节能型空压机自动化系统探究范文

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《机械设计与制造工程杂志》2014年第六期

1执行机构设计

空压机由动力机构、油门控制装置、储气罐、感器、小型发电机、电磁阀、控制器、调压开关、气体压缩机构、进气管、飞轮、气动马达等构成(如图6所示)。动力机构、调压开关和气体压缩机构安装在储气罐上构成空压机的主体构架，动力机构的主体部分为柴油机或汽油机，动力机构的上部安装有气动马达，气动马达上的齿轮与飞轮上的齿圈相啮合，动力机构的下部安装有功率低于20W的小型发电机;动力机构上安装有飞轮;动力机构的中部安装有传感器;进气管上安装有电磁阀，气动马达的进气管由电磁阀引出，控制器安装在靠近调压开关的一侧，为了方便与调压开关进行电气连接，控制器通过导线与油门控制装置、传感器、小型发电机、电磁阀相连接［2］。气动马达只进行单方向动力输出，因此只接有一根气管;气动马达上的齿轮也进行单方向扭矩输出，其功能犹如自行车后轮上的飞轮，这样当气马达带动动力机构启动后，就不会跟着同时转动，延长了气动马达的使用寿命;电磁阀为两位三通气动电磁阀或两位四通电磁阀;传感器为霍尔元件或转轴电压式;小型发电机为转动式或振动发电式;油门控制装置由小型气缸、电磁阀、限位开关和弹簧构成;电磁阀用来驱动小型气缸执行动作［3］。

2电路设计

电路主要基于51单片机系统进行开发设计，以52单片机为智能控制单元进行外围布局。首先，发电机提供交流电能，经整流桥进行整流稳压后，分成两路变压模式，变成5V后输入到单片机和传感器;变成12V后输入到电磁阀。由于野外工作环境恶劣及供电电源的不稳定，因此在外围电路上设有抗谐波构造，其主要原理是基于傅立叶分解法求出各次谐波含量。智能控制部分主要由单片机系统构成(如图8所示)。控制信号进入单片机首先要经过光电隔离模块进行物理隔离后进行闭环输入，其作用就是在两个供电控制之间创建了一个物理隔断，这意味着信号数据包不能从一个信号路径流向另外一个信号路径。并且两者线路上从不会有实际的连接，以防止外来干扰影响单片机工作。执行机构采用舵机模块，由单片机输入控制信号，配合12V供电进行精确控制，基本实现了电路的整体工作流程。

3结束语

通过以上几大模块的设计、改进与优化，并利用其自身压缩空气进行启动，不增加额外的大容量电瓶电机，实现自行启动，节能环保，同时该系统设计简洁高效，可以节约大量油料，尤其是在大型户外工程的使用上，节能效果更为明显，具有广阔的市场空间。

作者：聂广鹿方懂平单位：北京交通大学电子信息工程学院舟山市定海区巨洋技术开发有限公司