大型風機油冷器輔助溫度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計

徐連強，周惠明，趙翠萍

（無錫工藝職業(yè)技術(shù)學院機電系，江蘇宜興 214206）

大型風機油冷器輔助溫度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計

徐連強，周惠明，趙翠萍

（無錫工藝職業(yè)技術(shù)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(shè)計了“百葉窗”式連桿輔助油溫調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，并對平行四邊形連桿機構(gòu)的運動特性進行了分析。通過調(diào)節(jié)葉片在在0°～90°角度范圍內(nèi)開啟與閉合，實現(xiàn)對冷卻風量的控制，達到調(diào)節(jié)油溫目的。該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能夠很好地實現(xiàn)風量對風機油溫的調(diào)節(jié)控制，對大型風機油溫調(diào)節(jié)提供了實踐借鑒意義。

風機；油溫調(diào)節(jié)；百葉窗；連桿機構(gòu)

1 百葉窗調(diào)節(jié)門工作原理

圖1 油冷器

圖2 風量調(diào)節(jié)機構(gòu)

在大型鼓風機運行過程中，潤滑油通過機油冷器調(diào)節(jié)，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(chǎn)生的大量的摩擦熱，致使油溫繼續(xù)升高，潤滑油質(zhì)量下降，潤滑失效。但在實際生產(chǎn)中，由于工作環(huán)境惡劣和室內(nèi)溫度過高，油冷器本身調(diào)節(jié)油溫受到限制，鼓風機常因油溫過高而發(fā)生停車，直接影響安全生產(chǎn)，需要通過風冷來輔助調(diào)節(jié)油溫。在不同季節(jié)，通過冷卻風量大小來輔助冷卻油冷器，例如夏季需要調(diào)大風量，冬季則需要減少風量以保持油溫恒定。根據(jù)風機工作需要，設(shè)計了“百葉窗”式風量冷卻調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。通過對風量的調(diào)節(jié)來控制冷卻器油溫。在0°～90°范圍內(nèi)，能實現(xiàn)調(diào)節(jié)葉片自由開啟與閉合，保持油溫恒定。

2 百葉窗調(diào)節(jié)門具體結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖3所示，總體尺寸為1 012 mm×550 mm×550 mm，整體結(jié)構(gòu)為方形結(jié)構(gòu)。主要由驅(qū)動組合件、百葉門組合件、螺栓螺母等標準連接件構(gòu)成[1]。

2.1 驅(qū)動組合件

由驅(qū)動門搖臂、定位盤、手柄、定位桿、彈簧、驅(qū)動門驅(qū)動軸等主要零部件構(gòu)成，如圖3所示。驅(qū)動軸與定位盤連接部分為方形結(jié)構(gòu)，驅(qū)動軸通過螺栓與調(diào)節(jié)門聯(lián)接，把搖臂轉(zhuǎn)動一個角度，通過驅(qū)動軸帶動調(diào)節(jié)門葉片轉(zhuǎn)動。然后通過手柄、定位桿和彈簧固定在定位盤上，調(diào)節(jié)門葉片開啟角度就確定下來。調(diào)節(jié)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(xiàn)調(diào)節(jié)門在不同設(shè)計角度下開啟與閉合。

圖3 百葉窗結(jié)構(gòu)設(shè)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(qū)動軸通過螺栓連接，直接由驅(qū)動軸驅(qū)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(lián)接。在驅(qū)動軸上，短鏈板方孔與驅(qū)動軸方形軸徑部分聯(lián)接，這樣驅(qū)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(diào)節(jié)門轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)驅(qū)動部分設(shè)計主要采取了平行四邊形連桿機構(gòu)運動原理，如圖6所示。

平行四邊形連桿機構(gòu)是雙曲柄機構(gòu)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(gòu)，其特點是：兩曲柄的旋轉(zhuǎn)方向相同，且角速度時時相等，連桿作平移運動[2]。

圖5 驅(qū)動門組合件

圖6 平行四邊形連桿運動分析

應(yīng)當注意，這種機構(gòu)當四個鉸鏈中心處于同一直線時，將出現(xiàn)運動不確定狀態(tài)，為了消除這種運動不確定狀態(tài)，可以采用兩組相同機構(gòu)彼此錯開90°固聯(lián)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(qū)動軸驅(qū)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(gòu)勻速轉(zhuǎn)動時，各從動門受到力矩之和（M1～M5）與驅(qū)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(jié)語

由于驅(qū)動機構(gòu)采取平行四邊行連桿機構(gòu)，使得各個調(diào)節(jié)葉片運動特性參數(shù)相同，在0°～90°范圍內(nèi)，能實現(xiàn)調(diào)節(jié)機構(gòu)在不同設(shè)計角度下開啟與閉合，能夠很好地實現(xiàn)風量大小的調(diào)節(jié)，該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。在實踐運用中，能夠很好地實現(xiàn)冷卻風量的調(diào)節(jié)控制，滿足油冷器油溫調(diào)節(jié)要求，為礦山大型風機油溫調(diào)節(jié)提供了實踐借鑒意義。

［1］成大先.機械設(shè)計手冊［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2008.

［2］趙韓，田杰.機械原理［M］.合肥：合肥工業(yè)大學出版社，2009.

(編輯：王智圣)

圖10 靜態(tài)分析結(jié)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(tài)分析［J］.機電工程技術(shù)，2014（02）：57-60，101.

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

［3］孟少農(nóng).機械加工工藝手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1991.

［4］姜彬，鄭敏利，李振加.數(shù)控車削用量優(yōu)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(zhì)合金的設(shè)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(lǐng)域：機電一體化，數(shù)控加工等。已發(fā)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(lǐng)域：逆向工程，機械設(shè)計與制造。

2014－06－10