馬艷文 郭燕英

（新鄉(xiāng)特種機(jī)床制造有限責(zé)任公司，河南 新鄉(xiāng)453003）

0 引言

橡膠工業(yè)在中國的迅速發(fā)展，使它的使用范圍不斷地?cái)U(kuò)大，尤其是汽車行業(yè)，如汽車輪胎的生產(chǎn)，需要大量的橡膠，而橡膠粘性指標(biāo)，直接決定著汽車輪胎的使用壽命。在一些特殊的領(lǐng)域，橡膠的用途非常的重要。在我們的日常生活中起著不可替代的作用。橡膠的各種技術(shù)研究已經(jīng)成為非常棘手的課題。橡膠表面粘性測定儀，為輪胎的發(fā)展提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。經(jīng)過試驗(yàn)證明膠體表面的粘性測定儀的使用大大地提高了國內(nèi)輪胎的生產(chǎn)質(zhì)量。橡膠表面粘性測定儀體積小，性能穩(wěn)定，操作移動(dòng)簡便。測定儀是機(jī)電一體化的巧妙組合。膠體表面的粘性測定儀能準(zhǔn)確的測量出橡膠表面相互的粘性值。

1 測定儀機(jī)械部分的設(shè)計(jì)

1.1 傳動(dòng)方案的選擇

傳動(dòng)方案1的選擇：采用一般的設(shè)計(jì)思想，通過通用電機(jī)及變速器把電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在一定范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過減速器傳給帶輪，在皮帶傳動(dòng)下，把動(dòng)力傳給上下運(yùn)動(dòng)的螺桿。這樣就可以實(shí)現(xiàn)粘性測定了。

傳動(dòng)方案2的選擇：選用國外進(jìn)口的先進(jìn)電機(jī)，它可以提供準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，而且它的體積非常的小，占用的空間很小，是設(shè)計(jì)各種儀器的特殊優(yōu)點(diǎn)。這種電機(jī)不但有體積小的優(yōu)越性。而且輸出功率、扭矩較大，振動(dòng)小。振動(dòng)越小它的測量精度也就越準(zhǔn)確，誤差也就越小。下面繪出傳動(dòng)裝置

這里選用傳動(dòng)方案2，因?yàn)閭鲃?dòng)方案1這種設(shè)計(jì)方案 ，其本身的體積和傳動(dòng)路線很長，在傳動(dòng)的過程當(dāng)中，很容易造成運(yùn)動(dòng)行程的不準(zhǔn)確，這樣的設(shè)計(jì)對測量儀器來說是致命的錯(cuò)誤，所以這樣的設(shè)備將逐步被方案2所取代。所以在這里選用新的傳動(dòng)方案2。

1.2 減速電機(jī)的選擇

減速電機(jī)的功率可以選用48W或是選用72W.在這里選用功率為72W 減速電機(jī),DC24V，恒扭矩為 3N.m.最高轉(zhuǎn)速為100r/min，選用日本的東方電機(jī)有限公司生產(chǎn)的CSK264BP-SG18類型的減速電機(jī)。這種電機(jī)是一種可以自己帶有變速的功能的一種減速電機(jī)，傳動(dòng)比很精確。

1.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與選用

選用20L 050 AF同步帶傳動(dòng)，中心孔需要另外的加工，通過設(shè)計(jì)計(jì)算其參數(shù)分別為：

Pc=KAP=1.2×72=86.4W， 根據(jù) Pc=86.4W 和最高轉(zhuǎn)速 n1=100r/min查機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊[2]表 10-18 得.應(yīng)選用 L 型,Pb=9.525mm，Z1＞Zmin有查表的Z1=18,取Z1=20,小帶輪節(jié)徑

大帶輪齒數(shù)：z2=iz1=1*20=20

帶速：

壓下的速度是：V=2m/s

剝離的速度是：V=3m/s

初定中心距，按要求取a0=240mm；選用帶長及齒數(shù)：Lpo=610.201mm選用Lp=601.60mm，理論中心距，采用可調(diào)中心距，a=240.301mm；小帶輪的齒數(shù) Zn=10 基本的額定功率：Po=0.48824kW，帶寬 bs=13.212mm,選取標(biāo)準(zhǔn)帶寬 bs=12.7mm，代號 050；作用與軸上的力：FR=172.8N。帶輪的結(jié)構(gòu)和工作圖 按表10-44選用雙邊擋圈bf=14.0mm,按表10-46取擋圈厚度 t=1.5mm,按表10-45小帶輪外徑d01=59.88mm,選用直邊齒廓，按表10-43確定齒數(shù)。

1.4 接近開關(guān)的選擇

它具有行程，限位等功能。由于定位精度較高。操作的頻率不是很高，壽命要求很長，耐沖擊振動(dòng)，耐潮及體積要求較小等特點(diǎn)，在這里選用接近開關(guān)。這里設(shè)計(jì)選用的接近開關(guān)是LJ2系列，選用LJ2-15/213。

1.5 螺栓組的設(shè)計(jì)

1.5.1 螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）采用螺栓組的結(jié)構(gòu)，螺栓數(shù)為Z=4，對稱布置。

2）螺栓受力分析

（1）在總的載荷F的作用下，螺栓承受軸向拉力，軸向拉力水平向下 。這些水平向下的力不但包括電機(jī)的重力，而且還有同步帶的在工作的過程當(dāng)中的拉力，電機(jī)的重量大約是0.75kg，同步帶的最大有效拉力是1200N。

這樣螺栓的軸向拉力是 F=0.75×9.8+1200=1207.35N。

（2）在軸向力的F的作用下,上面的4個(gè)螺栓所受到的力是一樣的，

（4）確定螺栓的直徑.選材料為Q235,性能等級為4.6級的螺栓.查表的,材料曲服極限為240MPa。有表5-10查得安全系數(shù) S=1.5，故螺栓材料的許用應(yīng)力

選用螺紋公稱直徑為d=6mm的螺紋。

1.5.2 螺栓的校核

1）連接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過許用值，以防止接合面壓死。

查表得

所以聯(lián)結(jié)接合面下端不會(huì)壓死。

2）聯(lián)結(jié)接合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力,以防止電機(jī)座移動(dòng),即σpmin＞0參考式為：

故結(jié)合面上端不會(huì)產(chǎn)生間隙.

3）核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適

對碳素鋼螺栓，要求

取預(yù)緊力下限即

要求預(yù)緊力F0=2732.83N小于上值，所以可以滿足要求。

1.6 聯(lián)軸器的選擇

套筒聯(lián)軸器的材料選用45號鋼。主要尺寸關(guān)系，D1=(1.5～2)d;L=(2.8～4)d;大時(shí)取小值。在這里選用Φ6×Φ6的聯(lián)軸器。

1.7 傳感器的選擇

選用SM-50N型號的傳感器，它可以在受控的情況下直線式裝配，符合而且載荷量也達(dá)到要求。

2 測定儀的工作實(shí)現(xiàn)

電機(jī)作為動(dòng)力源把動(dòng)力通過同步帶傳給螺桿，使螺桿端部壓輪架上的壓輪（壓輪上裹有橡膠）在砝碼的重力作用下與下面的膠片或者是簾布相粘結(jié)，而后按下上升按鈕。拉桿作上升運(yùn)動(dòng)，拉桿上的拉力傳感器在拉力的作用下發(fā)生變形，拉力經(jīng)過換算通過儀表顯示粘度值。

3 結(jié)束語

3.1 通過測量橡膠表面的粘性，可以有效，方便的確定橡膠的其他參數(shù)。橡膠的使用壽命提高。并為橡膠的進(jìn)一步新的研究提供了依據(jù)。

3.2 測定儀的體積較小，操作方便，便于維修，性價(jià)比高。

3.3 希望能進(jìn)一步更加精確的實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)，做到更加精確的測量膠體表面的粘性。

［1］黃繼昌，許巧魚，張海貴，郭繼忠，傅潤何，編著.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社，1998，12.

［2］葉元烈，主編.機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊[M].河南：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1997，2.

［3］東北大學(xué)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊編寫組，編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊（上、下）[M].3版.北京：冶金工業(yè)出版社，1994，5.

［4］秦曾煌.電工學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1997.

［5］章日晉，等，編.機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

［6］張琳娜，主編.精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制基礎(chǔ)[M].北京：中國計(jì)量出版社，1997，2.