綜合考慮，閥控的液壓系統(tǒng)還是處于主導(dǎo)的位置。另一方面采用高性能、高質(zhì)量、高可靠及低成本的液壓閥就是一種節(jié)能措施。如果同樣功能的控制閥，其中某種閥的抗污染能力強(qiáng)，工作可靠性好，則其可避免高額的過濾成本，更可降低因故障 而造成停產(chǎn)損失等風(fēng)險(xiǎn)，這也可以說是具有很好的節(jié)能效應(yīng)。產(chǎn)品和產(chǎn)品之間的兼容性不好也很容易造成液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定，由此引發(fā)一系列的發(fā)熱、泄漏等非節(jié)能問題。此外各個(gè)公司的加工手段、加工工藝的好壞，先進(jìn)與否也很大程度上影響到閥的性能和節(jié)能問題。比例技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合可以解決這類問題，是未來液壓應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展方向。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 經(jīng)過長(zhǎng)期不懈的研究開發(fā)， Atos 公司在新型數(shù)字化電液技術(shù)上取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，并不斷在不同的領(lǐng)域成功應(yīng)用。 Atos 新型數(shù)字電液技術(shù)可為任何電液軸提供位移、速度或力的閉環(huán)控制方案。目前， Atos 數(shù)字電液技術(shù)主要應(yīng)用于注塑 機(jī)行業(yè)的壓力 /流量控制，北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 吹塑機(jī)的壁厚控制。與常規(guī)的伺服閥相比，派克漢尼汾公司開發(fā)的采用 VCD（音圈驅(qū)動(dòng)）技術(shù)的 DFplus 系列比例閥的動(dòng)、靜態(tài)特性完全能滿足液壓伺服系統(tǒng)的要求，而其結(jié)構(gòu)上避免了 “ 噴嘴 ” 等對(duì)污染極其敏感的因素。 順便提及的 DFplus 是派克漢尼汾公司為更好地適應(yīng)現(xiàn)代控制技術(shù)而開發(fā)的新型液壓元件。目前液壓閥的發(fā)展程度可歸結(jié)為產(chǎn)品功能與規(guī)格基本齊全，可滿足工程的總體需求。由材料技術(shù)與電控技術(shù)的發(fā)展，加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的需要，催生出液壓高速開關(guān)閥即液壓數(shù) 字閥。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，催生出以微處理器與軟件技術(shù)結(jié)合的具體總線傳輸控制的液壓閥系列化產(chǎn)品。建議稱為總線控制型液壓閥（或簡(jiǎn)稱線控或網(wǎng)控液壓閥）。另外，由于先進(jìn)加工技術(shù)如數(shù)控機(jī)床的推廣，催生出液壓螺紋插裝閥的發(fā)展與應(yīng)用，它使液壓閥的制造與應(yīng)用都產(chǎn)生深刻的影響和變化。 目前，國內(nèi)的企業(yè)正從設(shè)備等硬件設(shè)施與管理等軟件設(shè)施各方面追趕世界先進(jìn)水平，并取得了明顯的成績(jī)，他們的產(chǎn)品在 2021 年的 PTC ASIA 展覽會(huì)上大家有目共睹。但這只是從表面上看，我國液壓工業(yè)與國外相比在液壓閥方面的差距，在中低端市場(chǎng)上既不在于技術(shù)也不在于質(zhì)量，而在于管理。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我采用實(shí)驗(yàn)法，選擇在 KEILC51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，以確定實(shí)際中所需要的參數(shù)，再使用這些參數(shù)完成相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算，最終確定設(shè)計(jì)方案。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有： 1. 液壓閥改造（步進(jìn)電機(jī)與液壓閥的連接） ； 2. 單板機(jī)控制步進(jìn)電機(jī) ； 3. 壓力傳感器反饋 。而這其中就包括了三個(gè)重要部分：傳動(dòng)部分、控制部分、反饋部分。步進(jìn)電機(jī)可以 運(yùn)用單片機(jī)的輸出功能 ,通過編程實(shí)現(xiàn)輸出 3 個(gè)信號(hào)分別給步進(jìn)電機(jī)的三相 A、 B、C,并通過輸出時(shí)信號(hào)的循環(huán)次序 ,來設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及輸出信號(hào)的頻率以便設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。而且，在我的設(shè)計(jì)中，步進(jìn)電機(jī)軸將與液壓閥的軸同軸連接，這樣 可以得到一個(gè)穩(wěn)定的傳動(dòng)比，也就是 1： 1的傳動(dòng)比，易于設(shè)計(jì)和計(jì)算。 對(duì)于控制部分，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將使用 89C51 單片機(jī)進(jìn)行控制。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中， 89C51 單片機(jī)將作為一個(gè)控制芯片，對(duì)其編輯程序，便可以讓 它對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行一定的控制，不如控制轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)方向等。 最后是反饋部分，對(duì)于一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，反饋部分是很重要的一個(gè)部分。由于壓力傳感器反饋的信號(hào)是一個(gè)電信號(hào)，所以還需要把電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，這就需要一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換芯片在壓力傳感器與 89C51 之間進(jìn)行工作。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 液壓閥的選擇 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將選用 YG13H 型高靈敏度 先導(dǎo)式 減壓閥 ， 下面是這個(gè)型號(hào)的減壓閥的介紹： 本系列減壓閥屬于先導(dǎo)活塞式減壓閥。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導(dǎo) 閥啟閉驅(qū)動(dòng)活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小，實(shí)現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。 改善了流線分布，降低了噪聲。 本產(chǎn)品主要用于 液壓 管路，適用于進(jìn)口壓力變化大，流量變化大的 液壓 管路。 步進(jìn)電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)是