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1、毕业设计题 目 型砂强度检测系统设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级 学 生 学 号 指导教师 二一 一 年 五 月 三十 日摘 要本文主要介绍一种型砂检测的实验仪器：SQS-1型智能型砂强度试验机。SQS-1型智能型砂强度试验机、采用了手轮丝杠加荷，S型拉压传感器和单片计算机数据处理显示器系统组成，实现了试验数据的采集、处理自动化，数据采用双排液晶显示器显示试验结果，微型打印机打印试验报告，试验数据准确可靠。该机采用一键式操作方法，具有“高强度试验”“低强度试验”“干态”“湿态”“抗拉”“抗压”“抗弯”“抗剪”八种试验模式，试验时只需选择相应模式按键既可。试验结束后既
2、可打印试验结果，也可查询试验结果,并自动判合格与不合格，试验方法及数据依据型砂试验标准一切由单片计算机完成!SQS-1型智能型砂强度试验机、是为型砂强度试验研制的最新型试验仪器。该机完全克服了液压式型砂强度试验机一系列缺点，如：试验结果由于是压力表显示不宜标定而且液压系统部摩擦损失无法排除从而影响试验结果。采用液晶显示器显示试验结果，微型打印机打印试验报告，减轻了试验人员的劳动强度。该机采用一键式操作方法，既：根据用户需要做那种试验，只需按对应按键既可做出试验结果。试验结束后既可打印，又可查询。本机采用了传感器和单片计算机，实现了试验数据的采集、处理自动化，从而提高了试验数据的准确性。该仪器数
3、据准确可靠、结果合理可靠、操作简单方便、成本低、效率高。是铸造行业型砂强度试验仪器的最佳选择。关键词：系统检测；铸造；打印机；显示器；传感器。ABSTRACTThis paper mainly introduces a kind of green sand testing experiment instrument: SQS - type 1 smart sand strength tester. SQS - type 1 smart sand strength test enginery, adopted the handwheel screw add lotus, s-type pull
4、pressure sensor and single chip computer data processing monitor system composition, realized the test data acquisition, processing automation, data with double row LCD display test results, the miniature printers print test report, test data accurate and reliable. This machine adopts a key type ope
5、ration method, with high strength test low strength test dry state wet state tensile compressive bending shear eight kinds of test mode, test just choose the appropriate mode button can be. After testing can be printed test results, can also be inquires the test results, and automatic judgment quali
6、fied and the unqualified, test methods and data basis test standard molding sand by single chip computer to complete all! SQS - type 1 smart sand strength tester, is developed for sand strength test the latest test instrument. This machine completely overcome the hydraulic sand strength tester serie
7、s of shortcomings, for example: test results because is the pressure gauge shows unfavorable calibration and hydraulic system internal friction loss could not be ruled out which affect test results. Adopt LCD display test results, the miniature printers print test reports and reduce the labor intens
8、ity of the experimenter. This machine adopts a key type operation method, already: according to the needs of user do that sort of test, just press buttons can be made corresponding experimental result. After testing can be printed, but also query. This machine adopts the sensor and the single chip c
9、omputer, realized the test data acquisition, processing automation, thereby improving the accuracy of test data。 This instrument data accurate and reliable, the result is reasonable and reliable, easy to operate, low cost and high efficiency. Is casting sand strength test instrument industry best ch
10、oice. Key words：System testing; Casting; Printer; Display; Sensors. 目 录摘 要iABSTRACTii1 前言11.1选题的背景和意义11.2国外研究现状、水平及存在的问题21.3 本课题的主要容与目标、研究成果及创新之处32 机械部分设计52.1 试验设备和方法52.1.1仪器功能以及原理52.1.2型砂试样的制备62.1.3砂样加载变形过程中的试验特征曲线及分析62.2 滑动螺旋传动的设计计算 72.2.1耐磨性的计算72.2.2丝母螺纹牙的强度计算82.2.3丝杆的稳定性校核92.2.4轴承的选择92.2.5键的选择10
11、3 电路部分设计123.1 计算机控制系统的分类、组成及特点123.1.1计算机控制系统的分类123.1.2计算机控制系统的组成123.1.3计算机控制系统的特点133.2 单片机选型及功能说明133.2.1 单片机介绍133.2.2 时钟振荡器153.2.3ICL7109功能简介163.3 字符点阵系列液晶显示模块183.4 传感器的选择194 结论.20参考文献.21致谢.22附录. . . . .231 前言1.1选题的背景和意义近年来，随着铸造生产自动化程度的提高和对铸件产品质量要求的提高，型砂性能控制变得越来越重要，在砂型铸造生产中，尤其在粘土砂湿型铸造中，型砂的性能对铸件质量、铸造
12、废品率有明显影响。为了生产出稳定的、高质量的型砂，型砂制备工部必须配备与生产规模和造型方式相适应的型砂检测和控制手段。现代的型砂质量控制发展方向是以预防性控制理论为基础，运用计算机技术，进行整个砂处理工部的系统控制，它采用预防性补加,智能化加料调整，并能进行测试、监控和故障处理。目前,在型砂在线控制技术研究开发领域，已有的几个概念和原理在不断的完善和发展。首先,在检测项目上，从单一的水分指标发展到了以紧实率为主的几个性能参数的综合；在检测方法上，从早期的筛法到轮压法，发展到模仿“三锤试样”的气压法。而检测装置也是随着检测项目和方法及机电一体化技术的发展在日新月异。在型砂的在线控制方法上，由于电
13、子计算机技术的广泛应用。预防性控制和整个砂处理生产线的综合控制不断成熟和完善。现代国外普遍认为：为使造型用型砂达到最佳性能指标,紧实率是最重要的控制指标之一，加水量是达到目标值的调节手段。紧实率不仅能反映型砂的湿强度和韧性，同时还能反映型砂的水分含量以及混碾的柔和程度和回性优劣等。它是与水分、材料配比、强度、透气性等性能参数均有关的一个综合参数。传统的型砂水分直接控制方法中，若造型系统砂铁比波动及加料不准等，将带来回收砂中各种成分含量的波动而造成型砂性能有较大变化。故检测在线型砂的紧实率，比检测水分更能有效地控制型砂的性能1。1.2国外研究现状、水平及存在的问题国外有关型砂性能在线检测和控制装
14、置有各种形式。90年代，美国Hartly公司生产的型砂性能在线检测机，直接安装在混砂机的出砂皮带机上，自动取样并不断地检查型砂的紧实率和湿压强度等参数,然后控制下一盘型砂的加水量，B&P公司的混砂单元配有该套装置。瑞士GF公司新近推出的Multicontrol型型砂多性能综合控制系统，以及德国Birich公司生产的Rotocontrol型在线检测控制装置等均是采用气压传动，模仿实验室检测动作，快速检测型砂的紧实率、湿压强度、劈裂强度等参数，从而控制加水量。日本早坂理工推出的型砂性能快速检测装置“一把抓”，可在40s测出型砂的紧实率、透气性、砂温、含水量、湿压强度等五项参数，并用计算机分析计算，反馈到混砂单元，去调查下一盘型砂的加水量和加料量。日本的新东、冰岛等公司也有类似的产品。近年来,国的东南大学、华南理工大学等进行了型砂多性能快速检测装置的研究。清华大学、机电等进行了微机控制型砂在线紧实率和水分检测装置的研究。铸机厂和第四铸机厂等在开发型砂性能检测装置方面作了大量的工作。铸造锻压机械研究所也进行
