An electronic control device of hydraulic brake of HMI 人機電控液壓煞車裝置 An electronic control device of hydraulic brake of HMI 指導老師:邱國珍 四電機三乙 第三組 40025203 方均孟 40025222 徐與謙 40025234 陳敬倫 40025235 曾林右 中華民國103年5月27日
大綱 緒論 動機 煞車原理 電控系統 液壓煞車整體系統 結論與未來展望
一、緒論
緒論 本研究是以密閉型的液壓煞車裝置為設計重點 利用液壓油在導管內所產生之壓力直接做煞車 利用人機介面取代傳統電控開關,始使用上更加簡便
二、動機
動機 傳統碟式煞車是透過煞車碟，與煞車片來產生摩擦力而使裝置停止,但煞車過程中會產生高溫高熱使煞車性能下降 傳統碟式剎車沒有密封,產生的高溫高熱 使其無法利用在需安定環境的場所 在煞車過程中煞車片會產粉塵,粉塵 內含石棉纖維, 會導致肺部纖維化 肺癌和其他的惡性腫瘤
三、煞車原理 電液比例控制閥及其工作原理 齒輪泵 壓力傳送器
電液比例控制閥及其工作原理 1. 依輸入信號使工作閥閥蕊產生位移。 1. 依輸入信號使工作閥閥蕊產生位移。 2. 根據控制器輸出的平均電流來控制液壓油的流量，達到煞車功能。(電流大小與閥門大小成反比)
電液比例控制閥及其工作原理 電液比例 輸入電流-壓力特性 透過B-A段線性之關係 改變輸入電流對應到不同的煞車壓力值 (電流範圍約20mA~800mA 壓力範圍 約24bar ~180bar)
齒輪泵 隨著馬達帶動齒輪不斷地旋轉，所以齒的不斷齧合，也就不斷地排出流體。也就是說齒輪泵的流量直接與轉速有關。
煞車動作原理 利用電液比例閥來使閥的出口變小 當出口變小B側壓力會高於A側 A側(in) B 側(out)
壓力傳送器 將4~20mA的訊號傳送到A/D轉換後 顯示於人機介面上以方便監測管壁壓力 (此煞車裝置所使用PT-20)。
四、電控系統 流體動力圖 控制器驅動方塊圖 人機介面 功能介紹與蓄壓器應用
流體動力圖 壓力傳送器:偵測壓力 比例閥: 改變煞車強度 齒輪泵 油箱: 儲油 蓄壓
控制器驅動方塊圖 PLC 電磁閥 人機介面 馬達 齒輪泵 A/D D/A轉換 D/A 電液比例控制閥 A/D 壓力感測器 溫度感測器
人機介面 流程模式: 可監控管內油的流向與功能操作 一般控制: 控制煞車強度與壓力監控.功能操作 歷史資料: 觀看歷史管內壓力
功能簡介(一) 模式一: 油路正常循環 此時 電磁閥8與9 將會 ON 電磁閥5與6 OFF 此模式讓液壓油循環,來煞車前做準備
功能簡介(二) 模式二: 煞車模式 透過人機介面啟動煞車(強,中,弱) 也可改變煞車的力道百分比
功能簡介(三) 模式三: 減少熱損 此模式是為了減少油在管內 流動的時間以防止油溫過高而變質 此時 電磁閥6與9 將會 ON 電磁閥5與8 OFF 因此油路無法循環 管線內所有的油只會回到油槽
功能簡介(四) 模式四:蓄壓 在人機上選取蓄壓的功能 電磁閥5與9 將會OFF 其餘ON 所以油路無法循環只會對 蓄壓器增壓 當壓力達到一定的值後 蓄壓的功能將會解除 以免蓄壓器壓力過大
蓄壓器之應用 當執行完 減少熱功能後,油會全部在油槽內,當要使用煞車時 須讓油整個回到管內,但要讓油重新 充滿管路需耗 40~60秒 這段期間 無法執行煞車而產生安全疑慮 所以利用蓄壓器即可改善此缺點, 利用蓄壓器內的壓力來強制將油送 回整個管路約(1秒內),使其能正常 煞車
五、液壓煞車整體系統 系統架構圖 硬體實體圖
系統架構圖
硬體實體圖 蓄壓器 齒輪泵 馬達 人機 PLC
六、結論與未來展望
結論 液壓煞車系統 傳統碟式煞車 煞車原理 利用齒輪泵兩端油壓差達到減速之效果 利用煞車片來夾持煞車碟 優點 1.不須更換煞車片 2.無粉塵產生 3.工作溫度低 4.低噪音 5.保養成本較低 6.穩定的煞車表現 1.維修方便 2.造價較便宜 缺點 1.需特別注意內部油量與油質 1.產生高溫 2.過熱時可能會煞車失靈 3.噪音較大 4.會產生異味
未來展望 控制系統方面期待能結合更多樣化控制。 將液壓煞車系統進一步改良進而適應任何場所之應用。
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