基于plc的自動金屬表面拋光機(jī)設(shè)計(jì)

基于plc的自動金屬表面拋光機(jī)設(shè)計(jì)摘要為了降低工件表面的粗糙度，使工件獲得光亮、平整的表面，通常會利用化學(xué)、電化學(xué)或是機(jī)械作用，這用作用方法就是拋光。拋光需要利用柔性拋光工具及拋光介質(zhì)如磨料顆粒等對工件的表面進(jìn)行加工修飾。拋光在冶金及金屬熱處理等方面意義顯著，還是進(jìn)行金相觀察與實(shí)驗(yàn)過程中不可缺少的一步。在一些實(shí)驗(yàn)中，對拋光的質(zhì)量要求較高，例如金相觀察。但是現(xiàn)在的拋光機(jī)多以拋光截面小、質(zhì)量差的實(shí)驗(yàn)室小型較多，遇到大型截面的拋光需求就不能滿足了。為了更好的引用高倍和中倍觀察研究鑄坯的質(zhì)量，則需設(shè)計(jì)一系列不同規(guī)格的拋光機(jī)來滿足拋光需求。為了解決上述需求，將設(shè)計(jì)一臺適合拋光大截面的臥式拋光機(jī)作為課題。本文依次介紹了拋光機(jī)的應(yīng)用、特點(diǎn)、原理和拋光機(jī)的發(fā)展前景。本文首先比較選擇了整機(jī)的設(shè)計(jì)方案，尤其對工作臺的驅(qū)動傳動和主軸與拋光輪的連接進(jìn)行了詳盡的設(shè)計(jì)、比較和選擇，接著介紹了箱體內(nèi)各零部件的安排布局。為了確保拋光機(jī)床的正常運(yùn)行，文章還對零部件及傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選擇和校核作了詳細(xì)的說明和大量的計(jì)算。文章最后簡單介紹與設(shè)計(jì)了冷卻系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：拋光；plc；方案設(shè)計(jì)；AbstractPolishingisaspecialmethodtoreducethesurfaceroughnessoftheworkpiecetoobtainabright,smoothsurface.Methodsincludetheuseofmechanical,chemicalorelectrochemicalaction.Modificationofthesurfaceoftheworkpiececanbemadeusingflexiblepolishingtoolsandabrasiveparticlesorotherpolishingmedia.Polishingisveryimportantformetallurgyandmetalheattreatment.Toobtainbettereffectofmetallographicobservationrequirementsofhighpolishingquality,Atpresent,thepolishingmachineismostlyusedinthelaboratory,andthepolishingpartissmallandthequalityispoor.Therefore,inordertomeettherequirementsofthequalityofpolishedplatetobetterstudythequalityoftheneedtodesignaseriesofnewpolishingmachine.Thistopicdesignsakindofpolishingmachinewhichissuitableforpolishinglargecrosssection.Thispaperintroducestheapplication,characteristicsandworkingprincipleofthepolishingmachine.Firstly,thedesignschemeofthewholemachineiscomparedandselected,includingthedesign,comparisonandselectionofthespindleandthewheelbetweentheconnectionofthetransmissionscheme.Inaddition,thelayoutofthepartsintheboxbodyisintroduced.Inthispaper,thedesignandselectionofthetransmissionsystemandthecomponentsaredescribedindetail.最后，對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了介紹和設(shè)計(jì)。Keywords:polishing;PLC;schemedesign;目錄TOC\o"1-3"\h\u前言 31.1本文研究背景 31.2研究現(xiàn)狀 4二拋光機(jī)設(shè)計(jì)思想及方案確定 52.1設(shè)計(jì)要求 52.2金相試樣拋光機(jī)整體方案的確定 62.2.1金相試樣拋光機(jī)類型分析 62.2.2金相試樣拋光機(jī)方案比較 62.2.3綜合考慮選出最佳設(shè)計(jì)方案 7三方案設(shè)計(jì)及電動機(jī)選用 83.1主電機(jī)與拋光輪的連接設(shè)計(jì) 83.2移動工作臺與工作臺電機(jī)間的連接設(shè)計(jì) 93.3電動機(jī)的選擇 103.3.1主軸電機(jī)的選擇 103.3.2工作臺電動機(jī)選擇 13四結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)強(qiáng)度校核 194.1工件保持架的選擇 194.2小齒輪的選擇 204.3內(nèi)齒圈的選擇 214.4保持架、內(nèi)齒圈、小齒輪組成的輪系中各齒輪運(yùn)動速度的確定 214.5其他齒輪的選擇 224.5.1齒輪1的選擇 224.5.2齒輪2的選擇 234.5.3齒輪3和齒輪4的確定 234.6軸承的選擇及其參數(shù) 244.7電動機(jī)的選擇 254.8軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核計(jì)算 25五金相試樣拋光機(jī)調(diào)速部分設(shè)計(jì) 275.1顯示面板的設(shè)計(jì) 275.2金相試樣拋光機(jī)控制系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)思想 285.3伺服電機(jī)的調(diào)速研究 29結(jié)論 30參考文獻(xiàn) 31前言1.1本文研究背景隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展方向是高速、精密、自動。機(jī)械行業(yè)與金屬材料熱處理的關(guān)系越來越密切，金屬和材料熱處理的問題也在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作中日益增加。通過實(shí)踐證明得出，為了能發(fā)揮出金屬材料的性能，保證材料的良好加工工藝，節(jié)省材料降低成本，獲得具有理想性能和高質(zhì)量的零件，合理選擇金屬材料安排好熱處理工藝路線是十分重要的一步。實(shí)際生產(chǎn)過程中很多早期的變形、磨損、斷裂等損壞，這都是由于選材的不合理或是熱處理工藝的不妥，致使零件的性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。金相的觀察及研究可以對金屬材料的結(jié)構(gòu)和性能有更好的了解，所以要想進(jìn)行金屬材料研究獲得清晰地金相圖十分重要。金屬式樣在經(jīng)過取樣、鑲嵌、磨制、拋光、侵蝕等工序的精心制備后才能更好地觀察到金屬式樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。金相式樣的制備需要切割機(jī)、鑲嵌機(jī)、磨/拋光機(jī)三個(gè)機(jī)器完成，第三步拋光決定了金屬式樣的質(zhì)量，所以拋光這一步是十分重要的。金屬式樣成為光滑鏡面的最后工序是將經(jīng)磨制產(chǎn)生的磨痕和變形的地方去掉?；瘜W(xué)拋光、電解拋光、機(jī)械拋光及復(fù)合拋光，這幾種方法都是常見的試樣拋光方法。現(xiàn)階段使用最廣泛的拋光方法就是機(jī)械拋光，在工藝和操作方法正確的條件下保證試樣質(zhì)量和其他條件相同，機(jī)械拋光具有較高的拋光速率及可靠性，同樣機(jī)械拋光機(jī)可提高式樣的效率與質(zhì)量，同時(shí)具有廢品率低、成本低、經(jīng)濟(jì)效益高、質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)。1.2研究現(xiàn)狀研磨和拋光在國內(nèi)外有很長的歷史。玉器的雕琢，銅鏡的制作，眼鏡望遠(yuǎn)鏡顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡鏡片的磨制等這都證明了其歷史的悠久。1360年的繪畫和文藝復(fù)興時(shí)期發(fā)明距今已經(jīng)有幾百年了。現(xiàn)在的拋光水平已經(jīng)不僅僅局限在大批生產(chǎn)的透鏡和棱鏡上了，光學(xué)鏡面和精密度要求很高的高形狀光學(xué)平晶、平行平晶以及不同曲率的球面工件也能夠完成了。在各種加工方法中，研磨和拋光是最精密的加工。在發(fā)展過程中現(xiàn)有的加工要求會逐漸不滿足需求，所以進(jìn)行技術(shù)改造和開發(fā)新型的超精密研磨拋光技術(shù)就是刻不容緩的了?，F(xiàn)在許多技術(shù)產(chǎn)品都需要高精度，所以精密和超精密加工現(xiàn)在已經(jīng)成為在國際競爭中取得成功的關(guān)鍵技術(shù)。精密和超精密加工制造出來的儀器設(shè)備對發(fā)展尖端的技術(shù)和發(fā)展國防工業(yè)至關(guān)重要?，F(xiàn)代科技技術(shù)的前沿和明天技術(shù)的基礎(chǔ)就是精密工程、微細(xì)工程和納米技術(shù)?，F(xiàn)代機(jī)械工業(yè)要致力加強(qiáng)提高加工精度的主要原因是：提高精度有很多好處比如產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的提高，穩(wěn)定性和可靠性的提高等；促進(jìn)了產(chǎn)品向小型化自動化發(fā)展，提高了零件生產(chǎn)效率。超精密加工技術(shù)如今獲得的重大進(jìn)展使它成為了一種內(nèi)容豐富的系統(tǒng)工程，不再局限于之前孤立的加工方法和單純的工藝。實(shí)現(xiàn)超精密加工，需要超精密的機(jī)床設(shè)備和刀具、超穩(wěn)定的環(huán)境條件、需要運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、需要及時(shí)反饋和補(bǔ)償。實(shí)現(xiàn)超精密加工需要把各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)成就集結(jié)起來。根據(jù)國內(nèi)外的超精密計(jì)技術(shù)發(fā)展趨勢，再結(jié)合我國的實(shí)際情況，我國應(yīng)開展以下五個(gè)方面的超精密加工技術(shù)基礎(chǔ)研究：超精密切削磨削的基本理論和工藝超精密設(shè)備的精度，動特性和熱穩(wěn)定性超精密加工精度檢測及在線檢測和誤差補(bǔ)償超精密加工的環(huán)境條件超精密加工的材料國外在精密加工方面積累了喝多經(jīng)驗(yàn)，對照我國實(shí)際情況來說，如果投入相當(dāng)?shù)娜肆ξ锪韺芎统芗庸ぜ夹g(shù)進(jìn)行研究與開發(fā)，我國將在八五和九五期間取得突破性進(jìn)展，前期微米級加工技術(shù)穩(wěn)定可以開始亞微米加工；后期亞微米級加工穩(wěn)定并開始納米級加工的實(shí)驗(yàn)研究。在15-20年內(nèi)可以達(dá)到發(fā)達(dá)國家目前的水平，某些單項(xiàng)技術(shù)也可以達(dá)到國家先進(jìn)水平。國內(nèi)目前廠家的產(chǎn)品多為生產(chǎn)效率低、安全性差的手工操作為主。多數(shù)拋光機(jī)存在著大大小小的問題，拋光盤為單盤或多盤的機(jī)型較多，冷卻條件差有的只是水龍頭有的甚至沒有，拋光盤的轉(zhuǎn)速不能改變等。在冷卻方面，如果不能進(jìn)行冷卻，那么試樣表面就會很容易發(fā)熱并且變灰，因持續(xù)增厚而形變擾動層，難免影響到快拋光好的試樣。金相試樣在制作過程中要根據(jù)材料的不同性質(zhì)來采取相應(yīng)措施，拋光后的試樣要滿足表面光亮無磨痕的要求，在制作過程中不允許組織變形，石墨這類的軟相要脫落，而碳化物這類的硬相要浮雕都是不行的。比如在拋光鑄鐵試樣時(shí)，為了縮短拋光時(shí)間，拋光過程中要不斷的旋轉(zhuǎn)。拋光鋁制試樣時(shí)為了不出現(xiàn)變形層，需要采用較輕壓力和400r/min的適當(dāng)轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在有的機(jī)型可以用數(shù)字顯示轉(zhuǎn)速，并且可以在1000r／min～50r／min范圍內(nèi)進(jìn)行變頻無級變速，但這種機(jī)型需要手動操作，難免憑手感不能控制好壓力的大小，所以這種機(jī)型的效率、準(zhǔn)確性、再現(xiàn)性都不能保證。比如南京測控科學(xué)器材有限公司生產(chǎn)的變頻調(diào)速拋光機(jī)，上海金相機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的PW-I金相試樣拋光機(jī)都是這樣的。二拋光機(jī)設(shè)計(jì)思想及方案確定2.1設(shè)計(jì)要求金相試樣拋光機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)中有著和高的要求，精確度要高，運(yùn)行過程要平穩(wěn)，工作必須可靠，伺服性能還要好。金相試樣拋光機(jī)對傳動機(jī)的要求也很多，穿的記得轉(zhuǎn)動慣量要小才能更好地減小機(jī)械負(fù)載，減少對系統(tǒng)造成得不良影響，為了減少動力損失提高固頻率增加穩(wěn)定性還要有較大的剛度，另外阻尼還要合適。同樣，金相試樣拋光機(jī)對控制系統(tǒng)也有很多要求，因?yàn)樵嚇訏伖膺^程中需要動力頭帶動夾具上升和下降實(shí)現(xiàn)壓力增大和減小所以要能對壓力進(jìn)行控制；能夠在夾具上產(chǎn)生與設(shè)定壓力相應(yīng)彈性力；夾具上的彈性力需要在磨拋一段時(shí)間后自動降低。并且金相拋光機(jī)要對時(shí)間能進(jìn)行控制，時(shí)間過長質(zhì)量就不能保證，時(shí)間過短達(dá)不到質(zhì)量。由于不同材質(zhì)的試樣需要不同的拋光速度才能保證材料的真實(shí)組織，所以拋光機(jī)需要能控制拋光速度。2.2金相試樣拋光機(jī)整體方案的確定2.2.1金相試樣拋光機(jī)類型分析按拋光原理可以將拋光分為機(jī)械、電解、化學(xué)、復(fù)合拋光四種?，F(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的拋光方法是機(jī)械拋光。機(jī)械拋光在正確工藝、操作方法下保證獲得優(yōu)質(zhì)的試樣和其他條件(如邊緣保留及石墨和夾雜物保留等)的情況下與其他的拋光方法相比具有最高的拋光速率。機(jī)械拋光難以對金屬試樣拋光時(shí)可以用電解拋光來應(yīng)對。電解拋光對極低負(fù)荷的顯微硬度實(shí)驗(yàn)的樣品或透射電鏡的薄膜試樣及其有用，并且它能克服金屬干擾層和機(jī)械巒晶假象等問題。由于不同的金屬試樣所使用的拋光液和所對應(yīng)的電解規(guī)范是不同的，所以電解拋光的規(guī)范需要進(jìn)行多次試驗(yàn)工作才能確定?；瘜W(xué)拋光方法很簡單，它完全依靠化學(xué)藥劑的腐蝕作用來得到光亮的拋光表面，是不需要機(jī)械和電解設(shè)備參與的，同時(shí)化學(xué)拋光液和拋光規(guī)范也是要做合適的選擇的?；瘜W(xué)拋光具有一定的缺點(diǎn)，比如速度低、磨面有波形不能達(dá)到平整的要求。因此，本系統(tǒng)適合機(jī)械拋光來操作。2.2.2金相試樣拋光機(jī)方案比較第一種設(shè)計(jì)方案：對金相試樣拋光機(jī)的自動減加壓機(jī)械裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先相接的齒輪箱與動力頭的比例為1:1，其次此裝置的動力源采用步進(jìn)電機(jī)。動力頭的傳動方法采用滾珠螺旋傳動。滾珠螺旋傳動就是將螺母和螺桿的近似半圓形螺旋凹槽拼接成滾道，并在滾道中裝入一定量的滾珠，滾道需要形成閉合回路，所以要用螺母上制出的通路及導(dǎo)向輔助件來構(gòu)成閉合，這樣滾珠就能連續(xù)循環(huán)滾動了。步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動就會帶動齒輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動固定在齒輪上的螺母旋轉(zhuǎn)。螺母旋轉(zhuǎn)的同時(shí)螺桿下移，夾具上產(chǎn)生了與設(shè)定壓力對應(yīng)的彈性力;設(shè)定的壓力在一定范圍內(nèi)具有自行調(diào)節(jié)的能力。夾具在壓力的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，此時(shí)工件就會感受到壓力。電動機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺桿上移，工件的壓力減小。拋光裝置方面，針對此次實(shí)現(xiàn)拋光自動化的設(shè)計(jì)目的，所以將拋光盤的動力源定為直流伺服電機(jī)。一般轉(zhuǎn)速為300-500r/min拋光質(zhì)量比較好，速度過快不能保證拋光質(zhì)量。而電機(jī)速度一般比正常轉(zhuǎn)速要快，必須進(jìn)行減速，所以加了一個(gè)V帶來傳動。設(shè)計(jì)采用ＤＳＰ模糊控制系統(tǒng)來完成控制系統(tǒng)的控制部分：DSP模糊控制系統(tǒng)的原理是通過數(shù)字信號處理器DSP獲得位置傳感器信號,傳感器發(fā)送當(dāng)前位置信息,電機(jī)的當(dāng)前速度就是由當(dāng)前位置信息獲得，把這個(gè)速度與給定速度值比較,,模糊控制器將上面比較的轉(zhuǎn)速誤差值計(jì)算推理，得到PWM脈沖信號并輸出。這個(gè)信號要經(jīng)功率放大，才能對直流電機(jī)進(jìn)行控制。第二種設(shè)計(jì)方案：將步進(jìn)電機(jī)與絲杠相連，絲杠的內(nèi)花鍵把絲杠和主軸連接起來，這樣主軸就能上下移動了。當(dāng)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，通過絲杠帶動螺母轉(zhuǎn)動，因此只能向下壓縮彈簧絲，這樣主軸產(chǎn)生了向上的彈性力，工件受到了壓力。電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)與逆時(shí)針正好相反，工件的壓力在這種情況下減小。拋光裝置的拋光盤轉(zhuǎn)動由電機(jī)直接帶動?？刂葡到y(tǒng)采用多種結(jié)構(gòu)形式的模糊PID控制,雖然結(jié)構(gòu)不同但基本原理基本一致。其原理可以解釋為將規(guī)則的條件、操作通過模糊數(shù)學(xué)的基本原理和方法運(yùn)算后變成了模糊集表示，然后在計(jì)算機(jī)知識庫中存入這些模糊控制規(guī)則及相關(guān)信息，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會根據(jù)傳來的信息進(jìn)行模糊推理，PID參數(shù)這時(shí)就可以自動調(diào)整為最佳，達(dá)到自動控制的目的。2.2.3綜合考慮選出最佳設(shè)計(jì)方案為了滿足本次機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，我們需要參考各種形式的拋光機(jī)。機(jī)械部分的動力源采用步進(jìn)電機(jī)，齒輪箱與動力頭按照１:１的比例相接。動力頭的傳動方法采用滾珠螺旋傳動。步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動就會帶動齒輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動固定在齒輪上的螺母旋轉(zhuǎn)。螺母旋轉(zhuǎn)的同時(shí)螺桿下移，夾具上產(chǎn)生了與設(shè)定壓力對應(yīng)的彈性力;設(shè)定的壓力在一定范圍內(nèi)具有自行調(diào)節(jié)的能力。夾具在壓力的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，此時(shí)工件就會感受到壓力。電動機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)螺桿上移，工件的壓力減小。為了達(dá)到自動調(diào)壓、調(diào)速控制加工時(shí)間的目的，控制部分采用PID模糊控制系統(tǒng)。三方案設(shè)計(jì)及電動機(jī)選用3.1主電機(jī)與拋光輪的連接設(shè)計(jì)拋光時(shí)拋光輪受到了多種外力如摩擦力、拋光切削力等。拋光輪與電機(jī)的連接有主軸連接、彈性柱銷聯(lián)軸器連接等多種方法。第一種方法選用的電機(jī)伸長長度有限，伸出軸只能鍵連接，因此不能滿足要求，這種連接方法在拋光設(shè)計(jì)中不宜采取。第二種方法可以滿足要求，進(jìn)行彈性柱銷連接后，為了使主軸更加平穩(wěn)可靠，可以再使用一對角接觸軸承來配合連接，拋光輪和主軸之間再用螺母和擋圈固定。彈性聯(lián)軸器的功能有很多：為了避免軸端產(chǎn)生過大的附加載荷，對在制造和安裝誤差造成所聯(lián)接兩軸的軸向位移,徑向位移和角位移進(jìn)行補(bǔ)償。2、可以緩和因電機(jī)工作而在軸上產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)沖擊。3、當(dāng)出現(xiàn)沖擊吸收功相同的情況時(shí)，可以改變軸系的共振轉(zhuǎn)速。除了上述情況沖擊扭矩和聯(lián)軸器的慣性矩都影響共振轉(zhuǎn)速。共振轉(zhuǎn)速隨著沖擊扭矩的降低而降低。4、彈性聯(lián)軸器還可以減輕軸的扭轉(zhuǎn)振動。這種情況只有聯(lián)軸器的中間傳力件采用具有增大摩擦阻尼的結(jié)構(gòu)或具有較大內(nèi)阻尼的材料時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。傳動裝置或其他機(jī)件的損壞往往是由于機(jī)器受到意外的過載造成的。為了起到安全保護(hù)作用，需要在傳動軸系中采用安全聯(lián)軸器，這樣在聯(lián)軸器中的聯(lián)接元件破斷、分離或打滑時(shí)，傳動的力流會發(fā)生中斷或發(fā)生限制力流的傳遞。圖2-1拋光輪與軸和電機(jī)連接3.2移動工作臺與工作臺電機(jī)間的連接設(shè)計(jì)為了達(dá)到拋光機(jī)的設(shè)計(jì)要求，盡量遵循低成本、高質(zhì)量、易裝卸的原則，我們就要從拋光機(jī)的組織結(jié)構(gòu)出發(fā)，使各組成成分更加精確，并進(jìn)行良好的有機(jī)結(jié)合。拋光機(jī)工作臺的帶動是通過電動機(jī)驅(qū)動和減速系統(tǒng)完成的，毛氈輪在電動機(jī)的帶動來拋光工件，工作臺由導(dǎo)軌和冷卻系統(tǒng)組成。根據(jù)毛氈輪與工件的相對位置將磨塊分成了四類，分別是縱向進(jìn)給外圓磨，切入磨，周邊——端面磨，端面——平面磨。根據(jù)上述分類，拋光機(jī)被分成了臥式和立式兩種。臥式拋光機(jī)，要根據(jù)其特點(diǎn)來設(shè)計(jì)傳動方案，它的毛氈輪的速度較高而工作臺的速度很小。臥式拋光機(jī)的工作臺進(jìn)行速度較低的直線移動，其設(shè)計(jì)主要為帶動工作臺的傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本方案設(shè)計(jì)是通過齒輪電機(jī)連接聯(lián)軸器，然后通過聯(lián)軸器與齒輪連接齒輪驅(qū)動齒條帶動工作臺移動連接示意圖如下電機(jī)與工作臺連接示意圖3.3電動機(jī)的選擇臥式拋光機(jī)的工作原理是用拋光輪的圓周面拋光金屬試樣，被拋光的工件形式如圖所示。隨工作臺前后移動工作臺上放置的試樣會與拋光輪圓周面接觸，兩者的相對運(yùn)用就是對試樣面進(jìn)行拋光的過程。3.3.1主軸電機(jī)的選擇拋光力可以根據(jù)上面臥式外圓磨床磨削力大小的計(jì)算方法來進(jìn)行對拋光所需力的大小計(jì)算，估算結(jié)果如下：外圓磨削的切向力計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式：（2-1）外圓磨削主磨削力的經(jīng)驗(yàn)公式的指數(shù)和系數(shù)值材料αβC淬硬鋼0.6—0.7-22未淬硬鋼0.521鑄鐵0.880.760.760.3820-0.450.450.45----0.430.430.43-取=0.5=0.52.具體參數(shù)選擇擬定主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)速為，工作臺速度為拋光輪速度由于拋光輪拋光工件尺寸為mm，選取直徑為的拋光輪，則：拋光輪速度為工件速度工件速度一般選擇6m/min—10m/min這里我們選擇10m/min查閱文獻(xiàn)知取204）拋光力大小根據(jù)上面公式得到的參數(shù)與公式（2-1）得：=33.86N5)拋光功率主運(yùn)動消耗的功率為6)拋光輪電機(jī)功率電動機(jī)與砂輪的連接通過聯(lián)軸器與軸承，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》取則因此拋光輪電機(jī)功率選擇電動機(jī)為了減少存在的未知摩擦，可以選擇Y系列（IP44）三相異步電動機(jī)（JB/T9616—1999），技術(shù)數(shù)據(jù)詳情見下表：主電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表型號額定功率/kw電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min效率/%功率因數(shù)重量/kg同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速Y100L-61.5100094077.50.74332.02.2電動機(jī)主要外形和尺寸以及示意圖中心高H外形尺寸底角安裝尺寸地腳螺栓孔直徑K軸身尺寸裝鍵部位尺寸1003.3.2工作臺電動機(jī)選擇在拋光的過程中，已知體積V，根據(jù)公式，我們需要先求得F的值。由拋光輪的功率N=Frn式中F是拋光輪與工件的摩擦力，通過拋光輪的半徑r和拋光輪的轉(zhuǎn)速n，將數(shù)值代入以下公式：F=則工件進(jìn)給的功率為P=分析：運(yùn)動傳遞在電動機(jī)驅(qū)動工作臺前后移動過程中產(chǎn)生大量損失，所以所以在計(jì)算電機(jī)的輸出功率要考慮一下。軸承效率取，聯(lián)軸器效率，齒輪齒條傳動效率，取在工作中要考慮到15％20％的導(dǎo)軌摩擦損失（一般情況下）和在帶動工作臺運(yùn)動時(shí)其他的帶動作用如導(dǎo)軌、電機(jī)和電磁吸盤等，所以實(shí)際用于工件的效率很小，在條件下減去15％20％得到，然后減去其他帶動作用最終取為，因此電機(jī)的輸出功率可以由下式計(jì)算得出：現(xiàn)實(shí)情況下的電機(jī)轉(zhuǎn)速都很高，功率也沒這么小，要想通過多極減速的方式來獲得較小的工件速度是不劃算的，并且也會加大公建結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，分析如下：[1]依靠直線電機(jī)帶動工作臺：直線電機(jī)具有直線傳輸運(yùn)動、高速響應(yīng)的特點(diǎn)，在系統(tǒng)取消了像絲杠這類響應(yīng)時(shí)間常數(shù)大的機(jī)械動件后，閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)能力和反應(yīng)速度大幅度提高。為了減少由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)和在插補(bǔ)運(yùn)動時(shí)因系統(tǒng)滯后帶來傳動間隙以及誤差和跟蹤誤差，更要采取直線驅(qū)動系統(tǒng)。機(jī)床的定位精度也通過直線位置檢測反饋裝置的控制而大大提高。在啟動過程中跳過啟動采取了“直接驅(qū)動”，因此可能會因中間環(huán)節(jié)的摩擦磨損而造成變速換向的運(yùn)動滯后現(xiàn)象，提高了直線電機(jī)運(yùn)動剛度使直線電機(jī)剛度高。直線電機(jī)還具有較寬的選擇速度和較短的加速過程。由于取消了傳動絲杠等部件的機(jī)械摩擦和使用無機(jī)械接觸的滾動導(dǎo)軌和磁電懸浮導(dǎo)軌，大大降低了直線電機(jī)運(yùn)動時(shí)的噪音。沒有中間環(huán)節(jié)，沒有機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗，因此直線電機(jī)的的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他電機(jī)。但是直線電機(jī)的性價(jià)比不高，本設(shè)計(jì)對拋光精度的要求沒有這么高，使用這種造價(jià)的電機(jī)不能再社會上大規(guī)模推廣，所以這個(gè)設(shè)計(jì)方案被否決了。[2]選擇伺服電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠帶動工作臺：伺服系統(tǒng)機(jī)械元件運(yùn)動時(shí)的發(fā)電機(jī)可以補(bǔ)助馬達(dá)進(jìn)行間接變速，這就是伺服電機(jī)。伺服電機(jī)具有速度控制、準(zhǔn)確定位、通過將電壓信號轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速來控制對象的功能。伺服電機(jī)的時(shí)間機(jī)電常數(shù)小、線速度高、能使動電壓還能將所受信號按電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出，因此在控制系統(tǒng)中被用作執(zhí)行元件，其轉(zhuǎn)子受輸入信號控制，具有極快的反應(yīng)速度。伺服電機(jī)在電壓信號為零的情況下是不能自轉(zhuǎn)的，其轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。由一個(gè)億滾珠作為滾動媒介的滾動螺旋傳動的體系就是滾珠絲杠傳動系統(tǒng)，滾珠絲杠可以將簡單的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運(yùn)動。滾珠絲杠的傳動效率是傳統(tǒng)滑動絲杠的2到4倍，其傳動效率最高可達(dá)90%到98%。在高效率的的傳動下，由回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動也可以用于較小的扭矩，這種高效率的傳動會增加推力。滾動絲杠傳動具有傳動平穩(wěn)、靈敏度高、工作摩擦阻力小、無震顫現(xiàn)象、低速時(shí)無爬行等優(yōu)點(diǎn)，因此在控制微量進(jìn)給時(shí)可更加精密。為了更好地獲得較高的定為和重復(fù)定位精度，滾珠絲杠的高精確度可以符合這點(diǎn)，并且系統(tǒng)傳動中滾珠絲杠的溫升較小，除此之外滾珠絲杠可以消除不必要的軸向間隙，通過預(yù)拉伸來補(bǔ)償絲杠的熱拉伸。滾珠絲杠耐性高，壽命也比較長，在精確度的保持和同步性也更勝一籌，這都是因?yàn)榫苣ハ鞯匿撉蛑g的接觸處經(jīng)過了硬化處理（hrc58~63），在循環(huán)中相對磨碎的情況較少。一般都是滾動。滾珠絲杠的可靠性也遠(yuǎn)高于其他機(jī)械，一般情況下很難出現(xiàn)故障，平時(shí)的維修保養(yǎng)只需進(jìn)行簡單的潤滑和防塵，在特殊環(huán)境下即使沒有進(jìn)行潤滑也可工作。為了使?jié)L珠絲杠傳動系統(tǒng)的鋼珠與溝槽能達(dá)到最佳的接觸并使鋼珠能輕易走轉(zhuǎn)，所以采用了歌德式（Gothicarch）溝槽形狀。如果想達(dá)到最高的精確度消除軸向間隙，讓滾珠的剛性更高，使?jié)L珠和螺母絲杠之間彈性變形減少，可以考慮適當(dāng)?shù)募尤胍恍╊A(yù)緊力。使用伺服電機(jī)與直線電機(jī)的困難度差不多，造價(jià)高、難推廣、拋光精度過高有點(diǎn)大材小用，所以這個(gè)方案也被否決了。[3]通過普通的三相電動機(jī)依靠減速來帶動齒輪齒條從而帶動工作臺的方法：這個(gè)想法是通過三級齒輪或標(biāo)準(zhǔn)減速器來帶動軸和齒輪齒條減速。齒輪傳動的原理是利用雙齒輪之間的相互嚙合來進(jìn)行傳遞動力和運(yùn)動的機(jī)械傳動。按齒輪軸線的相對位置來劃分齒輪傳動可以分為三種：平行軸圓柱齒輪傳動、相交軸圓柱齒輪傳動、交錯(cuò)軸螺旋齒輪傳動。齒輪傳動優(yōu)點(diǎn)有結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長、效率高、速度和尺寸范圍大等。但是經(jīng)過數(shù)據(jù)計(jì)算得出要想讓齒輪達(dá)到理想速度大約需要三級或四級齒輪的減速才行，但是龐大的齒輪系統(tǒng)占用較大的空間并且生產(chǎn)很不方便，所以這第三種方案也被否決了。[4]另一種通過驅(qū)動齒輪齒條來帶動工作臺的方法就是使用ICJ系列齒輪減速三相異步電動機(jī)：利用各級齒輪的相互帶動來達(dá)到減速的目的就是齒輪減速電機(jī)這類動力傳遞機(jī)械的原理。齒輪減速機(jī)里的速度轉(zhuǎn)換器可以將回轉(zhuǎn)數(shù)減速到需求速度來獲得較大轉(zhuǎn)矩，因此齒輪減速機(jī)適用于轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩大的環(huán)境。齒輪減速機(jī)是不能能超出額定扭矩的，因?yàn)闇p速與提高轉(zhuǎn)矩同時(shí)進(jìn)行，而齒輪的減速機(jī)的扭矩是按電機(jī)輸出乘上其減速比所得。此外，為了確定齒輪減速機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是否有異?，F(xiàn)象，并能及時(shí)確定無異常現(xiàn)象可以使用，在使用前務(wù)必要進(jìn)行負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)以及空載運(yùn)轉(zhuǎn)。齒輪減速電機(jī)簡單講就是減速機(jī)和電機(jī)的集成。像齒輪減速機(jī)這樣的集成體也被稱為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī)。齒輪齒條傳動具有很多優(yōu)點(diǎn)，首先可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動直接轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，傳動的精確高、承載力大，最大精確度可達(dá)0.1mm，另外在傳動速度的選擇上有很大的選擇范圍，并可以隨意改變對接長度。齒輪減速機(jī)在加工和安裝上都不需要那么大的精確度，磨損率較小即使磨損了對性能的影響也不大，齒條是由標(biāo)準(zhǔn)外齒輪齒數(shù)到無窮多時(shí)構(gòu)成的，此時(shí)無論是齒輪式的基圓還是其他的圓都變成一條條相互平行的直線，同側(cè)漸開線齒廓也有所改變，成為相互平行的斜直線齒廓。由以上方案陳述可以總結(jié)得出：最終的方案可以通過YJC系列的齒輪減速三相異步電動機(jī)使聯(lián)軸再連接器與軸連接，再把軸上安裝好齒輪、齒條，將齒條焊接在工作臺上，再用螺栓和螺母把接頭上固定好。這種設(shè)計(jì)方案從功能角度上講可以完成拋光機(jī)所需的功能，并且其粗糙度達(dá)到要求。這個(gè)方案的造價(jià)不高，大規(guī)模生產(chǎn)推廣難度不大。YJC系列的減速電機(jī)是一種標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動系統(tǒng)，它沒有減速器部分但是速度可以達(dá)到要求，其結(jié)構(gòu)緊湊占用的空間可剛好合適，除此之外還有幾個(gè)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、空間占用小、造型美觀大方、承載力高。傳動比分級精細(xì)、廣轉(zhuǎn)速型譜寬兩者的范圍較廣，后者的范圍在2-28800之間。3、性能好、耗能低、振動小、噪音低、減速器效率最高可達(dá)96%。4、適用范圍廣維護(hù)方便且成本低、生產(chǎn)線備用器件少。5、對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，具有較好的保護(hù)性能，不怕腐蝕、潮濕等環(huán)境。6、匹配度高，普通Y系列、Y2系列、起重電機(jī)、變頻電機(jī)、制動電機(jī)、直流電機(jī)、防暴電機(jī)、戶外型專用電機(jī)等各種電機(jī)都可以進(jìn)行匹配。在這里我們選擇Y系列電機(jī)示意圖如下因此齒輪減速電機(jī)是本設(shè)計(jì)選擇的最優(yōu)方案，我們選取YJC系列三相異步電動機(jī)（JB/T8680.1_1998），此電動機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)符合實(shí)驗(yàn)要求，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表（來源為機(jī)械設(shè)計(jì)手冊）：機(jī)座號電動機(jī)功率輸出轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)矩電動機(jī)代號1321.1KW35r/min487NmYCJ32/Y90SF2-4DEFGM1100.43512265NPRSTmax3000154凸緣孔數(shù)HFLJ規(guī)格代號4M12310355810-4端蓋號ADHMLMF3155無吊環(huán)螺釘140305齒輪減速電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖四結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)強(qiáng)度校核4.1工件保持架的選擇以上的工藝因素和任務(wù)要求給了我們一個(gè)確定的選擇：采用齒數(shù)z=115模數(shù)m=2壓力角=的齒輪分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑頂隙在游輪上下兩面設(shè)有2mm厚的凸臺可以保證工件能充分接觸到研磨盤，所以要在總體輪厚h=12mm情況下減去4mm，因此實(shí)際輪厚為8mm。游輪上對稱分布有12個(gè)的圓孔，用于放置工件此外，游輪的工件孔可以設(shè)計(jì)多種樣式具體情況可根據(jù)可以根據(jù)工件的形狀、尺寸而定。參考圖樣如圖4-2。.圖4-3工件保持架的多種形式4.2小齒輪的選擇根據(jù)游輪的尺寸參數(shù)而定模數(shù)m=2壓力角=選擇分度圓半徑為r=88mm的圓柱齒輪可得：齒數(shù)z=d/m=176/2=88齒頂圓直徑齒根圓直徑頂隙齒輪厚h=20mm，可于游輪充分接觸為節(jié)省材料，中間開有凹槽齒輪內(nèi)徑尺寸d’為40mm，所以選擇鍵寬b=12mm、鍵高h(yuǎn)=8mm、鍵長L=16mm的平鍵進(jìn)行連接。4.3內(nèi)齒圈的選擇由之前確定的游輪和外齒輪的尺寸可以確定內(nèi)齒圈的齒根圓半徑由，m=2，可得：z=318齒頂圓直徑分度圓直徑d=mz=2*318=636mm頂隙選擇齒圈外部邊緣直徑為d’=700mm從而可保證齒圈寬度在40mm左右便于安裝螺紋。為了將齒圈固定在可轉(zhuǎn)動的支座上，需要將6個(gè)的螺紋孔均勻分布在齒圈半徑為335mm的圓周上。根據(jù)需要，齒圈厚度選擇h=15mm4.4保持架、內(nèi)齒圈、小齒輪組成的輪系中各齒輪運(yùn)動速度的確定在齒輪的選擇上有以下幾個(gè)原則：為了保證工件表面的平面度，齒輪需要研磨運(yùn)動平穩(wěn)，運(yùn)動轉(zhuǎn)角曲率小，工件能走遍整個(gè)研具表面，研磨盤可以得到均勻磨損。為了降低粗糙度保證工件表面均勻一致，需要變更工件運(yùn)動方向，使研磨紋路更為復(fù)雜?？紤]以上因素：選擇游輪速度60r/min ，外齒輪運(yùn)動速度40r/min運(yùn)動方向如圖所示：圖4-4工作臺運(yùn)動示意圖計(jì)算內(nèi)齒圈速度：得：4.5其他齒輪的選擇4.5.1齒輪1的選擇取分度圓直徑d=160mm模數(shù)m=2壓力角=的圓柱齒輪得：齒數(shù)齒頂圓直徑齒根圓直徑頂隙齒輪內(nèi)徑尺寸d’為56mm，所以選擇鍵寬b=16mm、鍵高h(yuǎn)=10mm、鍵長L=28mm的平鍵進(jìn)行連接。齒輪厚度選擇h=30mm4.5.2齒輪2的選擇取分度圓直徑d=250mm模數(shù)m=2壓力角=的圓柱齒輪得：齒數(shù)齒頂圓直徑齒根圓直徑頂隙此齒輪內(nèi)徑尺寸d’為46mm，所以選擇鍵寬b=14mm、鍵高h(yuǎn)=9mm、鍵長L=32mm的平鍵進(jìn)行連接。齒輪厚度選擇h=35mm通過以上齒輪1、齒輪2的數(shù)據(jù)可以算出主動軸的轉(zhuǎn)速：4.5.3齒輪3和齒輪4的確定選定齒輪1和齒輪2時(shí)，齒輪3和齒輪4此時(shí)已經(jīng)確定了，可計(jì)算出來：n內(nèi)=10.629r/minn2=25.6r/min求得得：齒輪3的參數(shù)：分度圓直徑d=mz=2*60=120mm齒頂圓直徑齒根圓直徑頂隙齒輪內(nèi)徑尺寸d’為30mm，所以選擇鍵寬b=10mm、鍵高h(yuǎn)=8mm、鍵長=20mm的平鍵進(jìn)行連接。齒輪厚度選擇h=25mm齒輪4的參數(shù)：分度圓直徑d=mz=2*145=290mm齒頂圓直徑齒根圓直徑頂隙4.6軸承的選擇及其參數(shù)下列參數(shù)是根據(jù)所設(shè)計(jì)的驅(qū)動軸尺寸選用的軸承，如下：滾動軸承6016d=80mmD=125mmB=22mm87mm118mm滾動軸承6010d=50mmD=80mmB=16mm56mm74mm滾動軸承6011d=55mmD=90mmB=18mm62mm83mm滾動軸承6008d=40mmD=68mmB=15mm46mm62mm止推軸承51307d=35mm37mmD=68mm68mmT=24mmB=10mm48mm止推軸承51217d=85mm88mmD=125mm125mmT=31mmB=12mm101mm4.7電動機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)的工作環(huán)境適用立式三相交流異步電動機(jī)。選擇電動機(jī)的功率通過下列公式可以得出所需電動機(jī)的額功率：工作機(jī)的實(shí)際電動機(jī)輸出功率、工作機(jī)所需要的輸入功率、電動機(jī)與工作機(jī)之間的總效率等參數(shù)分別用Pd、Pw、n表示。因此，選擇額定功率為4kw的電動機(jī)選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍：因此選擇同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動機(jī)綜上計(jì)算，Y112M-4型號的電機(jī)為適用電機(jī)。4.8軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核計(jì)算主動軸受承受扭矩的影響，此處按扭矩來計(jì)算軸強(qiáng)度：軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件是扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力、軸的抗扭截面系數(shù)、軸的轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、截面出軸的直徑、許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力等參數(shù)分別用、、、P、d、等符號表示由上公式可得軸的直徑所設(shè)計(jì)的軸的最小直徑為30mm>29.3179mm，故該軸的強(qiáng)度合格。五金相試樣拋光機(jī)調(diào)速部分設(shè)計(jì)5.1顯示面板的設(shè)計(jì)

5-1輸入與顯示面板圖5-1說明了一些內(nèi)容，液晶顯示屏上實(shí)時(shí)顯示著時(shí)間、壓力、轉(zhuǎn)速三個(gè)拋光參數(shù)。其中，時(shí)間顯示的是分鐘和秒，冒號前面兩位是分鐘，后面兩位是秒；壓力和轉(zhuǎn)速兩個(gè)參數(shù)用000～999的三位數(shù)顯示。實(shí)驗(yàn)開始前光標(biāo)停留在時(shí)間參數(shù)的分鐘部位，每按一次“參數(shù)設(shè)定”鍵時(shí)，光標(biāo)就會閃爍，并且將移動一位。因此調(diào)整各個(gè)參數(shù)值只需要通過按“+”或“-”鍵，方便了根據(jù)實(shí)際需要對不同拋光參數(shù)的設(shè)定，。正確的設(shè)定完各參數(shù)后，只要按下“啟動”鍵，就可以開始拋光了。為了方便的在拋光過程中對拋光盤進(jìn)行手動控制和可以及時(shí)停止處理意外狀況，本設(shè)計(jì)設(shè)定了“拋光盤轉(zhuǎn)向”、“停止”等按鍵。5.2金相試樣拋光機(jī)控制系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)思想5-2控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖由上圖可知，該控制系統(tǒng)由液晶顯示模塊、按鍵輸入模塊、監(jiān)測系統(tǒng)模塊、拋光機(jī)驅(qū)動模塊四個(gè)模塊構(gòu)成。操作人員可通過按鍵輸入模塊來設(shè)置不同的參數(shù)，如拋光時(shí)間、拋光盤轉(zhuǎn)速、拋光壓力等，它是人機(jī)交互的輸入端。輸入工作參數(shù)后就要由核心處理器進(jìn)行處理，整個(gè)拋光過程受拋光機(jī)驅(qū)動模塊來控制。拋光機(jī)工作過程中的拋光壓力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)要由拋光機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測，另外這些參數(shù)要及時(shí)傳遞給MCU分析。液晶顯示模塊可以顯示當(dāng)前的轉(zhuǎn)速、壓力和拋光剩余時(shí)間這幾個(gè)內(nèi)容使工作人員的工作更加方便，是人機(jī)交互的輸出端。所以，該控制系統(tǒng)可以在實(shí)時(shí)監(jiān)控的條件下，使拋光機(jī)按照拋光參數(shù)自動完成拋光作業(yè)，要實(shí)現(xiàn)拋光參數(shù)界面設(shè)置。動力頭上升和下降需要驅(qū)動系統(tǒng)來控制，壓力、拋光盤電機(jī)轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)傳回MCU的過程分別由壓力監(jiān)測系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速監(jiān)測系統(tǒng)完成，這就是完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。5.3伺服電機(jī)的調(diào)速研究調(diào)速系統(tǒng)用來研究直流伺服電機(jī)，是基本的拖動控制系統(tǒng)。調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速與其相關(guān)的參數(shù)可以用如下公式表示：N=（5-1）式中，N一一轉(zhuǎn)速，r/minU一一電樞電壓，VI——電樞電流，AR——電樞回路總電阻，Q——勵磁磁通，WbK——電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的電動勢常數(shù)從上面的公式可以得出，調(diào)節(jié)電動機(jī)速度有三鐘方法：(1)調(diào)節(jié)電樞供電電壓U；(2)減弱勵磁磁通；(3)改變電樞回路電阻R；調(diào)節(jié)電樞供電電壓是使系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的最好方式。有些部分職能進(jìn)行有級調(diào)速如改變電阻，有些調(diào)速范圍小，只能配合調(diào)壓方案，做小范圍的升速，減弱磁進(jìn)行的平滑調(diào)速就是這樣。所以，減壓調(diào)速是自動控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方式。5-3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖模擬調(diào)速系統(tǒng)一般是由速度閉環(huán)和電流閉環(huán)構(gòu)成。在系統(tǒng)中為兩個(gè)閉環(huán)分別設(shè)置調(diào)節(jié)器用來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流就能使兩者相互協(xié)調(diào)更好的發(fā)揮作用。為了使系統(tǒng)具有較快的動態(tài)感應(yīng)和較強(qiáng)的抗干擾能力，一般使雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)得兩個(gè)反饋閉環(huán)在結(jié)構(gòu)上采取嵌套結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)反饋閉環(huán)一環(huán)套一環(huán)，這種方法也是廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活實(shí)驗(yàn)中。圖5-3表示的是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器分別用ASR和ACR表示，其中PI或PID構(gòu)成了模擬運(yùn)放；反饋信號的濾波、放大依靠信號調(diào)理進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)傳遞函數(shù)可以建立直