劉 芳

（湖南濱湖柴油機(jī)廠，湖南 益陽 413002）

筆者從2004年開始從事魚糜設(shè)備技術(shù)研究，發(fā)現(xiàn)一些機(jī)臺(tái)操作人員對(duì)魚糜脫水機(jī)起動(dòng)控制不容易掌握，常常發(fā)生電動(dòng)機(jī)抱死或脫水桶單邊跳躍的現(xiàn)象，在造成安全隱患的同時(shí)，使起動(dòng)次數(shù)增加，電耗增加，機(jī)件早期磨損嚴(yán)重。魚糜脫水機(jī)要使脫水機(jī)桶轉(zhuǎn)動(dòng)起來，必須通過一個(gè)叫離合器的裝置，才能把電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩傳到脫水機(jī)桶上去，而在起動(dòng)時(shí)，魚糜脫水機(jī)離合器應(yīng)當(dāng)在半離合處稍作停頓，然后完全結(jié)合，這樣魚糜脫水機(jī)起動(dòng)時(shí)才能平穩(wěn)。由于魚糜加工企業(yè)員工流動(dòng)性大，一些機(jī)臺(tái)操作人員，對(duì)這個(gè)半離合狀態(tài)不容易掌握，即使老操作人員也須特別認(rèn)真，因此，常常發(fā)生電動(dòng)機(jī)抱死或脫水桶單邊跳躍的現(xiàn)象。如果在離合器推桿回彈的某一位置，適當(dāng)增加回彈的阻力，就可以保證脫水機(jī)離合器每次起動(dòng)時(shí)都能輕松進(jìn)入“半離合狀態(tài)”。

1 基本思路和設(shè)計(jì)方法

1.1 基本思路

設(shè)計(jì)思路主要集中在如何控制脫水機(jī)離合器的推桿上。因?yàn)椋撍畽C(jī)離合器的每次工作，離—半離合—合這3種狀態(tài)都是靠推桿的位置來實(shí)現(xiàn)，如果能夠?qū)⑼茥U輕松控制在“半離合狀態(tài)”，或者在這個(gè)狀態(tài)保持適當(dāng)時(shí)刻，問題就解決了。當(dāng)推桿運(yùn)動(dòng)到所需要的“半離合狀態(tài)”位置時(shí)，如果這時(shí)增加其運(yùn)動(dòng)的阻力，讓推桿在這個(gè)位置的運(yùn)行放慢，就可達(dá)到讓脫水機(jī)離合器輕松進(jìn)入“半離合狀態(tài)”的目的。于是筆者決定運(yùn)用偏ｆｆ心機(jī)構(gòu)原理設(shè)計(jì)一種凸起裝置增加推桿在某一位置上的運(yùn)行的摩擦阻力，這樣既簡(jiǎn)單又不花太多的錢。

1.2 設(shè)計(jì)方法

（1）觀察與模擬試驗(yàn)。觀察與模擬試驗(yàn)的目的，是了解和熟悉脫水機(jī)離合器的工作原理、結(jié)構(gòu)和安裝位置。筆者仔細(xì)觀察了脫水機(jī)離合器的結(jié)構(gòu)，安裝的位置，并了解它的工作原理，將脫水機(jī)離合器控制部分及工作結(jié)構(gòu)原理作成示意圖1。

圖1 脫水機(jī)離合器控制部分工作結(jié)構(gòu)示意圖

通過觀察筆者掌握了脫水機(jī)離合器處于“半離合狀態(tài)”時(shí)推桿的位置，這一步是解決問題的關(guān)鍵，也是最困難的一件事。必須一邊操作離合器，一邊作記號(hào)。終于，對(duì)推桿處于半離合狀態(tài)的行程位置作了精確測(cè)定，從而確定了增加阻力的位置。筆者以脫水機(jī)離合器工作時(shí)所受到的沖擊力作縱座標(biāo)，離合器工作所需的時(shí)間為橫座標(biāo)，作出了脫水機(jī)離合器動(dòng)作與時(shí)間的關(guān)系圖，如圖2所示。從圖2可以發(fā)現(xiàn)，離合器從開始動(dòng)作到完全結(jié)合其間所需的平穩(wěn)結(jié)合時(shí)間在0.4～1.4s之間。這一時(shí)間，過去是由機(jī)臺(tái)操作人員通過手操縱桿憑經(jīng)驗(yàn)操作，而研究目的就是通過一種機(jī)械裝置，使其在0.4～1.4s之間平穩(wěn)接合。

圖2 脫水機(jī)離合器動(dòng)作與時(shí)間關(guān)系圖

（2）推桿凸起（偏心機(jī)構(gòu)）高度與推桿運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系試驗(yàn)。根據(jù)摩擦阻力原理F=uN，其中：F為推桿摩擦阻力；N為作用于推桿凸起部位的壓力；u為摩擦系數(shù)。根據(jù)設(shè)想，在脫水機(jī)離合器操縱桿的適當(dāng)位置，設(shè)置一個(gè)以r為半徑的弧型凸起，從凸起的頂點(diǎn)到推桿軸心的高度為h，改變h的值，實(shí)際上是改變作用于推桿凸起部位的壓力，也就是改變了推桿所受的摩擦力。如圖3所示，推桿凸起高度為h，與推桿延遲時(shí)間t的確定，通過反復(fù)試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表1。分析表1所獲數(shù)據(jù)可以確定，當(dāng)高度為2mm時(shí)，推桿獲得的延時(shí)間為1秒，正好滿足脫水機(jī)離合器從開始動(dòng)作到完全接合所需的時(shí)間。

1.3 系統(tǒng)裝置設(shè)計(jì)

系統(tǒng)裝置設(shè)計(jì)如圖3所示。

2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）推桿偏心部位按照弧面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成凸起，其弧面半徑r和凸起高度h決定推桿所受的摩擦阻力大小，是本設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

（2）運(yùn)用棘輪的定向和定位作用，通過棘輪探栓，使脫水機(jī)離合器按既定工作程序回彈，也是保證離合器從離到合平穩(wěn)過渡的關(guān)鍵因素。

圖3 魚糜脫水機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)控制裝置圖

（3）為了使本裝置能適應(yīng)操作人員不同操作習(xí)慣，對(duì)棘輪探栓設(shè)計(jì)了一個(gè)可調(diào)節(jié)的彈簧，通過調(diào)節(jié)彈簧的張力，改變棘輪的壓力（其彈簧的壓力也可以調(diào)節(jié)半離合停滯時(shí)間）。

（4）本裝置的設(shè)計(jì)、制作、安裝，均以現(xiàn)有脫水機(jī)的有限空間為基礎(chǔ)，以降低成本，提高推廣應(yīng)用的適應(yīng)度。

3 作用和效果

按照方案設(shè)計(jì)和改裝的該脫水機(jī)離合器已于2006年5月在益華公司第一次投入試用，試驗(yàn)效果達(dá)到：

（1）一次起動(dòng)成功：起動(dòng)時(shí)間縮短1半以上（起動(dòng)時(shí)電耗最高）。

（2）技術(shù)難度大大降低：半離合位置時(shí)手會(huì)感到特別輕松，起動(dòng)不再需認(rèn)真感受半離合位置。

（3）防止沖撞：系統(tǒng)可稍做延時(shí)，從而保護(hù)傳動(dòng)系統(tǒng)，又防止了脫水桶單邊跳躍。

（4）節(jié)省電費(fèi)：據(jù)電工師傅介紹，頻繁起動(dòng)電力損耗是正常起動(dòng)的5～10倍。此項(xiàng)技術(shù)革新當(dāng)年為公司節(jié)省電費(fèi)5000多元。

[1]柴鵬飛.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]俞正為.機(jī)構(gòu)與零件[M]北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2000.

[3]孫蘭風(fēng).機(jī)械制圖[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，2006.