風扇離合器硅油加注機的研究與應用

李紅斌

（蘇州健雄職業技術學院，江蘇 太倉 215411）

風扇離合器硅油加注機的研究與應用

李紅斌

（蘇州健雄職業技術學院，江蘇 太倉 215411）

不同的硅油離合器需要依賴人工注射不同粘度配比的硅油。為提高灌注效率，實現機器換人，設計并應用了一個自動硅油加注系統。該系統能夠自動注射不同配比的硅油，從而大大提高了硅油的注射效率和配比精度，并利用扭矩控制的方法實現了高粘度硅油的驅動注射。

硅油加注機；硅油離合器；PLC控制

先進的自動化技術是提升和改進傳統生產過程的重要手段，自動化技術的水平將直接影響到產品的質量、產量、成本、勞動生產率。該硅油離合器生產企業在未進行自動化改造之前，注油方式為人工灌注，不但效率低，加注量也不精確。由于硅油的粘度非常大(100000～600000cps)，常規的注油方式加注時間長，加注質量得不到保證，而且還會造成硅油的浪費。自動硅油加注系統的開發與應用，極大地提高了硅油的注射效率和配比精度，使企業可提高生產效率，降低人力成本，保證產品質量。

1 系統組成及工作原理

該硅油加注機要給風扇離合器加注不同種類的硅油，主要由機架、加注機構、供油裝置組成，如圖1所示，加注機構設置在機架上，由4個點膠閥組成，分別提供1000、10000、20000和50000CST四種粘度的硅油。該硅油加注機要給風扇離合器加注不同種類的硅油，因此加注機構由多個管路組成，整體呈倒三角結構，采用此結構可同時灌注多種硅油，并且可達到空間的利用最大化。加注機構如圖1所示；供油裝置位于機架下后方，包括伺服驅動氣缸，由于油桶較大不放置在機架中；加注機構與供油裝置通過真空管路連接，供油裝置包括定量缸驅動氣缸。通過該自動硅油加注系統是硅油風扇離合器生產中的重要環節，該注硅油系統工作過程包括自動和手動工作兩個過程，自動工作時，打開電源開關，將電源開關旋向“開”檔，按下顯示器開關，打開觸摸屏界面，點擊“型號選擇”，在“請輸入”對話框中輸入需注油的離合器型號，系統自動將不同種類的硅油配比好，顯示在界面中，操作員核實配比后，進行試注，并校對比重，若無問題，則可以進行風扇離合器的硅油注射。工作時，將風扇硅油離合器通過定位裝置進行定位，以保證風扇硅油離合器需要灌注的地方對準加注機構 。供油裝置一次提供定量硅油，通過加注機構上的加注頭對風扇硅油離合器進行硅油加注。

圖1 加注機構實物圖

2 控制系統方案

控制系統選用歐姆龍的可編程邏輯控制器對其功能動作進行控制，并采用工業觸摸屏來實現系統的控制、參數設置與工作狀態及內部參數顯示。該系統主要是對不同硅油進行配比注射，為保證配比精度，注射控制采用PLC控制伺服電機，伺服電機通過減速器與精密齒輪泵連接來控制硅油的注射量。控制系統整體結構如圖2所示。在首次試驗中，我們未選取行星減速器，直接用電機驅動齒輪泵，結果對于大粘度的硅油，未能驅動。

3 元器件選擇

不同粘度的硅油對齒輪泵產生的阻力不同，粘度越大，所需的驅動力矩就越大，因此，合理的選擇電機得到匹配輸出扭矩尤為重要。根據硅油的粘度不同，該系統中選用了兩個型號的伺服電機，分別為信捷MS-130ST-M10015A-41P5和MS-80ST-M02430A-20P7。PLC的選擇根據系統控制對象的輸出點數及輸入點數統計，并考慮一定的余量，選用歐姆龍XC5-32RT-C型PLC，觸摸屏控制選用12寸工業平板電腦，兼容性強，并可安裝組態軟件便于維護。控制系統中用到的主要元器件如表1所示。

表1 控制系統的主要元器件列表

4 控制軟件設計

（1）組態設計。人機界面包括主界面、手動控制界面、自動控制界面、型號選擇及報警界面。自動控制界面中顯示了各種硅油的實時注射量，操作者的工號、當前加注的產品型號，并記錄當前加注產品的數量，便于產量的統計，如圖3自動控制界面所示。在自動控制畫面中還可以對加注產品的型號進行選擇，當選擇好型號后自動生產需要加注的硅油數量，無需手動輸入。手動工作過程，需要使用者對電機的速度、產品型號、每一種硅油的配比手動輸入，一般是用于新產品的注硅油調式中，若調式成功后，可記錄該產品型號所需的硅油配比。下次再使用中則無需手動輸入（圖4）。

圖2 控制系統圖

圖3 自動控制界面

圖4 手動控制界面

（2）PLC程序設計。自動注硅油系統的控制程序使用主程序和子程序編程，包括主程序及手動控制子程序、自動控制子程序和故障報警顯示子程序，程序結構清晰明了便于修改。主程序實現系統的運行、停止等，自動控制子程序包括了后臺數據庫的

讀取、實時液位的顯示等，故障報警子程序實現了液位報警等功能。

5 結語

自動硅油加注系統是通過“伺服電機+行星減速器”控制精密齒輪泵的方式增大啟動扭矩，實現了多種高粘度硅油的驅動注射，自動化程度高，加注量精確。該系統在實際的生產實踐中性能良好，很大程度上提高了硅油的注射效率和配比精度。

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U463.212

A

1671-0711（2016）12（下）-0154-02

江蘇省高校機電一體化技術品牌專業建設工程資助項目（PPZY2015B188）。