摘要：設(shè)計(jì)了一種手持式電動(dòng)潤(rùn)滑脂加注器，對(duì)其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，通過(guò)對(duì)該潤(rùn)滑脂加注器的注油壓強(qiáng)和注油流量進(jìn)行校核計(jì)算，確定了加注器減速電機(jī)的主要參數(shù)，可為同類型工具設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：潤(rùn)滑脂;加注器;手持式;注油壓強(qiáng);注油流量

0 引言

潤(rùn)滑脂是一種稠厚的油脂狀半固體，主要由礦物油（或合成潤(rùn)滑油）和稠化劑調(diào)制而成，具有性能穩(wěn)定、負(fù)荷能力強(qiáng)、有效時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)惡劣環(huán)境不敏感等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各類工程機(jī)械的潤(rùn)滑、密封等場(chǎng)合。用于機(jī)械的摩擦部分，起潤(rùn)滑和密封作用;用于金屬表面，起填充空隙和防銹作用。潤(rùn)滑脂根據(jù)稠化劑可分為皂基脂和非皂基脂兩類。皂基脂的稠化劑常用鋰、鈉、鈣、鋁、鋅等金屬皂，也用鉀、鋇、鉛、錳等金屬皂;非皂基脂的稠化劑用石墨、炭黑、石棉，還可用合成的稠化劑，如聚脲基、膨潤(rùn)土等。根據(jù)用途可分為通用潤(rùn)滑脂和專用潤(rùn)滑脂兩種。在機(jī)械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中，檢查運(yùn)動(dòng)部件并及時(shí)添加潤(rùn)滑脂是最重要的內(nèi)容之一。根據(jù)不同的場(chǎng)合，采用快速高效的潤(rùn)滑脂加注設(shè)備，對(duì)提高機(jī)械裝備的維護(hù)保養(yǎng)效率具有重要意義。

目前應(yīng)用比較廣泛的潤(rùn)滑脂加注設(shè)備有兩種：一種是大型潤(rùn)滑脂泵站，其以大流量、高效率為目標(biāo)，采用大功率電機(jī)作為動(dòng)力源，采用容積式油泵，同時(shí)配套軟管、油槍及控制電路，應(yīng)用于工廠、生產(chǎn)車間、大型維修車間等潤(rùn)滑脂使用量大的場(chǎng)合。另一種是手持按壓式潤(rùn)滑脂加注器（圖1），其以靈活便捷為目標(biāo)，采用手動(dòng)按壓操作，應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的局部維修及關(guān)鍵部位的日常保養(yǎng)，其存在的主要缺點(diǎn)有：需雙手操作，且加注速度慢，影響工作效率;需打開(kāi)加注器后蓋手動(dòng)裝填潤(rùn)滑脂，易對(duì)潤(rùn)滑脂造成污染;開(kāi)閉不易控制，潤(rùn)滑脂消耗量大。

筆者經(jīng)過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，在授權(quán)公告號(hào)為CN207246753U的中國(guó)專利中公開(kāi)了一種潤(rùn)滑脂加注裝置，包括分離式壓縮泵、進(jìn)氣嘴、桶蓋、吸管、管線和加注槍頭，其特征在于：分離式壓縮泵設(shè)置在桶蓋上部與桶蓋固定連接;吸管穿過(guò)桶蓋固定在分離式壓縮泵下端;桶蓋下部?jī)?nèi)側(cè)有圓形突起，桶蓋外側(cè)壁與圓形突起之間形成凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置有橡膠墊;桶蓋的外側(cè)壁上還設(shè)置有至少1個(gè)緊固螺釘，所述緊固螺釘包括螺帽和螺桿，在螺桿的端頭還設(shè)置有直徑大于螺桿直徑的橡膠固定頭?？梢钥闯?，該專利使用了一種獨(dú)立式壓縮泵的方案，此方案結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，往加注器中加注潤(rùn)滑脂需要卸下緊固螺釘，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

1 手持式電動(dòng)潤(rùn)滑脂加注器的主要結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計(jì)了一種手持式電動(dòng)潤(rùn)滑脂加注器，以解決傳統(tǒng)手持式潤(rùn)滑脂加注槍使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。手持式電動(dòng)潤(rùn)滑脂加注器主要由鋰電池、握把、減速電機(jī)、油缸、活塞、螺桿、光桿、缸蓋、加長(zhǎng)管、噴油嘴等零部件構(gòu)成，如圖2所示。

螺桿與活塞采用了螺旋傳動(dòng)，可利用減速電機(jī)輸出的較小力矩為活塞傳遞較大推力，從而實(shí)現(xiàn)較高的注油壓強(qiáng)?；钊行挠幸粋€(gè)螺紋孔與螺桿配合，有一個(gè)通孔與光桿配合。光桿起限制活塞旋轉(zhuǎn)的作用，同時(shí)不影響活塞在缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)。減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)活塞向左或者向右移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)吸入或者擠出潤(rùn)滑脂。

為防止活塞運(yùn)動(dòng)至螺桿兩端時(shí)從螺桿脫離或卡死造成設(shè)備故障，設(shè)計(jì)了一種特殊的防卡死結(jié)構(gòu)：在螺桿的兩端，各設(shè)計(jì)有一段無(wú)螺紋的光桿，并加裝彈簧，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)至螺桿頂端時(shí)，就脫離螺紋，進(jìn)入光桿部分;當(dāng)需要螺桿向另一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，在彈簧的作用下，活塞自動(dòng)回到螺紋上，從而使設(shè)備正常工作。

握把下部有蓄電池，用于為電機(jī)供電;握把中有控制開(kāi)關(guān)，可根據(jù)手指按壓力度大小調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)吸入或者擠出潤(rùn)滑脂的流量?？刂崎_(kāi)關(guān)上方設(shè)有轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)按鈕，可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)吸入或擠出潤(rùn)滑脂功能的轉(zhuǎn)換。

前端設(shè)計(jì)有加長(zhǎng)管和噴油嘴，可根據(jù)使用場(chǎng)合配置不同長(zhǎng)度的加長(zhǎng)管;注油嘴可在磨損或損壞后單獨(dú)更換。

2 功能特點(diǎn)

該手持式電動(dòng)潤(rùn)滑脂加注器全重約2.3 kg，單手持握，操作精準(zhǔn)?？刂崎_(kāi)關(guān)可靈活調(diào)節(jié)減速電機(jī)轉(zhuǎn)速，隨時(shí)實(shí)現(xiàn)加注和關(guān)停，且加注速度可調(diào)節(jié)，達(dá)到了精確控制加注量的目的。油缸內(nèi)潤(rùn)滑脂用完后，有兩種重新裝填方式：一種是擰下噴油嘴，將加長(zhǎng)管插入油桶內(nèi)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)至裝填檔位，按壓調(diào)速開(kāi)關(guān)進(jìn)行潤(rùn)滑脂裝填：另一種是擰下油缸端蓋，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)至裝填檔位，按壓控制開(kāi)關(guān)使活塞運(yùn)動(dòng)至圖示最右端，即可直接將潤(rùn)滑脂裝入油缸內(nèi)，裝滿后擰上后端蓋，完成裝填。

3 校核計(jì)算

為完成潤(rùn)滑脂加注功能，潤(rùn)滑脂加注器必須具有一定的注油壓強(qiáng)和流量。潤(rùn)滑脂加注泵站的注油壓強(qiáng)一般為40～60 MPa，流量為5～20 cm3/s，甚至更高;手持式潤(rùn)滑脂加注器的注油壓強(qiáng)一般在10 MPa以上，流量為6～10 cm3/s。為使手持式電動(dòng)潤(rùn)滑脂加注器達(dá)到合適的注油壓強(qiáng)及注油流量，需要設(shè)計(jì)合適的油缸直徑，匹配合適的減速電機(jī)轉(zhuǎn)速及扭矩并進(jìn)行校核計(jì)算。

減速電機(jī)額定扭矩為M，輸出轉(zhuǎn)速為n，活塞移動(dòng)速度為v，活塞面積為S（忽略光桿及螺桿截面積），螺桿螺距為x，潤(rùn)滑脂注油壓強(qiáng)為P，流量為L(zhǎng)，螺桿活塞的傳動(dòng)效率為a，則減速電機(jī)額定扭矩與潤(rùn)滑脂注油壓強(qiáng)之間的關(guān)系為：

減速電機(jī)轉(zhuǎn)速與潤(rùn)滑脂流量之間的關(guān)系為：

取減速電機(jī)額定扭矩M為20 Nm，輸出轉(zhuǎn)速n為1 r/min，活塞面積S為20 cm2，螺距x為3 mm，傳動(dòng)效率a為97%，計(jì)算得到潤(rùn)滑脂注油壓強(qiáng)約20 MPa，流量為10 cm3/s，可較好地滿足潤(rùn)滑脂加注需求。

上述計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)選擇合適的減速電機(jī)參數(shù)時(shí)，所設(shè)計(jì)的手持式電動(dòng)潤(rùn)滑脂加注器滿足使用要求。

4 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種新型手持式電動(dòng)潤(rùn)滑脂加注器，詳細(xì)闡述了其構(gòu)成與功能特點(diǎn)，推導(dǎo)了減速電機(jī)額定扭矩與額定轉(zhuǎn)速的校核公式，并對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了減速電機(jī)選型計(jì)算。該手持式電動(dòng)潤(rùn)滑脂加注器具有可單手操作、加注和停止操控靈活、加注流速靈活可控、灌裝干凈方便等特點(diǎn)，對(duì)提高機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)效率具有一定的促進(jìn)作用。

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收稿日期：2020-07-20

作者簡(jiǎn)介：尹洪濤（1988—），男，河南周口人，助理工程師，研究方向：裝備維修。