空气弹簧测试台控制系统的设计(附件)【字数：9962】
摘 要在经济飞速发展的现代社会，汽车的普及很大程度上方便了人们的日常出行。为了给用户带来绝佳的坐车体验和驾车安全性，一些大型货车、大型客车、高档轿车以及SUV越野车等会采用空气弹簧悬架。目前空气弹簧测试台的使用大多是手动进行设备操作。由于技术有限，往往在测试的过程中会遇到很多的问题，并且每天要测试的数量很多加上人手不够，时间就是金钱，我们不能在这上面浪费太多时间，同时手动操作难免会有误差。此课题的意义在于采用PLC自动化技术来改善空气弹簧测试台的使用过程，这样一来我们的工作负担会减轻很多，效率上去了，目的也就达到了。PLC控制系统的优点有使用灵活、编程简单、通用性强、可靠性高等。PLC控制技术已经成为现代自动化控制技术不可或缺的一部分。
目 录
第一章 空气弹簧测试台概述 1
1.1.空气弹簧简介 1
1.2.空气弹簧的分类及特点 2
1.2.1.空气弹簧的分类 2
1.2.2.空气弹簧的特点 3
1.3.空气弹簧的结构 6
第二章 空气弹簧测试台的发展现状 7
2.1.空气弹簧对于现代交通的意义 8
2.2.空气弹簧悬挂系统的结构简图 9
2.3.高度控制阀工作原理... 10
2.4.空气弹簧测试台的发展历程 10
2.5.空气弹簧测试台的控制方案 11
第三章 控制系统概述 12
3.1.空气弹簧测试步骤简介 12
3.2.空气弹簧测试台操作步骤的缺点 13
3.3空气弹簧测试台主要结构 13
3.4.空气弹簧测试台基本功能要求 13
3.5.空气弹簧测试台的安全性能保护要求 14
3.6.空气弹簧测试台工作原理 14
3.7.本系统进行PLC自动控制优势分析 15
第四章 弹簧测试台系统设计 16
4.1.测控系统工作流程 16
4.2.控制范围 17
4.3.硬件设计 18
4.4.工作状态流程图分析 20
4.5.软件程序 21
第五章 空气弹簧测试台总结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
25
5.1.使用本系统的优点 25
5.2.结论 25
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
附录 29
空气弹簧测试台概述
空气弹簧简介
简单来说空气弹簧就是密封容器内的空气，以压缩空气柱的形式往密封容器的内腔里填充。随着弹簧振动高度的减小，内腔体积减小，弹簧刚度增大。随着不断的振动，空气与弹簧之间的接触面积会增加，不断的振动会压缩弹簧减少它的长度，增加它的弹性。因此空气弹簧高度、空腔体积、容量等方面，都随着振动频率的不断增加或减少，其振幅和振动载荷得到有效控制。此外，弹簧的刚度和承载力可以通过增加和减少气体的数量和增加的空气腔来调节自动控制。
我们都知道当弹簧被压缩时会不断变小弹力会增加，这是弹簧的核心要素，并且也是空气弹簧的机械特性，其具有很大的影响力。在此基础上，空气弹簧的特点是：改善可变性和控制稳定性，增加乘坐车辆的舒适感。并且我们可以根据其特点即空气弹簧的弹性系数是非线性的，来制造出最适合轨道列车等高级轿车使用的弹簧，给用户最舒适的使用体验。
波义耳定律大家都知道，就是当温度恒定在某一值时，举个例子比如说温度在100摄氏度时，弹簧内部气体的体积与其承受的压力将会成反比。假设承受的压力是原来的3倍，那么它的体积就会变成原来的三分之一。在空气弹簧载荷作用下压缩气体体积将向上转动, 以支撑弹性力。在正常时间设置弹簧作为软弹性系数;压缩气体提供更向上的支持, 如果负载更多的重量, 它也不会轻易的让弹性减退。空气弹簧的振动感要比传统金属要低。因此乘客坐车体验也会好很多，同时也保证了易碎物品在运输过程中的安全。
在生活中弹簧的好坏在于它的弹性大小和人们对于使用场所的要求不同来定义。对于一般的弹簧来说它们的固有频率是比较高的。在很多场合不方便使用。但是如果使用了空气弹簧，这种情况将会有所改善。空气弹簧的固有频率可以进行设计，甚至可以设计的很低很低，例如1Hz。而其他弹簧则很难达到这一点。显而易见这就是为什么空气弹簧的隔振效果要比其他普通弹簧例如钢制弹簧要好很多的原因之一。并且空气弹簧还有一个其他弹簧不具备的优点！那就是对于低频振动的抑制。空气弹簧作为一种具有可调非线性静力和动刚度的绝缘振动弹簧，其应用范围更广。相信在未来的市场中空气弹簧的使用率将会越来越高，普通弹簧将会逐渐被替代。
图11 橡胶型空气弹簧
空气弹簧的分类及特点
空气弹簧的分类
目前国内外对于空气弹簧的分类大致可以分为以下几种：
（一）按照橡胶囊的曲数来分类
空气弹簧经分类可单、双曲、三曲等。然而，随着曲数的增加，弹簧的刚度逐渐减小（弹簧刚度就是使弹簧产生单位变形所需要的载荷）。绝缘系统的固有频率降低了空气弹簧的弹性。对于使用者来说这是一种很不利的影响，并且我们制造弹簧的过程中也会产生很多工艺上的麻烦，制造出来的弹簧的质量也不是很过关，平白无故的增加劳动量。所以正常来说最多只用到四曲。
（二）按照结构型式来分类
据我所知按照结构来分类空气弹簧的话有以下几种：
囊式空气弹簧：这种弹簧的结构形状像一种灯笼，它可以由一段也可以是多段串接组成，同时具有金属边缘用来承受内部的压力和张力，有单曲和多曲之分。
膜式空气弹簧：这种弹簧具有一种橡胶膜，在它的内外筒或者在气缸与活塞之间。橡胶膜的作用就是用来抑制减缓弹簧的伸缩，从这一方面来减少弹簧的振动。而膜式空气弹簧又可以分为自由膜和约束膜两种。
（三）按照弹簧的角度是否变化来分类
目 录
第一章 空气弹簧测试台概述 1
1.1.空气弹簧简介 1
1.2.空气弹簧的分类及特点 2
1.2.1.空气弹簧的分类 2
1.2.2.空气弹簧的特点 3
1.3.空气弹簧的结构 6
第二章 空气弹簧测试台的发展现状 7
2.1.空气弹簧对于现代交通的意义 8
2.2.空气弹簧悬挂系统的结构简图 9
2.3.高度控制阀工作原理... 10
2.4.空气弹簧测试台的发展历程 10
2.5.空气弹簧测试台的控制方案 11
第三章 控制系统概述 12
3.1.空气弹簧测试步骤简介 12
3.2.空气弹簧测试台操作步骤的缺点 13
3.3空气弹簧测试台主要结构 13
3.4.空气弹簧测试台基本功能要求 13
3.5.空气弹簧测试台的安全性能保护要求 14
3.6.空气弹簧测试台工作原理 14
3.7.本系统进行PLC自动控制优势分析 15
第四章 弹簧测试台系统设计 16
4.1.测控系统工作流程 16
4.2.控制范围 17
4.3.硬件设计 18
4.4.工作状态流程图分析 20
4.5.软件程序 21
第五章 空气弹簧测试台总结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
25
5.1.使用本系统的优点 25
5.2.结论 25
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
附录 29
空气弹簧测试台概述
空气弹簧简介
简单来说空气弹簧就是密封容器内的空气，以压缩空气柱的形式往密封容器的内腔里填充。随着弹簧振动高度的减小，内腔体积减小，弹簧刚度增大。随着不断的振动，空气与弹簧之间的接触面积会增加，不断的振动会压缩弹簧减少它的长度，增加它的弹性。因此空气弹簧高度、空腔体积、容量等方面，都随着振动频率的不断增加或减少，其振幅和振动载荷得到有效控制。此外，弹簧的刚度和承载力可以通过增加和减少气体的数量和增加的空气腔来调节自动控制。
我们都知道当弹簧被压缩时会不断变小弹力会增加，这是弹簧的核心要素，并且也是空气弹簧的机械特性，其具有很大的影响力。在此基础上，空气弹簧的特点是：改善可变性和控制稳定性，增加乘坐车辆的舒适感。并且我们可以根据其特点即空气弹簧的弹性系数是非线性的，来制造出最适合轨道列车等高级轿车使用的弹簧，给用户最舒适的使用体验。
波义耳定律大家都知道，就是当温度恒定在某一值时，举个例子比如说温度在100摄氏度时，弹簧内部气体的体积与其承受的压力将会成反比。假设承受的压力是原来的3倍，那么它的体积就会变成原来的三分之一。在空气弹簧载荷作用下压缩气体体积将向上转动, 以支撑弹性力。在正常时间设置弹簧作为软弹性系数;压缩气体提供更向上的支持, 如果负载更多的重量, 它也不会轻易的让弹性减退。空气弹簧的振动感要比传统金属要低。因此乘客坐车体验也会好很多，同时也保证了易碎物品在运输过程中的安全。
在生活中弹簧的好坏在于它的弹性大小和人们对于使用场所的要求不同来定义。对于一般的弹簧来说它们的固有频率是比较高的。在很多场合不方便使用。但是如果使用了空气弹簧，这种情况将会有所改善。空气弹簧的固有频率可以进行设计，甚至可以设计的很低很低，例如1Hz。而其他弹簧则很难达到这一点。显而易见这就是为什么空气弹簧的隔振效果要比其他普通弹簧例如钢制弹簧要好很多的原因之一。并且空气弹簧还有一个其他弹簧不具备的优点！那就是对于低频振动的抑制。空气弹簧作为一种具有可调非线性静力和动刚度的绝缘振动弹簧，其应用范围更广。相信在未来的市场中空气弹簧的使用率将会越来越高，普通弹簧将会逐渐被替代。
图11 橡胶型空气弹簧
空气弹簧的分类及特点
空气弹簧的分类
目前国内外对于空气弹簧的分类大致可以分为以下几种：
（一）按照橡胶囊的曲数来分类
空气弹簧经分类可单、双曲、三曲等。然而，随着曲数的增加，弹簧的刚度逐渐减小（弹簧刚度就是使弹簧产生单位变形所需要的载荷）。绝缘系统的固有频率降低了空气弹簧的弹性。对于使用者来说这是一种很不利的影响，并且我们制造弹簧的过程中也会产生很多工艺上的麻烦，制造出来的弹簧的质量也不是很过关，平白无故的增加劳动量。所以正常来说最多只用到四曲。
（二）按照结构型式来分类
据我所知按照结构来分类空气弹簧的话有以下几种：
囊式空气弹簧：这种弹簧的结构形状像一种灯笼，它可以由一段也可以是多段串接组成，同时具有金属边缘用来承受内部的压力和张力，有单曲和多曲之分。
膜式空气弹簧：这种弹簧具有一种橡胶膜，在它的内外筒或者在气缸与活塞之间。橡胶膜的作用就是用来抑制减缓弹簧的伸缩，从这一方面来减少弹簧的振动。而膜式空气弹簧又可以分为自由膜和约束膜两种。
（三）按照弹簧的角度是否变化来分类
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