啤酒桶清洗机的设计及PLC控制【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 摘要 可编程控制器 由于其在工业控制方面的应用意义日趋明显，已在机械制造、发电、化工、电子等行业工艺设备的电气控制方面得到了广泛的应用。它具有功能强大、使用可靠、维修简单等许多优点，并且在很多地方已逐步取代了继电器电路的逻辑控制。而本文讨论的是 实际工业控制系统的应用。 本设备是专为啤酒桶的清洗、消毒设计的。该设备可以自动完成清洗消毒及 压等全部工序。本设备适用桶的尺寸为高度 560，直径 250 500。本机主要由机架、电气控制箱、电磁阀、气动元件、气冲系统和水路系统组成。本 机控制单元采用以三菱公司的可编程控制器为核心对机器进行全过程控制。 关键词 ; 管路系统 ; 清洗机 in in at s It is of of in a of is a in to s is of 60 50 500. is of of is of 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录一 . 前言 3 （一） 术基本原理 3 （二） 制程序设计 7 （三） 清洗机的用途特点 9 二 机器总体设计方案 10 三 机架的设计 13 四 管路的设计 21 （一） 管路的设计 21 （二） 清洗头的设计 21 （三） 器件的选型 23 五 电路的设计 29 （一） 电路的设计 29 （二） 器件的选型 35 六 序的设计 38 （一） I/O 点分配表 38 （二） 流程图 39 (三 ) 梯形图 40 (四 ) 语句表 44 七 . 结论 47 八 . 致谢 48 九 . 参考文献 49 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 十 . 附录 :英译汉 50 一 . 前言 (一 ) 术基本原理 1. 发展历程 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作， 并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。 1968 年美国 用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称 个人计算机（简称 展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能 特点， 可 编程序控 制器定 名 为 上世纪 80 年代至 90 年代中期，是 展最快的时期，年增长率一直保持为 30%在这时期， 处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高， 渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 统。 有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。 工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的 。 而对于传统的继电器电路来说，它难以实现复杂逻辑功能的和数字式 控制，而且要实现一定规模的逻辑控制功能不仅设计繁琐，难以实现升级，而且易发故障，维修复杂，现在已被大中型设备的控制系统所抛弃 。 而 被广泛的应用并且已逐步取代了继电器电路的逻辑控制。 随着科学技术不断的飞跃发展， 不断得到完善和强大，同时它的功能也大大超过了逻辑控制的范围，如联网通信功能和自诊断功能等。因此今天这种装置被我们称作 可编程控制器 ，不过我们还是习惯简称这种装置为 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 体系结构 质上是一种被专用于工业控制的计算机，其硬件结构和微机是基本一致的。如 图 示： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 （ 1）中央处理单元（ 中央处理单元（ 控制中枢。它按照 统程序赋予的功能，接受并存储从编程器键入的用户程序和数据，检查电源、存储器、 I/O 以及警戒定时器的状态，并能检查用户程序的语法错误。当 入运行时，首先它以扫描的方式接受现场各输入装置的状态和数据，并分别存入 I/O 映象区 , 然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算术运算 等任务。并将逻辑或算术运算等结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕以后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行为止。 （ 2） 存储器 与微型计算机一样，除了硬件以外，还必须有软件。才能构成一台完整的 软件分为两部分 : 系统软件和应用软件。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为应用程序存储器。 储空间的分配：虽然大、中、小型 最大可寻址存储空间各不相同，但是根据 工作原理， 其存储空间一般包括以下三个区域：系统程序存储区，系统 储区（包括 I/O 映象区和系统软设备等）和用户程序存储区。 编程器 中 央 处 理 单 元 （ 输入电路 输出电路 系 统 程 序 存 储 区 用 户 程 序 存 储 区 电源 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 A. 系统程序存储区 在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。它包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断程序等。由制造厂商将其固化在 ，用户不能够直接存取。它和硬件一起决定了该各项功能。 B. 系统 储区 系统 储区包括 I/O 映象区以及各类软设备（例如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器 等）存储区。 （ A） I/O 映象区 由于 入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。因此，它需要有一定数量的存储单元（ 供存放 I/O 的状态和数据，这些存储单元称作 I/O 映象区。一个开关量 I/O 占用存储单元中的一个位（ , 一个模拟量 I/O 占用存储单元中的一个字（ 16 个 因此，整个 I/O 映象区可看作由开关量的 I/O 映象区和模拟量的 I/O 映象区两部分组成。 （ B） 系统软设备存储区 除了 I/O 映象区以外，系统 储区还 包括 部各类软设备（逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等）的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在电时，由内部的锂电子供电。使这部分存储单元内的数据得以保留；后者当 止运行时，将这部分存储单元内的数据全部置“零”。 C 用户程序存储区 用户程序存储区存放用户编制的用户程序。不同类型的 存储容量各不相同，一般来说，随着 型增大其存储容量也相应增大。不过对于新型的 存储容量可根据用户的需要而改变。 D 常用的 I/O 分类 常用的 I/O 分类如下： 开关量：按电压水平分，有 22011024隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（ 4、 电 压 型（ 010，按精度分，有 1246。 除了上述通用 I/O 外，还有特殊 I/O 模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按 I/O 点数确定模块规格及数量， I/O 模块可多可少，但其最大数受 受最大的底板或机架槽数限 制。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 3） 源 源在整个系统中起着十分重要的作用。无论是小型的 是 中、大型的 电源的性能都是一样的，均能对 部的所有器件提供一个稳定可靠的直流电源。一般交流电压波动在正负 10%（ 15%）之间，因此可以直接将 入到交流电网上去。 3 通信联网 依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出 网络就是控制器 的观点说法。 有通信联网的功能，它使 间、 上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数 有 口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。通信现在主要采用通过多点接口（ 数据通讯、 工业以太网进行联网。 工作原理 用了一种不同于一般微型计算机的运行方式 扫描技术，既输入采样，用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作为一个扫描周期。不过严格地来说扫描周期还包括自诊断、通信等，如图 示。 图 （ 1）输入采样阶段 第 (扫描周期 输出刷新 第 (N+1)个扫描周期 输入采样 第 N 个扫描周期 输入采样 输出刷新 用户程序执行 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 在输入采样阶段， 扫描方式依次读入所有的数据和状态，并将它 们存入 I/O 映象区的相应单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入数据和状态发生变化， I/O 映象区的相应单元的数据和状态也不会改变。所以输入如果是脉冲信号，它的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 （ 2）用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段， 是由上而下，从左 到右的顺序依次的扫描梯形图。并对控制线路进行逻辑运算，并以此刷新该逻辑线圈或输出线圈在系统 储区中对应位的状态。或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。例如：算术运算、数据处理、数据传达等。 （ 3）输出刷新阶段 在输出刷新阶段， 照 I/O 映象区内对应的数据和状态刷新所有的数据锁存电路，再经输出电路驱动响应的外设。这时才是 正的输出。 （二） 制程序设计 1. 制系统的设计基本原则 （ 1） 最大限度的满足被控对象的控制要求。 （ 2） 在满足控制要求的前提下，力求使控制系 统简单、经济、使用和维 护方便。 （ 3） 保证控制系统安全可靠。 （ 4） 考虑到生产的发展和工艺的改进在选择 量时应适当留有余量 2 程步骤 具体编制一个 制程序的基本步骤如下 (其流程图见图 3. 供的编程语言 (1) 标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言，它有以下特点 用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。 点）只有常开和常闭，接点可 以是 入点接的开关也可以是 部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。 联，但线圈只能并联不能串联。内部继需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供 图 按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。 (2) 语句 表语言，类似于汇编语言。 (3) 逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运算框表示 一个功能 ， 左边画输入、右边画输出。 检查程序 有无错误 运行程序 有无错误 程序投入使用 通过 、 入程序至 制 序（梯形图或指令代码） 将 I/O 位分配给输入输出设备 确定系统必须完成的各项任务及其顺序 修改程序 调整程序 O 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 (三 ) 清洗机的用途特点 本设备是专为啤酒保鲜容器（包括不锈钢、塑料保鲜桶及扎啤桶）的清洗、消毒设计的。该设备可以自动完成清洗消毒及 压等全部工序。本设备为倒置清洗方式适用桶的尺寸为高度 560，直径 250 500即容积为 5L， 10L， 20L 的标准啤酒桶。 主要结构：本机主要由机架、电气控制箱、电磁阀、气动元件、气冲系统和水路 系统组成。 工作原理：本机控制单元采用以三菱公司的可编程控制器为核心对机器进行全过程控制。主要工作过程为排残液 清水冲洗 消毒液冲洗 无菌水冲洗 压。 2. 啤酒桶简介 啤酒桶的结构简图如图 示 灌酒时酒液由酒矛（以下简称内圈）注入可减少泡沫的产生以保证酒液内 含量，出酒时可在酒桶顶部安装上置式出酒器由桶内 压将酒压出，也可以在酒桶下部安装下置式（水龙头式）的出酒器。由于出酒器接口并不存在清洗困难的问题且出酒器不在本设计研究范围内，所以啤酒桶结构简图中没有画出下置式出酒器的接口位置。 （ 1）清洗时，每次清洗液均由内圈注入，由内圈注入可利用清洗液的压力直接冲刷酒桶底部。 （ 2）洗液注满后进行气冲，即内外圈同时充入大量气体使桶内清洗液“沸腾”，用气泡破裂的力量清洗酒桶内壁，排液时内外圈同时排液。为保证酒桶内尽可能不含氧气及不洁净气体，所以气冲时用 （ 3）为保证出酒压力和酒液品质，最后应进行 压。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 内胆壁连接板密封元件垫板 酒矛弹性元件图 酒桶内胆结构简图 二 . 机器总体设计方案 本机的输出状态为喷嘴射流作业。受酒桶 结构限制，清洗其内壁时只能将酒桶倒置于工作台上以便清洗液全部排空。本机可以清洗不同容积的酒桶，标准容积的酒桶出口结构尺寸也都是一样的，所以在充入液体或气体压力一定的情况下，注满的时间不同。所以通过改变各个控制阀开闭的时间就可以满足清洗不同容积的桶的要求。 本机由一个工人站立操作。由人体工程学可知站姿的操作范围如图 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 所示。整个操作过程是：将酒桶搬起倒置于工作台上，按启动开关机器自动运行，整个清洗完成后再将酒桶搬下。本机拟一次同时清洗两只酒桶，这样既可以提高工作效率，也不致使工人一次搬运过多酒桶而产生疲 劳感。 由于本机的输出状态为喷嘴射流作业，这就要求控制系统要对流体进行有效控制。现在一般都采用 行控制。 本机拟用气动元件对主管路进行控制而 对各气动元件进行控制。这样做是考虑到机器的工作环境。应用本机的单位是各啤酒厂。“结露”是啤酒厂车间内的环境特点，因此必须考虑电气元件的防潮。如果直接用电磁阀控制主管路，则难于对电磁阀进行保护。 气控方式对环境要求小，工作寿命长，价格低，维护简单，可高速动作，操纵距离长，且本机所要求的控制压力低，所以气控方式适合本机要求。 本机主要由机架、电气控制箱、电磁阀 、气动元件、气路系统和水路系统。工人在操作时应较轻松地将酒桶搬至工作台和操作各个开关，应清楚的看到操作面板的工作进程显示，应清楚的看到各仪表示数和个气控阀的工作状态。所以本机结构初步安排为总高 2000作台高度 800气控阀布置在工作台下方。操作面板高度为 1400作台高度 +酒桶最大高度560）。各电磁阀、电控元件安装在电气控制箱内。用气缸对酒桶夹紧，气缸布置在酒桶顶端控制箱两侧。水箱、消毒液箱布置在工作台下方，气控阀后方。 由于对无菌水的保存使用有特殊要求所以无菌水箱由用户自备，其电机和 无菌水泵在现场布置安装。本机只安装清水和消毒液用电机，但本机控制单元扔对无菌水用电机进行控制。 本机的清水压力，消毒液压力，无菌水压力均为 氧化碳备压压力为 毒液配方由用户自定。 本机工作能力为 30 100 桶 /小时。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 站姿操作范围 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 三 机架的设计 机架是一个多功能构件，是整机的基础，要求有足够的静动刚度，热变形对精度的影响尽可能小，原始精度和尺寸的稳定性要好，外型美观， 运输安装方便。在这些要求当中，强度和刚度是机架的基本技术指标。在许多情况下，刚度尤为重要。本机为单件小批量生产，可用焊接机架。焊接机架与铸造机架相比具有强度高、刚性好、重量轻、生产周期短、施工简便的特点 蚀性，所以机架、管道等有可能与液体相接触的部分选不锈钢 1 （一） 焊接简介 焊接是指利用加热或热加压，或两者并用的方法，使分离的金属零件形成原子间的结合的一种加工方法。它是现代工业生产中用来制造各种金属结构和机械零件的一种主要工艺方法。 焊接结构工艺设计焊接 结构件种类各式各样，在其材料确定以后，对焊接结构件进行工艺设计主要包括三方面内容：焊缝布置、焊接方法选择和焊接接头设计等。 1. 焊缝布置 焊缝布置是否合理，直接影响结构件的焊接质量和生产率。因此，设计焊缝位置时应考虑下列原则： （ 1）焊缝应尽量处于平焊位置各种位置的焊缝，其操作难度不同。以焊条电弧焊焊缝为例，其中平焊操作最方便，易于保证焊接质量，是焊缝位置设计中的首选方案，立焊、横焊位置次之，仰焊位置施焊难度最大，不易保证焊接质量。 （ 2）焊缝要布置在便于施焊的位置焊条电弧焊时，焊条要能伸到焊缝位置。点焊、 缝焊时，电极要能伸到待焊位置。埋弧焊时，要考虑焊缝所处的位置能否存放焊剂。设计时若忽略了这些问题，无法施焊。 （ 3）焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形接头处的硬化组织，影响加工质量，焊缝布置应避开机加工表面。 2. 焊接方法的选择 各种焊接方法都有其各自特点及适用范围，选择焊接方法时要根据焊件的结构形状及材质、焊接质量要求、生产批量和现场设备等，在综合分 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 析焊件质量、经济性和工艺可能性之后，确定最适宜的焊接方法。选择焊接方法时应依据下列原则 ： （ 1） 焊接接头使用性能及质量要符合结构技术要求 选择焊接方法时既要考虑 焊件能否达到力学性能要求，又要考虑接头质量能否符合技术要求。如点焊、缝焊都适于薄板轻型结构焊接，缝焊才能焊出有密封要求的焊缝。焊接低碳钢薄板，若要求焊接变形小时，应选用 ）焊，而不宜选用气焊。 （ 2）提高生产率，降低成本 如果是位于不同空间位置的短曲焊缝，单件或小批量生产，采用焊条电弧焊为好。氩弧焊几乎可以焊接各种的金属及合金，但成本较高，所以主要用于焊接铝、镁、钛合金结构及不锈钢等重要焊接结构。 （ 3）焊接现场设备条件及工艺可能性 选择焊接方法时，要考虑现场是否具有相应的焊接设备，野外施工 有没有电源等。 此外，要考虑拟定的焊接工艺能否实现。 3. 焊接接头 设计焊接接头设计包括焊接接头形式设计和坡口形式设计。设计接头形式主要考虑焊件的结构形状和板厚、接头使用性能要求等因素。设计坡口形式主要考虑焊缝能否焊透、坡口加工难易程度、生产率、焊条消耗量、焊后变形大小等因素。焊接接头形式设计焊接接头按其结合形式分为对接接头、盖板接头、搭接接头、 T 形接头、十字形接头、角接接头和卷边接头等。 （二） 不锈钢简介 不锈钢是指在大气、酸、碱或其它化学侵蚀介质中能抵抗氧化和腐蚀的高合金钢。不锈钢与高合金耐热 钢都属于高合金钢，而且都含有大量铬元素。有许多不锈钢既能满足不锈钢耐化学介质腐蚀性能的要求，也能满足耐热钢热强性和热稳定性的要求，因此也可列入耐热钢范畴，例如，、钢等。本机架选用，属奥氏体钢。 奥氏体钢有两类：一类是高铬镍钢，例如型钢、型钢等，另一类是高铬锰氮钢。奥氏体钢在加热和冷却过程中一般不发生组织转变，仅有碳化物的溶解和析出，在室温下主要为奥氏体组织。其中，型钢主要用作不锈钢，其在氧化性、中性及弱氧化性介质中的耐蚀性胜过高铬不锈钢，室温及低温韧性也是铁素体钢不能比拟的； 型钢主要用作热稳定钢。如果高铬镍钢提高含碳量，也可用作热强钢。需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 而高铬锰氮钢则主要用作不锈钢。 奥氏体钢的焊接性比马氏体钢和铁素体钢都好。但是，当焊接工艺制定不当时也会出现一些问题。主要问题如下： 焊缝和近缝区均可能产生热裂纹。最常见的是在焊缝金属中产生结晶裂纹，有时在近缝区也会产生液化裂纹。钢中的含镍量越高，产生热裂纹的倾向越大，因此，型奥氏体钢比型奥氏体钢热裂纹倾向大。 焊接接头有可能产生两种腐蚀问题： （）晶间腐蚀 焊接接头有三个部位有可能产生晶间腐蚀：焊缝晶间腐蚀；敏化区腐蚀；近缝区刀状腐蚀（见图）。这三种晶间腐蚀不会在同一接头上同时出现。其中，焊缝晶间腐蚀发生在采用单纯的型焊接材料焊接型钢以后，焊缝又经受了加热的情况下，或多层焊时前层焊缝受到后层焊缝加热的区域；敏化区腐蚀发生在不含稳定化元素（如 、等）而又不是超低碳的型钢的热影响区中加热温度达到 的区域；近缝区刀 状腐蚀只发生在含有 、等稳定化元素的奥氏体钢接头的近缝区。 （）应力腐蚀 由于奥氏体钢的导热系数小、线膨胀系数大，在焊接不均匀加热的情况下，接头处很容易产生较大的焊接残余拉伸应力，因而在与钢材匹配的介质共同作用下容易产生应力腐蚀。例如，、等对奥氏体钢并无腐蚀作用，但对有焊接残余拉伸应力的接头却有腐蚀开裂作用。有资料表明，焊接接头过热区对应力腐蚀开裂最为敏感。 奥氏体钢在生产中用途很广，可以用在耐蚀、耐热、耐低温等各种工作条件下，但在不同的工作条件下对焊接 接头性能的要求不同。如果用作工作在室温或以下的不锈钢，主要要求其具有耐蚀性；如果用作热强钢，则要求其在高温下有足够强度的同时，有足够的塑性和韧性；如果作为低温钢，则主要要求接头有良好的低温韧性。但是，如果焊接工艺制定不当，则可能产生高温脆化问题和低温脆化问题。 （）高温脆化 高温下进行短时拉伸试验和持久强度试验表明，当奥氏体钢焊缝中含有较多铁素体化元素或较多的相时，都会发生显著的脆化现象。一般认为与铁素体化元素促使析出相和由相能直接转变成 相有关。铁素体越多，影响越严重，因此要求长 期工作在高温的焊缝中所含的相数量应当小于。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 （）低温脆化 试验表明，奥氏体钢焊缝中一次铁素体相不仅能引起高温脆化，而且也能引起低温脆化，相数量越多，低温脆化越严重。因此，为了满足低温韧性的要求，最好不采用双相组织，而应取得单相奥氏体组织。实际上即使采用单相奥氏体组织，其低温韧性也低于经固溶处理的母材。 一般来说，奥氏体钢预热是没有益处的，因为焊前预热能促进碳化物的析出和引起焊件变形。但是，当焊件刚性极大的情况下，为了避免裂纹产生，有时不得不进行焊前预热。焊接奥氏体钢原则上不进行焊后热处理，只有在接头发生了脆化或需要提高其耐蚀性时才进行焊后热处理。热处理方式主要有两种：固溶处理和稳定化处理。其中：固溶处理用于对耐蚀性要求很高，且焊接时析出了碳化物和脆性相（如相）的焊件。其方法是将焊件均匀地加热到，保温，使析出相重新溶入奥氏体，然后快速冷却。原则上只能整体加热，不能局部加热。稳定化处理是将焊件加热到，一般保温后空冷。这样可以加快铬在奥氏体中的扩散速度，使铬能向晶界迁移，从而消除晶界处由于析出铬的碳化物而产生的贫铬现象，使金属耐晶间腐蚀的能力提高。这种方法同时也能起到降低焊接残余应力的作用。 的化学成分（质量分数， %）： C P S i 5（ C% 三） 机架的设计 机架的设计见图 机架危险部分的校核 : 在机架的结构中，主要受力部分为台面横梁，该横梁承受的静载为酒桶及桶内液体的重力和气缸对酒桶的夹紧力，承受的冲击为安放酒桶时酒桶对清洗头的冲击。当台面横梁失效时，工作台 面要替代横梁承受上述力。此外台面还要承受其他外力，如工人扶住台面时，台面要承受人的压力。所以，要对上述两部件进行分析。根据设计，两部件均可视为悬臂梁。 对横梁分析如下： 梁的挠曲线方程为： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 )3(6 2 其挠度为： 711 33 10*0*2*3 0 0 03 其转角为： 4711 22 10*0*2*2 0002 力图 F=1KN x A l B 剪力图 Fs x 矩图 M x 梁的分析 梁的剪力为： Fs(x)=1000N 0m n 时 ,F=2)(1,将 A=42d ,K=入得 d 上述三种情况讨论得知只要气杠杆径大于 10可满足使用要求 （）耗气量的计算： 对单作用气缸有 200)( p =*4* =）活塞杆的运动速度 全部行程要求 4s 完成，即 v=s。 综合上述几方面条件可选气缸型号为 50*400 （四）水箱 机器工作时要消耗大量的水，需要随时补充。为方便水的补给，减轻劳动强度，减少操作步骤，水箱上部进水设有机械式铜浮球阀，下部放水设有手动球阀。 水箱容积为 700*500*900，单位 水箱内设过滤网，过滤网用不锈钢网自制。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 器件选型列表 名称 型号 数量 两位两通电磁阀 5 10 两位两通手动阀 1 三位四通电磁阀 1 三位四通手动阀 1 两位两通气控阀 不锈钢角座阀 25 9 减压阀 395 2 气缸 00 2 泵 定量叶片泵 3 溢流阀 3 压力继电器 2 压力表 指针式 2 浮球阀 2 球阀 2 软管 聚氨酯 5 10m 聚氨酯 8 2m 硬管 ，接头按装配图执行 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 路设计图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 洗头工作示意图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 五 电路的设计 （一）电路设计 电路图见图 超压显示： 当管路内压力达到 ，压力继电器动作，电路全部切断，这时可由扣式电池供电使超压指示灯亮。电路如图 示。 3V 0 图 压显示电路 电气控制柜用不锈钢板焊接，要求密封良好，防止“结露”现象对电路工作造成影响 （二）器件介绍 单相异步电动机就是指用单相交流电源的异步电动机。由于只需要单相电源供电，使用方便，因此被广泛应用于工业和人民生活的各个方面，如电风扇、电冰箱、 洗衣机、空调设备、电动工具和医疗器械中都使用单相异步电动机作为原动机。与同容量的三相异步电动机相比较，单相异步电动机的体积较大、运行性能较差、效率和功率因数稍低，因此一般只做成小容量的。我国现有产品功率从几瓦到几百瓦。单相异步电动机具有结构简单、成本低廉、噪声小等优点。 （ 1）单相异步电动机的运行原理 单相异步电动机的运行原理和三相异步电机基本相同，但有其自身的特点。从结构上看，单相异步电动机与三相笼型异步电动机相似。其转子也为普通笼型转子，差别仅在于定子绕组。其定子绕组为一单相工作绕组，但通常为起动的需要 。定子上除了工作绕组外，还设有起动绕组。它的作用是产生起动转矩，一般只在起动时接入。当转速达到 70%同步转速时，由离心开关将其从电源自动切除，所以正常工作时只有工作绕组在电源上运行。但也有一些电容分相或电阻分相电动机，在运行时将起动绕组接于电源上。这实质上相当一台两相电动机，但由于它接在单相电源上，故仍称为单相异步电动机。根据定子两个绕组在定子上的分布以及供电情况的不同，可 以产生不同的起动特性和运行特性。单相异步电动机可分为分相电动机和罩需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 极电动机两大类型。 单相异步电动机的优点主要是使用单相 交流电，但是单相异步电动机的 启动转矩等于零，不能自行启动。为了使单相异步电动机能够产生起动转矩，关键是如何在起动时在电动机内部形成一个旋转磁场。根据获得旋转磁场方式的不同，单相异步电动机可分为分相电动机和罩极电动机两大类型。 在分析交流绕组磁动势时曾得出一个结论：只要在空间不同相的绕组中通入时间上不同相的电流，就能产生一旋转磁场。这样，起动的必要条件是要求两相绕组中通入相位不同的两相电流。如何把工作绕组与起动绕组中通入的单相交流电电流相位分开，即所谓的 “分相”，就变成了单相异步电动机的十分重要的问题。 分相起动单相异步电动机就是根据这一原理设计的。分相起动单相异步电动机包括单相电阻分相起动异步电动机、单相电容分相起动异步电动机、单相电容运转异步电动机、单相电容起动与运转异步电动机。 （ 2）单相电容分相起动异步电动机 单相电容分相起动异步电动机定子上有两个绕组：一个为工作绕组，另一个为起动绕组，两绕组在空间相差 90 度。在起动绕组回路中串接起动电容 C，作电流分相用，并通过离心开关或继电器触点 S 与工作绕组并联在同一单相电源上。电容器的作用是使起动绕组回路的阻抗呈容性，从而使起动绕组在起动时的电流超前电源电压 U 一个相位角。由于工作绕组的阻抗是感性的，它的起动电流 I 滞后电源电压 U 一个相位角。若适当选择电容 C，使流过起动绕组的电流 I 超前工作绕组起动电流 90 度相位角，这就相当于在电动机起动时，时间相位上互差 90 度的两相电流流入在空间相差 90 度的两相绕组中，这样可使电动机在起动时产生一个接近圆形的旋转磁动势，并在该磁场作用下产生较大的电磁转矩使电动机转动。 与电阻分相单相异步电动机比较，电容分相电动机的优点是： 1 如果电容器的电容量配得合适，能够作到使起动时起动绕组电流差不多比工作绕组电流超前 90 度电角度。 2 起动绕组的容抗 可以抵消感抗使总的电抗值小些，所以起动绕组的匝数不像电阻分相时受到限制，可以多些，从而可以增大起动绕组的磁动势。以上两点都可使得电动机在起动时能产生一个接近圆形的旋转磁动势，得到较大的起动转矩。 3 由于启动绕组电流和工作绕组电流接近 90 度电角度，合成的线电流比较小，所以电容分相起动的单相异步电动 机的起动电流较小，起动转矩却比较大。这种电动机的起动绕组是按短时工作设计的，在起动绕组回路中也串接了一个起动开关，所以当电动机转速达 75%步转速时，起动开关动作，起动绕组和起动电容器 C 就在离心开关 S 的作 用下自动退出工作，使起动绕组脱离电源。这时电动机就在工作绕需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 组单独作用下运行。在转子转速上升的过程中，起动绕组电流加大，电容器的端电压会升高，起动开关及时动作可以降低对电容器耐压的要求。电容分相起动单相异步电动机改变转子转向的方法同电阻分相起动单相异步电动机的一样。 （ 3）单相异步电动机的选择 当电动机输出功率大于 250W 时，最好采用电容起动和运转电动机，也可选用电容起动或电阻起动电动机。具体选择哪一种？可从价格和起动性能方面权衡利弊来选用。对于大于 550W 的电动机，可选用电容起动电动机。因为在大功率范围内 电阻起动电动机的起动电流太大。 固体继电器（亦称固态继电器）英文名称为 称 是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，单相 四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。 （ 1） 缺点及使用场合 固体继电器具有如下主要特点： 能正常工作，并能方便地与 成电路相配合，广泛应用于各种电子设备中。其输出部分采用大功率晶体管或可控硅元件来控制、接通或断开负载和电源，具有很大的功率放大作用。 触点，接触电阻小，因而工作可靠性高。它采用绝缘防水材料浇铸，适合在潮湿和有腐蚀性气体的场合使用。 部没有可动部件，因而具有耐振动和抗冲击的能力。 系统的干扰小，同时自身抗干扰能力也强。它没有接点跳动，消除了因火花导致的电磁干扰。另外，由于交流型 用了过零触发技术，具有零电压、 零电流断开的特性，从而能有效地降低线路中的 dv/ di/得它对外界的电磁干扰降