镁合金高温熔体定量输送系统的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要镁合金零件在汽车、电子产品中具有巨大的应用潜力，国内外的镁合金应用正以平均每年15%以上的惊人速度增长。目前90％以上的镁合金结构件都是用铸造技术生产的，而镁合金铸件中又有90％以上是通过压铸生产的。但是镁合金高温熔体极易氧化、燃烧，产生烧损、形成夹杂，严重影响铸件质量，并易产生安全事故。因此镁合金冷室压铸机需要镁合金熔化保温输送系统与之相配套。目前国外研制生产压铸镁合金熔化浇注设备的厂家较多，国内在这方面起步较晚，尚无成熟的产品投入生产，大多需要进口。本课题针对这种现状，通过设计一套叶片式轴流

2、泵镁液输送系统，根据流体输送试验，得到了定量输送的数学模型，由此开发出基于PLC控制的定量输送系统。镁液输送实际应用表明本输送系统定量精确，输送误差在±5％以内。本系统可以有效的防止镁合金高温熔体在浇注输送过程中的氧化、燃烧、烧损、夹杂，对保证压铸件的质量，降低压铸设备成本，发展我国的压铸业具有重要的现实意义。本文根据输送系统的输送目的和要求，选择制定了镁合金定量输送的硬件系统，整个系统主要包括动力装置、机械装置、电气控制装置三大部分：采用变频器变频控制三相异步电机作为本系统的动力装置；使用叶片式轴流泵作为本系统的机械执行

3、装置；电气控制部分采用PLC作为上位控制机，并使用工业液晶触摸屏作为交互式的人机界面。开发出了基于PLC变频控制的系统软件。整个软件系统包括一个主程序及五个子程序，子程序分别是自由端口初始化子程序、输送公式子程序、发送命令子程序、连续输送子程序、运行时间子程序。人机界面使用WinCCflexible组态软件进行组态设计。本定量输送系统通过改变变频器频率从而改变电机的转速N，结合改变每次的输送时间T，从而实现输送不同流量的目的。由此得到了定量输送的流量数学模型Q1=f(N，T);探讨了不同角度的叶片转子对输送量的影响,通过试

4、验证明了15°叶片转子的输送精度要高于20°的叶片转子。I华中科技大学硕士学位论文通过实际镁液的输送检验试验，得到了水模拟输送公式中的输送量Q1与镁液输送量Q2呈比例的关系Q2=kQ1，修正完善了定量输送模型。本定量输送系统通过自动化控制，实现使镁液输送供料量在500g/次～5000g/次范围内可调或连续输送，重量定量精度误差达到±5%以内。关键词：镁合金;定量输送;数学模型;PLC控制;轴流泵;软件II华中科技大学硕士学位论文AbstractThemagnesiumalloypartshaveagreatpotentia

5、ltobeusedinautomobileandelectronicproducts,andtheapplicationofmagnesiumalloysgrowsat15%everyyearintheworld.Over90％ofthemagnesiumalloypartsareproducedbycastingtechnologynowadays.While90％ofthecastingmagnesiumalloypartsareproducedbydie-casting.However,moltenmagnesium

6、alloysarepronetobeoxidized，combusted,andbringburninglossandinclusions,whichwillbadlyaffectthequalityoftheparts,andresultinunsafetyaccidents.Asaresult,thecoldchamberdiecastingmachinehastobeequippedwithmeltingandtransportationsystemofmagnesiumalloys.Nowadays,therear

7、eseveralcompanysoverseawhichproducetherelativeequipments.Indomestic,thedevelopmentofthisfieldismuchlaggard,andmostofthesystemunitesareimport.Inthispaper,adeliverysystembasedonavanaxialpumpformagnesiumalloysmelthasbeendesigned.Themathematicmodelshavebeendeducedoutb

8、asedonthefluiddosingexperiments,andthecontrolsystemwasdevelopedbasedonProgrammableLogicController(PLC).Theapplicationofthissystemintransportationofmolte