GPC-1智能液压实验台设计开题报告

毕业设计开题报告课 题 名 称： GPC-01型智能液压实验台设计 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 所在院(系)部： 机 械 工 程 学 院 专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化（流体传动与控制） 2017 年 3月 13日 说 明1根据南京工程学院毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名学 号专 业指导教师职 称所在院(系) 机械工程学院课题来源自拟课题窗体顶端窗体底端 企、事业单位委托课题课题类型毕业设计课题名称宋体五号，以下四行同GPC-01型智能液压实验台设计毕业设计的内容和意义课题背景：1795年，英国人约瑟夫发明了世界上第一台水压机，标志着液压传动技术应用的开始。受到当时制造工艺限制，其发展缓慢，直到上世纪二三十年代，才开始制造液压元件并在机床上首次应用。本世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技术的发展而迅速发展。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、高度集成化的方向发展。如今液压传动技术正向着高速高效、低噪音低消耗、机电液一体化方向发展，是自动化技术的重要组成部分。液压传动技术与电子机械技术紧密结合，对加快我国自动化技术的发展速度，抢占技术制高点乃至整个现代工业的发展都有重大意义。课题内容： GPC-1型智能液压实验台是在传统液压传动综合教学实验装置基础上，增加了智能化测试与分析手段，流量、压力及转速等参数均采用传感器测量，通过数据采集卡和计算机连接，实现计算机智能数据采集、分析、处理、即时显示、曲线自动生成等功能。是跟踪现代化液压工业发展，实现机电一体化教学的新型液压传动与控制综合实验台（中低压系统）。 课题意义：“液压与气压传动”是本科工科院校机械类专业的一门非常重要的基础课程，其具有很强的实践性，液压实验是该课程理论教学的重要环节和必要补充，液压实验台的出现，让学生能够通过实验教学，亲身接触液压元件和液压系统，通过自己动手搭建液压油路，亲自检测液压传动过程中的参数，全身心感受液压传动的特点。液压实验台也正使得教学理论与实践紧密结合。为了适应当今科技快速发展，满足现代化液压教学要求，本文设计了一种通过计算机控制的智能液压实验台，提出了液压实验台的系统总体方案，并将计算机仿真、界面设计等应用于该实验台，使得该液压实验台在实验教学中有了更大的发展前景。液压传动是一门实践性很强的课程，学生普遍感觉在学习中缺乏具体的参照，针对这门课抽象的特点，理论教学必须要用做实验来弥补，实践出真知，实践是对理论教学的一种完善。通过实验教学对学生所学的液压原理进行验证，了解液压工作过程及其液压元件的具体构造、结构特点等，验证液压回路的功能和回路构成及特点；用理论指导实验，增加原有结论的深度和广度。现在工科学校的一般液压实验教学还不完善，实验设备还比较简陋，功能不全，效果不明显，教学方法落后跟不上时代的发展的需要。现在学校进行的液压实验一般分为两大类，一类是特性实验，其主要目的是为了让学生了解典型元件的内部结构并验证工作原理；另一类是回路组装实验，其目的在于培养学生读图识图组装调试等综合能力。而液压实验台综合了这两个方面的因素，是很好的液压实验教学平台，可以通过这个教学平台很好解决理论与实践脱离不能有机结合的弊端，学生可以通过实际操作，实际观察和感受液压工作过程，既可以观察到液压元件的动作，还可观察得到整个液压系统的或一个部分液压系统的工作状况。根据液压教学工作者的体会，设计一种计算机控制、具有计算机仿真的、机电一体化的教学实验台尤为必要。让学生自主搭建回路、观察元器件内部结构，并对实验过程进行动态跟踪显示，对实验结果自动进行分析处理，提高实验精度，了解液压元件的特性，使学生能正确设计液压系统，增加学生的感性认识，将抽象的理论技术转变为形象的实验现象，调动学生的学习兴趣，体会液压技术的神奇，提高教学的实效性和实践性。文献综述研究现状及发展趋势： 传统液压实验台基本都由传感器和仪表等组成，以秦川机床厂的QCS系列实验台为例，液压系统介质的几个物理量如压力、流量的测量都是采用机械式的装置进行测量：系统液压油压力采用机械结构的油压表来测量；流量则用齿轮式结构流量计来进行测量。在实验过程中，主要由仪表和实验人员记录数据，然后操作者根据实验采集的数据进行分析处理，得到设备的性能。这种方法需要操作者熟练的技能，且劳动强度大，自动化程度不高、功能单一、实验精度不高；由于元件不透明，无法让学生直观感受液压元件的内部结构和油液流动的过程，增大了学生学习这门课程的难度。最主要的是这种实验台是以演示和验证为主，每个设备制定的实验都是固定的，具有很大的局限性。4 现代液压技术的发展和现代教学要求为液压实验台的发展提供了发展动力和发展空间。现在高校用的比较多的是以下几种： 透明式。这种实验台的油液调制成特殊颜色，油管采用透明塑料管，阀体采用透明玻璃件。最大的好处是学生可以清楚地观察到元器件内部结构和油液流动情况，大大提高了直观性。缺点是采用塑料油管，压力较低，阀体是玻璃构件不已维护。 快速插接式。这种实验台具有灵活的快接接头，阀体采用可靠的卡扣式安装在实验台上，所配备的元件均为工业元件，插装方便，不易泄漏，实验台有模块化的特点。各个液压元件与相应连接的电气线路可组成电液控制系统，还能扩充为PLC控制、单片机控制、计算机控制的综合性实验装置。 带计算机技术的复合型实验台。计算机技术的应用，使得试验台在测试数据方面具有优势：（1）计算机测试方面：数据采集卡和传感器的使用使得测试数据进入计算机并输出相应曲线，改变了以往要人工测试时间位移流量等物理量并记录数据最后描点作图的实验流程，计算机减少了实验误差，提高了特性试验的自动化程度。（2）仿真建模方面：通过仿真软件建模，进行初期设计，激发学生的创造性。（3）远程教育：计算机的各种语言可构建虚拟实验环境，并通过网络实现远程教育。5 当前教学需要和现行科学技术的更新决定着实验台的发展趋势分为模块化、智能化、虚拟仪器化这几个大方向。工业控制计算机的运用变得越来越普遍，因为工业控制计算机上可承载组态软件，用户自己研发的软件及其其他软件，利用仿真软件绘制动画，组态软件的加入使得静态画面随着实验对象产生动态效果。9参考文献：1成大先.机械设计图册 化学工业出版社20002雷天觉.新编液压工程手册 北京理工大学出版社 19983王文斌.机械设计手册（4卷）机械工业出版社20044汪业常.浅谈液压实训台的开发与液压实践教学芜湖职业技术学院报5李斌.电气控制综合实验台的设计 机械工业与自动化 20076贾铭新.液压传动与控制 第二版 国防工业出版社 20017吴永明，陈建华.计算机辅助设计基础 高等教育出版社 20008黄宋魏.电气控制与PLC应用技术 第五版 高等教育出版社 20079王志峰.交流液压实验台的研制与实践 燕山大学10贤焱.液压传动与控制 重庆大学出版社 1993研究内容 GPC-1型智能液压实验台是在传统液压传动综合教学实验装置基础上，增加了智能化测试与分析手段，流量、压力及转速等参数均采用传感器测量，通过数据采集卡和计算机连接，实现计算机智能数据采集、分析、处理、即时显示、曲线自动生成等功能。是跟踪现代化液压工业发展，实现机电一体化教学的新型液压传动与控制综合实验台（中低压系统）。学生需要在设计的实验台中完成：1.压力形成实验；2.液压泵性能实验；3.溢流阀静动态性能实验；4.节流调速回路性能实验；5.比例阀性能实验。研究计划第一周：毕业实习，查阅资料第二周：熟悉课题，撰写开题报告第三周：拟定方案第四周：液压系统原理图设计第五周：液压系统原理图设计第六周：结构总成第七周：结构总成第八周：电气控制系统设计第九周：电气控制系统设计第十周：电控柜设计第十一周：PLC端子接线图第十二周：零件设计第十三周：编制实验系统指导书第十四周：编写设计说明书第十五周：完善设计说明第十六周：准备毕业答辩特色与创新 在液压实验台中加入流量计、压力计以及位移传感器，以在实验中实时获取液流的流量、压力以及液压对顶缸的杆伸出位移数据，参数曲线在计算机界面上清楚地呈现，为了可以实现液压执行元件运动的变调速功能，特在系统中新加入比例阀。开放式的教学平台，让学生可以发挥想象，自己搭建油路，模拟液压系统运行，记录参数。指导教师意 见 指导教师签名： 年 月 日教研室意见院部意见 主任签名： 年 月 日教学院长签名： 年 月 日