膠體表面的粘性測定儀的設計

馬艷文 郭燕英

（新鄉(xiāng)特種機床制造有限責任公司，河南 新鄉(xiāng)453003）

0 引言

橡膠工業(yè)在中國的迅速發(fā)展，使它的使用范圍不斷地擴大，尤其是汽車行業(yè)，如汽車輪胎的生產，需要大量的橡膠，而橡膠粘性指標，直接決定著汽車輪胎的使用壽命。在一些特殊的領域，橡膠的用途非常的重要。在我們的日常生活中起著不可替代的作用。橡膠的各種技術研究已經成為非常棘手的課題。橡膠表面粘性測定儀，為輪胎的發(fā)展提供了一個堅實的基礎。經過試驗證明膠體表面的粘性測定儀的使用大大地提高了國內輪胎的生產質量。橡膠表面粘性測定儀體積小，性能穩(wěn)定，操作移動簡便。測定儀是機電一體化的巧妙組合。膠體表面的粘性測定儀能準確的測量出橡膠表面相互的粘性值。

1 測定儀機械部分的設計

1.1 傳動方案的選擇

傳動方案1的選擇：采用一般的設計思想，通過通用電機及變速器把電機的轉速控制在一定范圍內，電動機的動力通過減速器傳給帶輪，在皮帶傳動下，把動力傳給上下運動的螺桿。這樣就可以實現(xiàn)粘性測定了。

傳動方案2的選擇：選用國外進口的先進電機，它可以提供準確的傳動比，而且它的體積非常的小，占用的空間很小，是設計各種儀器的特殊優(yōu)點。這種電機不但有體積小的優(yōu)越性。而且輸出功率、扭矩較大，振動小。振動越小它的測量精度也就越準確，誤差也就越小。下面繪出傳動裝置

這里選用傳動方案2，因為傳動方案1這種設計方案 ，其本身的體積和傳動路線很長，在傳動的過程當中，很容易造成運動行程的不準確，這樣的設計對測量儀器來說是致命的錯誤，所以這樣的設備將逐步被方案2所取代。所以在這里選用新的傳動方案2。

1.2 減速電機的選擇

減速電機的功率可以選用48W或是選用72W.在這里選用功率為72W 減速電機,DC24V，恒扭矩為 3N.m.最高轉速為100r/min，選用日本的東方電機有限公司生產的CSK264BP-SG18類型的減速電機。這種電機是一種可以自己帶有變速的功能的一種減速電機，傳動比很精確。

1.3 帶傳動的設計與選用

選用20L 050 AF同步帶傳動，中心孔需要另外的加工，通過設計計算其參數(shù)分別為：

Pc=KAP=1.2×72=86.4W， 根據(jù) Pc=86.4W 和最高轉速 n1=100r/min查機械傳動裝置設計手冊[2]表 10-18 得.應選用 L 型,Pb=9.525mm，Z1＞Zmin有查表的Z1=18,取Z1=20,小帶輪節(jié)徑

大帶輪齒數(shù)：z2=iz1=1*20=20

帶速：

壓下的速度是：V=2m/s

剝離的速度是：V=3m/s

初定中心距，按要求取a0=240mm；選用帶長及齒數(shù)：Lpo=610.201mm選用Lp=601.60mm，理論中心距，采用可調中心距，a=240.301mm；小帶輪的齒數(shù) Zn=10 基本的額定功率：Po=0.48824kW，帶寬 bs=13.212mm,選取標準帶寬 bs=12.7mm，代號 050；作用與軸上的力：FR=172.8N。帶輪的結構和工作圖 按表10-44選用雙邊擋圈bf=14.0mm,按表10-46取擋圈厚度 t=1.5mm,按表10-45小帶輪外徑d01=59.88mm,選用直邊齒廓，按表10-43確定齒數(shù)。

1.4 接近開關的選擇

它具有行程，限位等功能。由于定位精度較高。操作的頻率不是很高，壽命要求很長，耐沖擊振動，耐潮及體積要求較小等特點，在這里選用接近開關。這里設計選用的接近開關是LJ2系列，選用LJ2-15/213。

1.5 螺栓組的設計

1.5.1 螺栓組的結構設計

1）采用螺栓組的結構，螺栓數(shù)為Z=4，對稱布置。

2）螺栓受力分析

（1）在總的載荷F的作用下，螺栓承受軸向拉力，軸向拉力水平向下 。這些水平向下的力不但包括電機的重力，而且還有同步帶的在工作的過程當中的拉力，電機的重量大約是0.75kg，同步帶的最大有效拉力是1200N。

這樣螺栓的軸向拉力是 F=0.75×9.8+1200=1207.35N。

（2）在軸向力的F的作用下,上面的4個螺栓所受到的力是一樣的，

（4）確定螺栓的直徑.選材料為Q235,性能等級為4.6級的螺栓.查表的,材料曲服極限為240MPa。有表5-10查得安全系數(shù) S=1.5，故螺栓材料的許用應力

選用螺紋公稱直徑為d=6mm的螺紋。

1.5.2 螺栓的校核

1）連接接合面下端的擠壓應力不超過許用值，以防止接合面壓死。

查表得

所以聯(lián)結接合面下端不會壓死。

2）聯(lián)結接合面上端應保持一定的殘余預緊力,以防止電機座移動,即σpmin＞0參考式為：

故結合面上端不會產生間隙.

3）核螺栓所需的預緊力是否合適

對碳素鋼螺栓，要求

取預緊力下限即

要求預緊力F0=2732.83N小于上值，所以可以滿足要求。

1.6 聯(lián)軸器的選擇

套筒聯(lián)軸器的材料選用45號鋼。主要尺寸關系，D1=(1.5～2)d;L=(2.8～4)d;大時取小值。在這里選用Φ6×Φ6的聯(lián)軸器。

1.7 傳感器的選擇

選用SM-50N型號的傳感器，它可以在受控的情況下直線式裝配，符合而且載荷量也達到要求。

2 測定儀的工作實現(xiàn)

電機作為動力源把動力通過同步帶傳給螺桿，使螺桿端部壓輪架上的壓輪（壓輪上裹有橡膠）在砝碼的重力作用下與下面的膠片或者是簾布相粘結，而后按下上升按鈕。拉桿作上升運動，拉桿上的拉力傳感器在拉力的作用下發(fā)生變形，拉力經過換算通過儀表顯示粘度值。

3 結束語

3.1 通過測量橡膠表面的粘性，可以有效，方便的確定橡膠的其他參數(shù)。橡膠的使用壽命提高。并為橡膠的進一步新的研究提供了依據(jù)。

3.2 測定儀的體積較小，操作方便，便于維修，性價比高。

3.3 希望能進一步更加精確的實現(xiàn)各個部分的運動，做到更加精確的測量膠體表面的粘性。

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