淺談漆包線潤滑劑搖勻系統設計與研究

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）

淺談漆包線潤滑劑搖勻系統設計與研究

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作用是將配置好的潤滑劑桶勻速旋轉，使桶內的溶劑充分融合在一起，從而達到最佳配比的狀態。本文詳細介紹了該系統的組成結構并簡單闡述了每個部件的設計思路、外形結構、尺寸確定以及對關鍵零部件進行了必要的校核。通過系統的設計與研究，改變了原有通過人工搖勻的方式，減少了我公司的生產成本，提高了勞動生產率。本系統現已投入使用，運轉正常，效果良好。

漆包線潤滑劑搖勻系統 減速機 聯軸器 傳動軸 旋轉底盤 槽鋼旋轉支架 夾具

1 漆包線潤滑劑搖勻系統說明

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。本系統包括有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裝置。它的主要作用是通過本系統的將調配好的潤滑劑配液桶均勻旋轉，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；強化相間的傳質和傳熱；從而使桶內的物料混合均勻。本系統結構簡單，操作方便，具體結構和組件見圖一。

2 漆包線潤滑劑搖勻系統部件設計與說明

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；結構緊湊體積小；運轉平穩噪聲低；使用可靠壽命長的特點，符合設計需要，并且價格不高，經研究決定采用。

2.1.2 型號的選擇

選型依據：輸出扭矩、轉速、裝配尺寸要求。

根據工藝要求，輸出轉速＜20轉/min，輸出扭矩＞2000N。

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

2.2 聯軸器的選型

選型依據：減速機輸出軸頸、傳動軸最小軸頸、傳動扭矩、聯軸器標準JB/T8854。

選擇減速機輸出軸軸頭型式為普通型。

2.3 傳動軸的結構設計與校核

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

軸的結構設計就是確定軸的外形和全部結構尺寸，它的設計要點如下：

2.3.1 選材

根據經驗材料選定45鋼。因45號鋼是優質碳素鋼的一種，具有較好的機械性能，加工性能和熱處理性能， 市場供應量足，且價格比較便宜.所以被廣泛的應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，應盡可能使結構緊湊，同時還要保證零件所需的裝配或調整空間。軸的各段長度主要是根據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軸器、軸承、槽鋼旋轉支架。根據已確定的零件尺寸和加工經驗，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。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力來確定軸的直徑。但在進行軸的結構設計前，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

當軸截面上開有鍵槽時，應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代如數據可得dmin=54mm，最終根據安裝部位的標準件軸徑確定dmin=65mm。

2.3.3 軸上鍵槽的確定

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

2.3.4 軸的校核

（1）軸的強度校核（按扭轉強度條件計算）。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，則用降低許用扭轉切應力的辦法予以考慮。在作軸的結構設計時，通常用這種方法初步估算，本軸符合這種情況。根據第三強度理論，現就危險截面作強度校核計算如下：

代入數據，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（扭轉剛度）。本系統的彎曲變形較小，可忽略不計，就不再對軸的彎曲剛度進行校核。軸的扭轉剛度以扭轉角來度量。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。

軸的扭轉變形用每米長的扭轉角φ來表示。φ的計算公式為：

軸的扭轉剛度條件為：φ＜［φ］

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

［φ］=0.5～1（°）/m

代入數據，由公式4得φ=0.08＜［φ］滿足剛度要求。

2.4 旋轉底盤和槽鋼旋轉支架的確定

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

2.4.1 槽鋼旋轉支架的設計

槽鋼旋轉支架的作用非常重要，它是整個傳動系統的中樞神經，把整個傳動系統連接在一起。它通過與傳動軸連接把動能傳輸到旋轉底盤，使整個旋轉系統運轉，從而帶動配液桶旋轉。

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

槽鋼選型：根據轉矩查五金手冊選定2根10號槽鋼對焊。

2.4.2 旋轉底盤的設計

旋轉底盤采用左方右圓的設計方案。右面放置配液桶，設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。設備運轉時旋轉底盤上有如下物件：配液桶、槽鋼旋轉支架、夾具。為了保證正常運轉，必須要求旋轉底盤最小直徑＞根據配液桶的直徑，本著節約用料和減少重量的原則，根據經驗初步設計右半部分直徑為Φ700mm，左半部分有槽鋼旋轉支架、下夾具、配液桶共同組成，可確定長度為550mm。根據夾具的設計，旋轉底盤開有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中被鎖緊。

2.5 夾具的設計

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的。根據三角形的穩定性，初步設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，采用杠桿原理來鎖緊桶壁。

［1］趙妙霞主編.機械精度設計與質量控制［M］.蘭州：蘭州大學出版社，2004，7.

［2］杜君文主編.機械制造技術裝備及設計［M］.天津大學出版社出版，1998，8.

［3］濮良貴，紀名剛主編.機械設計（第七版）［M］.西北供液大學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。