黃德路 陳秀洪

（銅陵有色股份銅冠電工有限公司，安徽銅陵 244000）

淺談漆包線潤滑劑搖勻系統(tǒng)設(shè)計與研究

黃德路 陳秀洪

（銅陵有色股份銅冠電工有限公司，安徽銅陵 244000）

漆包線潤滑劑搖勻系統(tǒng)作用是將配置好的潤滑劑桶勻速旋轉(zhuǎn)，使桶內(nèi)的溶劑充分融合在一起，從而達到最佳配比的狀態(tài)。本文詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)并簡單闡述了每個部件的設(shè)計思路、外形結(jié)構(gòu)、尺寸確定以及對關(guān)鍵零部件進行了必要的校核。通過系統(tǒng)的設(shè)計與研究，改變了原有通過人工搖勻的方式，減少了我公司的生產(chǎn)成本，提高了勞動生產(chǎn)率。本系統(tǒng)現(xiàn)已投入使用，運轉(zhuǎn)正常，效果良好。

漆包線潤滑劑搖勻系統(tǒng) 減速機 聯(lián)軸器 傳動軸 旋轉(zhuǎn)底盤 槽鋼旋轉(zhuǎn)支架 夾具

1 漆包線潤滑劑搖勻系統(tǒng)說明

本實用新型攪拌裝置是一種漆包線表面涂覆潤滑劑的搖勻系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括有1臺擺線針輪減速機，1套傳動裝置和1套配液桶的夾緊旋轉(zhuǎn)裝置。它的主要作用是通過本系統(tǒng)的將調(diào)配好的潤滑劑配液桶均勻旋轉(zhuǎn)，使氣體在液相中很好的分散；使固體粒子（如催化劑）在液相中均勻的懸浮；使不相溶的另一液相均勻懸浮或充分乳化；強化相間的傳質(zhì)和傳熱；從而使桶內(nèi)的物料混合均勻。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，具體結(jié)構(gòu)和組件見圖一。

2 漆包線潤滑劑搖勻系統(tǒng)部件設(shè)計與說明

2.1 減速機的選型

2.1.1 類型的選擇

擺線針輪減速機是一種應(yīng)用行星式傳動原理，采用擺線針齒嚙合的新穎傳動裝置。具有高速比和高效率單級傳動；結(jié)構(gòu)緊湊體積??；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪聲低；使用可靠壽命長的特點，符合設(shè)計需要，并且價格不高，經(jīng)研究決定采用。

2.1.2 型號的選擇

選型依據(jù)：輸出扭矩、轉(zhuǎn)速、裝配尺寸要求。

根據(jù)工藝要求，輸出轉(zhuǎn)速＜20轉(zhuǎn)/min，輸出扭矩＞2000N。

測算后選擇機號為：BWD4（4KW，輸出扭矩＞3000N，輸出轉(zhuǎn)速最低17轉(zhuǎn)/min）。

2.2 聯(lián)軸器的選型

選型依據(jù)：減速機輸出軸頸、傳動軸最小軸頸、傳動扭矩、聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)JB/T8854。

選擇減速機輸出軸軸頭型式為普通型。

2.3 傳動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核

圖11、擺線針輪減速機；2、聯(lián)軸器；3、傳動軸；4、軸承座；5、軸套；6、上夾具；7、槽鋼旋轉(zhuǎn)支架；8、旋轉(zhuǎn)底盤；9、減速機支架；10、軸承座支架；11、下夾具

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計就是確定軸的外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，它的設(shè)計要點如下：

2.3.1 選材

根據(jù)經(jīng)驗材料選定45鋼。因45號鋼是優(yōu)質(zhì)碳素鋼的一種，具有較好的機械性能，加工性能和熱處理性能， 市場供應(yīng)量足，且價格比較便宜.所以被廣泛的應(yīng)用于制造一般的機械零件.

2.3.2 確定各軸段直徑、長度

（1）確定軸長： 確定各軸段長度時，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊，同時還要保證零件所需的裝配或調(diào)整空間。軸的各段長度主要是根據(jù)零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的空隙來確定的。與軸配合的零件有聯(lián)軸器、軸承、槽鋼旋轉(zhuǎn)支架。根據(jù)已確定的零件尺寸和加工經(jīng)驗，軸的長度可確定如下：

L=110+150+90+30=380mm

（2）確定各軸段直徑：零件在軸上的定位和裝拆方案確定后，軸的形狀便大體確定。各軸段所需的直徑與軸上的載荷大小有關(guān)。初步確定軸的直徑時，通常還不知道支反力的作用點，不能確定彎矩的大小與分布情況，因而還不能按軸所受的具體載荷及其引起的反應(yīng)力來確定軸的直徑。但在進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計前，通常已能求得軸所受的扭矩。因此，可按軸所受的扭矩初步估算軸所需的直徑。將初步求出的直徑作為承受扭矩的軸段最小直徑處起逐一確定各段軸的直徑。

由公式1可得軸的直徑

當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度削弱。對直徑d＞100mm，的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大3%，對直徑d＜100mm，的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大5%～7%。

公式2代如數(shù)據(jù)可得dmin=54mm，最終根據(jù)安裝部位的標(biāo)準(zhǔn)件軸徑確定dmin=65mm。

2.3.3 軸上鍵槽的確定

本軸共2個鍵槽，一處是與聯(lián)軸器連接，一處是與槽鋼旋轉(zhuǎn)支架連接。聯(lián)軸器處鍵槽可查國標(biāo)要求確定具體尺寸和公差，與槽鋼旋轉(zhuǎn)支架連接鍵槽根據(jù)受力情況查國標(biāo)確定尺寸：bXh=14X9。

2.3.4 軸的校核

（1）軸的強度校核（按扭轉(zhuǎn)強度條件計算）。這種方法是只按軸所受的扭矩來計算軸的情況，如果還受有不大的彎矩時，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常用這種方法初步估算，本軸符合這種情況。根據(jù)第三強度理論，現(xiàn)就危險截面作強度校核計算如下：

代入數(shù)據(jù)，由公式3得 σca=38＜55= ［σ-1］，滿足強度要求。

（2）軸的剛度校核計算（扭轉(zhuǎn)剛度）。本系統(tǒng)的彎曲變形較小，可忽略不計，就不再對軸的彎曲剛度進行校核。軸的扭轉(zhuǎn)剛度以扭轉(zhuǎn)角來度量。軸的剛度校核計算通常是計算出軸在受載時的變形量，并控制其不大于允許值。

軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角φ來表示。φ的計算公式為：

軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為：φ＜［φ］

式中：［φ］為軸每米長的允許扭轉(zhuǎn)角，與軸的使用場合有關(guān)。本軸為一般傳動軸，取

［φ］=0.5～1（°）/m

代入數(shù)據(jù)，由公式4得φ=0.08＜［φ］滿足剛度要求。

2.4 旋轉(zhuǎn)底盤和槽鋼旋轉(zhuǎn)支架的確定

本系統(tǒng)適用對象為溶劑配液桶，尺寸：900mm（高度）XΦ600mm（直徑）。

2.4.1 槽鋼旋轉(zhuǎn)支架的設(shè)計

槽鋼旋轉(zhuǎn)支架的作用非常重要，它是整個傳動系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，把整個傳動系統(tǒng)連接在一起。它通過與傳動軸連接把動能傳輸?shù)叫D(zhuǎn)底盤，使整個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，從而帶動配液桶旋轉(zhuǎn)。

槽鋼旋轉(zhuǎn)支架的長度：根據(jù)配液桶的高度和上夾具的尺寸可確定槽鋼旋轉(zhuǎn)支架的高度為：900mm。

槽鋼選型：根據(jù)轉(zhuǎn)矩查五金手冊選定2根10號槽鋼對焊。

2.4.2 旋轉(zhuǎn)底盤的設(shè)計

旋轉(zhuǎn)底盤采用左方右圓的設(shè)計方案。右面放置配液桶，設(shè)計圓形既可減少材料，又與配液桶緊密連接。左面裝有夾具，為使夾具有效使用尺寸達到最大，采用方形最合適。設(shè)備運轉(zhuǎn)時旋轉(zhuǎn)底盤上有如下物件：配液桶、槽鋼旋轉(zhuǎn)支架、夾具。為了保證正常運轉(zhuǎn)，必須要求旋轉(zhuǎn)底盤最小直徑＞根據(jù)配液桶的直徑，本著節(jié)約用料和減少重量的原則，根據(jù)經(jīng)驗初步設(shè)計右半部分直徑為Φ700mm，左半部分有槽鋼旋轉(zhuǎn)支架、下夾具、配液桶共同組成，可確定長度為550mm。根據(jù)夾具的設(shè)計，旋轉(zhuǎn)底盤開有2個方形槽口，并焊有與配液桶同樣弧度的鐵板，確保配液桶的桶壁在運轉(zhuǎn)中被鎖緊。

2.5 夾具的設(shè)計

配液桶的鎖緊主要是通過夾具固定配液桶的上下突出部分的桶壁來實現(xiàn)的。根據(jù)三角形的穩(wěn)定性，初步設(shè)計采用三點緊固的方式來鎖緊配液桶。其中配液桶的上端配有1套上夾具，下端配有2個下夾具。上下夾具的鎖緊原理是相同的，通過螺紋的旋轉(zhuǎn)，采用杠桿原理來鎖緊桶壁。

［1］趙妙霞主編.機械精度設(shè)計與質(zhì)量控制［M］.蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2004，7.

［2］杜君文主編.機械制造技術(shù)裝備及設(shè)計［M］.天津大學(xué)出版社出版，1998，8.

［3］濮良貴，紀(jì)名剛主編.機械設(shè)計（第七版）［M］.西北供液大學(xué)機械原理及機械零件教研室，2000.

注：黃德路和陳秀洪都為第一作者。