步进加药系统设计开题报告
1.2课题的目的和意义
加药系统是一种具投药、搅拌、输送液体、自动控制与一体的成套设备，用于电厂的原水、锅炉给水、油田地面集输脱水处理系统，石油化工各种加药系统和废水处理系统，应用十分广泛。
目前，各种灌装、清洗的工作都需要加药加液系统的参与，定量加液系统在这些行业中更是有不可替代的重要性。如何较好的完成课题的要求和对加药的自动的控制，是我们需要深思熟虑的问题
在本次课题中，为了配合震动清洗系统，完成定量加药的任务，我们选择用步进电机作为驱动，带动一个特殊的定量加液器进行工作，完成课题的要求。
加药器是一种流体流量控制给定设备，可用于各种流体工作中，而步进电机在不需要变换的情况下能直接将数字脉冲信号转换成角位移或线位移，因此它很适合作为数字控制系统的伺服元件。
这个课题很好的综合了电机知识，控制理论，流体传动以及机械原理和有关材料方面的知识，把书本和实践联系到了一起，对课程的学习和理解有着积极的作用。
2 本课题的重点、难点、内容和基本方案
2.1本课题的基本内容以及方案
2.3.1整体方案
步进加药系统
第一种方案是：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液压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。而不锈钢液压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油路，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。
图2.1步进电机控制的加药系统
1步进电机 2丝杠 3和螺母相连的液压缸推杆 4液压缸 单向阀 6喷嘴 7药缸 8联轴器 9驱动器
凸轮调速加药系统
第二种方案是：用普通电动机驱动，然后通过一个齿轮减速装置连接到凸轮上；根据运动方式设计凸轮，然后选择平低从动件和凸轮以高副连接。而从动件直接连接一个具有离合器且可换挡的齿轮系内，输出轴连接液压缸进行驱动，和不锈钢液压缸的推杆相连。而不锈钢液压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油路，需要一个单向阀控制流向。如图4a、4b所示：
图2.2 a 凸轮机构控制的加药系统 图2.2b 凸轮机构
1电动机 2小齿轮 3大齿轮 4凸轮 5液压缸 6单向阀 7喷嘴 8药罐
在进行考虑后发现，凸轮机构的凸轮形状尺寸由于要满足运动需要，这使设计得变的很复杂。此外，凸轮机构的磨损、寿命等问题都很难解决。步进电机则可以较方便的调速，并有较高的精度。所以选择了步进电机作为系统的驱动。
2.3.2局部方面的选择
由于应用的材料的要求，清洗液的要求以及时间、加药剂量的要求，在单向阀材料的选择上，选择了两种方案：防腐的PTFE（聚四氟乙烯）单向阀和不锈钢单向阀。经过考虑后选择了不锈钢单向阀。而阀芯选择锥型，因为这样可以减小泄露，增加精度。
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