步进加药系统设计+CAD图纸(4)
设计中同样也用到了滚珠丝杠螺母副将旋转运动转变为直线运动的能力，它精确有效和持久耐用的特点让它十分适合本课题。在选用滚珠丝杠螺母副时，导程和直径的选择对整个系统是否能合理的运行来说尤为重要。
图1.3 本次课题所用丝杠
1.4 步进加药系统的设计内容和技术要求
该课题要求设计的内容是加药系统设计，是振动清洗系统的辅助机构。要求设计一套定量加药系统。要求对某清洗系统内清洗液的添加进行一定量的控制，并完成自动从加药箱内抽取清洗原液，并按照要求调整加药量。同时设计要求整个系统要有足够耐腐蚀性，药液为柠檬酸；同时加药剂量为20-50ml可调，并自动完成吸药过程；每次加药的时间要小于30秒。
1.5 本课题的重点和难点
由于本次课题涉及的知识面较广，也需要一定的专业知识作支撑，自然有一些重点和难点需要设计者注意。
图1.4 整体布局图
1、振动清洗系统 2、机械手系统 3、辊子输送机系统 4、步进加药系统
1.5.1 课题设计的重点
首先要满足对腐蚀性的要求，课题要求药剂为柠檬酸，有腐蚀性，常规的液压元件并不适用，由此要考虑腐蚀问题和材料问题。
然后还要考虑控制精度和流量等问题。本课题中，要求加药剂量为20-50mL可调，并自动完成吸药过程，并且要求时间少于30秒。这就同时对速度也给出了要求。
步进电机的类型选择也是一个重点，步进电机的种类有很多，各种参数和特点优劣都不相同，为了满足本课题的要求，必须在给出的参数条件下加以考虑。
此外，系统的控制方式也是一个问题，开环的话需要考虑震荡问题；而闭环控制则要增加控制器、位置传感器等元件的问题。
1.5.2 课题设计的难点
液压元件设计是本次课题的一个难点，由于没有现成的元件可以用，必须对单向阀及药缸的各个结构进行严密的选择和校核。尤其是单向阀的弹簧力的大小，更是需要对压力有一个明确的计算。
传动机构的选用也是一个难点，如何完成这个传动需要考虑步进电机部分和药缸部分两个方面，并将转动变为直线移动。
同时，药缸的推杆的轴向固定也是一个难点，系统运动时，为了防止推杆的转动，必须加导轨以固定，这就需要设计者合理的放置导轨的支撑座以及选择导轨。
联轴器的选择也是一个难点，由于本次的系统的元件的尺寸普遍偏小，步进电机又是一个标准件，电机轴的长度并不长。所以选用尺寸尽量小而且合适的联轴器。
二、 方案论证和比较
2.1 液压元件特殊应用材料的选择
由于本次的药液特殊，在液压元件如单向阀、药缸、管道、管接头等等的材料选用上，都需要特别的注意。首先在药缸的材料选择上，排除了普通钢、铸铁等材料，选择了304不锈钢；在单向阀材料的选择上，给出了两种方案：防腐的PTFE（聚四氟乙烯）和304不锈钢。经过考虑后选择了不锈钢；在管道和管接头的选择上，同样的选择了304不锈钢金属管和304不锈钢管接头。
2.2 驱动方案的选择
根据任务书的要求，为了保证设计能满足步进加药，设计了以下两种驱动方案：
方案一：步进电机驱动。先给出脉冲信号于步进电机，之后通过一个减速齿轮装置进行减速；然后再用一个丝杠螺母机构把转动驱动变为药缸的推杆的来回移动，并且在推杆上进行位置反馈，对整个系统进行闭环控制，使得装置更精确。而不锈钢药缸的无杆腔和药罐相连，中间有单向阀来控制流向；同时也有连向出药喷嘴的药路，当然也需要一个单向阀控制流向。整个装置在满足要求的情况下尽可能的简单、使用、易控制。
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