大型風機油冷器輔助溫度調節裝置設計

徐連強，周惠明，趙翠萍

（無錫工藝職業技術學院機電系，江蘇宜興 214206）

大型風機油冷器輔助溫度調節裝置設計

徐連強，周惠明，趙翠萍

（無錫工藝職業技術學院機電系，江蘇宜興 214206）

針對大型風機油冷器溫度控制要求，設計了“百葉窗”式連桿輔助油溫調節結構，并對平行四邊形連桿機構的運動特性進行了分析。通過調節葉片在在0°～90°角度范圍內開啟與閉合，實現對冷卻風量的控制，達到調節油溫目的。該機構結構簡單，操作方便，能夠很好地實現風量對風機油溫的調節控制，對大型風機油溫調節提供了實踐借鑒意義。

風機；油溫調節；百葉窗；連桿機構

1 百葉窗調節門工作原理

圖1 油冷器

圖2 風量調節機構

在大型鼓風機運行過程中，潤滑油通過機油冷器調節，如圖1所示。油冷器油溫度需要保持恒定溫度，油溫過高，會降低潤滑油密度，相同體積流量下的潤滑油所帶走的熱量減少，不利于及時帶走軸承及運動部件相對運動時產生的大量的摩擦熱，致使油溫繼續升高，潤滑油質量下降，潤滑失效。但在實際生產中，由于工作環境惡劣和室內溫度過高，油冷器本身調節油溫受到限制，鼓風機常因油溫過高而發生停車，直接影響安全生產，需要通過風冷來輔助調節油溫。在不同季節，通過冷卻風量大小來輔助冷卻油冷器，例如夏季需要調大風量，冬季則需要減少風量以保持油溫恒定。根據風機工作需要，設計了“百葉窗”式風量冷卻調節結構，如圖2所示。通過對風量的調節來控制冷卻器油溫。在0°～90°范圍內，能實現調節葉片自由開啟與閉合，保持油溫恒定。

2 百葉窗調節門具體結構設計

如圖3所示，總體尺寸為1 012 mm×550 mm×550 mm，整體結構為方形結構。主要由驅動組合件、百葉門組合件、螺栓螺母等標準連接件構成[1]。

2.1 驅動組合件

由驅動門搖臂、定位盤、手柄、定位桿、彈簧、驅動門驅動軸等主要零部件構成，如圖3所示。驅動軸與定位盤連接部分為方形結構，驅動軸通過螺栓與調節門聯接，把搖臂轉動一個角度，通過驅動軸帶動調節門葉片轉動。然后通過手柄、定位桿和彈簧固定在定位盤上，調節門葉片開啟角度就確定下來。調節范圍為90°（全閉）到0°（全開），在定位盤上開幾個定位孔，就可以實現調節門在不同設計角度下開啟與閉合。

圖3 百葉窗結構設計圖

2.2 百葉門組合件

如圖4所示，包括主動百葉門與從動百葉門組合件，從動百葉門與驅動軸通過螺栓連接，直接由驅動軸驅動。動百葉門組合件包括長鏈板、短鏈板、銷軸、銷及螺母墊圈等。長鏈板與短鏈板通過銷軸聯接。在驅動軸上，短鏈板方孔與驅動軸方形軸徑部分聯接，這樣驅動軸通過短鏈板帶動長鏈板運動，長鏈板帶動其他短鏈板運動，進而帶動其他調節門轉動起來。

圖4 百葉門組合件

3 平行四邊形連桿特性分析

百葉窗調節驅動部分設計主要采取了平行四邊形連桿機構運動原理，如圖6所示。

平行四邊形連桿機構是雙曲柄機構一種形式，兩曲柄等長，連桿與機架平行，故稱平行四邊形機構，其特點是：兩曲柄的旋轉方向相同，且角速度時時相等，連桿作平移運動[2]。

圖5 驅動門組合件

圖6 平行四邊形連桿運動分析

應當注意，這種機構當四個鉸鏈中心處于同一直線時，將出現運動不確定狀態，為了消除這種運動不確定狀態，可以采用兩組相同機構彼此錯開90°固聯組合，或者增加虛約束，可以把圖6中中間四個曲柄看成虛約束，則自由度為F=3× 3-2×4=1，當驅動軸驅動主動曲柄時，其他從動曲柄以相等角速度ω朝同一方向運動。當整個機構勻速轉動時，各從動門受到力矩之和（M1～M5）與驅動門力矩M相等，即有M=M1+M2+M3+ M4+M5，在理想因素下，M1=M2=M3=M4=M5。

4 結語

由于驅動機構采取平行四邊行連桿機構，使得各個調節葉片運動特性參數相同，在0°～90°范圍內，能實現調節機構在不同設計角度下開啟與閉合，能夠很好地實現風量大小的調節，該機構結構簡單，操作方便。在實踐運用中，能夠很好地實現冷卻風量的調節控制，滿足油冷器油溫調節要求，為礦山大型風機油溫調節提供了實踐借鑒意義。

［1］成大先.機械設計手冊［M］.北京：化學工業出版社，2008.

［2］趙韓，田杰.機械原理［M］.合肥：合肥工業大學出版社，2009.

(編輯：王智圣)

圖10 靜態分析結果

參考文獻：

［1］羅飛，曾齊高，陳恒亮，等.基于Pro/Mechanica的電梯曳引機承重梁的模態分析［J］.機電工程技術，2014（02）：57-60，101.

［2］二代龍震工作室.Pro/MECHANICA Wildfire 5.0結構/熱力分析［M］.北京：清華大學出版社，2011.

［3］孟少農.機械加工工藝手冊［M］.北京：機械工業出版社，1991.

［4］姜彬，鄭敏利，李振加.數控車削用量優化切削力約束條件的建立［J］.機械工程師，2002（08）：38-40.

［5］肖逸鋒.WC-Co梯度硬質合金的設計、制備及其特性研究［D］.長沙：中南大學，2008.

第一作者簡介：曾齊高，男，1984年生，江西廣豐人，碩士，工程師/高級技師。研究領域：機電一體化，數控加工等。已發表論文6篇。

(編輯：阮 毅)

Adjust the Auxiliary Temperature Device Design of Large Wind Oil Cooler

XU Lian-qiang，ZHOU Hui-ming，ZHAO Cui-ping
（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Wuxi Institute of Arts and Technology，Yixing214206，china）

In view of the large wind oil cooler temperature control requirements，design the blinds type connecting rod auxiliary temperature adjusting structure，and the parallelogram motion characteristics of linkage mechanism are analyzed.By adjusting the blade in the 0°angle within 90 degrees of opening and closing，to realize the control of the cooling air，to adjust the temperature，the mechanism is simple in structure，convenient in operation，can realize the control of temperature in air blower，the large wind turbine oil temperature regulation provides practical reference.

fan；temperature regulation；blinds；linkage mechanism

TH44

：A

：1009－9492(2014)12－0194－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.12.050

徐連強，男，1973年生，河南羅山人，碩士研究生，講師/工程師。研究領域：逆向工程，機械設計與制造。

2014－06－10