老实人n064
范文一：毕业设计作品
I
毕业设计（论文）
课题名称：基于PLC 的传送带顺序启停控制系统设计
专 业： 电力系统自动化技术
学生姓名： 杜育全 学 号： 201305012209 班 级： 电自1322班 指导教师： 朱雪松
2015年12月
毕业设计（论文）课题任务书
（2015---2016学年）
系部名称：电气工程系
长沙电力职业技术学院毕业设计评阅表
前言
在电力系统中，输送带被大量使用特别是电厂的输煤系统中，输送带起到了重要的作用。而传送带在工业中的应用更是广泛，比如在电厂的输煤系统中，分拣系统中等一系列系统当中都有应用。
在100多年中以来，自动化控制技术引入工业的已经很久了，随着工业的快速发展，自动化控制技术也一步一步更加成熟。跟着数学、理论计算机、电子器件的发展，发展出了专门的自动化控制技术，并且称为了一门专业的应用科学技术，发展成了属于自己的体系。
在我国经济的快速成长下，机械的品种和规模设计上得到了很快的发展还有提高。在目前来说全国各个地区都建有机械制造厂，并且一步一步的向专业化发展，随着新技术的发展，一定要推动机械向电气控制化发展。
摘 要
在我国国民经济的快速发展下，制造机械技术在各种各样的模式下的设计制造技术也同时得到了火速的完善和成长。在目前来说，全中国各地已经建立了各种大大小小的机械制造厂，并一步一步的向专业化生产发展，而且进行自动化生产线的设计和制造。因此，促进自动化机械的发展是非常有必要。
传送带是一种普遍应用于工业生产的一种传输设备，它能够提升工业生产的效率还有安全性能，很大的程度上能节约人力资源。由于它的意义重大，所以传送带的改进是一个特别多方面的问题，本文主要介绍的是基于可编程控制器的控制系统的设计方案。硬件设计主要包括可编程控制器选择、异步电动机外部电路的选择和安装。软件部分包括程序的设计与调试。本人对传送带的改进是通过PLC 加入到传送带的控制系统当中，能够实现可靠性高，抗干扰能力强，容易控制，容易编程，容易入手。
本设计系统可以实现以下功能：
（1）通过软件控制可以控制电机的运转情况; （2）可以对物料实现传送，以及物料的控制停止; （3）实现急停，以及在危机情况下的停止。
关键词：PLC ；传送带；顺序启停
目 录
前 言 . ............................................................................................................................... I I 摘 要 . ............................................................................................................................... I I 第一章 绪 言 . ............................................................................................................... - 1 - 1.1可编程的逻辑控制器（PLC ）的背景 . .......................................................................... - 1 - 1.2传送带的历史 . ................................................................................................................. - 2 - 1.3目的和意义 . ..................................................................................................................... - 2 -
第二章 设计内容 . ......................................................................................................... - 2 - 2.1 可编程的逻辑控制器（plc ） ........................................................................................ - 3 - 2.2 程序需要实现的目的 . .................................................................................................... - 3 -
第三章 元器件及保护方式的选择 . ............................................................................. - 4 - 3.1 电机的确定 . .................................................................................................................... - 5 - 3.2电气系统的保护 . ............................................................................................................. - 6 -
3.2.1短路保护 . .............................................................................................................. - 6 - 3.2.2过载保护 . .............................................................................................................. - 6 - 3.2.3零电压和欠压保护 . .............................................................................................. - 7 - 3.2.4过电流保护 . ........................................................................................................ - 7 - 3.3电气元件的选择 . ............................................................................................................. - 7 -
第四章 电气控制方案确定 . ....................................................................................... - 11 - 4.1电气逻辑控制装置选择 . ............................................................................................... - 12 - 4.2控制方式选择 . ............................................................................................................... - 12 - 4.3系统操作要求 . ............................................................................................................... - 12 - 4.4输入/输出点和可编程控制器的选择 . .......................................................................... - 13 - 4.5输入和输出设备数量 . ................................................................................................... - 13 - 4.6可编程控制器选择 . ....................................................................................................... - 13 - 4.7常用PLC 的编程指令系统 . .......................................................................................... - 13 - 4.7 软件系统设计 . .............................................................................................................. - 14 - 4.8 程序运行过程 . .............................................................................................................. - 14 -
附录1 . .......................................................................................................................... - 15 - 致 谢 . ......................................................................................................................... - 17 - 参考文献 . ..................................................................................................................... - 18 -
第一章 绪 言
1.1可编程的逻辑控制器（PLC ）的背景
在早期的工业控制系统当中，控制程序的方法大多是控制由机械电器式器件及继电器，接触器作为控制原件的硬件的逻辑控制系统，从而实现特有的控制程序。这种巩固的接线方法的程序实现是与具体的机器步履相对应的。这种系统有十分明显的缺点：（1）体积特别庞大，耗电非常的多，可靠性十分的欠好，寿命非常短，运行速率特别的慢；（2）对于变化的系统顺应性能力更差，若是生产任务或者艺术性发送了改变就需要从头设计，大大的造成时间还有钱财的可怕浪费。
在20世纪60年代末期时，西方工业各国经济形式十分萧条，作为工业龙头的汽车事业也倍受打击，原本的控制系统本来是由继电器组成的，也就是说是由无数的导线，触头，尚有线圈组成的逻辑系统，如果在原有的基础上改变这个设计的化，就需要不断的去改进还有试验，这样子会浪费许许多多的财富还有时间。
所以在经济形式十分萧条的次年，世界上的第一台可编程序控制器就顺理成章的被美国数字设备公司（DEC ）研究出了，并且还用在了实际的生产线上，，并且一举成名。其后，各个国家都开始引用这个新技术，可编程序控制器由此成长了起来。
在这个时刻，可编程序控制器虽然采用了计算机的设计的想法，但是实际上只能单独的完成顺序控制，只有关于逻辑的运算，定时，计数等顺序控制功能，若以人们将这一时期的可编程序控制器又称为可编程序逻辑控制器，如表1-1所示。
表1-1 各代PLC 的特点和应用范围
1.2传送带的历史
高转筒车挑水在中国古代，是现代运输机的雏形；从第十七世纪开始，使用架空缆车的运输原料; 在19世纪中叶，各类传输机屡见不鲜。
在1868年，在英国出现了皮带式的传送机器; 在1887年，在美国出现了螺旋式的传送机；在1905年，出现在瑞士的钢型传送机; 在1906年，在英国和德国出现了惯性传送机。今后，输送机受到了机械制造业的影响，成为机器化处理系统自动化不可减少的一部分。
1.3目的和意义
在现代的工业当中，往往是追求低成本和高效率的，以往的传送带系统往往会造成能源的许多浪费，但是这种设计有着其他系统无法比较的优点。就是操作起来十分的简单，并且容易编程。但是这个缺点也同样明显，当传送带上传送物品为易碎品或某些危险品时，可能会发送一些碰撞从而导致物品发生一些损失。以往的传送带虽然能够加入停止的功能，但是无穷的启停必定会对电动机造成不良的影响，并且可能让电机烧毁。本篇文章就是说了改进PCL 系统的一种方案。
第二章设计内容
传送带在许许多多的领域都有应用，比如说我们工业，建筑材料，炼金属， 运送煤炭等，设计的顺序启停控制系统就是当料斗中的物料到达物料点的时候，
传送带按照顺序启动。图2-1是物料传送原理图，P-1由电机M1驱动，P-2由电机M2驱动，P-3由电机M3驱动，物料从料斗通过YV 控制出来，如下图2-1所示。
图2-1物料传送原理图
2.1 可编程的逻辑控制器（plc ）
1987国际电工委员会（IEC ）定义：可编程的逻辑控制器（PLC ）市一中简单的运算的操作系统，专门为了工业而创造。它能够实现定时，计数，计数，等一系列指令，并且通过控制输入量来控制输出量。可编程序控制器及其外围设备应结合起来，便于扩展系统的功能原理而设计。
PCL 的特点有下面几个：
（1）可靠性能力强，抗干扰的能力不弱。
（2）配套的设施十分的齐全，功能特别的完善，适用能力十分强。 （3）简单易学，受到编程人员的偏爱。 （4）系统的设计简单，维护方便容易维修。
2.2 程序需要实现的目的
在物料到达料斗时，YV 打开（在PLC 系统中人为控制），物料下落到传送带P-1上，随后，电机M1会启动（在PLC 系统中系人为的手动控制），电机M2,M3不会变化，然后当电机M1启动的时刻，P-1传送带滑动经过一段时间后，物料滑落到传送带P-2上，此刻M1停止运转，M2启动（在PLC
系统中系人为
的手动控制），P-2传送带滑动经过一段时间后，物料滑落到传送带P-3上，此刻M2停止运转，M3启动（在PLC 系统中系人为的手动控制），P-3传送带滑动经过一段时间后，物料会传送到需物点，然后电机M3就会停止运转，然后程序重复。如果在物料传送的过程中发生故障，需要直接按下急停按钮保证安全。
第三章元器件及保护方式的选择
驱动模式包括驱动控制还有速度控制这两种。他们是分别是机械传动方式，电气传动方式还有流体动力传动方式这3种类型。传输中的机械设备的整体设计必须以两种方式来考虑：机械性能和电气性能。
3.1 电机的确定
对于普通的系统中来说，如果仅仅只需要一到两个简简单单的来回运动的，就可以使用三相式鼠笼异步电动机来驱动。若是须要具备很多个来回趋势的，速率和自动化程度有很高的的要求的机器设施，就应该使用电磁气动控制。
在这里我们选择三相式鼠笼异步电动机来驱动，Y100L-2系列鼠笼电机，该系列是A 级绝缘，外壳保护绝缘等级是（IP33）。 这个系列的异步电动机的额定电压为交流380V ，额定的频率为工频50Hz ，各种参数如下图3-1所示。
表 3-1三相式鼠笼异步电动机的各种参数
三相鼠笼式异步电动机接线图，如图3-1所示。
图3-1 三相鼠笼式异步电动机接线图
3.2电气系统的保护
在该文章的系统当中，因为需要用到电机，所以就需要用到电机的各种保护，电机的保护是电路中不能缺少的一部分，保证电气设备的安全，电气元件还有电网的完好运行。
3.2.1短路保护
电气控制电路中电线绝缘被损坏或当负载短路时，会产生短路故障。在短短的时间内就会产生几倍甚至几十倍的大电流。所以可能损坏电气设备或配电线路，产生电弧，严重时甚至会引发火灾。
短路保护的要求是在短路故障中切断电源的时间很短，通常使用的方法是在线路中串联一个的低电压断路器或熔断器。低压断路器工作电流是起动电流的1.2倍。
常见的短路保护措施是：一是熔断器保护；二是跳闸保护。 3.2.2过载保护
防止主线路过载而导致过热而发生损坏电气设备。电路允许连续但是不引起导线过热的电流量，称为安全传送电流。道题通过的电流大雨额定电流的电流称为过载电流，这一现象被称为电线过载。导体65
℃超载通常情况下，最大允许
工作温度，温度超过这个温度，线路会迅速老龄化甚至会燃烧。
在机器中，在轴上能承受的负超载过载保护能够防止因过载而发生损害。 3.2.3零电压和欠压保护
正常运行状态的电机当中，如果有仅有一个非正常的电源发色很发生故障时然后正常供电，电机和自启动，它非常有可能会导致机械动作障碍，甚至是成人身伤害事故。在整个电网当中，许许多多的电机在恢复正常后，也有可能让电网的电压升高，从而导致压降现象。为了防止电动机恢复的时候发生这种现在，所以就需要用到零电压保护。
3.2.4过电流保护
过电流保护就是当电路中的电流大于线路中的额定电流的时候的一种保护的方式。当流过被保护线路的电力大于线路中电流的整定值时，保护就会启动，并且有三段保护，让断路器发生跳闸现象或者是发出劲警报信号。故障排除之后，过电路会恢复正常。
3.3电气元件的选择 （1）按钮开关
按钮开关一般有常闭静触电，桥式动触点，复位弹簧，支柱连杆，螺帽及外壳等部分组成，操作时，按下按钮，此刻动触点就会向下动作，先和常闭触电分开，然后再与常开触电接触，当没有力的作用作用在按钮上面时，在弹簧的惯性下，动触点就会恢复到原先的位置。无论在何时，操作的过程都符合“先断再合”。
1）按钮的选择与使用
为了识别不同作用的按钮，防止操作失误，所以国际对其按钮的颜色规定如下：
a. 停止和急停按钮：红色。 b. 启动按钮：绿色。 c. 点动按钮：黑色。
d. 启动与停止按钮交替按钮：必须是黑色，白色或灰色。 e. 复位按钮：必须是蓝色。 (2)限位开关
运动行程开关控制运行机制。有两种类型，分为接触式和非接触式。触电开
关为直动式，杠杆式，微型，结合常用的型号有：LX2，LX19，JLXK1，JXW ，LXK3，X2，等等。非接触式开关，接近开关，磁簧开关，霍尔开关。
(3)接触器
接触器是一种可对交，直流主电路及大容量控制电路作频繁通，断控制的自动电磁式开关，它通过电磁力作用下的吸合和返利弹簧作用下的释放使触头闭合和分断，从而控制电路的通断。
目前，我国常用的交通接触器主要有CJ20,CJX1,CJX2,CJ10等系列。引进产品中应用较多的是施耐德公司的LC1D/LP1D系列等，该系列产品采用模版化生产，产品本体上可以附加辅助触头，通电/断电延时触头和机械闭锁等模版，也可以很方便的组合本体成可逆接触器、星-三角启动器。
考虑额定电流，额定电压，时，应考虑一些常开，常闭触点和触点的工作频率。额定电压的主触点电压应等于或大于额定主电路电压，其额定电压必须等于控制电路的额定电压;
额定电流主触头可以计算公式如下：
I ec =I c =P e ?10∧?U e
（3-1）
式中：Iec —所选接触器额定电流（A ）；Ic 为接触器的主触头电流（A ）；Pe —被控制的电动机功率（kW ）；K —经验系数一般取1~1.2；Ue —电动机额定线电压（V ），计算结果I ec =14.47A 其选型如表3-2所示：
表3-2 CJ10-20接触器参数
双金属和电子感应电动机热过载继电器热继电器。电子热继电器具有良好的保护性能，适用于关键的电机保护。如果电气控制系统已被用于自动切换，而无需使用热继电器，负载是恒定的，一个非常小的马达，如冷却泵电机不能设置热
继电器。
在选择热继电器时，根据电机额定电流热元件的额定电流。对于星形连接的电机，可以使用一个具有两相或三相结构的热继电器，可用于电机与断相保护的连接。
热元件的额定电流值通常为电动机额定电流的0.95到1.05倍。如表3-3所示。
表3-3 JR16B 热继电器参数
（4）熔断器
熔断器是一种主要用作短路保护的电器，由于它具有结构简单，价格便宜，使用维护方便等优点，因此得到广泛应用。但熔断器对过载反应是很不灵敏的，当电器设备发生故障时，熔断器将持续很长时间才熔断，有时甚至不熔断。因此处在照明电路中熔断器一般不宜用作过载保护。
1) 低压断路器的主要组成
熔断器一般由熔断体和底座组成。熔断体主要包括熔体，填料（有的没有填料），熔管，触刀，盖板，熔断器指示器等部件。熔体是熔断器的主要组成部分。
常作成丝状，片状。熔体的材料通常有两种，一种是由铝，铝锡合金或者锌等低熔点材料制成。多用于小电流电路；另一种是由银、铜等较高熔点的金属做成，多用于大电流电路。熔管是熔体的保护外壳，用耐热绝缘材料制成，在熔体熔断时有灭弧作用。熔座是熔断器的底座。作用是固定熔管和外接引线。熔座（或熔管）是由陶瓷制成的外壳。
2）低压熔断器的工作原理
工作中，熔体串联于被保护电路，即是感测元件，又是执行元件；当电路发生短路或者严重过载故障时，通过熔体的电流势必超过一定的额定值，使熔体发热，当达到熔点温度时，熔体某处自行熔断，从而分断故障电路，起到保护作用。
选择熔断器时，根据电流的特性和参数计算电流，然后根据电流的大小选择熔断器的额定电流，并确定其型号。
a. 电气设备，比如灯，电阻炉等，它可以用额定电流。 b. 为一个的冲击电流的电气设备
如感应电动机，可以通过以下方法确定：
（9. 585-15. 975）单电机长期运行：Ir=(1.5~2.5)Ied?I r =A （3-2）
电动机频繁起动时，上式的系数为3~3.5，计算结果I r =（19.17-22.365）A 。如果多台电动机共用一组熔断器保护，则
I r ≥（1. 5~2. 5）I emax +∑I e
（3-3）
式中Ir ——熔体额定的电流；Ied ——电动机额定的电流；Iemax ——容量最大电动机额定电流；∑I e ——除容量最大的电动机之外，其余电动机的额定电流之和。计算结果I r =（22.365-28.755）A 。
熔断器的型号如表3-4所示。
表3-4 熔断器（KS8半导体保护熔断器) 的型号
第四章电气控制方案确定
可靠性与合理性直接影响到机械设备电气控制方案的维修性和经济性。在保
证电气控制系统可靠性和可维护性要求的前提下的，我们必须考虑电气控制系统的设计，简单性还有经济性。
电气机械控制系统通常包括电机调速系统，逻辑控制系统和数字控制系统。
4.1电气逻辑控制装置选择
继电器—接触器控制电路结构简单，直观，输出功率大，价格便宜。缺点是容易出现机器震动，易引起接触性松动。这些情况的发生，会降低控制系统的可靠性，一旦出现故障，检查和维护会不方便。
顺序控制器是一种控制继电器和接触器电路板的控制器。这是很容易改变的特点，尤其是使用引脚编程，改变螺栓位置可以改变程序很容易被使用。所述控制装置适用于控制系统操作较不复杂的系统，特别是生产机械自动控制的需要改变工作顺序。然而，控制系统由于螺栓多，当接触不良发生时，可靠性不太高，而且这种产品，因为没有专业的厂家生产，所以它已很少使用了。
PLC 具有通用性强，具有编程简单，易修改，易调试，维护方便，可靠性高，体积小，重量轻等优点，目前在机械设备能实现自动控制。但随着继电器 - 接触器控制屏幕相比，PLC 的价格更昂贵的。
4.2控制方式选择
（1）控制通常有一个行程控制，时间控制等物理量（压力，电流，速度等）的控制。
（2）行程控制是根据位置变化控制对象进行控制。行程限位开关控制需要认识当移动部件在某个位置还是有一定距离时，行程开关动作，使触点闭合，动断触点断开。
（3）时间控制器是基于一个时间设定的，定时可以打开或关闭的电路，其中被控制的电气开关装置需要被控制。因此，机器和设备的工作计划，十分的必要，如果它是一个很短的行程，则无法安装限位开关。在一个稳定的速度的情况下，根据速度和时间的乘积，可以用来实现位置的控制。
4.3系统操作要求
起动：
（1）在一定时间间隔序列开始时，物料流反向的请求。起始顺序：
（2）停止：当在一定的时间时，物料的流动方向停止时，材料的流动方向停止。停止顺序：
（3）紧急停止：P-1，P-3，电视和P-2在紧急情况下都是一样的。 （4）M1、M2、M3电机功率5.5KW 。
（5）当热继电器FR 是一种行动，无条件为所有电机复位。
4.4输入/输出点和可编程控制器的选择
PLC 输出在工业环境中可以用来控制制动器、气阀等。PLC 系统模拟输出范围包括±5V 、±10V 、0V 到5V 、0V 到10V 、4到20mA 、或0到20mA 等。
（1）系统需要多个的点输入输出点，控制要求比较复杂。 （2）在工业的环境中，控制系统的可靠性是十分可靠的。
（3）在系统的工艺流程中，工艺流程可能经常发生变化，系统的输入和输出点需要经常调整。
（4）需要完成与其他设备的通信和联网。 （5）系统非常的小，需要在系统中控制这个设备。
4.5输入和输出设备数量
根据原理图和控制的要求，系统有3个输入点还有4个输出点。
4.6可编程控制器选择
该控制系统仅是一个简单的开关控制，没有模拟输入或输出，系统响应时间没有特殊要求，时间继电器是固定的，小的可满足要求。由于系统需要6个输入点和4个输出点，西门子可以选择小警司- 200整体型，完全满足要求。
4.7常用PLC 的编程指令系统
（1） LD 指令：取指令，适用于梯形图中与左母线相连的第一个常开触点，表示一个逻辑行的开始。
（2） LDN 指令：取反指令，适用于梯形图中与左母线相连的第一个常闭触点。
（3） OUT 指令：线圈驱动指令（又叫输出指令），适用于将运算结果驱动输出继电器、辅助继电器、定时器和计数器的线圈，但不能用于输入继电器。OUT 指令用于计数器和定时器时，必须有常数K 值紧跟，K 分别表示定时器时间或计数次数，它也作为一个步序。
（4） AND 指令：“与”指令，适用于和触点串联的常开触点。 （5） ANI 指令：“与反”指令，适用于和触点串联的常闭触点。 （6） OR 指令：“或”指令，适用于单触点并联的常开触点。 （7） ORI 指令：“或反”指令，适用于单触点并联的常闭触点。 （8） RST 指令：计数器和移位寄存器的复位指令，适用于计数器的当前值设定值或删除移位寄存器的所有位。计数输入和复位输入端。当输入终端触点的数目被切换时，计数器的值被减少1。当通数达到时，计数器的当前值减少到0。如果你想回到从当前值的原始值，然后连接到输入端子的接触点，RST 是复位的作用，使计数器线圈断开，其常开触点。
（9） SFT 指令：移位指令，该指令适用于移位寄存器的移位操作。移位寄存器可以由8个或16个辅助继电器组成。
4.7 软件系统设计
梯形图（见附录1）用基本逻辑指令进行编程。T0，T1，T2，P-1，P-2，P-3，YV 延时启动，延时定时器。
4.8 程序运行过程
当PLC 运行时，物料到达YV 点时，此时感应器响应，(PLC上为按下X0常开触电) ，常断触电闭合，物料下落到传送带P-1上，此时传送带发生传动（PLC 上为按下X1常开触电），T0开始计时，5S 之后，在下一程序中，常开触电T0开始闭合，第二程序开始通电，传送带P-2开始进行物料传送，同时T1开始计时，5S 之后，在下一程序中，常开触电T1开始闭合，第三程序开始通电，传送带P-3开始进行物料传送，直到传送到需要物料点的位置。
如果在传送带中发生故障，感应器直接感应，切断电路。（PLC 中为按下X4常闭触电）。
附录1
外部接线图
外部接线图
SB1 SB2
KM1 KM2 KM3
致谢
本论文在朱雪松老师的悉心指导下完成。老师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的从
高风范，朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，还使本人明白了许多为人处事的道理。本次论文从选题到完成，倾注了老师大量的心血。在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在写论文的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您！
时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。离校日期已日趋渐进，毕业论文的撰写也随之进入尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我的热情帮助，在这里请接收我诚挚的谢意！在此我向学校电气专业的所有老师表示衷心的感谢，谢谢三年里面你们孜孜不倦的教诲！
三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔的视野。很庆幸这三年来我遇到了如此多的良师益友，无论在学习上、生活上，还是工作上，都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在一个充满温馨的环境中度过三年的大学生活。感恩之情难以用言语量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。
最后我要感谢的是我父母，他们不仅培养了我对电气设备的浓厚兴趣，让我在曼城的认识旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。在未来的日子里，我会更加努力学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬他们，报答他们！爸妈，我也爱你们！
参考文献
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[4]. 李利, 王瑞党栋《带式输送机的技术现状及发展趋势》[J].《橡胶工业》2015年2期
[5]. 李彦梅《电力系统继电保护与自动化》中国电力出版社 .2009 [6]. 林二妹《基于 PLC 控制的带式运输机控制系统设计》[J] 《机电技术》.2012年3期
[7].赵静《PLC 定时器断电延时功能的软件设计》[J]《机床电器》.2003年3期
范文二：毕业设计作品
毕业设计作品
设计题目：图书馆信息管理系统的设计与实现
班 级： 计通132
学 号： 201302120219
姓 名： 罗慧林
指导教师： 张治元
完成日期：2016 年 5 月 12日
摘 要
图书馆信息管理系统是为了实现图书馆信息管理的系统化、规范化和自动化，从而提高图书馆信息管理的效率而设计的。它完全取代了原来一直用人工管理的工作方式，避免了由于管理人员的工作疏忽以及管理质量问题所造成的各种错误，为及时、准确、高效的完成图书馆信息管理提供了强有力的工具和管理手段。图书馆信息管理系统是一个中小型数据库管理系统，它界面美观、操作简单、安全性高，基本满足了仓库管理的要求。目前，还有许多中学的图书馆仍然采用传统的手工管理方式进行图书馆信息的管理，这种方式存在着手续烦琐、工作量大、效率低下、出错率高等诸多缺点。所以，开发一个适合中学图书馆使用的管理系统就势在必行。所以，本文就从这一点出发设计和开发一个适合中学图书馆使用的小型图书馆信息管理系统，以期利用较低的成本就可以有效、快速和准确。图书馆管理系统的工作主要是在读者和图书馆之间架起一座桥梁，能相互沟通信息和处理信息。所使用的语言是JAVA 和SQL 之间连接，这是大家还比较熟悉的内容，可行性可行。
关键词： 图书馆； 信息管理系统； 数据库
目 录
摘 要 ............................................................ 1
第1章 概述 ....................................................... 3
1.1 管理信息系统的基本概念及开发的方法 .......................... 3
1.1.1管理信息系统 ........................................... 3
1.1.2管理信息系统开发的方法 ................................. 4
1.2 项目技术背景 ............................................... 5
第2章 系统框架及模块功能介绍 ...................................... 7
2.1系统功能总框图 .............................................. 7
2.2模块功能介绍 ................................................ 8
2.2.1管理员模块功能介绍 ..................................... 8
2.2.2读者管理功能介绍 ....................................... 8
2.2.3书籍管理模块功能介绍 ................................... 9
2.2.4书籍借阅与归还功能介绍 ................................. 9
第3章系统功能实现 ................................................ 10
3.1管理员模块功能实现 ......................................... 10
3.1.1管理员登陆 ............................................ 10
3.1.2管理员添加功能实现 .................................... 11
3.1.3管理员切换 ............................................ 11
3.2读者管理模块功能实现 ....................................... 12
3.2.1读者添加 .............................................. 12
3.2.2读者修改 .............................................. 12
3.2.3读者查询 .............................................. 13
3.2.4读者删除 .............................................. 13
3.3书籍管理模块功能实现 ....................................... 14
3.3.1新书入库的实现 ........................................ 14
3.2.2 检索查询功能实现 ..................................... 15
3.4书籍借阅与归还功能实现 ..................................... 17
3.4.1借阅书籍功能实现 ...................................... 17
3.4.2归还书籍功能实现 ...................................... 18
第4章结束语 ...................................................... 20
致 谢 .......................................................... 21
第1章 概述
1.1 管理信息系统的基本概念及开发的方法
1.1.1管理信息系统
管理信息系统开发:指以系统规划为前提，通过组织、分析、设计、应用来实现一个信息系统的工程。管理信息系统的开发是一项复杂的系统工程。它涉及知识面广、部门多，既涉及技术，又涉及管理业务、组织和行为。不仅是技术，而且是一项复杂的社会化系统工程。需要研究出科学的开发方法和过程化的开发步骤，以确保整个开发过程能够顺利进行。
管理信息系统是当今高度信息化社会中任何企事业战略发展要素的重要组成部分，它的成功建设和应用是社会组织在竞争中立于不败之地，进而发展壮大的有力保证。近几年管理信息系统的研究与应用方兴未艾。管理信息系统学科是一门综合性、实践性极强的学科。
它是综合应用了系统科学、计算机科学、管理科学、行为科学的研究成果而形成的一门新的独立学科体系。什么是管理呢? 管理就是确切地知道你要别人干什么并指导他们用最好、最经济的方法去干; 管理就是实行计划、组织、指挥、协调和控制; 管理就是设计一种良好环境，使人在群体里效率的完成既定目标；管理就是决策. 它是集于“管”与“理”及“管理”为一体的。什么是信息呢？近代控制论的创始人维纳有一句名言：“信息就是信息，不是物质，也不是能量。”信息是数据经过加工处理后所得到的另外一种数据，这种数据对接收者的行为有一定的影响即为信息。那什么又是系统呢？系统是指由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且这个“系统”本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。
21世纪是信息技术，更好的掌握信息的管理是我们的必要任务，所以信息管理系统的学习更是我们不可推卸的任务。作为一个系统的管理者掌握了信息管理系统知识可以了解基本的组织功能，例如：市场，财务，制造，，与了解计算机知识是同等重要的；还可了解组织变化动态学与了解技巧一样重要。了解决策和人的行为与了解程序知识一样重要。管理信息系统是为了适应现代化管理的需要，在管理科学、系统科学、信息科学和计算机科学等学科的基础上形成的一门科学，它研究管理系统中信息处理和决策的整个过程，并探讨计算机的实现方法。它是一个由人、计算机、通信设备等硬件和软件组成的，能进
行管理信息的收集、加工、存储、传输、维护和使用的系统。管理信息系统可促使企业向信息化方向发展，使企业处于一个信息灵敏、管理科学、决策准确的良性循环之中，为企业带来更高的经济效益。所以，管理信息系统是企业现代化的重要标志，是企业发展的一条必由之路。信息系统在管理各项事务中有着普遍的应用，促进了企业管理工作的提升。管理信息系统是为管理服务的，它的开发和建立使企业摆脱落后的管理方式，实现管理现代化的有效途径。管理信息系统将管理工作统一化、规范化、现代化，极大地提高了管理的效率，使现代化管理形成统一、高效的系统。过去传统的管理方式是以人为主体的人工操作，虽然管理人员投入了大量的时间、精力，然而个人的能力是有限的，所以管理工作难免会出现局限性，或带有个人的主观性和片面性。而管理信息系统使用系统思想建立起来的，以计算机为信息处理手段，以现代化通信设备为基本传输工具，能力管理决策者提供信息服务的人机系统，这无疑是将管理与现代化接轨，以科技提高管理质量的重大举措。管理信息系统将大量复杂的信息处理交给计算机，使人和计算机充分发挥各自的特长，组织一个和谐、有效的系统，为现代化管理带来便捷。
在现代化管理中，计算机管理信息系统已经成为企业管理不可缺少的帮手，它的广泛应用已经成为管理现代化的重要标志。在企业管理现代化中，组织、方法、控制的现代化离不开管理手段的现代化。随着科学技术的发展，尤其是信息技术和通讯技术的发展，使计算机和网络逐渐应用于现代管理之中。面对越来越多的信息资源和越来越复杂的企业内外部环境，企业有必要建立高效、实用的管理信息系统，为企业管理决策和控制提供保障，这是实现管理现代化的必然趋势。
管理信息系统的主要目标是提高效率，而提高效率主要体现在减少人力和提高劳动效率上。其次，是用于管理以提高效益。而我国在管理信息系统方面还处在初始阶段，多数管理者和员工的思想观念还跟不上信息时代的步伐。管理思想、管理制度、管理方法、权力结构和人们习惯的革新和变化是管理信息系统引进、运行管理和维护的关键，所以为了思想观念的革新，企业文化的革新应该贯穿于企业发展的始终。
1.1.2管理信息系统开发的方法
管理信息系统开发:指以系统规划为前提，通过组织、分析、设计、应用来实现一个信息系统的工程。管理信息系统的开发是一项复杂的系统工程。它涉及知识面广、部门多，既涉及技术，又涉及管理业务、组织和行为。不仅是技
术，而且是一项复杂的社会化系统工程。需要研究出科学的开发方法和过程化的开发步骤，以确保整个开发过程能够顺利进行。管理信息系统的五种常见开发方法：
1. 结构化生命周期法：
把系统的建立看作是一种生命物种的成长过程。由6个开发阶段组成：系统定义 -> 需求分析 -> 系统设计 -> 编写代码 -> 安装调试 -> 系统维护
2. 快速原型法：
快速地创建出管理信息系统的测试版(可用来演示和评估), 借助这种测试版本挖掘用户的需求，然后在此版本的基本上进修改、增强。由4个开发阶段组成: 确认基本需求 -> 开发原型系统 -> 使用原型系统 <-> 修改增强原型
3. 应用软件包法：
通过购买商品化软件包并在此基本上进行系统的开发方法。由4个阶段组成：系统分析 -> 系统设计 -> 系统修正 ->系统维护
4. 终端用户法：
用户自己采用开发工具开发自己需要的各种系统。由3个阶段组成一个循环开发过程： 系统分析 -> 系统开发 -> 系统维护 ->回到系统分析
5. 外包信息系统法：
将所需要的系统，委托企业外部的人员或组织进行开发。它只是一种信 息系统开发策略，这些开发依然要选择如何使用前面4种开发方法。 由3个阶段组成：用户需求 -> 外包信息系统 -> 最终系统
1.2 项目技术背景
当今时代是飞速发展的信息时代，各行各业都离不开信息处理，这正是计算机被广泛应用于社会各行各业的原因。使用计算机进行信息管理是行业现代化的一个标志，此举不仅提高了工作效率，而且大大的提高了其安全性。尤其对于复杂的信息管理，计算机能够充分发挥它的优越性：快速操作、智能分析、海量存储和长期保存等等。使用计算机进行信息管理与信息管理系统的开发密切相关，因为信息管理系统的开发是利用信息管理系统进行管理的前提。本系统就是为了进行现代化图书馆信息管理而设计的。
目前还有很多中学图书馆是采用手工进行管理的，一般是将借阅情况记录在读者的借书卡上，所借图书的数目和相关信息就记录在文件中，这样不仅手续烦琐而且要耗费大量的人力物力。每天图书馆都会产生大量的图书借阅和归还等信息，日积月累地就会产生很多的信息，若要对某些信息进行查询，就要在众多的文件资料中进行翻阅和查找，这是非常费时费力的，如果想对时间比较久的信息进行修改那就更加困难了。
由此可见，这种手工的管理方法存在以下这些问题：
1. 图书馆管理人员的工作内容重复、工作效率低、工作量大。在图书借阅和归还的 管理中，需要实现很多的流程，致使办理图书的借阅与归还的速度过慢。
2. 查询和统计困难，在图书馆管理工作中，每天都会产生大量的借书、还书信息， 这些信息都要进行统计管理。
为了解决以上问题并缓解手工管理存在的弊端，从中学图书馆和读者的角度出发，本着以图书馆管理图书方便和读者借书、还书方便快捷以及可以迅速查询相关信息的原则，开发这个中学图书馆信息管理系统。
这个小型的图书馆信息管理系统主要是应用于图书藏量和读者数量都比较少的中学图书馆，它所提供的服务将是在传统的“采—编—借—查”基础上，进一步提供全方位的信息服务。该信息管理系统应该达到以下几个目标：
（1）能够管理和维护所有的图书馆中图书和读者的相关信息。
（2）能够快速方便地进行各类图书和读者相关信息的查询。
（3）能够有效地进行读者借书、还书等信息的管理和查询，以及对读者的罚款金额进 行控制。
（4）减轻图书馆管理人员的工作任务，降低管理成本。
由于这只是一个针对中学图书馆所设计的信息管理系统，那它的主要用户便是图书馆的管理人员，而读者要查询自己相关的借阅信息或图书信息可以通过管理人员操作进行查询。由此对于用户的需求，可以从以下几方面分析：
（1）图书馆工作人员通过计算机来管理各类图书，进行分类编号、调整图书结构、增 加图书库存，以适应读者的需求。
（2）读者通过计算机来查询和浏览图书馆中的图书，以确定自己需要的图书，为借阅 做好准备。
（3）对图书进行借阅管理。
第2章系统框架及模块功能介绍
2.1系统功能总框图
绘制系统结构图的过程，实际上就是对系统功能模块进行分解设计的过程，即合理地将数据流程图转变为所需要的系统结构图。系统结构图将会使读者和用户能直观的了解系统的结构模式，理解系统的各个功能的结构，能很好地方便用户使用和理解整个系统。图书馆管理系功能总框图，如图2-1所示：
图2-1系统功能框架示意图
2.2模块功能介绍
2.2.1管理员模块功能介绍
(1)管理员登陆
此模块主要是利用MenuBar 添加菜单条，利用Menu 和MenuItem 添加菜单和菜单的各个参数，通过事件ActionEvent 可以实现进入各个模块如管理员添加、管理员切换、读者添加、读者修改、读者查询、读者删除、新书入库、书籍查询、借阅书籍、归还书籍、借阅超时及退出的功能。
(2) 管理员添加功能介绍
此模块功能是增加新管理员的登陆帐户。在图书馆管理系统中必须有每一个管理者的帐户让其可以正常进行新图书证的办理、借阅书籍和归还书籍等系统管理。所以在管理员功能模块中增加了管理员添加这个功能。
(3)管理员切换
此模块的主要功能是进行管理员之间的切换，即单击管理员菜单下的管理员切换，就会退出当前管理员界面，从而出现管理员切换窗口，而另一管理员就可以在管理员切换窗口中的用户名和密码两栏中通过输入自己的用户名和密码直接进入该系统。
2.2.2读者管理功能介绍
(1) 读者添加
此模块主要的实现功能是添加新的读者信息，即当有新的读者要看查看本图书馆中的书藉，可以通过此功能实现，当数据库中存在其新信息，即成为本图书馆的新一位读者。其中信息分别包括图书证号、学生姓名、性别、系别、班级，同时可有三项功能在此处实现，即添加、重置以及返回。
(2)读者修改
此模块主要的实现功能对有信息更新的读者进行即时修改，以随时更新读者在数据库中的信息。本模块通过图书证号确定读者，可对读者信息的新图书证号、学短姓名、性别、系别、班级。此处可分别实现对该功能的修改、重置、返回。
(3) 读者查询
此模块主要可对所要了解的读者信息。即把读者的信息从数据库调出来，显示在该窗口中的文字区域。查询方式分别有按图书证查询、按姓名查询、按
班级查询、按年级查询，并可通过办理入相应的关键字，更加缩小查询范围。此处可实现查询和返回功能。
(4) 读者删除
此模块可以删除一些不再使用本系统的读者资料，从而达到对数据库中的清理，即清除一些不必要资料，此处有四种删除途径，分别为按图书证号删除、按姓名删除、按班级删除、安年级删除，并可通过所输入的关键字尽快找到所要删除的资料。此处可分别实现对该功能的修改、重置、返回。
2.2.3书籍管理模块功能介绍
(1) 新书入库功能介绍
此模块主要的实现功能是将新来的图书输入到图书馆管理系统的书库当中, 其中主要按如下信息往书库中输入, 这部分的操作主要是便于书库合理的管理，有利于读者能够对新书有一个更详细的了解。其中包括如下信息：新书书号、新书名称、新书出版日期、新书出版社、入库数量、编写作者、新书单价。
(2) 书籍查询功能介绍
在图书馆管理系统中书籍查询是最基本的功能，读者可以根据自己的需求来查询想要借阅的书籍。本系统是用Java 应用程序和数据库一起开发的其中利用Java 来编程实现功能的代码和布置运行界面。界面是由检索项、检索词和显示文本区三个部分组成的用户根据自己的需要在检索项中选择自己所要按什么字段进行查询，其中书籍查询功能的检索项中可以按书号查询、按书名查询、按作者名查询、按出版社查询、按入库时间查询等基础查询。选择检索项后用户只要在检索词中添写自己所要查询的内容并确定键确认后用户要查询的内容就可以在显示文本区中显示出来。用户可以根据显示的信息得知自己所要借阅书籍的情况。
2.2.4书籍借阅与归还功能介绍
(1) 借阅书籍功能介绍
此模块主要实现读者可凭有效的图书证号，借阅图书馆内未借出的图书。 输入图书证号后，可显示了该图书证持有者的全部信息（包括借书证号、姓名、性别、所在班级、所属系部、当前可借阅图书个数），供读者确认信息。通过输入有效的图书编号，查询该图书的全部信息（包括书号、书名、作者、出版社、是否借出、价格）。借阅成功后，将该图书证号、书号、借阅日期、应还日期信息插入到数据库的表中进行记录。
(2) 归还书籍功能介绍
此模块主要实现读者凭所要归还图书的图书证号归还图书。
输入所要归还的图书编号后，可显示了该图书证持有者的全部信息（包括借书证号、姓名、性别、所在班级、所属系部、当前可借阅图书个数），供读者确认信息。还书成功后，从数据库中删除该书的借出记录，并修改数据库中的相应信息。
第3章系统功能实现
3.1管理员模块功能实现
3.1.1管理员登陆
此模块是整个系统最主要的部分，管理员可以通过此模块实现进入其余各个模块管理员添加、管理员切换、读者添加、读者修改、读者查询、读者删除、新书入库、书籍查询、借阅书籍、归还书籍、借阅超时及退出的功能。图书管理系统管理员界面如图3—1所示：
图3—1图书管理系统管理员
3.1.2管理员添加功能实现
功能介绍：该程序主要实现管理员的添加，以便于让实行对图书管理员的管理。按照标签提示输入信息，然后点击确定按钮。首先判断管理员名文本框中输入的文本信息是否符合大于3个字符并小于10个字符的规则，如果不符合规则，则提示错误，如果符合规则，再到Admi 表中进行查询，如果相同则用提示框提示错误。若无相同则可注册。但还需要保证前后两次的密码相同，才能成功注册，管理员登陆窗口如图3—2所示：
图3—2 管理员添加成功界面
3.1.3管理员切换
此模块功能是退出当前管理员界面，进入管理员切换窗口，另一用户可以通过输入自己的用户名和密码直接进入该系统。但此用户名和密码都必须与已经连接好的数据库中表Admi 中的用户名和密码相吻合。管理员切换界面如图3-3所示：
图3-3 管理员切换
3.2读者管理模块功能实现
3.2.1读者添加
功能介绍：添加新的读者，使其能够进入图书系统阅览图书，读者添加如图3—4所示：
图3—4读者添加 3.2.2读者修改
功能介绍：对读者需要修改的资料进行重定义，读者信息修改如图3—5所示：
图3—5读者信息修改 3.2.3读者查询
功能介绍：可以对数据库中已有的读者信息进行查询。读者查询如图3—6所示：
图3—6读者信息查询
3.2.4读者删除
功能介绍：删除数据库中已有信息。读者删除如图3-7所示：
图3—7读者删除
3.3书籍管理模块功能实现
3.3.1新书入库的实现
新书入库的实现，如图3—8所示：
图3—8添加新书入库界
3.2.2检索查询功能实现
功能介绍：本系统包含两项一是检索项令一个是检索词，在检索项中用户可以根据自己的需求来选择所要查询的项目并在检索词中添写自己所要查询的内容。本系统副带四个按钮：确定、取消、查看全库，该图书馆管理系统的查询界面如图3-9所示：
图3-9查询系统界面
在该系统中为了用户使用方便还设有查看全库一项，用户可以通过这一功能来查看全库的图书，所查询的内容将在下方的文本区中显示，其界面如图3-10所示：
图3-10 查看全库信息
使用检索词必须得满足一定的查询条件才可以执行，用户必须得在检索项中选择查询方式并添好检索词才可查询否则系统会显示未找到您要查找的内容并给以提示，如图3-11所示：
图3-11 检索项按书号查询
3.4书籍借阅与归还功能实现
3.4.1借阅书籍功能实现
输入图书证号“0001”后点击查看按钮，可显示该读者信息，若输入图书证号错误，点击查看按钮则会弹出借书证错误对话框，如图3-12所示。输入图书编号“0000003”按回车键，可显示该图书信息，若输入图书编号错误，按回车键则会弹出图书编号错误对话框，如图2-13所示。点击借阅按钮则会弹出图书借阅成功对话框。借阅书籍功能的具体实现如图3-14所示。
图3-12 借书证错误
图3-13图书编号错误
图3-14借阅书籍
3.4.2归还书籍功能实现
输入图书编号“0000003”点击回车键，则该界面右侧会显示借书者的信息，若图书编号错误则会弹出图书编号错告对话框，如图3-15所示。点击还书按钮会弹出归还成功对话框。归还书籍功能的具体实现，如图3-16所示。
2-16 图书编号错误
图2—17 归还书籍
第4章结束语
我此次的毕业设计题目是“图书馆信息管理系统”。其功能基本符合用户需求，能够完成图书馆信息管理的基本功能。并提供部分系统维护功能, 对于数据的一致性的问题也通过程序进行了有效的解决。但是由于设计时间较短，所以该系统还有许多不尽如人意的地方，比如联机文档比较少，用户界面不够美观，出错处理不够等多方面问题。这些都有待进一步改善。
这次毕业设计中，我的能力得到了锻炼，自己也有许多体会，我们不仅系统的复习了Java 的指令用法，还深入了解了SQL 数据库的功能，对Java 以及SQL 命令更加熟练地运用，让我更加加深了它的语言思想，而且我还明白了正规的课程设计的格式该如何编排，我从这次课程设计中获得了好多知识，例如从网上得到的书上未出现过的或老师未讲到的一些关于Java 的语句，在制作系统的过程中我发现制作管理系统必须要认真，如果程序代码有一个错误，所有系统将不能运行，必须回头一个一个代码进行对照，这将是一个很麻烦的事。所以刚刚开始时，进度不是很理想，一点头绪都没，很迷茫不知道从哪里入手，后来经过我和组员的研究和参考一些课外资料，现在终于做完了，很有成就感。该系统数据库使用Microsoft SQL Server 2000实现对图书管理系统的功能操作。图书管理系统实现了图书管理的基本功能，经过调试运行，表明该系统具有可行性和可扩充性。但数据库还有待进一步的完善与规划。
毕业设计完了，我从中学到了很多平时学不到的知识。首先要感谢我们的指导老师，没有他悉心的关怀，和孜孜不倦的教导，我是做不出如此成功的程序的。在本次实践中，给我印象最为深刻的是在程序最后的编译过程中，遇到了一些错误，经过多次的修改和编译，最后终于成功了。
致 谢
在此次毕业实习期间，我要衷心感谢我的指导老师张治元老师。正是在张治元老师的倾心指导和帮助下，我的毕业实习过程才得以顺利完成。感谢文中所引用的所有参考文献的责任者。
毕业之际即到，我将离开培养我三年的母校踏上工作岗位。在此，我要感谢我的辅导员滕芳老师对我大学生活的关心、照顾和信任，使我的综合素质有了很大的提高；感谢系专业老师对我们三年大学学习上的悉心指导，使我们的专业素质有了比较大的进步；特别感谢系里系外所有传授我学业的湖南邮电学院的老师们和我亲爱的同学们，使我的大学学习生活过得充实、丰富和精彩。
范文三：毕业设计作品
毕 业 设 计 作 品（产 品）
作品名称
二级学院 电气工程学院
专 业 电气自动化
班 级 电气1303
学生姓名 陈勇杰
学 号 201320130074
指导教师
2015年 11 月
目 录
摘 要 .............................................................. 1
第一章 绪论 ....................................................... 2
1.1设计背景 .................................................... 2
1.2设计目的 .................................................... 2
1.3设计要求 .................................................... 3
第二章 系统硬件电路设计 ........................................... 4
2.1单片机概述 .................................................. 4
2.2 AT89C51性能介绍 ............................................ 4
2.3振荡电路 .................................................... 7
2.4 LED显示电路 ................................................ 8
2.5按键控制电路 ............................................... 11
第三章 系统软件设计方案 .......................................... 12
3.1系统总流程图 ............................................... 12
3.2计时器显示流程图 ........................................... 13
3.3计分器显示流程图 ........................................... 15
第四章 仿真与调试 ................................................ 18
4.1软件简介 ................................................... 18
4.2仿真结果 ................................................... 19
总 结 ............................................................. 22
致 谢 ............................................................ 24
参 考 文 献 ....................................................... 25
附录1 源程序 ...................................................... 26
摘 要
【摘 要】本课题中的系统主要使用AT89C51芯片作为核心元件，结合外部的显示电路及按键控制电路，构成了一个篮球计时计分器。整体电路主要由AT89C51芯片、按键控制、显示模块、报警模块这四个模块组成。设计中主要使用Keil 软件和Proteus 软件。Keil 软件主要用来对C 语言程序进行编译。Proteus 软件主要用来对硬件电路进行仿真。整个设计可以实现计分显示、计时显示和比赛结束报警等功能。设计结果表明，在篮球比赛中使用计时计分器可以准确的记录比分和比赛时间，也可以增加篮球比赛的观赏性。
【关键词】AT89C51，篮球，计时器，计分器
第一章 绪论
本文介绍的是基于单片机控制的篮球计时计分器的发展和前景，论述其系统的组成框图，对各部分电路的功能及其器件进行论证，主要包括篮球计时计分器的显示电路，复位电路、振荡电路、按键控制电路的实现方案及各部分电路使用器件。并设计软件部分的程序流程图、编写相应的程序。最后，应用Proteus 软件，实现了功能仿真。
1.1设计背景
在日常生活中单片机将我们的生活变的更加智能，许多繁琐的系统如果改由单片机进行设计，便能使系统更简洁、更智能。给人们的生活带来更大的便捷。随着现在技术发展，智能化越来越普遍，越来越给人们的生活带来改变。单片机与串口通信的结合更多地应用到各种系统中已成一种趋势。
此次设计就是单片机和篮球的完美结合。现如今篮球是一项风靡全球的运动，特别是美国职业篮球的球星们更是众多球迷所喜爱的运动员。很多人很熟悉篮球，也对篮球的计时计分有所了解。篮球比赛是两个队在规定的时间内得分多少来决定胜负的，这就需要有计时计分器记录下每队的得分以及所花时间，因此篮球计时计分器就应运而生。或许许多人有着用翻牌器计分的记忆，但是根据目前高水平的篮球要求，需要更精确更及时的计时计分。以便于观众能更好的欣赏比赛，能更好的感受比赛紧张的气氛。于是就有了应用AT89C51设计的篮球计时计分器。
1.2设计目的
当今社会随着单片机在各个领域的广泛应用，许许多多用单片机做核心的球赛计时计分系统也随之而产生，例如用AT89C51单片机控制LCD 液晶显示器计时计分器，还有使用单片机控制LED 七段显示器计时计分器等。
本次设计采用的是由AT89C51控制LED 七段数码管作显示的篮球比赛计时计分器。该系统具有比赛时间设置，比赛时间暂停，甲乙双方比分累加，甲乙双方比分切换等功能。它具有价格低廉，性能稳定，操作方便并且易于携带等特点。广泛适合各类学校或者小型团体作为赛程计时计分 。
通过本次基于C51系列篮球计时计分器的设计，可以了解、熟悉有关单片机开发设计
的过程，并加深对单片机的理解和应用以及掌握单片机与外接设备连接的一些方法和技巧，这主要表现在以下一些方面：
(1) 篮球赛计时计分系统包含了AT89C51系列单片机的最小系统的构成，同时在此基础上扩展了一些外接设备。
(2) 可以了解到LED 显示器的结构、工作原理以及这种显示器的接口实例、具体连接与编程方法。
1.3设计要求
（1）篮球计时计分器功能：
记录比赛双方比分，可进行加减分；
显示倒计时的时间；
比赛结束发出报警声，并亮红灯；
（2）设计硬件电路图。
（3）画出程序流程图、编写程序、完成编译。
（4）硬件电路进行连接、调试、并完成Proteus 仿真。
第二章 系统硬件设计
2.1单片机概述
单片机是把一个计算机系统集成在一块半导体芯片上，其目的在于计算机微型化和提高系统的可靠性。单片机的内部硬件结构和指令系统主要是针对自动控制应用而设计的，所以单片机又称微控制器MCU （Micro Controller Unit ）。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。单片机是通过内部的总线把计算机的各个主要部分连接到一个机构，其内部包括三种总线：地址总线、控制总线和数据总线。单片机的体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
2.2 AT89C51性能介绍
MCS-51是指由美国INTEL 公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了很多品种，如8031，8051，8751等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机。
AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k 字节的可反复擦写的只读程序存储器和128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM ）。AT89C51单片机使用的是高密度的生产技术并且还不容易丢失内部存储的数据，对其进行编译是可以使用51单片机指令系统。
AT89C51是一个使用性能高但是损耗功率很小的单片机，40个外部引脚，其中包含有32个双向输入/输出（I/O）端口，单片机内部还含2个全双工串行通信口，以及2个16位可编程定时计数器和2个外中断口；它主要由中央处理器，控制器，存储器，I/O接口，定时器/计数器， 中断控制系统，内部总线等部分组成。双列直插型的AT89C51如图2-1所示。
图2-1 AT89C51引脚图
主要特性包括兼容MCS-51的相关指令系统、4K 字节可擦写存储器、32个I/O接口、8*128bit位内部RAM 、2个16位定时/计数器、5个中断源、可供编程使用的串行口。
管脚说明如下：
VCC ：供电电压。
GND ：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL 门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口是一个8位双向输入/输出端口，拥有内部上拉电阻。P2端口输出的缓冲器能够驱动4个TTL 逻辑电平。当P2端口写“1”时，内部上拉电阻拉高端口，这种状态下P2端口可以作为输入端口使用。在被作为输入端口使用时，被外部拉低的引脚因为内部电阻的原因，从而输出电流。当访问外部程序存储器或使用16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在此应用中，P2口运用很强的内部上拉发送“1”。当使用8位地址来访问外部数据存储器时，P2端口输出P2锁存器的内容。因此，当Flash
编程和校验时，P2口也会同时接收高8位地址字节和大量的控制信号。
P3口：P3口为8位准双向I/O接口，内部具有上拉电阻，它是双功能复用口，每个引脚可驱动4个TTL 负载。作为通用I/O接口时，功能与P1口相同，常使用第二功能。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
表2-1 P3口第二功能
RST 端口：当RST 端口持续两个机器周期的高电平时，则单片机进行复位。
ALE/PROG：地址锁存允许/编程引脚。当访问外部的程序存储器时，ALE 的输出用于锁存地址的地位字节，一边与P0口实现地址/数据复用。当不访问外部程序存储器时，ALE 端口将输出一个1/6时钟频率的脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当做一个时钟向外输出。。
PSEN ：作为片外ROM 选通线。在执行访问片外ROM 的指令MOVC 时，80C51自动在该引脚上产生一个负脉冲, 用于对片外ROM 的选通。在其他情况下，该引脚均为高电平封锁状态。
EA/VPP ：作为允许访问片外程序存储器/编程电源线。AT89C51内置有4KB 的程序存储
器，当EA 为高电平并且程序地址小于4KB 时，读取内部程序存储器指令数据，而超过4KB 地址时，则读取外部程序存储器指令。如果为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。由此看出，对于片内没有程序存储器的单片机，此引脚必须接地。
XTAL1/XTAL2：XTAL1引脚为片内振荡电路的输入端，XTAL2引脚为片内振荡电路的输出端。80C51单片机的时钟有两种方式：一种是片内时钟振荡方式，但是需要在18和19
引脚外部接上一个石英晶振和振荡电容，振荡电容的值一般取30pF ；另一种是外部时钟方式，就是将XTAL1悬空，外部时钟信号从XTAL2引脚输入。
表2-2 外部引脚状态表
2.3振荡电路
本次设计要使用到AT89C51单片机的时钟振荡功能。AT89C51中有一个用于构成内部震荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。AT89C51的时钟主要分为两种方式：第一种是片内时钟振荡，另一种是外部时钟方式。本次设计采用的是第一种片内时钟振荡方式，通过在18和19端口外接石英晶体和振荡电容组成，这样既可产生本设计所需的时钟。振荡电路如图2-2所示。
图2-2 时钟振荡电路
2.4 led显示电路
计算机的运行结果和运行状态可以通过显示器显示出来。单片机应用系统中常用的显示器有LED 和LCD 两种方式。LED 显示最为普遍，发光二极管LED （Light Emitting Diode ）是一种通电后能发光的半导体器件，其导电性质与普通二极管类似。LED 数码显示器就是由发光二极管组合而成的一种新型显示器件，但是由于低功耗的要求，LCD 显示器越来越被广泛地使用。
图2-3 数码管引脚图
LED 数码管显示器是由若干个发光二极管组成的，当发光二极管导通时，相应的点或线段发光，将这些发光二极管排成一定的图形，控制不同组合的二极管导通，就可以显示出不同的字形和符号。单片机系统中常用的LED 显示器为七段显示器，再加上一个小数点，因此也可以把它称之为八段数码管显示器。其机构形式有共阴极和共阳极两种。共阴极是把所有组成八段数码管的发光二极管的阴极连在一起，通常接地，通过控制每一只发光二极管的阳极电平来使其发光或熄灭，阳极为高电平则发光，阳极为低电平则熄灭；共阳极是把组成八段数码管的所有发光二极管的阳极连起来，通常为高电平（如+5V），通过控制每一只发光二极管的阴极电平的高低来使其发光或是熄灭，阴极为低电平发光，为高电平则熄灭。图中的com 端在应用的时候可以作为位选端，8只发光二极管被分成两组所以有两个com 端，在使用的时候它们并联起来。
表2-3 数码管段码表
本次设计的核心就是采用AT89C51设计出一整套计时计分器，以满足与篮球比赛的需要。本次设计的LED 显示器采用的是动态驱动方式。
动态驱动，就是通过控制依次点亮每一段数码管，每个数码管点亮的时间在1ms 至2ms ，利用人眼的视觉暂留现象，就可以让人看到显示的结果。加之发光二极管还有余晖效应，只要信号的扫描达到一定的速度，就能稳定的显示信息。动态驱动不需要使用过多的I/O端口，这样可以简化电路。
要使LED 数码管要能够正常显示，需要用驱动电路驱动数码管的各个段码，由此显示需要的数字和字母，所以按照LED 不同的驱动方式，可以将其分为静态模式和动态模式两种。
（1）动态显示驱动：使用数码管动态显示界面的显示方式，已成为在单片机的应用中最广泛的一种，动态驱动就是将每个数码管的8个显示的笔划“a, b, c, d, e, f, g, dp ”这几个引脚的同名端相连接，同时给数码管公共极COM 增加了位元件选通控制电路，该位元件选通通过各自的独立输入/输出线控制。若单片机依次输出了字形码，则所有的数码管必会接收到同样的字形码。但是，单片机对于位元件选通电路的控制则决定了最终是哪个数码管能够显示出字形。因此，我们若想所需的数码管灯亮，则只要打开所需对应的数码管的选通控制，而不打开相应选通控制的数码管没有办法亮。动态驱动就是通过分时方法分别控制每一个LED 数码管的COM 端口，从而促使每个数码管依次的接受控制并显示。数码管在依次显示的过程当中，会产生1ms ～2ms 的发光时间，因为每个人都存在视觉暂留的现象，加之受到发光二极管余辉效应的影响和信号的扫描达到一定足够的速度，所以，人会接收到稳定的显示信息。
（2）静态显示驱动：直流驱动被称为静态驱动。所谓的静态驱动就是其每一个的段码都必须要有一个单片机的输入/输出端口完成驱动。编程简单是静态驱动的优点，它的显示亮度非常高，占用I/O口多是它的缺点，假设想要驱动5个数码管都进行静态显示，那么就需要5?8=40根I/O口来驱动数码管，因为一个89C52单片机只有32个I/O口，所以，在实际应用时则需要用利用译码器进行驱动，因而对于硬件电路来说则提高了它的复杂度。
显示电路图下图所示。
图2-4显示器电路
2.5按键控制电路
控制键盘由9个按钮组成，主要分为两个部分，第一部分是比分控制按钮，另一部分是时间控制按钮。比分控制键盘由S1-S6号按钮组成，分别按下S1-S2号按钮甲队加减1分，按下S3-S4号按钮乙队加减1分, 按下S5-S6号控制局数的加减。时间控制按钮由S7-S9按钮组成，S7控制60S 倒计时，S8数据清零，S9提示比赛时间到，并亮红灯。按键控制电路如图2-5所示。
图2-5 控制键盘图
第三章 系统软件设计方案
在单片机应用系统的开发过程中，主要采用的有汇编语言和C 语言。汇编语言比C 语言繁琐，但是汇编语言能更充分的发挥指令系统的功能和效率，可以获得最简练的目标程序。而C 语言的应用最为广泛，C 语言能直接对计算机的硬件进行操作，而且语言灵活、程序结构良好、数据类型及运算符丰富、代码效率高、可移植性好。
3.1 篮球计时计分器总流程
Y
图3-1 篮球计时计分器总流程图
接通电源后，系统进行初始化处理，系统开始运行，检测比赛开始按钮是否按下，比赛开始后，时间倒计时随即进行。双方比分增加，时间结束后报警器报警，比赛结束。
3.2 计时器显示流程图
图3-2 计时器显示流程图
比赛暂停后，60S 倒计时开始，当比赛时间减到0时，报警器发出报警声。部分倒计时主要程序如下： if(S7==0) { while(!S7); k=60;
TR0=1;
}
void Timer0(void) interrupt 1 { TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; count++; if(count==20) {
count=0; k--; if(k==0) {
k=0;
Speaker=0; }
}
}
3.3计分器显示流程图
图3-3 计分器显示流程图
N
比赛开始后，比分显示器显示00:00,此后甲队和乙队比分增加，，比赛结束后，双方比分清零，红灯亮。 void Key(void) { if(S1==0) { while(!S1);
n++;
}
if(S2==0) { while(!S2);
n--;
}
if(S3==0) { while(!S3);
j++;
}
if(S4==0) { while(!S4);
j--;
}
if(S5==0) { while(!S5);
k++;
}
if(S6==0) { while(!S6);
k--;
} if(S8==0) { while(!S8); k=0;
TR0=0;
}
if(S9==0) { while(!S8); k=0; TR0=0;
Speaker=0;
} }
第四章 仿真与调试
单片机应用的仿真和调试主要从硬件及软件方面进行，在本次设计的篮球计时计分器中我主要使用的是Keil 和Proteus 软件。
4.1软件简介
4.1.1 Keil软件简介Proteus 简介
Keil C51软件有很多库函数，它还有功能强大的集成工具盒开发工具，还具有调试工具，Keil C51软件生成的所需代码的效率特别高，及时语句很多得到的汇编代码比较少，容易理解。Keil C51软件使用高级语言编辑，在大型软件设计中有很大优势。Keil C51单片机软件开发系统可以完成连接、仿真、调试、编译、编辑等开发流程。该软件可以用集成开发环境IDE 本身或其他编辑器C 或汇编源文件而易学易用。Keil C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成后的开发环境包含：调试器，实时操作系统，汇编器，项目管理器，编译器。Keil 软件如图4-1所示：
图4-1Keil 软件界面图
4.1.2 Proteus 简介
Proteus 是全球出名的EDA 仿真软件，从原理图绘制、编译调试代码到单片机与外部电路同时仿真，只需要一键单击即可切换到PCB 设计，从而达到了从想象中的设计到实物
设计。是当前全球独一无二的将三种软件合一的设计平台，三种软件分别是电路仿真软件，以及PCB 设计软件，还有虚拟模型仿真软件。其处理器模型有很多种，例如8051、8086和ARM 等，并还在不停添加别的类型处理器模型。Proteus 可以通过多种软件进行编译，例如Keil 以及MPLAB ，还有IAR 软件也可以。Proteus 软件也还有其它EDA 工具软件的功能：PCB 自动或人工布线、SPICE 电路仿真、原理布图等。Proteus 还具有仿真处理器、
互动的电路仿真及其外围电路的革命性特点。
图4-2 Proteus软件界面图
4.2仿真结果
完成硬件电路设计后，检查线路连接，确认连线没有错误。双击单片机AT89C51，用单击出现的对话框中的Program File按钮，在之前保存的位置找到经过Keil 软件编译而生成的HEX 文件，载入后点击“OK ”按钮。然后单击开始仿真按钮进行仿真。 Proteus 仿真总图如图4-3所示：
图4-3 系统仿真总图
篮球计时计分的具体操作： （1）计时显示功能
计时功能的实现是通过通过单片机的T0定时器实现，显示是通过8位共阳数码管实现。按下S7，倒计时60S 开始。
图4-4 倒计时60S 开始
倒计时60S 到，红灯亮。
图4-5 比赛时间暂停效果图
（2）计分显示功能
计分功能的实现是通过S1-S6分别控制。S1、S2分别控制控制甲队加分和减分；S3、S4分别控制控制乙队加分和减分；S5、S6分别控制局数的加减；S8比分数清零。
图4-9 比分和局数 比赛时间到，红灯亮，蜂蜜器报警，局数清零。
总 结
通过本次基于AT89C51的篮球计时、计分器的毕业设计，实现了篮球比赛的计时计分，可应用于学校中的篮球比赛的计时计分。此次设计也使我对于单片机工作原理、功能有了宏观的了解，并对单片机C 语言程序的应用有了新的、进一步的认识。
在进行本次设计之前，觉得这个设计是一个比较简单的设计，而且自己对篮球比赛也有所了解，举得自己应该能做好。不过在设计的过程中发现自己还是有许多不足的，虽然对知识有所了解，但是并不熟练，不能准确的将书本上的知识转化为设计的结果
在本次设计的过程中，我发现很多的问题，给我的感觉就是下手很难，很不顺手，看似很简单的电路，要动手把它给设计出来，是很难的一件事，主要原因是我们没有经常动手设计过电路。另外单片机系统的知识似懂非懂，而且很多知识当时弄明白了，现在要用的时候又不记得，造成我用了大量的时间去查阅各种资料和程序命令，因此整个过程时间安排不合理。由于设计的计划没有安排好，设计的时间极为仓促，尤其是在硬件调试的过程中出现了很大的问题。另外资料的查找也是一大难题，这就要求我们在以后的学习中，应该注意到这一点，更重要的是我们要学会把从书本中学到的知识和实际的电路联系起来，这不论是对我们以后的就业还是学习，都会起到很大的促进和帮助。
致 谢
在这三个半月的时间里，首先感谢老师对我的帮助。老师是一个有责任心、有耐心、有包容心的一个老师，具有丰富的单片机知识和设计经验。在此次设计中老师给予了我很大的帮助，当我对程序不知所措时，是老师给我指点迷津，让我在毫无头绪的状态下慢慢理清思绪，在他的帮助和指导下我才能顺利的完成此次设计。我从老师身上学到了很多专业知识，还学到了对待学术严谨的态度和独立发现并解决问题的能力。
其次我要感谢电气工程学院的所有老师，谢谢你们三年来对我的教诲以及帮助，没有你们的教诲也不会有今天的我。还要感谢我的班主任老师，这四年来你为我们操劳了很多，感谢这三年来你对我的关心和指导。
我还要感谢我的舍友，大学三年来是你们陪我度过每一个日日夜夜，在你们的支持和陪伴下，我走过来大学三年。在本次设计中你们也给了我很大的帮助，在我困惑的时候帮我理清思路。还要感谢全班同学，是你们给了我一个多姿多彩的大学生活。
最后我要感谢所有帮助过我的同学和老师，还有我的父母，在你们的支持下，我走过来大学三年，从你们身上我学到了很多，让我终生受益，谢谢你们！
参考文献
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附录1 源程序
#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code dis_code[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; uchar code table_wei[]={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01}; uchar dis_buf[8]; sbit S1=P3^0; sbit S2=P3^1; sbit S3=P3^2; sbit S4=P3^3; sbit S5=P3^4; sbit S6=P3^5; sbit S7=P3^6; sbit S8=P3^7; sbit S9=P1^7; sbit Speaker=P1^6; char n,j,k; char count; void Delay_100ms(void) { uint i; for(i=100;i>0;i--); } void Display(void) { uchar m; dis_buf[7] = dis_code[n/10]; // òòê??? dis_buf[6] = dis_code[n%10]; //òò???? dis_buf[4] = dis_code[k/10]; // ??êyê??? dis_buf[3] = dis_code[k%10]; // ??êy???? dis_buf[5] = 0xbf; // ??ê?"-" dis_buf[2] = 0xbf; // ??ê?"-" dis_buf[1] = dis_code[j/10]; // ?×ê??? dis_buf[0] = dis_code[j%10]; // ?×???? for(m=0;m<8;m++) {="" p2="table_wei[m];" p0=""> Delay_100ms(); } } void Init(void) { TMOD=0X01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=0; Speaker=1; } void Key(void) { if(S1==0) { while(!S1); n++; } if(S2==0) { while(!S2); n--; } if(S3==0) { while(!S3); j++; } if(S4==0) { while(!S4); j--; } if(S5==0) { while(!S5); k++; } if(S6==0) { while(!S6); k--; } if(S7==0) { while(!S7); k=60; TR0=1; } if(S8==0) { while(!S8); k=0; TR0=0; } if(S9==0) { while(!S8); k=0; TR0=0; Speaker=0; } } void main(void) { Init(); 湖南机电职业技术学院毕业设计说明书 while(1) { Key(); Display(); } } void Timer0(void) interrupt 1 { TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; count++; if(count==20) { count=0; k--; if(k==0) { k=0; Speaker=0; } } } 第 29 页 河北交通职业技术学院 毕业作品 作品题目：房地产销售的市场分析报告 系 别：专 业：市场营销 班 级： 学 号：201308421003 学生姓名：指导教师：李红芹 年 月 日 【摘要】中国房地产业协会商业地产专业委员会主办的“首届中国商业地产新趋势论坛”上，认为，房地产泡沫风险目前正在加剧，把握新型城镇化机遇，应对电商冲击，传统的商业地产开发模式和结构布局亟待改变，转型已成为商业地产未来生存和发展的必然选择。 总体而言，虽然我国房地产在短期内处于供应相对过剩的状态，但是随着工业化、城镇化的纵深推进，国民收入的稳步提高，消费结构的不断升级，我国房地产业仍处于可以大有作为的重要战略机遇期。据《中国房地产信息化行业深度调研与投资战略规划分析报告前瞻》分析，房地产企业要想走得更远，就需要打破商业地产同质化的藩篱，调整战略布局。既要对已有商业地产业态进行优化，打造符合市场需求的商业地产业态。同时，要实现地产与其他产业的结合，注重产业链的形成，如开发旅游地产、养老地产、商业地产、休闲地产。 目 录 摘要-----------------------------------------2 一、房地产市场营销环境分析-----------------------4 二、宏观政治因素分析-----------------------------5 三、房地产企业因素（SWOT) -----------------------7 四、房地产销售策略-------------------------------8 五、国内房地产未来策划与营销动向----------------10 一、房地产市场营销环境分析 1、房地产市场营销环境概念 房地产市场营销环境是指影响房地产企业生存和发展的各种内部条件和外在因素的总和。房地产企业的营销环境由宏观环境和微观环境构成。 2、房地产市场营销环境分析 环境威胁是指环境中一种不利的发展趋势所形成的挑战。 环境威胁主要来源于房地产行业在国民经济中的地位以及房地产行业市场结构的变化两个方面。 ①房地产行业在国民经济中的地位——对房地产开发企业的竞争优势起到了“水涨船高”的作用。 产业结构的调整与更替是国家政策、市场需求以及科学技术等因素变化与更新的结果。 ②房地产行业市场结构的变化 房地产行业的市场结构是房地产开发企业的竞争优势能否持续保持的重要原因。 这表现在市场的竞争程度、市场的集中度与企业竞争优势呈反比关系。 房地产行业的市场组织结构越分散、竞争程度越高，企业的竞争优势越难维持。 3、综合环境分析 把某个特定房地产企业所面临的威胁和机会集中图解，就能勾勒出四种可能的结果。第一种是指理想的业务，即指拥有很多有利的机会，而很少甚至可以避免威胁；第二种是指投机性的业务，即机会和威胁的出现概率同样高；第三种是指成熟的业务，即机会和威胁都很少；最后一种是麻烦的业务，即机会很少，威胁却很大。 4、房地产企业面对环境威胁的对策 房地产市场营销者面对主要威胁，一般有三种对策可供选择： ①反抗策略。即房地产企业通过自身的努力，试图限制或扭转不利因素的发展，这是一种积极主动的策略。 ②减轻策略。即房地产企业通过各种手段改变营销策略，以减轻环境威胁的程度，主动适应环境变化。 ③转移策略。即房地产是将产品或业务转移到其他盈利更高、市场环境更好的行业中去，以回避不利环境因素，寻求新的发展机会。 二、宏观政治因素分析 1、宏观调控政策的根源与目的 房地产作为国家的支柱产业之一，关乎国计民生，已远远超越单纯的经济范畴，对经济结构构建，对社会安全、政治稳定都至关重要。房地产的公共属性决定了政府必须行使干预、管理和调控的职能，如果完全放开房地产市场，任凭其“市场化调节”、自由发展，房地产必将给社会带来一系列灾难性后果。因此，在中国目前，宏观调控不仅必要而且是必须的。 近年来对我国房地产业宏观调控政策的讨论始终围绕“房价涨跌”这个问题展开。因为房地产价格是广大市民关注的焦点，不仅牵着人们的钱袋子，也左右着人们购房置业的积极性。房价持续上升，百姓望房兴叹。稳定房价，解决买房难、买房贵的问题，是广大群众的强烈呼声，也是让全体人民共享改革发展成果、促进社会和谐的迫切需要。 如何控制房价过快上涨，让更多人买得起房，目前已列入各级政府工作议程。 2、外部环境分析政治法律环境 面对房地产这几年的疯涨，国家制定了很多相关的政策，法律来限制他的价格。而这些具体的政策也给房地产业带来了很大的冲击。具体如下： 1、税收政策政府调控采取了平稳的步骤 2、前期----营业税优惠政策有力地促进二手房市场，部分城市的房价和成交量已经超越了历史的最高记录，楼市投机盛行，市场已经显得过热，房地产优惠政策就要适当退出。 3、限制房地产开发的的贷款管理。 对项目资本金（所有者权益）比例达不到35% 或未取得土地用权证书、建设用地规划许可证、建设工程规划许可证和施工许可证的项目，商业银行不得发放任何形式的贷款；对经国土资源部门、建设主管部门查实具有囤积土地、囤积房源行为的房地产开发企业，商业银行不得对其发放贷款；对空置3 年以上的商品房，商业银行不得接受其作为贷款的抵押物。如此，限制了房地产商的资金来源，规范了房地产行业。 4、规范土地储备管理 商业银行不得向房地产开发企业发放专门用于缴交土地出让金的贷款。对政府土地储备机构的贷款应以抵押贷款方式发放，且贷款额度不得超过所收购土地评估价值的70% ，贷款期限最长不得超2年。 5、加强住房消费贷款管理 商业银行应重点支持借款人购买首套中小户型自住住房的贷款需求，且只能对购买主体结构已封顶住房的个人发放住房贷款。对购买首套自住房且套型建筑面积在90平方米以下的，贷款首付款比例（包括本外币贷款，下同）不得低于20% ；对购买首套自住房且套型建筑面积在90平方米以上的，贷款首付款比例不得低于30% ；对已利用贷款购买住房、又申请购买第二套(含）以上住房的，贷款首付款比例不得低于40%。增加了投资者投资房地产的成本，减少了消费者购买房屋的成本。 6、切实调整住房供应结构 重点发展中低价位、中小套型普通商品住房、经济适用住房和廉租住房。各地都要制定和实施住房建设规划，对新建住房结构提出具体比例要求。加快城镇廉租住房制度建设，规范发展经济适用住房，积极发展住房二级市场和租赁市场，有步骤地解决低收入家庭的住房困难。 7、进一步整顿和规范房地产市场秩序。 加强房地产开发建设全过程监管，制止擅自变更项目、违规交易、囤积房源 和哄抬房价行为。具体的政策和法律都包含在这六条中。而这些政策，法律的制定都切中在房地产业要点上。对资金，土地来源，购房者三方面进行控制，从根本上解决问题。今年由于房地产政策的实施，广州，深圳，上海，北京等城市的房价都出现了价格下降的趋势。而老百姓对于这些情况都持着等待的态度，希望着房价的继续下降。而购房者的这种态度必然导致了房地产商的资金来源短缺，资金成本增加所 以会保持一定的速度降价。这就是政府政策，房地产商，购房者之间的博弈过程。 三、房地产企业因素(SWOT) 万科企业股份有限公司1988年进入房地产行业，经过三十余年的发展，成为国内领先的房地产公司，目前主营业务包括房地产开发和物业服务。公司聚焦城市圈带的发展战略，截至2015年底，公司进入中国大陆66个城市，分布在以珠三角为核心的广深区域、以长三角为核心的上海区域、以环渤海为核心的北京区域，以及由中西部中心城市组成的成都区域。此外，公司自2013年起开始尝试海外投资，目前已经进入香港、新加坡、旧金山、纽约、伦敦等5个海外城市，参与数10个房地产开发项目。2015年公司实现销售面积2067.1万平米，销售金额2614.7亿元同比分别增长14.3%和20.7%，在全国的市场占有率上升至3.00%。公司物业服务业务以万科物业发展有限公司（“万科物业”）为主体展开。万科物业始终以提供一流水准的物业服务、做好建筑打理作为企业立命之本，积极开展市场化，为更多客户提供优质的居住服务。截至2015年底，公司物业服务覆盖中国大陆64个大中城市，服务项目近千个，合同管理面积2.1亿平方米。 优势 1、中国房地产龙头企业，主营住宅物业发展，竞争优势明显。综合竞争力、市场占有率和品牌价值排名第一。 2、万科强大的竞争力不仅体现在其强大的销售规模和跨区域运营能力，还体现在其稳健的商业模式、完善的公司治理结构、强大的融资能力以及快速应变的营销策略等。 3、公司财务状况良好，融资渠道通畅。即使在2008年行业整体资金较为紧张的背景下，公司仍保持充裕的流动性和健康的负债状况。 4、公司的增长方式由规模速度增长向质量效益增长转变，重点关注项目的质量和赢利能力，这将有助于公司在市场调整期的平稳增长。 5、1992?2008年公司收入和净利润的复合增速分别为28.7%和3 3.6%。 劣势 土地储备约2200万平方米，仅能满足万科2?3年的发展需要，低于行业平均水平，可能会影响其增长并增加土地购置成本。 机 会 1、中国房地产行业集中度仍较低，万科将通过整合行业资源提高市场占有率。 2、住宅产业化或将成为万科未来核心竞争力的主要来源之一。 威 胁 绿城、恒大等民营房地产公司的高速扩张，削弱了万科的竞争优势，对其未来增长构成有力威胁。 四、房地产销售策略 1、房地产市场营销概念 营销, 简单地说, 就是用科学的方法分析市场上的需求, 并用科学的方法来生产出能满足市场需要的产品。 房地产营销是房地产企业以消费者对房地产商品的需求为宗旨, 有效地为其提供住宅楼、商业楼等成品建筑物以及相关配套服务来满足消费者生产、生活、物质和精神等的需求, 以获取一定利润的一种商务活动, 与其他市场营销一样, 同个人或集体交换产品和价值, 用以实现其经营目的一种社会过程。不同的是, 房地产营销的客体是地产物质, 实体是依据物质实体上的权益等。在营销中, 既能保有自己的营销方式, 又能将市场营销的一般原理注入其中, 这便是与其不同的特殊性。 2、当前房地产营销策略 房地产市场营销是房地产经营过程中的一个重要组成部分。强有力的营销活动既可将计划中的房地产开发建设项目做成功, 走在同行的前列, 又能促进地区经济的发展繁荣。那么做好房地产营销必须掌握营销的策略, 做到敏锐地观察, 了解外界环境的发展变化, 注重分析和分辨, 及时变换营销策略以创造最好的销售业绩。 当前房地产营销策略主要有3种方式:即直接销售、委托代理销售和网络销售。 直接销售策略 这是房地产企业利用自己的销售部门和销售人员, 在一个固定的场所现场售房, 即将房地产商品直接销售给顾客, 该策略的优点是销 售渠道短, 反应迅速, 控制效果好。 委托代理销售策略 房地产开发企业委托房地产代理机构找寻顾客群, 代理商作为中间人, 通过多方面多渠道的宣传、介绍、推荐, 以使顾客前来购买房产的另一种销售方式。由于房地产代理机构比较熟悉市场情况, 具有信息、经验、销售渠道多、专职销售人员多的优势, 是买卖双方都愿光顾的地方, 所以销售效果很好。与直销相比, 委托代销还会在一定程度上降低开发企业的风险, 而这种服务性质也更有利于把握房地产市场的时机, 尽快销售房产。 网络销售策略 这是房地产开发企业通过互联网与顾客交互, 完成房地产销售的一个较便捷的方式。网络式与传统式相比, 网销的低成本特点, 为房地产的宣传做了很好的铺垫, 因为网销不仅节省资金, 还能保持零距离和全天候的销售服务。多媒体的特点就是让用户更清晰地、多方面地了解房地产产品情况, 令顾客满意, 同时能更好地提升房地产企业的服务意识和服务理念, 树立该企业的良好形象。笔者相信, 随着电子商务的 快速更新发展, 房地产业的网络销售会具有更大的发展潜力和空间。 3、房地产营销中潜在的问题 ①市场调研不充分, 定位不准确 一些房地产企业不够重视市场调研工作, 还有一些即使做了调研也是流于形式, 不去做深入细致的调研, 只是根据以往的经验、个人的喜好, 做项目的可行性分析, 造成对市场投资判断失误, 没有做到准确定位, 使开发的产品与市场需求相脱节, 使产品出现销售时间拖延或阶段性滞销。另有房地产企业不注重前期调研等, 只重视开工后的阶段, 一旦完工或销售时, 才发现问题不断, 劣势多多, 导致销售不畅, 造成边销售边解决问题的局面, 不仅影响了销售时间和进度, 还给整个项目运营带来一定风险。 ②营销缺少诚信, 广告存有虚假 房地产广告随时可听, 随处可见, 的确起到了宣传推广的作用, 也给广大消费者提供了方便。但当顾客通过广告宣传购买了房子之后, 才发现房子与广告宣传的内容差距甚大, 比如广告中对教育、文化、商业等设施配套和对绿地、树木面积都夸大其词, 销售中的承诺与实际脱节, 隐瞒实情。再有交房日期一推再推, 产权证一拖再拖, 甚至多少年都办不下来等。一些广告成了虚假信息和欺诈行为的代言。引发出 不少问题, 甚至产生法律纠纷, 极大降低了企业的诚信度, 损害了企业在消费者心中的形象。 ③营销观念落伍, 品牌意识不足 在现行房地产营销中, 由于出现资金周转市场竞争等问题, 使得一些房地产商不注重品牌效应的积累, 只瞄准个别楼盘, 借助媒体或广告的力量进行大肆炒作, 往往因小失大。或只追求为楼盘起一个好听的名字, 想以此成为品牌营销的重点, 吸引顾客。 其实不然, 品牌的内涵是为社会大众提供合理的人性化的“建筑空间”,而人性化更多的又是体现在服务方面, 营销却是消费者感受人性化的主要过程, 可以说, 品牌战略的实施是全过程、全方位的一个持续行为。 五、国内房地产未来策划与营销动向 1、市场调研与营销 房地产企业在激烈的市场竞争中, 需要积极转变观念, 深入调研、勇于创新, 使自己的产品在市场上适销对路。市场调研工作要从几方面做起:①要对国内外宏观经济的波动与政策变化, 房地产法律法规及国家金融环境, 住房制度的改革动向等做深入调查; ②根据房地产商品的特殊性, 在房产项目的设计上要适应市场要求和消费者需要, 建筑材料要合理, 物业管理要信誉好; ③突出企业产品服务和品牌差异, 提高产品价值, 提升竞争优势。对市场投资做出正确判断, 开发出优质产品, 这就是房地产营销策略取胜的根本所在。 2、广告诚信营销 房地产广告有多种形式, 而每个开发企业都会根据自己楼盘的具体情况选择广告类型和广告策略, 以收到最好的宣传、销售效果。广告中诉求的重点, 有房屋地段、布局质量、环境优势, 还有教育、人文、交通优势以及开发品牌、声誉等。其中广告宣传的诚信度, 对每一个房产企业都非常重要, 这也是广大消费者非常担心的一个实际问题。广告的制作需要的不仅仅是表面的精美、有创意、吸引人, 而更需注重它的内涵, 它一定要与实际相符。当一个真正好的产品受到消费者称赞的时候, 才是最有说服力的, 这就是诚信, 这就是营销的效益。 3、树立品牌营销 品牌不仅是企业或产品的标识, 更是宝贵的财富, 它能强化企业在市 场和行业中的地位。优质品牌的建立, 对房地产企业营销十分重要, 品牌营销首先要有好的产品作主, 产品是营销的基础, 品质是营销的核心和保证。要让产品开发提升档次, 就必须加强整合市场研发、营销、建设和物业管理力量, 把控好产品定位、规则、布局、建筑风格和环境景观、合理户型、样板房等重点环节, 提高产品的附加值和性价比, 同时兼以完善的售后服务, 提高品牌的忠诚度, 让品牌所具有的优良品质、合理价格、诚信保证、人性化服务充分体现出来, 做到名实相符, 使品牌真正成为企业的竞争优势。 4、绿色环保营销 随着大众意识的增强, 购房者除考虑地理位置和购房价格之外, 还很关注小区周边配套和小区环境的设计。绿色环绕、景色优美, 使人心旷神怡。为此, 房地产开发时的绿化率、休闲区的建造, 也成了很好的卖点。房地产企业应抓住这一卖点, 加强绿色环保开发营销意识, 以绿色文化为价值观, 开展绿色营销战略, 并将由于能源紧缺而提倡的绿色节能住宅的概念, 运用到绿色营销之中, 发展住宅, 为消费者营造人与自然和谐共处的理想家园。这样既有经济效益, 又有社会效应, 还是一件利国利民的大好事, 如何能不使得绿色环保营销成为今后的发展趋势。 5、人文关怀营销 ①将浓厚的文化底蕴或高品位的文化景观, 融入到楼盘的开发中, 可以给人以特殊享受, 增加购房的满意度; ②开发房地产产品时应注意通过完善的配套设施, 比如中小学、幼儿园、藏书丰富的图书馆、温馨祥和的活动中心, 以及文化名人的艺术雕塑等来营造小区的文化氛围; ③把顾客视为上帝, 将以人为本的服务理念贯穿于从开发到售后的整个过程中, 与顾客建立良好的关系, 为顾客提供最大的便利, 解决出现的一切问题, 充分体现人文关怀, 让产品销售在愉快的氛围中进行。这也将是房地产企业在人文营销方面应做的有益探索和成功尝试。 学生姓名：边弘天 指导教师：李红芹年 月 日 设 计（论文） （说 明 书） 题 目：YT4543型动力滑台液压系统设计 姓 名：任智慧 编 号： 平顶山工业职业技术学院 年 月 日 毕 业 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 姓名 任智慧 专业 机电一体化 任 务 下 达 日 期 年 月 日 设计（论文）开始日期 年 月 日 设计（论文）完成日期 年 月 日 设计（论文）题目： A ·编制设计 B ·设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 徐从清 系（部）主 任 年 月 日 毕业设计（论文）答辩委员会记录 机械工程系 系 机电一体化 专业，学生 于 年 月 日 进行了毕业设计（论文）答辩。 设计题目： YT4543型动力滑台液压系统设计 专题（论文）题目： 指导老师： 徐从清 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。 答辩委员会 人，出席 人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语 第 页 毕业设计（论文）及答辩评语： 摘要 随着科技步伐的加快，液压技术在各个领域中得到了广泛应用，液压系统已成为主机设备中最关键的部分之一。本设计主要研究的是液压传动系统，液压传动系统的设计需要与主机的总体设计同时进行。设计液压动力滑台时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，本次设计的Y T 4543型动力滑台就是力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、工作简单、维修方便的液压传动系统。液压动力滑台用液压缸驱动，可以实现多种进给工作循环。对液压动力滑台系统性能的主要要求是速度换接平稳，进给速度稳定功率利用合理，系统效率高，发热少。Y T 4543型动力滑台进给速度范围为6. 6～600m m /m i n (毫米每分钟) ，最大进给力为4. 5x 10000N 。该系统本设计采用限压式变量泵及单杆活塞液压缸，通常实现的工作循环是：快进—第一次工作进给—第二次工作进给—止挡块停留—快退—原位停止。 关 键 词：液压传动；动力滑台；差动联接；动力滑台控制元件 Abstract Wi t h t h e a c c e l e r a t i o n o f t e c h n o l o g y, h yd r a u l i c t e c h n o l o g y i n v a r i o u s f i e l d s h a s b e e n w i d e l y a p p l i e d , h yd r a u l i c s ys t e m s h a v e b e c o m e t h e h o s t d e v i c e i s o n e o f t h e m o s t c r u c i a l p a r t. T h e m a i n s t u d y w a s d e s i g n e d h yd r a u l i c s ys t e m , h yd r a u l i c s ys t e m d e s i g n r e q u i r e m e n t s a n d d e s i g n a t t h e s a m e t i m e h o s t. S h e J i w h e n h yd r a u l i c p o w e r s l i d e , m u s t p r o c e e d f r o m a c t u a l c o n d i t i o n s , a n o rg a n i c c o m b i n a t i o n o f t r a n s m i s s i o n f o r m s , f u l l p l a y t o t h e a d v a n t a g e s o f h yd r a u l i c t r a n s m i s s i o n , t h e s e c o n d d e s i g n o f yt 4543 t yp e p o w e r s l i d i n g Ta i w a n i s t o s e e k a s i m p l e d e s i g n , r e l i a b l e , l o w c o s t , h i g h e ff i c i e n c y, s i m p l e , e a s y m a i n t e n a n c e h yd r a u l i c d r i v e s ys t e m. H yd r a u l i c P o w e r S l i d i n g Ta b l e w i t h a h yd r a u l i c c yl i n d e r d r i v e , yo u c a n a c h i e v e a va r i e t y o f f e e d i n g t h e w o r k c yc l e. H yd r a u l i c P o w e r S l i d i n g Tab l e o n s ys t e m p e r f o r m a n c e i s t h e s p e e d o f t h e m a i n r e q u i r e m e n t s f o r a c c e s s s m o o t h , s t a b l e p o w e r f e e d u s i n g a r e a s o n a b l e r a t e , s y s t e m e ff i c i e n c y a n d l e s s he a t. Yt 4543-t yp e Po w e r Sl i d i n g Tab l e fe e d ra t e ra n g e of 6.6 to 600 mm p e r m i n u t e , t h e m a x i m u m f o r c e o f 4. 5x 10000 c a t t l e f e e d. T h e s ys t e m i s l i m i t e d i n t h i s d e s i g n u s e s a s i n g l e p r e s s u r e -t yp e v a r i a b l e p u m p a n d t h e h yd r a u l i c cyl i n d e r pi s t o n ro d is us u a l l y ac h i e v e d du t y cy c l e is : fa s t -f o r w a r d - th e fi r s t wo r k fe e d - fe e d a se c o n d jo b - bl o c k ju s t to st a y - re w i n d - in si t u St o p. Keyw ords : H yd r a u l i c d r i v e ; p o w e r s l i d i n g p l a t f o r m t r a n s m i s s i o n ; d i f f e r e n t i a l c o n n e c t i o n ; p o w e r s l i d e o f t h e c o n t r o l c o m p o n e n t s 目 录 第一章 概 述 ..................................... 4 1. 1引言 ..................................................................................... 4 1. 2液压动力滑台概述 ................................................................. 5 第二章 液压传动系统的分析 ........................... 6 2. 1动力元件的选用 .................................................................... 6 2. 2动力滑台执行元件的确定 .................................................... 10 2. 3动力滑台控制元件 ............................................................... 17 2. 3. 1液压阀分类 . ........................................................................ 17 2. 3. 2液压系统对阀的基本要求 ..................................................... 17 2. 3. 3单向阀（属于方向控制阀） .................................................. 17 2. 3. 4 换向阀（属于方向控制阀） ................................................. 18 2. 4动力滑台辅助元件 ............................................................... 25 2. 5动力滑台用工作介质 ........................................................... 26 2. 5. 1液压动力滑台中传动工作介质的性质 . .................................... 26 2. 5. 2对液压传动工作介质的要求 .................................................. 29 2. 5. 3工作介质的分类和选择 ........................................................ 29 2. 5. 4液压系统的污染控制 . ........................................................... 30 第三章 组合机床动力滑台液压系统 .................... 32 3. 1 Y T 4543型动力滑台液压系统工作原理 .................................. 32 3. 2 Y T 4543型动力滑台液压系统的工作原理 . ............................ 33 3. 3 Y T 4543动力滑台液压系统的特点 . ...................................... 35 第四章 结论 ....................................... 36 参考文献 ............................................ 37 致谢 ................................................ 38 第1章 概 述 1.1引言 液压传动相对于机械传动来说，它是一门新学科，从17世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，18世纪末英国制成第一台水压机算起，液压传动已有2～3百年的历史，只是由于早期技术水平和生产需求的不足，液压传动技术没有得到普遍地应用。随着科学技术的不断发展，对传动技术的要求越来越高，液压传动技术自身也在不断发展，特别是在第二次世界大战期间及战后，由于军事及建设需求的刺激，液压技术日趋成熟。 第二次世界大战前后，成功地将液压传动装置用于舰艇炮塔转向器，其后出现了液压六角车床和磨床，一些通用机床到本世纪30年代才用上了液压传动。第二次世界大战期间，在兵器上采用了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，它大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善及各类元件的标准化、规格化、系列化而在机械制造，工程机械、农业机械、汽车制造等行业中推广开来。近30年来，由于原子能技术、航空航天技术、控制技术、材料科学、微电子技术等学科的发展，再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个部门都得到了应用，如工程机械、数控加工中心、冶金自动线等。采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。 组合机床动力滑台液压系统就是一个典型的例子 , 本设计就是这个液压系统, 介绍了组合机床的用途以及它对其液压系统的要求 并且从液压系统的主要组成部分如动力元件、 执行元件、 控制元件、 辅助元件和传动介质方面分析了组合机床动力滑台液压系统的组成部分 ，最主要的是叙述了组合机床动力滑台液压系统的原理、 工作情况和系统特点 最后是对本设计的总结，感受并且发现在学习工程中的不足并从中的到的提高。 1.2液压动力滑台概述 液压动力滑台是组合机床上用以实现进给运动的一种通用部件，其运动是靠液压缸驱动的，可以实现多种进给工作循环。根据加工要求，滑台台面上可按装动力箱、多轴箱及各种专用切削头等工作部件、滑台、床身和中间底座等通用部件可组成各种组合机床，完成钻、扩、铰、镗、铣、车、刮端面、攻螺纹等工序的机械加工，并能按多种进给方式实现半自动工作循环，但由于液压动力滑台的机械结构简单, 配上电器后可很容易地实现进给运动的自动循环, 又可方便地对工进速度进行调节, 因此它的应用比较广泛. 组合机床是由一些通用和专用部件组合而成的金属切削机床。它操作简单、效率高、广泛应用于大批量零件加工的生产线或自动线中, 组合机床一般为多刀加工, 切削负荷变化大, 快慢速差异大, 要求切削时速度低而平稳（他可以使速度环节平稳）; 系统效率高, 发热少, 功率利用合理, 故其液压系统应满足上述要求。组合机床示意图如下所示 ： 图 8-1 组合机床 图1 组合机床示意图 4-主轴箱 5-刀具 6-工件 7-夹具 8-工作台 9-底座 1-床身；2-动力滑台；3-动力头；4-主轴箱；5－刀具 6－工件；7－夹具；8－工作台；9－底座 1-床身 2-动力滑台 3-动力头 第2章 液压传动系统的分析 2.1动力元件的选用 动力元件是指一般常见的液压泵, 它的功用是将原动机输入的机械能转换成为液体的压力能, 以驱动执行元件运动。液压传动系统中使用的液压泵都是容积式的，它是依靠密闭容积的周期性变化而工作的，以下图2-1是液压泵的四种类型： 图2-1泵的类型 a -单向定量泵；b -单向变量泵；c -双向定量泵；d -双向变量泵 1、液压泵的工作原理 泵是一种能量转换装置，把电动机的旋转机械能转换为液压能输出。液压泵都是依靠密封容积的变来实现吸油和压油的，其排油量的大小取决于密封强的容积变化量。（因此是依靠密封容积的原理来工作）故一般称为容积式液压泵，图2－2所示的是单柱塞液压泵的工作原理图．图中柱塞2装在缸体3中形成一个密封容积a ，柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。原动机驱动偏心轮1旋转使柱塞2作往复运动，使密封容积a 的大小发生周期性的交替变化。当a 由小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀6进入油腔a 而实现吸油；反之，当a 由大变小时，a 腔中吸满的油液将顶开单向阀5流入系统而实现压油。这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油。 图2-2液压泵的工作原理图 1-偏心轮; 2-柱塞; 3-缸体; 4-弹簧; 5. 6-单向阀 2． 液压泵的特点 ⑴ 具有若干个密封且又可以周期性变化的空间。泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其他因素无关。 ⑵ 油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。这是容积式液压泵能吸入油液的外部条件。因此为保证液压泵能正常吸油，油箱必须与大气相通，或采用密闭的充压油箱。 ⑶ 具有相应的配流机构。将吸液箱和排液箱隔开，保证液压泵有规律地连续吸排液体。 3．液压泵的分类 常用的容积式泵有：齿轮泵、叶片泵（单作用叶片泵，限压式变量叶片泵）、柱塞泵（径向，轴向）等。 液压泵的基础标准： 表2-1 压力分级： 压力等级 压力p /m p a 低压 ≤2. 5 中压 >2. 5～8 中高压 >8～16 高压 >16～32 超高压 >32 流量分级：4 6 10 16 25 40 63 100 250 4、液压泵的主要性能参数 ⑴压力 ①工作压力 液压泵实际工作时的输出（实际）压力称为工作压力。（工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。） ②额定压力 液压泵在正常工作条件下，液压泵在使用中允许到达的最大工作压力，称为液压泵的额定压力。（超过此压力值就是过载） ③最高允许压力 在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力植，称为液压泵的最高允许压力。 ⑵排量和流量 ①排量V 液压泵每转一周，由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵的排量。（单位m l /r ）排量可以调节的液压泵称 为变量泵；排量不可以调节的液压泵则称为定量泵． ②理论流量q v t 理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的条件 下，在单位时间内由其密封容积的几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积。如果液压泵的排量为V ，其主轴转速为n ，则该液压泵的理论流量q v t 为 ｑt =Ｖｎ 式中V ——液压泵的排量（m 3/r ）； N ——主轴转速（r /s ）。 ③实际流量ｑv 泵工作时实际排出的流量，等于理论流量减去泄露、 压缩等损失的流量△q v ，即 q v =q v t 一△q v ④额定流量q v n 额定压力和额定转速下输出的实际流量。 ⑶、功率和效率 液压泵的功率损失 液压泵的功率损失有容积损失和机械损失两部 分： ①容积损失 容积损失是指液压泵在流量上的损失，液压泵的实际输出流量总是小于其理论流量，其主要原因是由于液压泵内部高压腔的泄漏、油液的压缩以及在吸油过程中由于吸油阻力太大、油液粘度大以及液压泵的转速高等原因而导致油液不能全部充满密封工作腔。液压泵的容积损失用容积效率来表示，它等于液压泵的实际输出流量q 与其理论流量q t 之比，即 液压泵的实际输出流量q 为 ②机械损失 机械损失是指液压泵在转矩上的损失。它大等于液压泵的理论转矩T t 与实际输入转矩T 之比，设转矩损失为T l ，则液压泵的机 械效率为 液压泵的功率 ①输入功率p i 输入功率指作用在液压泵主轴上的机械功率，当输入 转矩为T i ，角速度为ω时(驱动泵的机械功率就叫泵的输入功率) p i =T i ω（p i =T i 2∏n ） ②输出功率P 输出功率指液压泵在工作过程中的实际吸、压油口间的压差p 和输出流量q v 的乘积，（泵输出的液压功率叫泵的输出功率） 即 P 。=p q v ③液压泵的总效率 液压泵的总效率是实际输出功率与其输入功率的比值，即 还可以写成 5．液压泵的选用原则 液压泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液的动力元件, 它是每 个液压系统不可缺少的核心元件, 合理选择液压泵对于降低液压系统 的能耗, 提高系统的效率, 降低噪声, 改善工作性能和保证系统工作的可靠性都十分重要. 选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定规格型号。 一般在轻载小功率的液压设备上, 可选用齿轮泵, 双作用叶片泵；精度较高的机械设备（磨床）, 可用双作用叶片泵（采用单向定量泵）；在负载较大并有快, 慢速进给的机械设备（组合机床）上, 可选用限压式变量叶片泵（采用单向变量泵）, 双联叶片泵；负载大, 功率大的设备（刨床、拉床、压力机）, 可用柱塞泵；机械设备的辅助装置, 如送料、夹紧等不重要的场合, 可选用价格低廉的齿轮泵。 限压式叶片泵的使用场合和优缺点： ⑴适用场合： 由于限压式变量叶片泵的上述流量压力特性，都应用于组合机床的进给系统，以实现快进、工进和快退运动；限压式叶片泵也适用于定位和夹紧系统。 ⑵优缺点： ①限压式变量叶片泵根据负荷大小，自动调节输出流量，因此功率损耗小、可以减小油液发热。 ②油液系统中采用变量泵，可节省液压元件的数量，从而简化了油路系统。 ③泵本身的结构复杂，泄漏量大，流量脉动较严重，致使执行元件的运动速度不够平稳。 ④存在径向不平衡问题，影响轴承的寿命，噪声也大。 正因为本次设计的是组合机床的动力滑台，需要快进、工进和快退运动，所以此液压系统中应该选用的是限压式变量叶片泵。 2.2动力滑台执行元件的确定 执行元件一般是指作直线运动的液压缸或是作回转运动的液压马达等, 它的功用是将流体的压力能转换成机械能, 以驱动工作部件。 液压缸是液压系统中的执行元件, 它是一种把液体的压力能转变为机械能且做直线往复运动的能量转换装置. 液压杠结构简单, 工作可靠, 制造容易, 做直线往复运动时, 省去减速机构, 且没有传动间隙, 传动平稳, 反应快, 因此在液压系统中被广泛应用. 1. 液压缸的分类 液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。活塞缸和柱塞缸实现往复运动，输出推力和速度，摆动缸则能实现小于3600的往复摆动，输出转矩和角速度。液压缸除单个使用外，还可以几个组合起来或和其它机构组合起来，以完成特殊的功用。 ⑴活塞式液压缸 活塞式液压缸分为双杆式和单杆式两种。 ① 双杆式活塞缸 双杆式活塞缸的活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出，它根据安装方式不同又可以分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。如图2-3所示分别为缸筒固定式的和活塞杆固定式的双杆活塞缸。 图2-3双杆活塞缸 a -缸体固定式；b -活塞杆固定式 它的进、出油口布置在缸筒两端，活塞通过活塞杆带动工作台移动，当活塞的有效行程为ｌ时，整个工作台的运动范围为3l ，所以机床占地面 积大，一般适用于小型机床。当工作台行程要求较长时，可采用图2-3b 所示的活塞杆固定的形式，这时，缸体与工作台相连，活塞杆通过支架固定的机床上，动力由缸体传出。这种安装形式中，工作台的移动范围只等于液压缸有效行程ｌ的两倍(2l ) ，因此占地面积小。进出油口可以设置在 固定不动的空心的-活塞杆的两端，使油液从活塞杆中进出，也可设置在缸体的两端，但必须使用软管连接。 由于双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的，因此它左、右两腔的有效面积也相等。当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时，液压缸左、右两个方向的推力和速度相等，当活塞的直径为Ｄ，活塞杆的直径为ｄ，液压缸进、出油腔的压力为ｐ1和ｐ2，输入流量为ｑ时，双杆 活塞缸的推力Ｆ和速度ｖ为： 式中v -活塞的运动速度；q -供油流量；F -活塞（或缸体）上的推力；p 1、p 2-分别为液压缸进、出压力；A -液压缸的有效工作面积；D 、d -分别为活塞、活塞杆直径。 双杆活塞缸在工作时，设计成一个活塞杆是受拉的，而另一个活塞杆不受力，因此这种液压缸的活塞杆可以做得细些。 ②单杆式活塞缸 图2-4单杆活塞缸 a -无杆腔进油；b -有杆腔进油 如图2-4所示，活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。 单杆活塞缸由于活塞两端有效面积不等。如果以相同流量的压力油分别进入液压缸的左、右腔，活塞移动的速度与进油腔的有效面积成反比，即油液进入无杆腔时有效面积大，速度慢，进入有杆腔时有效面积小，速度快；而活塞上产生的推力则与进油腔的有效面积成正比。如图2-4a ，当输入液压缸的油液流量为ｑ，液压缸进、出油口压力分别为ｐ1和ｐ2时，其活塞上所产生的推力Ｆ1和速度ｖ1为 当油液从如图2-4b 所示的右腔(有杆腔) 输入时，其活塞上所产生的推力Ｆ2和速度ｖ2为 由上式可知，由于 度和 ，所以 ，则 。若把两个方向上的输出速的比值称为速度比，记作 。 因此，活塞杆直径越小，越接近于1，活塞两个方向的速度差值也就越小，如果活塞杆较粗，活塞两个方向运动的速度差值就较大。在已知Ｄ和的情况下，也就可以较方便地确定ｄ。 如果向单杆活塞缸的左右两腔同时通压力油，如图2-5所示，即所谓的差动连接，作差动连接的单出杆液压缸称为差动液压缸，开始工作时差动缸左右两腔的油液压力相同，但是由于左腔(无杆腔) 的有效面积大于右 腔(有杆腔) 的有效面积，故活塞向右运动，同时使右腔中排出的油液也进入左腔，加大了流入左腔的流量，从而也加快了活塞移动的速度。实际上活塞在运动时，由于差动缸两腔间的管路中有压力损失，所以右腔中油液的压力稍大于左腔油液压力。而这个差值一般都较小可以忽略不计，则差动缸活塞推力和运动速度 ，为 图2-5差动缸（差动连接） 由上式可知，差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小，速度比非差动连接时大，正好利用这一点，可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度，这种连接方式被广泛应用于组合机床的液压动力滑台和其它机械设备的快速运动中。 如果要求快速运动和快速退回速度相等，即使 可得 ⑵柱塞缸 柱塞缸是一种单作用液压缸，其工作原理如图2-6a 所示，柱塞与工作部件连接，缸筒固定在机体上。当压力油进入缸筒时，推动柱塞带动运动部件向右运动，但反向退回时必须靠其它外力或自重驱动。柱塞缸通常成对反向布置使用，如图2-6b 所示。 图2-6柱塞缸（柱塞式液压缸的结构简图） ，则由上式 当柱塞的直径为ｄ，输入液压油的流量为ｑ，压力为ｐ时，其柱塞上所产生的推力Ｆ和速度ｖ为： 柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，缸筒内孔不需精加工，甚至可以不加工。运动时由缸盖上的导向套来导向，所以它特别适用在行程较长的场合。 ⑶摆动缸 摆动式液压缸也称摆动液压马达。当它通人压力油时，它的主轴能输出小于3600的摆动运动，常用于工夹具夹紧装置、送料装置、转位装置以及需要周期性进给的系统中。图2-7a 所示为单叶片式摆动缸，它的摆动角度较大，可达3000。当摆动缸进出油口压力为ｐ1和ｐ2，输入流量为 ｑ时，它的输出转矩Ｔ和角速度 各为 式中ｂ为叶片的宽度，Ｒ1、Ｒ2为叶片底部、顶部的回转半径。 图2-7b 示为双叶片式摆动缸，它的摆动角度较小，它的输出转矩是单叶片式的两倍，而角速度则是单叶片式的一半。 图2-7摆动缸 a -单叶片式摆动缸；b -双叶片式摆动缸；c -图形符号 通过对液压缸的分析, 本次设计的动力滑台系统适合于单杆活塞式液压缸的特点，所以选用单杆活塞式液压缸。此次设计中未涉及马达, 所以在此就不论述了。 2.3动力滑台控制元件 控制元件是指各种阀类元件, 它们的作用是控制和调节液压系统中流体的压力、流量和流动方向, 以满足执行元件的工作要求。 液压控制阀是液压系统中控制油液流动方向、压力及流量的元件, 控制阀安装在液压泵和执行元件之间, 在系统中不做功, 只对执行元件起控制作用。它们的结构都是由阀体（阀座）、阀芯和阀的操纵机构三大部分组成, 阀的操纵机构可以是手动、机动、电动、液动等, 虽然各类阀的工作原理不完全相同, 但它们不外乎是通过阀芯的移动或控制油口的开闭或限制、改变油液的流动来工作的, 而且只要液体流过阀孔 都会产生压力降及油温升高等现象. 2. 3. 1液压阀分类 按用途分：压力控制阀（溢流阀、顺序阀、减压阀、和压力继电器）、流 量控制阀、方向控制阀（单向阀、换向阀） 操纵方式分：人力操纵阀、机械操纵阀、电动操纵阀 连接方式分：管式连接、板式及叠加式连接、插装式连接 按结构分类：滑阀, 座阀, 射流管阀 按控制方式：电液比例阀, 伺服阀, 数字控制阀 按输出参量可调节性分类：开关控制阀, 输出参量可调节的阀 2. 3. 2液压系统对阀的基本要求 1. 工作可靠，动作灵敏，冲击振动小 2. 压力损失小 3. 内泄漏少，无外泄漏 3. 结构紧凑，体积小，安装调整维护使用方便，通用性好 2. 3. 3单向阀（属于方向控制阀） 作用：控制油液的单向流动（单向导通，反向截止）。 性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性好，动作灵敏 普通单向阀 图2-8a 为一种管式普通单向阀的结构，压力油从阀体左端的通口流入时克服弹簧3作用在阀芯上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯上的径向孔a 、轴向孔b 从网体右端的通口流出；但是压力油从阀体右端的通口流入时，液压力和弹簧力一起使阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过，其图形符号如图2-8b 所示。 图2-8单向阀 a -管式; b -图形符号 1-阀套; 2-阀芯; 3-弹簧 一般单向阀的开启压力在0. 035-0. 05M p a ，作背压阀使用时，更换刚度较 大的弹簧，使开启压力达到0. 2-0. 6M p a 。 由于单向阀的这些优点，此设计中多处用到单向阀。 2. 3. 4 换向阀（属于方向控制阀） 利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。 按阀芯相对于阀体的运动方式：滑阀和转阀 按操作方式：手动、机动、电磁动、液动和电液动等按阀芯工作时在阀体中所处的工作位置：二位和三位等 按换向阀所控制的通路数不同：二通、三通、四通和五通等。 工作原理： 如图2-9a 所示为滑阀式换向阀的工作原理图，当阀芯向右移动一定的距离时，由液压泵输出的压力油从阀的P 口经A 口输向液压缸左腔，液压缸右腔的油经B 口流回油箱，液压缸活塞向右运动；反之，若阀芯向左移动某一距离时，液流反向，活塞向左运动。图2-9b 为其图形符号。 图2-9换向阀的工作原理图 1. 机动换向阀 机动换向阀又称行程阀，主要用来控制机械运动部件的行程，借助于安装在工作台上的档铁或凸轮迫使阀芯运动，从而控制液流方向。 图2-10机动换向阀 a -结构原理图；b -图形符号 本设计在快进的过程中运用到的就是行程阀。 2．电液换向阀 由电磁滑阀和液动滑阀组成。电磁阀起先导作用，可以改变控制液流方向，从而改变液动滑阀阀芯的位置。用于大中型液压设备中。 图2-11电液换向阀 a -结构原理图；b -详细符号；c -简化符号 在液压动力滑台设计中主要运用到的就是三位五通电液换向阀进行快进和第一次工进的。 3．电磁换向阀 电磁换向阀是利用电磁铁吸力, 使阀芯移动来控制液流方向的阀类, 它操纵方便, 便于布局, 有利于提高设备的自动化程度, 它的电气信号由液压设备上的按钮开关、限位开关、行程开关或其他电气元件发出电讯号, 来控制电磁铁的通电或断电, 从而方便地实现各种操作及自动顺序动作. 由于电磁换向阀受到电磁铁尺寸和推力的限制, 只适用于小流量的场合. 此动力滑台系统中用到的是二位二通电磁阀. 4．滑阀的中位机能 各种操纵方式的三位四通和三位五通式换向滑阀，阀芯在中间位置时，各油口的连通情况称为换向阀的中位机能。其常用的有“Ｏ”型、“Ｈ”型、“Ｐ”型、Y ”型、“Ｍ”型等。 分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑： ⑴ 系统保压 P 口堵塞时，系统保压，液压泵用于多缸系统。 ⑵ 系统卸荷 P 口通畅地与T 口相通，系统卸荷。（H Y X M 型） ⑶ 换向平稳与精度 A 、B 两口堵塞，换向过程中易产生冲击，换向不平稳，但精度高；A 、B 口都通T 口，换向平稳，但精度低。 ⑷ 启动平稳性 阀在中位时，液压缸某腔通油箱，启动时无足够的油液起缓冲，启动不平稳。 ⑸ 液压缸浮动和在任意位置上停止 中位机能 O 型 H 型 Y 型 P 型 M 型 液压泵 保持压力 卸荷 保持压力 差动 卸荷 液压缸 自锁 浮动 浮动 自锁 在液压动力滑台设计中用到的就是“Y ”型的中位机能 5．溢流阀 ⑴ 溢流阀的作用和性能要求 ① 溢流阀的作用 在液压系统中用来维持定压是溢流阀的主要用途。它常用于节流调速系统中，和流量控制阀配合使用，调节进入系统的流量，并保持系统的压力基本恒定。用于过载保护的溢流阀一般称为安全阀。 ②液压系统对溢流阀的性能要求 a. 定压精度高 b. 灵敏度要高 c. 工作要平稳且无振动和噪声 e. 当阀关闭时密封要好，泄漏要小。 ⑵溢流阀的结构和工作原理 常用的溢流阀按其结构形式和基本动作方式可归结为直动式和先导式两种。 直动式溢流阀 直动式溢流阀是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡，以控制阀芯的启闭动作，溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压目的 的。当系统压力升高时, 阀芯上升, 阀口通流面积增加, 溢流量增大，进而使系统压力下降。溢流阀内部通过阀芯的平衡和运动构成的这种负反馈作用是其定压作用的基本原理，也是所有定压阀的基本工作原理。 溢流阀的特点： 1. 阀口常闭2. 控制有来自于进油口；3. 出口接油箱；4. 回油采用内 泄式；5. 在液压系统中泵并联连接；6. 在系统中起稳压保护作用； 7. 进口压力保持恒定 图2-12直动式滑阀式溢流阀 1-调节螺母; 2-弹簧; 3-上盖; 4-阀芯; 5-阀体 ⑶ 溢流阀的应用 溢流阀在液压系统中可分别作溢流阀、安全阀、卸荷阀和背压阀等使用, 在此液压系统中做背压阀用, 将溢流阀安设在液压缸的回油路上，可使缸的回油腔形成背压，提高运动部件运动的平稳性，因此这种用途的溢流阀也称背压阀。 这是由于直动式溢流阀的这种结构特点，本次设计选用直动式溢流阀，本次设计没有用到先导式溢流阀再此就不介绍了。 5. 顺序阀 顺序阀用来控制液压系统中各执行元件动作的先后顺序。依控制压力的不同，顺序阀又可分为内控式和外控式两种。前者用阀的进油口压力控制阀芯的启闭，后者用外来的控制压力油控制阀芯的启闭(液控顺序阀) 。顺序阀也有直动式和先导式两种, 前者一般用于低压系统，后者用于中高压系统。顺序阀和溢流阀的结构基本相似，不同的只是顺序阀的出油口通向系统的另一压力油路，而溢流阀的出油口通油箱。此外，由于顺序阀的进、出油口均为压力油，所以它的泄油口必须单独外接油箱。 顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀。实际上，除内控外泄形式外，还可以通过改变上盖或底盖的装配位置得到内控内泄、外控外泄、外控内泄等三种类型。内控外泄用来实现顺序动作; 内控内泄用在系统中作平衡阀或背压阀；外控内泄用作卸载阀；用于双泵供油回路使大泵卸载。外控外泄相当于一个液控二位二通阀。作液动开关阀。 顺序阀的特点： 1. 阀口常闭；2. 控制油来自进油口或控制油口；3. 回油采用外泄式； 4. 在液压系统中泵是串联；5. 出口接执行元件；6. 在系统中是控制执行元件的先后顺序 (本设计采用的是外控外泄式的顺序阀) 6. 压力继电器 压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件，当油液压力达到压力继电器的调定压力时，即发出电信号，以控制电磁铁、电磁离合器、继电器等元件动作，使油路卸压、换向、执行元件实现顺序动作，或关闭电动机，使系统停止工作，起安全保护作用等。 压力继电器正确位置是在液压缸和节流阀之间 。本设计在止挡块停留适时采用压力继电器工作的。 7. 调速阀 调速阀是在节流阀２前面串接一个定差减压阀1组合而成。下图为其工作原理图。液压泵的出口（即调速阀的进口）压力 ，由溢流阀调定，基本上保持恒定。调速阀出口处的压力由液压缸负载ＦL 决定。 图2-13调速阀 因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯位移很小，可以认为只基本保持不变。故节流阀两端压力差也基本保持不变，这就保证了通过节流阀的流量稳定。节流阀的流量随压力差变化较大，而调速阀在压力差大于一定数值后，流量基本上保持恒定。 当压力差很小时，由于减压阀阀芯被弹簧推至最下端，减压阀阀口全开，不起稳定节流阀前 后压力差的作用，故这时调速阀的性能与节流阀相同, 所以调速阀正常工作时, 至少要求有0. 4～0. 5M P a 以上的压力差，图b 、c 为其图形符号。 在动力滑台二次进给是就是采用减速阀的作用来完成的 2.4动力滑台辅助元件 辅助元件是 指除以上三种以外的其他装置, 如油箱、滤水器、分水滤水器、油雾气、蓄能器等, 它们的作用是提供必要的条件, 使系统得以正常工作和便于检测控制. 1. 油箱 油箱主要用来储存油液，此外还起着散发油液中的热量、逸出混在油液中的气体，沉淀在油中的油污。液压系统中的油箱油总体式和分离式。油箱通常由钢板焊接而成。 图2-14 油箱外形图 2. 过滤器 液压系统中75％以上的故障是和液压由的污染有关，油液的污染能加速液压元件的磨损，卡死阀芯，堵塞工作间隙和小孔，使元件失效，导致液压系统不能正常工作，因而必须使用滤油器对油也进行过滤 ⑴过滤器的功用 过滤器的功用是过滤混在油液中的杂质，把杂质颗粒控制在能保证液压系统正常工作的范围内。 ⑵过滤器的主要参数和特性 ① 过滤精度：指过滤器对各种不同尺寸的污染颗粒的滤除能力 ② 压降特性：指油液流过滤芯时产生的压力降 ③纳垢容量：指过滤器在压力降达到规定值之前可以滤除并容纳的污 物数量 3. 过滤器的类型 ①表面型过滤器 ②深度型过滤器. ③吸附型过滤器 4. 过滤器的安装 ①安装在液压泵的吸油管路上，避免较大杂质颗粒进入液压泵，保护液液压泵。 ②安装在液压泵的压油管路上，保护液压泵以外的液压元件。 ③安装在回油管路上，过滤回油箱的油液。 ④安装在辅助泵输油管路上，不断净化系统中的油液。 ⑤安装在支路上。 2.5动力滑台用工作介质 传动介质即液压油, 其作用是实现运动和动力的传递. 传动最常用的工液压作介质是液压油，此外，还有乳化型传动液和合成型传动液等，此处仅介绍几个常用的液压传动工作介质的性质。 2. 5. 1液压动力滑台中传动工作介质的性质 1. 密度 单位体积液体的质量称为液体的密度。体积为Ｖ，质量为M 的液体的密度为 矿物油型液压油的密度随温度的上升而有所减小，随压力的提高而稍有增加，但变动值很小，可以认为是常值。我国采用摄氏20度时的密度作为油液的标准密度。 2. 可压缩性 压力为ｐ0、体积为Ｖ0的液体，如压力增 大 则此液体的可压缩性可用体积压缩系数 对变化量来表示 时，体积减 小，，即单位压力变化下的体积相 由于压力增大时液体的体积减小，因此上式右边须加一负号，以 使成为正值。液体体积压缩系数的倒数，称为体积弹性模量Ｋ，简称体积模量。即Ｋ=１／K 。 3. 粘性 ⑴粘性的定义 液体在外力作用下流动(或有流动趋势) 时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。液体只有在流动(或有流动趋势) 时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。 图2-15液体的粘性示意图 粘性使流动液体内部各处的速度不相等，以图1-2为例，若两平行平板间充满液体，下平板不动，而上平板以速 度向右平动。由于液体的 粘性作用，紧靠下平板和上平板的液体层速度分别为零 和 液层间的速度梯 度成正比，即 。通过实验测定得出，液体流动时相邻液层间的内摩擦力F t ，与液层接触面积Ａ、 式中 ：为比例常数，称为粘性系数或粘度。如 以表示切应力，即单位面积上的内摩擦力，则 这就是牛顿的液体内摩擦定律。 ⑵粘性的度量 ①动力粘度：又称绝对粘度，单位为P a ·s (帕·秒) ，以前沿用的单位为P (泊，d y n e ·s ／c m 2) ，1P a ·s =10P =103c P (厘泊) 。 ②运动粘度：液体的动力粘度与其密度的比值，称为液体的运动粘度v ；即 单位为m 2/s 。以前沿用的单位为c S t (厘斯) [实际上常用的是平方厘米/秒或平方毫米/秒]，１m 2/s =104S t ＝106c S t (厘斯) 。液压传动工作介质的粘度等级是以400C 时运动粘度(以m m 2/s 计) 的中心值来划分的，如某一种牌号L -H L 22普通液压油在400C 时运动粘度的中心值为22m m 2/s 。 ③相对粘度：又称条件粘度。它是采用特定的粘度计在规定的条件下策出来的液体粘度。测量条件不同，采用的相对粘度单位也不同。例如，我国及德国、俄罗斯采用恩氏粘度。美国采用赛氏粘度，英国采用商用雷氏粘度等。 ④温度和压力对粘度的影响：液体的粘度随液体的压力和温度而变。对液压传动工作介质来说，压力增大时，粘度增大。在一般液压系统使用的压力范围内，增大的数值很小，可以忽略不计。但液压传动工作介质的粘度对温度的变化十分敏感，温度升高，粘度下降。这个变化率的大小直接影响液压传动工作介质的使用，其重要性不亚于粘度本身。 4. 其它性质 液压传动工作介质还有其它些性质，如稳定性(热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性等) 、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性以及相容性(对所接触的金属、密封材料、涂料等作用程度) 等，它们对工作介质的选择和使用有重要影响。这些性质需要在精炼的矿物油中加入各种添加剂来获得，其含义较为明显，不多作解释，可参阅有关资料。 2. 5. 2对液压传动工作介质的要求 不同的工作机械、不同的使用情况对液压传动工作介质的要求有很大的不同；为了很好地传递运动和动力，液压传动工作介质应具备如下性能： 1. 合适的粘度，较好的粘温特性。 2. 润滑性能好。 3. 质地纯净，杂质少。 4. 对金属和密封件有良好的相容性。 5. 对热、氧化、水解和剪切都有良好的稳定性。 6. 抗泡沫好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好。 7. 体积膨胀系数小，比热容大。 8. 流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气闪燃，但油本身不燃烧时的温度) 和燃点高。 9. 对人体无害，成本低。 对轧钢机、压铸机、挤压机和飞机等液压系统则须突出耐高温、热稳定、不腐蚀、无毒、 不挥发、防火等项要求。 2. 5. 3工作介质的分类和选择 1. 分类 液压系统工作介质的品种以其代号和后面的数字组成，代号为L 是石油产品的总分类号，H 表示液压系统用的工作介质，数字表示该工作介质的粘度等级。 2. 工作介质（液压油）的选用原则 选择液压系统的工作介质一般需考虑以下几点： ⑴液压系统的工作条件 ⑵液压系统的工作环境 ⑶综合经济分析 2. 按工作温度选择液压油的选择原则，如表2-2 表2-2 工作温度选择液压油 液压油工作温度 液压油品种 <-10 h="" r="" 、h="" v="" 、h="" s="" -10~80="" h="" h="" 、h="" l="" 、h="" m="">80 优等H M 、H V 、H S 一般来说如齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等，同类泵又因功率、转速、压力、流量、材质等因素的影响使液压油的选用较为复杂，所以采用低压系统可以选用H L 油，中高压系统应选用H M 油。 因此，本次设计的动力滑台液压系统选择的是限压式变量叶片泵应该选用中压系统，所以应该选用H M 型油。 2. 5. 4液压系统的污染控制 工作介质的污染是液压系统发生故障的主要原因。它严重影响液压系统的可靠性及液压元件的寿命，因此工作介质的正确使用、管理以及污染控制，是提高液压系统的可靠性及延长液压元件使用寿命的重要手段。 1. 污染的根源 进入工作介质的固体污染物有四个根源：已被污染的新油、残留污染、侵入污染和内部生成污染。 2. 污染的的危害 液压系统的故障75％以上是由工作介质污染物造成的。 3. 污染的测定 污染度测定方法有测重法和颗粒计数法两种。 4. 污染度的等级 我国制定的国家标准G B ／T 14039-93《液压系统工作介质固体颗粒污染等级代号》和目前仍被采用的美国N A S l 638油液污染度等级。 5．工作介质的污染控制 工作介质污染的原因很复杂，工作介质自身又在不断产生污染物，因此要彻底解决工作介质的污染问题是很困难的。为了延长液压元件的寿 命，保证液压系统可靠地工作，将工作介质的污染度控制在某一限度内是较为切实可行的办法. 为了减少工作介质的污染，应采取如下一些措施 ⑴对元件和系统进行清洗，才能正式运转。 ⑵防止污染物从外界侵入。 ⑶在液压系统合适部位设置合适的过滤器。 ⑷控制工作介质的温度，工作介质温度过高会加速其氧化变质，产生各种生成物，缩短它的使用期限。 ⑸定期检查和更换工作介质，定期对液压系统的工作介质进行抽样检查，分析其污染度，如已不合要求，必须立即更换。更换新的工作介质前，必须对整个液压系统彻底清洗一遍。 第三章 组合机床动力滑台液压系统 3.1 YT4543型动力滑台液压系统工作原理 图3-1所示为Y T 4543型动力滑台的液压系统原理图，该系统采用限压式变量泵供油、电液动换向阀换向、快进由液压缸差动连接来实现。用行程阀实现快进与工进的转换、二位二通电磁换向阀用来进行两个工进速度之间的转换，为了保证进给的尺寸精度，采用了止挡块停留来限位。 通常实现的工作循环为: 快 进 退第一次工作进给 第二次工作进给 止挡块停留 快 原位停止。 系统的油源为限压式变量叶片泵1它与串联的调速阀7、8和背压阀3组成容积节流（进口）调速回路单杆活塞缸13为差动连接，以实现快速运动，缸的运动方向变换由电液换向阀6实现，二位二通机动换向阀（行程阀）11和电磁换向阀12用于液压缸的快慢速度换接，电液换向阀6中的 电磁阀的M 型中位机能用于停止时的卸荷，快进与工进由远控顺序阀4控制，阀4的设定压力低于工进时的系统压力而高于快进时的系统压力，压力继电器9用于死挡铁停留开始时的发信，系统中有三个单向阀，单向阀2用于保护液压泵免受液压冲击，同时用于保证系统卸荷时电液换向阀的先导控制油路保持一定的控制压力，以确保换向动作的实现，单向阀5用于工进时进油路和回油路的隔离，单向阀10用于提供快退回路油。 图3-1 YT 4543型动力滑台液压系统原理图 3.2 YT4543型动力滑台液压系统的工作原理 1. 快进 按下启动按钮，电磁铁1Y A 得电，电液动换向阀10的先导阀阀芯向右移动从而引起主阀芯向右移，使其左位接人系统，其主油路为： 进油路：泵 1 液压缸左腔 回油路：液压缸的右 腔 1l (下位) 2. 第一次工作进给 当滑台快速运动到预定位置时，滑台上的行程挡块压下了行程阀11的阀芯，切断了该通道，使压力油须经调速阀7进入液压缸的左腔。由于油液流经调速阀，系统压力上升，打开液控顺序阀4，此时单向阀5的上部压力大于下部压力，所以单向阀5关闭，切断了液压缸的差动回路，回油经液控顺序阀4和背压阀3流回油箱使滑台转换为第一次工作进给。其油路是： 进油路：泵1 向阀12(右位) 3 油箱。 单向阀 2 换向阀6(左位) 调速阀7 换 液压缸左腔； 换向阀6(左位) 顺序阀4 背压阀 换向阀6(左位) 单向阀5 行程阀液压缸左腔，形成差动连接。 单向阀 2换向阀6(左位) 行程阀11(下位) 回油路：液压缸右 腔 因为工作进给时，系统压力升高，所以变量泵1的输油量便自动减小，以适应工作进给的需要，进给量大小由调速阀7调节。 3. 第二次工作进给 第一次工进结束后，行程挡块压下行程开关使3Y A 通电，二位二通换向阀将通路切断，进油必须经调速阀7、8才能进入液压缸，此时由于调速阀8的开口量小于阀7，所以进给速度再次降低，其它油路情况同一工进。 4. 止挡块停留 当滑台工作进给完毕之后，碰上止挡块的滑台不再前进，停留在止挡块处，同时系统压力升高，当升高到压力继电器9的调整值时，压力继电器动作，经过时间继电器的延时，再发出信号使滑台返回，滑台的停留时间可由时间继电器在一定范围内调整。（设置止挡块可以提高滑台加工进给的位置精度） 5. 快退 时间继电器经延时发出信号，2Y A 通电，1Y A 、3Y A 断电，主油路为：进油路：泵1 6. 原位停止 当滑台退回到原位时，行程挡块压下行程开关，发出信号，使2Y A 断电，换向阀6处于中位，液压缸失去液压动力源，滑台停止运动。液压泵输出的油液经换向阀6直接回油箱，泵卸荷； 电磁铁、压力继电器和行程阀动作顺序表3-1如下所示： 表3-1 电磁铁、压力继电器和行程阀动作顺序 元件 电磁铁元件 压力继电器9 行程阀11 单向阀2 换向阀6(右位) 液压缸右腔； 油箱。 回油路：液压缸左 腔 单向阀10 换向阀6(右位) 注：“+”表示通电, “-” 表示断电。 3.3 YT4543动力滑台液压系统的特点 该系统主要是由下列基本回路组合而成；限压式变量泵和调速阀的联合调速回路, 差动连接增速回路, 电液换向阀的换向回路, 行程阀和电磁阀的速度换接回路, 串联调速阀的二次进给调速回路, 这些回路的应用就决定了系统的主要性能, 其特点如下： 1. 由于采用限压式变量叶片泵, 其输油量能随系统压力的变化而自动调节, 快进转换为工进后, 无溢流功率损失, 系统效率较高, 减少温升, 又因采用差动连接增速回路, 在泵的选择和能量利用方面更为经济合理。 2. 采用限压式变量叶片泵, 调速阀和行程阀进行速度换接, 使速度换接平稳, 且采用机械控制的行程阀, 位置控制准确可靠。 3. 采用限压式变量泵和调速阀的联合调速回路, 且在回油路上设置背压阀, 提高了滑台运动的平稳性, 并获得较好的速度负载性。 4. 采用进油路串联调速阀的二次进给调速回路, 可使启动冲击和速度换接冲击小, 并便于利用压力继电器发出电信号进行自动控制。 5. 在滑台的工作循环中, 采用死挡铁停留, 不仅提高了进给位置精度, 还扩大了滑台工艺使用范围, 更适用于樘阶梯孔、稳孔和稳端面等工序。 6. 采用三位五通电液动换向阀的M 型中位机能, 提高了滑台换向平稳性, 并且滑台在原位停止时, 能使液压泵处于卸荷状态, 功率消耗小。 第四章 结论 毕业设计是每一位大学生的必修课, 一般是在大三的下半学期完成的, 既然学校安排是必修课, 因此我们也非常重视。当我们的辅导老师和我们交流并下达任务书之后, 我们第一步做的是确定题目, 因为我比较喜欢液压, 所以选择的题目是组合机床动力滑台液压系统； 第二步就开始了搜集材料的工作, 查找以前的课本, 去图书管查相关资料和去网吧寻找, 都成了搜集的具体行动体现； 第三步就是整理了, 在辅导老师的指导下, 把搜集的资料和自己的结论系统的组织起来，达到了设计的目的做到了经济平稳。经过几周的奋战我的毕业设计终于快完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。因此，以后不论从事什么工作，任何岗位都因该做到不断学习，善于思考，勇于钻研，进一步的完善自己在学校所学习的理论知识。不辜负老师的重望！ 参考文献 [1]《液压与气动技术》主编：张宏友 大连理工大学出版社 [2]《液压传动与控制》主编：张利平 西北工业大学出版社 [3]《液压与气压传动》主编：屈 圭 机械工业出版社 [4]《液压传动》第二版主编：丁树模 机械工业出版社 致谢 通过做此次论文, 把关于液压方面的基础知识又温习了一遍, 并且把零碎的知识点串成了一个整体, 在老师的细心指导下学到了在书本上没有学到的知识, 此次做毕业设计的过程为我们以后的工作和学习奠定了扎实的基础, 在此非常感谢学校给我们的这次更深一层学习知识的机会, 也非常感谢老师的细心指导。正是我的导师倾注了大量的心血，从选题到开始设计，从提纲设计，到一遍又一遍地指出设计中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心和帮助我的同学和朋友。 范文四：毕业设计作品
范文五：毕业设计作品
