魚糜脫水機平穩起動控制裝置

劉 芳

（湖南濱湖柴油機廠，湖南 益陽 413002）

筆者從2004年開始從事魚糜設備技術研究，發現一些機臺操作人員對魚糜脫水機起動控制不容易掌握，常常發生電動機抱死或脫水桶單邊跳躍的現象，在造成安全隱患的同時，使起動次數增加，電耗增加，機件早期磨損嚴重。魚糜脫水機要使脫水機桶轉動起來，必須通過一個叫離合器的裝置，才能把電動機轉動力矩傳到脫水機桶上去，而在起動時，魚糜脫水機離合器應當在半離合處稍作停頓，然后完全結合，這樣魚糜脫水機起動時才能平穩。由于魚糜加工企業員工流動性大，一些機臺操作人員，對這個半離合狀態不容易掌握，即使老操作人員也須特別認真，因此，常常發生電動機抱死或脫水桶單邊跳躍的現象。如果在離合器推桿回彈的某一位置，適當增加回彈的阻力，就可以保證脫水機離合器每次起動時都能輕松進入“半離合狀態”。

1 基本思路和設計方法

1.1 基本思路

設計思路主要集中在如何控制脫水機離合器的推桿上。因為，脫水機離合器的每次工作，離—半離合—合這3種狀態都是靠推桿的位置來實現，如果能夠將推桿輕松控制在“半離合狀態”，或者在這個狀態保持適當時刻，問題就解決了。當推桿運動到所需要的“半離合狀態”位置時，如果這時增加其運動的阻力，讓推桿在這個位置的運行放慢，就可達到讓脫水機離合器輕松進入“半離合狀態”的目的。于是筆者決定運用偏ｆｆ心機構原理設計一種凸起裝置增加推桿在某一位置上的運行的摩擦阻力，這樣既簡單又不花太多的錢。

1.2 設計方法

（1）觀察與模擬試驗。觀察與模擬試驗的目的，是了解和熟悉脫水機離合器的工作原理、結構和安裝位置。筆者仔細觀察了脫水機離合器的結構，安裝的位置，并了解它的工作原理，將脫水機離合器控制部分及工作結構原理作成示意圖1。

圖1 脫水機離合器控制部分工作結構示意圖

通過觀察筆者掌握了脫水機離合器處于“半離合狀態”時推桿的位置，這一步是解決問題的關鍵，也是最困難的一件事。必須一邊操作離合器，一邊作記號。終于，對推桿處于半離合狀態的行程位置作了精確測定，從而確定了增加阻力的位置。筆者以脫水機離合器工作時所受到的沖擊力作縱座標，離合器工作所需的時間為橫座標，作出了脫水機離合器動作與時間的關系圖，如圖2所示。從圖2可以發現，離合器從開始動作到完全結合其間所需的平穩結合時間在0.4～1.4s之間。這一時間，過去是由機臺操作人員通過手操縱桿憑經驗操作，而研究目的就是通過一種機械裝置，使其在0.4～1.4s之間平穩接合。

圖2 脫水機離合器動作與時間關系圖

（2）推桿凸起（偏心機構）高度與推桿運動時間的關系試驗。根據摩擦阻力原理F=uN，其中：F為推桿摩擦阻力；N為作用于推桿凸起部位的壓力；u為摩擦系數。根據設想，在脫水機離合器操縱桿的適當位置，設置一個以r為半徑的弧型凸起，從凸起的頂點到推桿軸心的高度為h，改變h的值，實際上是改變作用于推桿凸起部位的壓力，也就是改變了推桿所受的摩擦力。如圖3所示，推桿凸起高度為h，與推桿延遲時間t的確定，通過反復試驗，試驗數據列于表1。分析表1所獲數據可以確定，當高度為2mm時，推桿獲得的延時間為1秒，正好滿足脫水機離合器從開始動作到完全接合所需的時間。

1.3 系統裝置設計

系統裝置設計如圖3所示。

2 設計要點

（1）推桿偏心部位按照弧面結構設計成凸起，其弧面半徑r和凸起高度h決定推桿所受的摩擦阻力大小，是本設計方案的基礎和關鍵。

（2）運用棘輪的定向和定位作用，通過棘輪探栓，使脫水機離合器按既定工作程序回彈，也是保證離合器從離到合平穩過渡的關鍵因素。

圖3 魚糜脫水機平穩起動控制裝置圖

（3）為了使本裝置能適應操作人員不同操作習慣，對棘輪探栓設計了一個可調節的彈簧，通過調節彈簧的張力，改變棘輪的壓力（其彈簧的壓力也可以調節半離合停滯時間）。

（4）本裝置的設計、制作、安裝，均以現有脫水機的有限空間為基礎，以降低成本，提高推廣應用的適應度。

3 作用和效果

按照方案設計和改裝的該脫水機離合器已于2006年5月在益華公司第一次投入試用，試驗效果達到：

（1）一次起動成功：起動時間縮短1半以上（起動時電耗最高）。

（2）技術難度大大降低：半離合位置時手會感到特別輕松，起動不再需認真感受半離合位置。

（3）防止沖撞：系統可稍做延時，從而保護傳動系統，又防止了脫水桶單邊跳躍。

（4）節省電費：據電工師傅介紹，頻繁起動電力損耗是正常起動的5～10倍。此項技術革新當年為公司節省電費5000多元。

[1]柴鵬飛.機械設計基礎[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2]俞正為.機構與零件[M]北京：中國勞動社會保障出版社，2000.

[3]孫蘭風.機械制圖[M].北京：中央廣播電視大學出版社，2006.