齒輪油定量加注機設計開發

李建新，高曉斌，陳春輝

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

前言

油液加注工作是在汽車裝配過程中必要的工位，發動機、變速箱、橋包、輪邊減速器等這幾個位置都需要進行齒輪油加注，齒輪油加注設備的主要功能是實現定量加注，可以自動檢測加注量，達到設定加注量后設備能自動停止運行，這樣裝配工只需要把加注槍有效固定在加注口內，按啟動控制按鈕就能完成定量加注工作，避免了加注過程中的跑冒滴落現象，降低人員勞動強度。

加注設備的基本構成需要如下部件：①存儲裝置（油箱），②輸送管路，③輸送泵。這樣加注口——輸送泵——存儲裝置用管路連接起來就可以實現油液加注功能。

1 油箱設計

（1）油箱一般選用不銹鋼制成罐狀，為了防止油液污染，做成可拆卸式密封或者半密封形式，如果做成可拆卸式密封形式需要使用法蘭蓋和密封圈來實現，并在油箱上增加排氣閥和安全閥。

（2）油箱內油液使用后需要及時補充油液，因此需要在油箱最上面設計補液口。

（3）為了實現全自動補液，需要通過監測方法及時發現油箱內液體的儲存量，因此需要在油箱最上部設計電子液位計安裝孔，或者側面設計上下兩個玻璃管液位計安裝孔。電子液位計通過浮球的位置和動作反饋，玻璃管液位計通過在玻璃管上增加光電感應開關，來控制補液開關實現自動補液。

（4）油箱需要與輸送泵連接實現油液加注，因此需要在油箱下部設計加注口，但不能在最底部，避免油液長期使用的雜質沉淀在底部被吸入加注管路。

（5）如果油液粘稠，冬季溫度太低，油液粘度變大，加注速度會很大降低甚至無法加注。為了避免以上情況，需要對油箱進行恒溫設計，一般選擇①油箱外包覆加熱毯，②油箱內設計加熱管，③油箱外或者內設計加熱腔三種方式。恒溫設計需要時時監控油液溫度，達到設定溫度后要立即停止加熱部件工作，避免溫度過高發生事故，因此需要在油箱上設計溫度檢測口，可以根據油箱體積大下，酌情增加溫度檢測口。如果是油液直接加熱的方式，需要在油箱上設計加熱管安裝口，考慮油液長時間加熱，會在加熱管上附著積碳，積碳積累太多會嚴重影響加熱效果，因此需要對加熱管定期清理更換，因此加熱管安裝口要盡量設計大點，必要時可以用法蘭盤和密封圈實現轉換。

（6）如果油箱過大，為了避免油液加熱不均勻，需要設計攪拌功能，在油箱上設計攪拌泵安裝口。

（7）為了實現油箱的清洗功能，還需要在油箱最下部設計排液口。

通過以上分析，油箱上設計的孔總計為：①排氣閥口，②安全閥口，③補液口，④液位計口，⑤加注口，⑥溫度計口，⑦加熱管安裝孔，⑧攪拌泵安裝口，⑨排液口。

2 輸送管路設計

（1）補液管路分為集中自動補液和人工自動補液，集中自動補液由油庫通過管路自動補液，在液位計監測到液位降低到補液監測點的時候，控制系統控制補液管上的電動截止閥打開，管道自動補液到最高液位監測點，控制系統關閉電動截止閥；人工自動補液是集中補液的補充，一般用于沒有集中油庫或者集中補液量不足的情況，由外接輸送泵從成品油桶內把油抽到油箱里，一般在油箱液位達到補液監測點后，控制系統發出報警信號，由人工控制補液泵的開關和電動截止閥的開關來實現補液。因此補液管路上需要設計兩路管路（沒有集中補液的場所設計一路），管路上閥件安裝順序為①過濾器，②單向閥，③機械三通，④電動截止閥。

圖1

（2）加注管路需要實現定量加注，因此在加注管路上需要設計流量計，由流量計控制電動截止閥門油液加注；考慮油液的清潔問題，需要在泵出口設計過濾器；考慮設備功能，可以設計為雙槍或者三槍加注，實現生產線上多個產片同時加注；考慮到管路安全問題，需要設計回油管路。因此加注管路上的閥件安裝順序為圖1。

3 控制系統設計

（1）首先要控制加注，有幾個槍就要設置幾個加注按鈕，按下加注按鈕，聯動控制加注管路上的電動截止閥打開；同時控制泵啟動，如果是電動泵，控制泵的接觸器吸合，如果是啟動泵，控制氣源的電磁閥通氣；同時控制回油管路上的電動截止閥關閉。

（2）加注到流量后，需要流量計控制加注自動停止，流量計達到設定流量后，給PLC信號，PLC接到信號后，控制加注管路的電動截止閥關閉；同時控制泵關閉；同時控制回油管路上的電動截止閥打開；同時流量計數清零。

（3）需要設計手動停止按鈕和急停按鈕，其控制方式與流量自動控制相同。

（4）設計流量選擇按鈕，可以在PLC設定多個流量，按下不同按鈕，設備執行不同的加注量，來控制不同流量之間的快速選擇切換。

（5）需要設計溫度控制系統，由溫度檢測儀、加熱管、接觸器等元件組成，設定PLC程序，在溫度檢測儀檢測到溫度達到設定溫度的上限值時，加熱管斷電，停止加熱；溫度達到設定溫度的下限值時，加熱器通電，開始加熱。設計單次連續加熱時間和報警功能，如果溫度檢測儀或者加熱管接觸器粘連發生故障，造成加熱管持續加熱，會對潤滑油品的品質造成破壞，嚴重會發生火災爆炸等情況，因此需要設計安全保護回路，如果單次連續加熱時間超過設定值，PLC發出信號給報警器報警，并切斷主接觸器，使加熱管斷電，等待人員維修處理。

（6）設計自動補液功能，由液位傳感器檢測油箱液位，達到設定下限后控制補液管路上的電動截止閥打開，自動開始補液；達到設定的液位上限時，關閉電動截止閥。這里也需要設計保護回路，在下限點的下方和上限點的上方再增加兩個點，連接報警裝置，下限位下方的點動作后，控制電動截止閥打開，自動補液，并發出報警信號，在顯示屏上顯示故障信息，同樣上限位上面的點動作后，控制電動截止閥關閉，并發出報警信號，在顯示屏上顯示故障信息。

（7）設計手動補液功能，在人員空閑時候，可以按此按鈕對油箱進行補液，達到上限位后，自動停止補液。如果有外置補液泵，也需要設計手動補液按鈕，在人員把外置補液泵和外置油桶連接好之后，按下此按鈕就能實現外置補液。

（8）設計攪拌泵控制系統，加熱管工作的時候，攪拌泵要同時攪拌；同時溫度檢測儀也能控制攪拌泵的動作，在溫度達到設定溫度后，攪拌泵關閉。（9）最后設計壓力傳感器，與急停按鈕連接，在油箱內壓力過大時，壓力開關關閉設備主控電源，并發出報警信息。至此設備的所有需要設計的部件已經闡述完成，但是全是散件也不行呀，所以我們要把這些散件有序的排布在一個柜子內，這樣能方便設備的整體移動，這里需要注意把電控盤和油箱分離，油液在加熱狀態下，會出現一些油霧，附著在電氣元件上，難看清理困難也影響元件的壽命；同理也要把郵箱和管路上的電動截止閥、流量計等元件分隔。

以上所說的就是一臺定量加注機的設計思路，操作人員只需要選擇好合適的流量后，把加注槍放置在加注口內，按下啟動按鈕就可以實現自動加注，整個加注環節方便快捷，可以在工廠內推廣應用。