【溫馨提示】 dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，，壓縮包內文檔可直接點開預覽，需要原稿請自助充值下載，請見壓縮包內的文件及預覽，所見才能所得，請細心查看有疑問可以咨詢QQ：414951605或1304139763

黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 摘 要 本文主要介紹輕型汽車后橋油封安裝壓入機的結構設計頭。本機由床身、壓裝機構、輸送機構、接件機構、氣動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)六大部分組成。該機為框架式結構，動力驅動方式為氣動與液壓傳動，并靠電氣系統(tǒng)進行控制。本實用新型的有益效果是：使用ＰＬＣ控制，半自動化處理，勞動強度低，工作效率高，操作簡易，普通操作人員簡單培訓及可上崗。人工操作失誤具有自動聲光報警提示。設備噪音低，安全可靠。一套動力設備可完成兩個動作，具有聯(lián)動功能，節(jié)約動力設備，節(jié)省成本。本設備主要用于汽車后橋兩端部油封的自動壓裝及后橋的輸送，采用本設備自動壓裝油封克服人力手工壓裝的不足，從而減輕了工人的勞動強度，提高產(chǎn)品壓裝油封的生產(chǎn)效率及質量。 關鍵詞： 壓入機；氣動傳動；液壓傳動；PLC控制  ABSTRACT In this paper, light vehicle axle seals installed into the machine's structural design pressure head. The machine consists of bed, press-fit bodies, transport bodies, fittings, pneumatic system, electrical system, six major components. This machine frame structure, power-driven approach to pneumatic and hydraulic transmission, and control by electrical system. The beneficial effect of this utility model is: use PLC control, semi-automated processing, low labor strength, efficient, simple, common operator training and can be a simple induction. Manual errors with automatic sound and light alarm. Equipment, low noise, safe and reliable. A power plant to be completed by the two movements, with the linkage function, power saving devices and reducing costs. This equipment is mainly used for automobile rear axle oil seal both ends and fitted with Auto-delivery after the bridge, using the device automatically press-fit oil seal fitted to overcome the shortage of human hand pressure, thereby reducing labor intensity and improve the product pressure loaded oil seal production efficiency and quality Key words： indentation machine; pneumatic transmission; hydraulic transmission; PLC control II 目　　錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 選題的目的和意義 2 1.2 國內外的研究現(xiàn)狀 2 1.3 設計研究的主要內容 1 第2章 后橋油封壓入機的總體方案設計 4 2.1 設備用途 4 2.2 適用條件 4 2.3規(guī)格及性能 4 2.4 結構形式 4 2.5 工作原理 5 2.6后橋油封軸向壓入力的計算 6 2.6.1軸向壓入力的分析 7 2.6.2軸向壓入力的計算 7 2.7 本章小結 7 第3章 用Auto CAD和CATIA設計機械裝配圖 8 3.1主要零件的Auto CAD圖 9 3.1.1支座 9 3.1.2擋塊 9 3.1.3擋塊 9 3.2主要零件的CATIA圖 10 3.2.1油封壓入裝置 11 3.2.2工作臺 12 3.2.3后橋V型支座 13 3.3本章小結 13 第4章 電機驅動與控制部分的設計 14 4.1控制對象狀態(tài)確定 14 4.2控制方案的設計與選擇 14 4.3硬件電路的設計 14 4.3.1進步電機驅動電路設計 14 4.3.2 計數(shù)方式的選擇 16 4.3.3 顯示電路設計 16 4.3.4 單片機電源電路的設計 16 4.4 PC、PLC、PT的通訊 17 4.5電氣原理圖 19 4.6本章小結 19 第5章 設備的安裝調整及保養(yǎng)與檢測 21 5.1安裝 21 5.2調整 21 5.2.1壓裝機構調整 21 5.2.2夾緊松開缸調整 22 5.3試車運行與操作 23 5.3.1試車運行 23 5.3.2操作 23 5.3.3運行 24 5.4操作事項 25 5.5保養(yǎng)與維修 26 5.6故障與排除 27 5.7觸摸屏（PT）工藝流程圖 28 5.8本章小結 28 結論 29 參考文獻 30 致謝 31 2 第1章 緒　　論 1.1 選題的目的和意義 本項目研究的主要目的是根據(jù)所給后橋殼體工藝相關資料，采用驅動橋半軸的半浮支承方式，通過對后橋殼體工作條件和受力情況的了解來引入后橋殼體油封安裝壓入機的方案，還要進行油封安裝工藝分析，從工藝設計方法、結構原理、材料及應用等方面分析油封安裝的工藝和夾具，通過這些來完善后橋油封壓入機的密封性，耐久性和使其成本更低。 在車輛的使用中，往往會出現(xiàn)漏油故障，它將直接影響到汽車的技術性能，導致潤滑油、燃油的浪費，消耗動力，影響車容整潔造成環(huán)境污染.由于漏油、機器內部潤滑油減少，導致機件潤滑不良、冷卻不足，會引起機件早期損壞，甚至留下事故隱患. 防止泥沙、灰塵、水氣等自外侵入軸承中限制軸承中的潤滑油漏出。而且是汽車中保持轉動部件不可少的非金屬配件。常用的骨架式油封一般由金屬骨架環(huán)、鋼絲彈簧圈及橡膠密封層部分組成。所以說這項技術對我們很重要。 現(xiàn)在市場對汽車質量的要求越來越高，競爭日趨激烈，而汽車零部件的裝配水平對汽車的質量起著決定性的作用。在汽車后橋裝配線的改造設計任務中，后橋油封裝配式裝配線上一個關鍵工位，此工位的改造成為刻不容緩的課題，廢品率高，耐用性差等特點，嚴重影響該產(chǎn)品在客戶的聲譽和市場占有率，這次設計我們針對油封裝配工藝特點進行了深入分析研究，并對壓入力進行理論計算，制訂了較優(yōu)化裝配方案，改進了壓頭結構，大大提高了裝配工藝的合理性。 1.2 國內外的研究現(xiàn)狀 隨著汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，我國汽車保有量日益增長，目前已經(jīng)成為汽車消費大國。微型及普及型汽車在我國的很大市場，從0.9L到1.6L,價格適合我國國情，適合正在發(fā)展的中國的現(xiàn)況。后橋安裝油封是重要工序內容，隨著現(xiàn)在設計加工制造技術的發(fā)展，裝配手段等也在不斷發(fā)展，確定裝配工藝與裝夾方案的設計，從而達到對汽車制造裝備進一步更深了解。 現(xiàn)在輕型汽車占汽車保有量的三分之一，哈飛每年生產(chǎn)近20萬量輕型汽車。1.0~1.3L發(fā)動機后輪驅動，用于輪距在：1300/1310/1280/1290/1235/1220/1200等 而且國內外輕型面包客車后橋殼體大部分都是采用驅動橋半軸的半浮支承方式，汽車的驅動橋位于傳動系的末端。其基本功用時增扭、降速和改變轉矩的傳遞方向，即增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉矩，并將轉矩合理的分配給左右驅動車輪，其次驅動橋還要承受作用于路面或車身之間的垂直力，橫向力，以及制動力距和反作用力矩等，顯然后橋油封安裝壓入機與汽車后橋殼體的工作有很密切的關系，我們必須了解這些現(xiàn)有的程度。 現(xiàn)在有很多種后橋油封壓入機, 有一種后橋主軸螺栓及后橋油封壓入機涉及汽車制造行業(yè)領域，是一機架，固定安裝在機架上的定位機構、油封壓入機構、主軸螺栓壓緊機構，機架的底部設置調整地角調整設備的高度和水平度；它的主軸螺栓壓緊機構由固定板、支撐座、導桿、彈簧座、壓頭、拉桿、導套、滑動座、連接套、定位銷構成，下部連接一液壓缸，對汽車后橋工作；它的定位機構由過渡套、壓頭和Ｖ型支架構成，壓頭的尾端分別連接液壓缸。 既然要設計后橋油封安裝壓入機，就必須了解每部分的作用和組成。油封的作用：防止泥沙、灰塵、水氣等自外侵入軸承中；限制軸承中的潤滑油漏出。對油封的要求是尺寸應符合規(guī)定；要求有適當?shù)膹椥裕軐⑤S適當?shù)乜ㄗ?，起到密封作用；要耐熱、耐磨、強度好、耐介質（油或水等），使用壽命長。后橋油封，應注意以下幾點：由于設計和結構上的原因，高轉數(shù)的軸應使用高速油封，低轉速的軸使用低速油封，不能將低速油封用于高速軸上，反之也不行。一般的油封承受壓力能力差，壓力過大時油封會變形。在壓力過大的使用條件下應采用耐壓支承圈或加強的耐壓油封。油封和軸配合時偏心過大，則其密封性會變差，特別是在軸轉速高時尤為嚴重。如果偏心過大時，可采用“W”形斷面的油封。軸的表面光潔度，直接影響油封的使用壽命，即軸的光潔度高，油封使用壽命就會長。而且要在油封的唇口應有一定量的潤滑油。要特別注意防止塵土浸入油封。說后橋油封壓入機的設計直接影響著一輛車的壽命。所以說油封壓入機對油封能起到的作用有很大的影響。好的壓入機能使的它和油封之間的作用力不大也不會太小，用適當?shù)牧η『媚苁褂头夂蛪喝霗C的壓頭很好的接觸，不會使油封變形，也不會由于壓力過小而達不到密封的效果。有限元法隨著計算機科學的發(fā)展，在包括汽車發(fā)動機在內的幾乎所有工程領域得到愈來愈廣泛的運用。有限元技術的出現(xiàn)，為工程設計領域提供了一個強有力的計算工具，經(jīng)過迄今約辦半個世紀的發(fā)展，它已日趨成熟使用，在近乎所有的工程設計領域發(fā)揮著越來越重要的作用。而汽車發(fā)動機零部件的設計是有限元技術最早的應用領域之一。 還有些新型的使用PLC控制，半自動化處理，勞動強度低，工作效率高，操作簡易，噪音低，安全可靠。一套動力設備可完成兩個動作，具有聯(lián)動功能，節(jié)約動力設備，節(jié)省成本。還有一些油封克服了現(xiàn)有的車橋油封使用壽命短、密封效果差，不適用于惡劣工況條件的缺陷，用新型密封主唇、密封副唇、骨架和彈簧，而且裝配方便，對軸、孔的安裝精度要求較低，延長了油封的使用壽命，密封性好。 1.3 設計研究的主要內容 對后橋油封壓入機的壓入全過程分析進行深入研究，其主要的研究內容有： （1）對后橋油封安裝壓入機的主要部件：床身、壓裝機構、鎖止機構、主工作裝置等進行分析 （2）對后橋油封安裝壓入機的液壓、氣壓控制原理圖及相應的主要典型元件連接裝配圖及相應的件的選型進行分析。 （3）對油封安裝壓入頭結構的設計和分析。 （4）對怎樣適合不同尺寸后橋的裝夾，動態(tài)進給，一機多用(主進給，副進給)進行分析和考慮 （5）對怎樣用氣壓和液壓來進行裝夾進行運算和分析。  第2章 后橋壓入機的總體方案設計 2.1 設備的用途 本設備主要用于汽車后橋兩端部油封的自動壓裝及后橋的輸送，采用本設備自動壓裝油封克服人力手工壓裝的不足，從而減輕了工人的勞動強度，提高產(chǎn)品壓裝油封的生產(chǎn)效率及質量。 2.2 適用條件 (1)海拔高度：0m～1000m; (2)環(huán)境溫度：10℃～40℃; (3)電源電壓：220VAC; (4)相對濕度：≤85%; 2.3 規(guī)格及性能 (1)油缸最大推力：5t (2)油缸最大行程：25mm (3)氣源壓力：0.50MPa～0.60MPa (4)氣液增加器增壓比：1 ：25 (5)壓裝循環(huán)動作時間：55s ± 5 (6)設備外廓尺寸（長x寬x高）： （3450X740X2130）mm (7)設備總重：4t 2.4 結構形式 本機由床身、壓裝機構、輸送機構、接件機構、氣動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)六大部分組成。該機為框架式結構，動力驅動方式為氣動與液壓傳動，并靠電氣系統(tǒng)進行控制。 (1)床身包括下部主床身及上部支架。 (2)壓裝機構包括增壓油缸（壓封油缸），定位氣缸、鎖緊氣缸、滑動導軌、頂桿、V型塊、支座、收口機構等。 (3)輸送機構包括水平運動的移動氣缸，上下運動的升降氣缸，運輸工件的夾緊松開缸。 (4)接件機構包括氣缸、V型塊、導桿等。 (5)氣動系統(tǒng)包括管路、電磁閥、減壓閥、氣液轉換器、氣液增壓器、單向節(jié)流閥、氣動兩聯(lián)體等。 (6)電氣系統(tǒng)包括電氣控制柜、PLC控制器、24V直流電源、線路，磁性開關、行程開關、觸摸屏（PT）等。（見圖2.1） 圖2.1后橋油封安裝壓入機總裝配 2.5工作原理 在主氣源接通和電氣系統(tǒng)通電狀態(tài)下，首先由操作者在兩端頂桿端頭部位置套上預壓裝的油封和壓蓋，然后定的位置上。 確定上述工把汽車后橋放置到設備指件放置到位后，按動啟動按鈕，電磁閥DT01和DT03通電，定位缸前進，同時將后橋兩端部頂住定位。隨后電磁閥DT05、DT07通電，鎖緊缸前進，鎖住收口機構。 上述動作完成后，電磁閥DT19、DT21和電磁閥DT09、DT11通電，液壓油通過氣液轉換器和氣液增壓器被壓入增壓油缸（壓封油缸），壓封油缸將頂件端部上的油封和壓蓋壓入到后橋兩端部。 在確定油封和壓蓋被準確壓到位后，電磁閥DT20、DT22和電磁閥DT10、DT12通電，壓封油缸后退，電磁閥DT06、DT08通電鎖緊缸返回，同時電磁閥DT02、DT04通電，定位缸回位，此時壓裝過程結束。 輸送后橋工作開始，電磁閥DT14通電，升降缸帶動夾緊松開缸下移，到位后電磁閥DT15通電，夾緊松開缸氣爪閉合，夾緊后橋，電磁閥DT13通電，升降缸帶動夾緊松開缸和后橋上移，上移到位后發(fā)送信號，電磁閥DT17通電，移動缸水平移動，同時把后橋平移運送到輸送線一側。 當接件機構底部行程開關QS28檢測到接件機構升起到位后，同時后橋接件機構上的行程開關OS25檢測到前件已輸送走，電磁閥DT14通電，升降缸帶動后橋下移，到位后DT16通電氣爪打開，后橋落入接件機構，電磁閥DT13、DT18通電，升降缸帶動氣爪升起，移動缸返回原位等待。 當行程開關QS27檢測到輸送線托件工位到位發(fā)送信號，電磁閥DT23通電，接件機構帶動后橋下降，同時后橋平穩(wěn)落入輸送帶托件上。（見圖2.2） 圖2.1 曲柄連桿機構運動簡圖 活塞做往復運動時，其速度和加速度是變化的。它的速度和加速度 x===(r+) = 式（2.1）可進一步簡化，由圖2.1可以看出： 即 又由于 諧運動所組成。 當或時，活塞速度為零，活塞在這兩點改 式中：—活塞上的氣體作用力，； 圖2.2壓裝機構工作原理簡圖 2.6 后橋油封的軸向壓入力的計算 圖2.2壓裝機構工作原理簡圖 2.6后橋油封的軸向壓力的計算 2.6.1 軸向壓入力的分析 實踐表明，壓入力的合理選擇，決定了壓配的質量，當壓入力過大時，會造成壓頭和油封損壞；當壓入力過小時，油封容易傾斜無法壓入到要求位置。對此，我們結合所裝配件的特點，確定計算軸向壓入力的計算公式： P = f π d l p 式中 P—壓入時最大軸向壓力(kg) f—壓入時表面摩擦系數(shù) d—配合表面的公稱直徑（mm） l—配合表面的長度（mm） p—過盈配合時，接觸表面的壓應力（㎏∕C㎡） 根據(jù)壓裝零件具體的參數(shù)值，選擇相應計算系數(shù)，得出所需軸壓入力值約1T，乘以修正系數(shù)，選取公稱直徑250的汽缸為驅動源。 2.6.2 軸向壓力的計算 壓向軸向的側向力， 其中沿連桿的作用力為： 而側向力為： 2.7 本章小結 本章首先分析了設備的用途工作條件和規(guī)格及性能，重點分析設計后橋油封安裝壓入機的結構特點，通過以上的分析來初步確定它的工作原理然后通過對軸向壓力的大小和方向的分析，來計算了解所需要的軸向壓力的大小來設計增壓。 第3章 用Auto CAD和CATIA設計機械裝配圖 3.1 主要零件的Auto CAD圖 3.1.1 支板用來支撐支座的零件，其材料是由球墨鑄鐵鍛造出來的。（如圖3.1） 圖4.1支座 3.1.2 擋塊用來防止定位汽缸過度滑行。（如圖3.2） 圖3.2擋塊 3.1.3 支架有2個主要用途是用來接已經(jīng)壓好油封的后橋的。（如圖3.3） 圖3.3支架 3.2 主要零件的CATIA視圖 本部分主要運用CATIA的草圖功能進行平面繪制，再通過立體拉伸功能使其成為三維視圖，最后用裝配功能進行各部分組裝。（如圖3.4） 圖3.4支架 3.2.1 油封壓入裝置 本部分畫法和上圖畫法一樣，其主要運用草圖中的圓來生成圓柱體，這部分的主要功能是安裝油封和壓蓋并且能夠把它們壓入后橋兩端的裝置。（如圖3.5） 圖3.5油封壓入裝置 3.2.2 工作臺 工作臺的主要用途是放置壓裝機構的，壓裝機構在其工作臺上進行油封的壓裝的一切活動。（如圖3.6）壓裝機構通過工作臺來完成油封的壓裝，壓裝機構在工作臺上移動定位氣缸通過電器系統(tǒng)的驅動由下部的耳軸腳座在工作臺上移動使壓裝機構能工作更靈活。 圖3.6工作臺 3.2.3 后橋V型支座 V型支座主要是用來支撐和限制后橋在壓裝機構上的自由度的機構。（如圖3.7） 圖3.7后橋V型支座 3.2.4油剛壓入裝置殼體 此裝置是用來用來給油封壓入裝置提供走油的機構。（如圖3.8） (a) 圖3.8油剛壓入裝置殼體（b） 第4章 電機驅動與控制部分的設計 4.1 控制對象狀態(tài)確定 本設計要對步進電機的正反轉以及產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量進行控制，當生產(chǎn)數(shù)量達到設定值時，通過控制系統(tǒng)使電機停轉。對產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)需進行記數(shù)并顯示。 本設計要實現(xiàn)控制的對象有步進電機，對產(chǎn)品的開合次數(shù)進行記數(shù)的傳感器以及顯示用的數(shù)碼管。 4.2 控制方案的設計與選擇 本設計中的步進電動機可以通過單片機、PLC和微機進行控制，單片機具有體積小、性能/價格比高、耗電少、可靠性高和容易掌握等優(yōu)點[14]。PLC具有可靠性高，抗干擾能力強；通用性強，使用方便；編程方法簡單；控制系統(tǒng)的設計、安裝、調試、維護方便；體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點。但，PLC控制的經(jīng)濟性遠不如單片機控制的好，而且8051單片機已完全可以實現(xiàn)對步進電機的控制，故選用單片機對步進電機進行控制。 4.3 硬件電路的設計 選用8051單片機實現(xiàn)對步進電動機的控制，采用脈沖分配器專用集成電路芯片PMM8714控制勵磁；通過光電記數(shù)器來實現(xiàn)對產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)數(shù)進行記數(shù)；顯示電路部分選用8位LED顯示器顯示開合次數(shù)。 同時為了向本設計中用到的單片機系統(tǒng)的自動控制裝置提供非常穩(wěn)定的低壓直流電源，設計了一種單片機+5V的直流穩(wěn)壓電源電路。 4.3.1 步進電機驅動電路設計 本設計的步進電機驅動部分，采用脈沖分配器專用集成電路芯片PMM8714控制勵磁。PMM8714的引腳功能說明見下表4.1。本步進電機驅動部分是通過硬件實現(xiàn)脈沖分配，單片機只需向脈沖分配器發(fā)送步進脈沖和控制旋轉方向的電平信號，通過軟件可編程控制并行I/O口和P1.0和P1.1，以輸出相應頻率的脈沖來控制步進電機。PMM8714芯片采用雙脈沖輸入法的連線方式，即其中 、 兩端分別輸入步進電機正反轉的控制脈沖， 和U/D端子接地，如下圖4.1所示。步進電機的轉速由軟件實現(xiàn)調節(jié)。在步進電機驅動電路中，脈沖信號經(jīng)功率放大器后控制步進電機勵磁繞組。由于步進電機需要的驅動電壓較高，電流較大。如果將輸出信號與功率放大器直接相連，將會引起強電干擾。輕則影響計算機程序的正常工作，重則導致計算機和接口電路損壞，所以在接口電路與功率放大器之間要接上光電隔離電路。光電隔離電路如下圖4.2所示。 圖4.1 雙脈沖輸入法的連線方式 圖4.2 光電隔離電路 表4.1 PMM8714的引腳功能說明 引腳 符號 功能 1 CU 正轉時鐘脈沖輸入 2 CD 反轉時鐘脈沖輸入 3 Ck 時鐘脈沖輸入 4 U/D 旋轉方向切換 5 EA 勵磁模式切換 6 EB 勵磁模式切換 7 EC 勵磁模式切換 8 PD 控制輸出信號為低電平 9 Z0 輸出相源檢測 10 C0 輸入脈沖檢測 11 EM 勵磁檢測 12 GND 地 13 復位 14 Q 輸出 15 Q 輸出 16 Q 輸出 17 Q 輸出 18 Q 輸出 19 QE 輸出E 20 QD 輸出D 21 QC 輸出C 22 QB 輸出B 23 QA 輸出A 24 VCC 電源 4.3.2 計數(shù)方式的選擇 計數(shù)的方式有很多，綜合考慮，選用光電計數(shù)器，最適合本壓入機。在搖桿轉軸上裝碼盤，光源經(jīng)過光學系統(tǒng)將一束光照射到轉軸的端面上，當軸每轉過一個角度反射光投射到光電元件上的強弱發(fā)生一次改變，故光電元件可產(chǎn)生一脈沖信號，此信號經(jīng)整形放大后送計數(shù)器記數(shù)[15]。所選的光電計數(shù)器型號為：EFV/H-20NC-T5V。 4.3.3 顯示電路設計 為了知道測試機已開合多少次，設計電路中需有顯示部分，本設計電路選用LED顯示器，LED顯示器的顯示方法為動態(tài)顯示。由測試機開合次數(shù)的需要本設計選用8位共陰極顯示器。8051的P2口作為掃描口，經(jīng)反相驅動器75492接顯示器共陽極；P0口作為段數(shù)據(jù)口，經(jīng)同相驅動器7407接顯示器的各個陽極。本設計的8位動態(tài)顯示器接口電路如下圖4.3所示。 圖4.3 8位動態(tài)顯示器接口電路 4.3.4 單片機電源電路的設計 在我國，工業(yè)交流電電壓為220V,頻率為50Hz。本設計中用到的單片機系統(tǒng)的自動控制裝置，需要用到非常穩(wěn)定的低壓直流電源。為了得到直流電，除了用直流發(fā)電機外，目前廣泛采用各種半導體直流電源。如圖4.5所示為單片機+5V電源電路圖，圖中表示了把工業(yè)交流電變換成低壓直流電的過程，可以分為以下四個環(huán)節(jié)： (1)整流變壓器：將交流電源電壓變換為符合整流需要的電壓。 (2)整流電路：將交流電壓變換為單向脈動電壓，其中的整流元件(晶體二極管)所以能整流，是因為元件具有單向導電的特性。 (3)濾波器：減小整流電壓的脈動程度，以適合負載的需要。 (4)穩(wěn)壓環(huán)節(jié)：在交流電源電壓波動或負載變動時，使直流輸出電壓穩(wěn)定。 圖4.4 單片機+5V電源電路圖 特別在穩(wěn)壓部分，本文設計選擇了集成穩(wěn)壓電源。因為采用運算放大器的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路仍有不少外接元件，還要注意共模電壓的允許值和輸入端的保護，使用復雜。當前已經(jīng)廣泛應用單片集成穩(wěn)壓電源，其體積小、可靠性高、使用靈活、價格低廉。其內部電路也是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路，這種穩(wěn)壓器只有輸入端1、輸入端2和公共端3三個引出端，也可稱為三端集成穩(wěn)壓器。使用時只需在其輸入端和輸出端并聯(lián)一個電容即可，穩(wěn)壓器前端所接電容主要用來抵消輸入端較長線的電感效應，為防止自激振蕩，接線不長時也可不用。后端所接電容是為了瞬時增減負載電流時不致引起輸出電壓有較大的波動。 W7800系列穩(wěn)壓器輸出固定的正電壓有+5V、+8V、+15V、+18V、+24V等[19]，本文設計的單片機51計數(shù)系統(tǒng)選用輸出為+5V的直流穩(wěn)壓電源。 4.4 PC、PLC、PT的通訊 本工裝電氣系統(tǒng)中PLC與PT的通訊端口已接好，PC與PLC、PC與PT的通訊端口（如圖4.5）所示, 以輸出相應頻率的脈沖來控制步進電機。PMM8714芯片采用雙脈沖輸入法的連線方式，即其中 、 兩端分別輸入步進電機正反轉的控制脈沖， 和U/D端子接地，步進電機的轉速由軟件實現(xiàn)調節(jié)。在步進電機驅動電路中，脈沖信號經(jīng)功率放大器后控制步進電機勵磁繞組。由于步進電機需要的驅動電壓較高，電流較大。如果將輸出信號與功率放大器直接相連，，這種穩(wěn)壓器只有輸入端1、輸入端2和公共端3三個引出端，也可稱為三端集成穩(wěn)壓器。使用時只需在其輸入端和輸出端并聯(lián)一個電容即可，穩(wěn)壓器前端所接電容主要用來抵消輸入端較長線的電感效應。 PLC 正面 SYSMAC CPM2AH PLC與PC通訊口 PLC與PT通訊口 圖4.5 PC操作圖 PT與PC通訊口 PT與PLC通訊口 圖4.6 PT 操作圖 4.5 電氣原理圖 本工裝電氣系統(tǒng)中可編程控制器采用歐姆龍C系列的SYSMAC CPM2AH型號PLC。 以下為本設備電氣系統(tǒng)相關圖紙。包括40點PLC接線圖、原理圖1.5、底部電磁閥布置圖、傳感器布置圖。請了解并熟悉其各界面內容，以便在工裝進行調試和運行時使用。 圖4.7 PLC 工作原理圖 4.6 本章小結 本章通過對電機驅動也控制部分的分析，重點解決控制部分的工作情況和電器系統(tǒng)的計數(shù)方法，使油封壓入機的工作給你個便捷，更準確。 第5章 設備的安裝調整及保養(yǎng)與檢測 5.1 安裝 設備安裝對地面基礎無需特殊，但要保證地面平整，將設備放置到位后，調整設備地腳，保證工作臺面與輸送線基面平行，缸氣爪中心線與輸送線定位件中心線對正。接件機構單獨放置在輸送線兩側，同時調整水平方向尺寸及高度方向尺寸，調整到位后安裝地腳螺栓。 安裝時要求各緊固件緊固，所有緊固件裝前涂少量潤滑脂。各管路應清洗干凈無各種雜物，以防止閥類元件堵塞。管接頭連接處應密封可靠，不得漏氣和滲油。 5.2 調整 5.2.1 壓裝機構調整 設備平臺上預置兩檔銷釘孔，一檔銷釘孔為安裝短尺寸后橋，另一檔銷釘孔為安裝長尺寸后橋而用。推拉壓裝機構對準其中一檔銷釘孔位置，打上銷釘擰緊固定螺栓，即可方便更換長或短后橋。接件V座后側預設兩種墊片。長后橋使用薄墊片，短后橋使用厚墊片。 5.2.2 夾緊松開缸調整 夾緊松開缸預設兩組安裝孔，工作時根據(jù)后橋長短調整安裝孔位置，可卡夾長后橋或短后橋。 5.2.3 壓裝油缸調整 （1） 壓緊力調整 壓裝油缸導桿推動安裝油封和壓蓋的壓緊力大小調整，可通過調節(jié)氣動減壓閥設定壓力值改變輸出力大小。 （2） 油封、壓蓋位置調整 通過調整壓裝油缸上四個安裝螺桿上的螺母，使壓裝油缸前后位移，確定壓裝油封和壓蓋被壓入后橋后是否到位。確定到位后鎖緊螺母。（見圖5.1） 5.2.4 后橋接件缸調整 后橋接件缸預設兩組安裝孔，工作時根據(jù)后橋長短調整接件缸安裝位置。 1-底板 2-定位氣缸 3-壓封油缸 4-收口機構 5-滑動導軌 6-頂桿 7-V型塊 8-支座 9-鎖緊氣缸 圖5.1后橋接件缸調整 5.3 試車運行與操作 5.3.1 試車運行 1.開機前的檢查。 （1）觸摸前請用測電筆確認控制柜無電壓。 （2）檢查設備中各部件是否處于原點狀態(tài)，氣缸處于原點狀態(tài)包括： (1) 定位缸后退到位。 (2) 鎖緊缸后退到位。 (3) 壓入缸后退到位。 (4) 升降缸上升到位。（長時間停機該氣缸導桿會下降，開機后點擊觸摸屏（PT）自動操作界面的原位點即可升至上升位。 (5) 夾緊松開缸松開到位。 (6) 移動缸后退到位（處于操作臺上方）。 (7) 后橋支架氣缸上升到位。 2.接工作電源，控制系統(tǒng)開機。 （1） 一切確認無誤后，接通220V電源，將總電源開關旋鈕旋至“1”位置。 接通氣源。 （2） 打開控制柜，將空氣開關撥至“ON”的位置，此時PLC電源接通，指示燈“RUN”亮。 （3） 將24V電源空氣開關撥至“ON”的位置，在電源下方綠色指示燈亮，此時24V電源接通。 （4）觸摸屏（PT）插入鑰匙開關，開機30秒后仍未插入鑰匙開關自動轉為為自動運行檔，無須密碼輸入即進入自動操作界面，點擊原位點所有氣缸恢復原位。放置工件后按啟動按鈕自動運行工序。 （5）觸摸屏（PT）插入鑰匙開關，旋至調試檔，開機后屏幕出現(xiàn)對話框 ，點擊“輸入”，出現(xiàn)密碼 ，點擊 彈出小鍵盤，輸入密碼后按“確認”進入程序界面，一切正常。 （6）觸摸屏（PT）鑰匙開關處于調試檔時，可以對設備工序運行進行手動調試。 3.關機操作。 先將氣缸置于原點狀態(tài)后，將24V電源空氣開關撥至“OFF”，然后將控制柜總開關撥至“OFF”，最后關斷設備總電源。 5.3.3 運行 （1）開機檢查確認無誤后，進入正常工作狀態(tài)。 （2）開機默認鑰匙開關處于自動運行檔，將其旋至手動調試位置，手動模式按工藝流程進行調試。 （3） 首先應進行空載試車運行，打開手動操作界面，點動顯示屏無觸點按鈕，按工序流程控制氣缸和油缸的動作時反復多次運動觀察油缸中注油腔是否混入空氣，一旦油中混入空氣應盡快將油中的空氣從高處泄除。 （4） 觀察各運動件運動是否平穩(wěn)、靈活、安全可靠，如無故障可進行載荷試車，系統(tǒng)由低到高調整，調整減壓閥按鈕控制系統(tǒng)壓力，壓力應由0.1MPa開始逐步調到0.8Mpa，檢查系統(tǒng)有無漏氣、滲油現(xiàn)象，如有滲漏必須重新緊固克服。 （5） 手動調試完成后，轉至自動操作界面確認原點對話框周圍各個傳感器顯示塊均亮起，同時確認各運動機構無問題后，將鑰匙開關旋至運行檔，設備進入自動運行狀態(tài)。 （6） 零件按工藝規(guī)定位置放置正確后，同時按下操作臺啟動按鈕“SB1”“SB2”，設備開始正常運行。電磁閥通電順序將按照預先設定的程序進行自動工作。 （7） 鑰匙開關旋至自動運行檔時，觸摸屏（PT）功能限制為顯示屏。只顯示自動操作界面，點擊其它功能頁面無效。 （8） 拔出鑰匙，妥善保管。以備設備維修及開機調試時使用。 （9） 觸摸屏（PT）旁的急停開關可用于調試及自動運行時的緊急制動。斷電重新啟動后，按工序要求進行手動調試，調試無誤后方可轉至自動運行檔。 5.4 操作事項 5.4.1 操作注意事項 (1) 操作者必須經(jīng)過培訓合格后方可上崗。 (2) 嚴禁兩人同時操作設備。 (3) 正式使用前必須經(jīng)調試并運行正常。 (4) 使用過程中經(jīng)常檢查行程開關，磁性開關的位置及動作情況。 (5) 非專業(yè)維修人員不要打開電控箱，按鈕盒、顯示屏以防觸電。 (6) 出現(xiàn)故障務必請專業(yè)人員進行檢修，請勿自行打開、拆卸控制柜內電氣元器件、線路，有觸電危險。無關人員禁止亂動。 (7) 操作人員離機時應停車，并切斷電源。工作電源切斷后，一分鐘之內，請勿觸摸PLC內部電路。 (8) 停電時間低于10ms時，控制柜中的PLC不受影響繼續(xù)運行，當停電時間過長或電源電壓下降將使PLC停止運轉，輸出全部OFF，當電源恢復正常時，PLC亦自動回復運轉。 5.4.2 操作程序 預備接通壓縮空氣，合上總電源開關。檢查行程開關和磁性開關處于原位工作狀態(tài)。將觸摸屏鑰匙開關旋至運行工作檔。 工作循環(huán)：人工放件（油封、壓蓋和后橋）—雙手啟動開關—定位缸前進—鎖緊缸移動—壓封缸工作—工件壓封完成—壓封缸退回—鎖緊缸縮回—定位缸后退—升降缸下移—夾緊松開缸閉合夾緊工件—升降缸上移—移動缸平移—工件被吊運輸送線上方—接件缸升起等待接件—升降缸下移到位—夾緊松開缸爪開啟—工件落入接件機構中—升降缸升起—移動缸返回原位等待進行下一工序—此時行程開關檢測輸送線上定位件到位—接件缸下移—工件（后橋）落入輸送線定位件上隨輸送線移走。此時完成一個工作循環(huán)，并進行下一工作循環(huán)。（見流程圖5.2） 完成一個工作循環(huán)，進行下一工作循環(huán) 接件缸升起，等待接件 接件缸下降工件落入輸送線上 行程開關檢測到輸送線上定位件到位 移動缸返回原位等待進行下一工序 升降缸升起 工件落入接件機構中 夾緊松開缸松開工件 升降缸下移到位 接件缸升起等待接件 工件被吊運至輸送線上方 移動缸平移 升降缸上移 夾緊松開缸閉合夾緊工件 升降缸下移 定位缸后退 鎖緊缸縮回 壓封缸退回 工件壓封完成 壓封缸工作 前左、右鎖緊缸前進 后左、右鎖緊缸前進 右定位缸前進 左定位缸前進 人工放件（油封、壓蓋、后橋） 圖5.2流程圖 5.5 保養(yǎng)與維修 （1）人走關斷電源和氣源，設備防塵防潮。 （2）請勿將PLC控制柜裝置于落塵大、油煙、金屬性粉末、高溫結霧、腐蝕性或可燃性氣體的環(huán)境及有直接震動及沖擊的場所當中。長期停機時應進行防潮、防灰塵處理。 （3）運行檢修周期一年，對機械系統(tǒng)、氣液系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)檢修一次，更換有損傷的零件。 （4）設備應每日清掃，運行導向部分每周注（涂）潤滑（油）脂。（注油點見圖5.3、圖5.4、圖5.5） （5）每班前檢查運動部件上緊固件是否松動。 （6）液壓油每半年更換一次。 圖5.3 壓裝機構 圖5.4 支架機構 圖5.5 汽缸 5.6 故障及排除 序號 故 障 原 因 排除方法 1 氣缸不運動無工作壓力或壓力不足。 1、回路中開關閥、速度控制閥等未打開或開度太小。 2、系統(tǒng)漏氣嚴重。 1、打開閥類開關。 2、更換密封件或軟管。 2 壓力不能調整。 減壓閥彈簧及膠墊損壞。 分解更換損傷件。 3 外滲漏。 1、密封件損壞。 2、油溫過高。 1、更換新件。 2、采取降油溫措施。 4 壓封座爬行速度忽快忽慢。 1、滑軌間平行度產(chǎn)生誤差。 2、壓力供給不足。 1、調整滑軌適當潤滑。 2、提高供給壓力。 5 液壓油缸上頂桿工作不到位。 1、油量不足。 2、頂桿滑動未到位。 1、適當注入液壓油。 2、調節(jié)油缸安裝螺桿上螺母。 6 后橋工件放置后按鈕開關不起動。 行程開關未到位。 調節(jié)行程開關距離。 7 后橋工件落入輸送線不到位。 行程開關發(fā)送信號時間差不匹配。 調整行程開關與輸送線上定位件位置尺寸。 8 電源（Power）之LED指示燈通電后不亮。 電源未正確接入PLC。 1、請檢查電源輸入線路是否穩(wěn)定。 2、當排除以上之可能原因并確認電源輸入正常，該指示燈仍然不亮，則此PLC已故障。請更換并返廠家進行維修。 9 錯誤（error）指示燈閃爍。 1、操作時將不合法的程序輸入PLC或是程序中的指令、組件超過允許范圍。 2、供應電源不足。 1、使用者應由主機特殊資料緩沖器查詢錯誤代碼，找出錯誤原因，修改程序，再重新送入PLC。 2、請檢查負載是否過大。 10 錯誤（error）指示燈持續(xù)亮（不閃爍）。 1、程序回路執(zhí)行時間超過逾時設定時間。 2、可能有噪聲干擾源存在。 3、異物侵入PLC內部。 1、查找回路中存在的逾時工作點，進行相應的維修。 2、消除噪聲干擾。 3、請專業(yè)人員進行相應處理。 11 氣缸運行時相應的磁性開關相應輸入點指示燈不亮。 1、使用漏電流過大的磁性開關，造成輸入點不預期的動作。 2、是否輸入線路接點發(fā)生永久性的開路或斷路。 1、檢查或更換磁性開關。 2、檢查相應輸入配線回路及螺釘是否鎖緊。 12 輸出指示燈ON/OFF時負載不相應動作。 輸出接點可能因為負載或者負載短路，造成接點溶掉而黏住，造成接觸不良。 檢查相應接點輸出配線回路及螺釘是否鎖緊。 13 自動運行時按啟動按鈕設備不動作。 程序原位點未全部到位。 打開觸摸屏中自動操作界面，原位點周圍是否有未亮的顯示塊。點擊原位點，等全部亮起后即可轉入自動操作狀態(tài)。 5.7 觸摸屏（PT）工藝流程圖 本設備電氣系統(tǒng)中觸摸屏采用歐姆龍NS系列可編程終端。以下為本設備電氣控制系統(tǒng)中觸摸屏（PT）部分相關工藝流程畫面。請了解并熟悉其各界面內容以便在工裝進行調試和運行時使用。 1. 觸摸屏外觀 紅色故障燈 綠色電源指示燈 運行/調試鑰匙開關 顯示屏 急停按鈕 用手同時按住觸摸屏任意兩個邊角界，可以彈出快捷菜單，在密碼設置工具欄可以按需要修改密碼。 圖5.6 PT 觸屏控制器 2. 開機界面： 接通電源后，鑰匙開關處于調試檔即顯示該界面，點擊“輸入”，即可進入輸入界面。 時間 日期 輸入 圖6.7 PT 控制開機界面圖 3. 密碼輸入界面：開機后點擊輸入進入該界面 圖6.8 PT 密碼部分圖 4. 自動操作界面： （1） 原點顯示初始化個個氣缸是否處于原點位置，周圍各點均亮起表示全部到位，可以自動運行。如有不亮，請點擊原點。氣缸即回至原位。 （2） 暫停用于運行中的制動。 5. 手動操作界面： （1） 氣缸手動操作狀態(tài)，手動燈會一直亮。 （2） 可以手動調節(jié)各個氣缸的運動，默認狀態(tài)時，各指示塊均為灰色，氣缸均為原點狀態(tài)。 （3） 點擊相應指示塊，該指示塊便會亮起，氣缸相應動作。 （4） 出現(xiàn)故障時，報警燈會亮起，請轉至報警操作界面，檢查故障點，在手動操作界面進行相應處理，故障清除后燈會熄滅。 圖5.9 故障警報裝置 6. 工藝顯示界面： （1） 在自動運行時，可以顯示當時工序流程，顯示各個傳感器所在氣缸的運行情況。舉例：若QS13亮起說明左壓入缸壓入到位。 （2） 界面中所涉及磁性開關標號與設備現(xiàn)場氣缸上磁性開關標號一致。 圖5.10 故障警報電路圖 7. 報警界面： （1） 正常運行時，各指示塊呈灰色。 （2） 當有氣缸運動不到位時，相應指示塊會閃爍，此時請轉至手動狀態(tài)調節(jié)。故障排除后，該指示塊恢復原態(tài)。 圖5.11 報警界面示意圖 5.8 本章小結 本章通過對設備的安裝和調整能夠掌握故障以及排除故障，并且能夠工作工作臺的電子設備來發(fā)現(xiàn)設備的故障，最后注意保養(yǎng)和維護。 結 論 隨著現(xiàn)代社會的不斷進步與發(fā)展，隨著我國進入WTO以來，汽車制造業(yè)在我國的地位明顯提高，人們對汽車的需要也越來越多，本文設計的產(chǎn)品輕型汽車后橋油封安裝壓入機具有一定的通用性，更尤其適合對輕型汽車的后橋進行油封安裝。 本文設計的壓入機機結構緊湊，主傳動系統(tǒng)選用同步帶傳動。同步帶傳動綜合了帶傳動和鏈傳動的優(yōu)點，工作時，帶與帶輪間沒有相對滑動，從而保證了同步傳動。測試機的動力源選用反應式步進電動機，步進電動機易于控制。通過對步進電機的旋轉方向和轉速控制，經(jīng)同步帶對步進電機轉矩的傳遞，實現(xiàn)對產(chǎn)品的開合運動，以及對產(chǎn)品的開合角度與開合頻率進行調節(jié)控制。通過滾子鏈傳動實現(xiàn)對工作臺高度的調節(jié)?？梢赃M行對輕型汽車后橋油封的批量生產(chǎn)。并且設計了很好的循環(huán)移出工作零件的裝置。 選用8051單片機實現(xiàn)對步進電動機的控制，8051單片機具有體積小、性能/價格比高、耗電少、可靠性高和容易掌握等優(yōu)點。采用脈沖分配器專用集成電路芯片PMM8714控制勵磁。選用光電記數(shù)方式對產(chǎn)品的開合進行記數(shù)。產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量經(jīng)8位LED顯示器顯示。 通過合理的分析知，本設計的輕型汽車后橋油封安裝壓入機能很好的完成預先設定的設計功能，而且具有較好的經(jīng)濟技術性，是合理的設計。 參考文獻 [1].姚勇.微型車市場的發(fā)展趨勢[J].2006． [2].徐灝.機械設計手冊[M].機械工業(yè)出版社,2002．8：35-563 [3].王寶璽.汽車拖拉機制造工藝學[M] 機械工業(yè)出版社,2002．10：43-514 [4].沈宜慧.機械工程材料[M].人民交通出版社,1998．1：78-498 ． [5].王望予.汽車設計 第四版 北京：機械工業(yè)出版社[M]．2004．7：99-287． [6].周爾民.基于Pro/ENGINEER的汽車變速器虛擬裝配仿真技術[J].汽車工程,2007．6：1-310． [7].朱龍銀.簡明機械零件設計手冊.機械工業(yè)出版社，2003：91—92 [8].吳宗澤.機械零件設計手冊.機械工業(yè)出版社，2004：1—9 [9]. 成大先.機械設計手冊機械傳動單行本.化學工業(yè)出版社，2004: 12-42—12-113 [10].鄧星鐘主編.機電傳動控制.第三版.華中科技大學出版社，2005：5—9 [11].孫建忠，白鳳仙.特種電機及其控制.中國水利水電出版社，2005:147—178 [12]．何希才，姜余祥.電動機控制電路應用實例.中國電力出版社，2005: 136—147 [13]．吳紅星.電機驅動與控制專用集成電路及應用.中國電力出版社，2006： 168—171 [14]．胡乾斌，李光斌，李玲等.單片微型計算機原理與應用.華中科技大學出版社，2003：1—230 [15]．王化祥，張淑英.傳感器原理及應用.修訂版.天津大學出版社.2005： 194—197 [16]．王望予.汽車設計 第四版 北京：機械工業(yè)出版社[M]．2004．7：99-287． [17].Valdimiv V.Vantsevich Force Vibrations in Automotive Bevel Gear Differentials．SAE Technical Paper Series．2003．1 ． [18].Mario Guerra．Turbomachinery Blade Modal Analysis Using ContactElements．SAE Technical Paper Series．2004．1 [19]. 單巖.CATIA V5機械設計應用實例[M].北京：清華大學出版社,2004：182-1 致 謝 感謝我的老師張德生!本論文從選題構思、資料收集到修改定稿，無不凝聚著老師的心血。正是老師的辛勤勞動，我才有了今天的成績!古語有云“師者，傳道，授業(yè)，解惑者也”，張德生老師廣泛淵博的學識、嚴謹細致的治學態(tài)度、一絲不茍的工作作風和積極進取的事業(yè)精神，都使我受益匪淺。張德生老師的悉心教誨，使我在學術專業(yè)方面有了一定的提高，更為重要的是，老師在治學為人上的那份執(zhí)著和熱誠，也深深地影響著我，并將鼓勵我在未來的路上不斷地探索、前進! 感謝所有給以我支持和幫助的朋友、同學們! 最后，感謝在百忙之中審閱本文的專家、老師們! 謝謝大家! 31