電動機輸出軸聯軸器壓裝機的設計與開發

2020-05-21 03:14:46夏志恒吳曉紅

機械研究與應用 2020年2期

馮剛，夏志恒，吳曉紅，馮翔

(1.蘭州工業學院機電工程學院，甘肅蘭州 73500； 2.蘭州理工大學機電工程學院，甘肅蘭州 73500；3.蘭州理工大學新能源學院，甘肅蘭州 73500)

0 引言

電動機作為工業生產的動力源，在實際生產中使用占比很大，電動機輸出軸與聯軸器的壓裝，是動力機構和執行機構中間的一個重要聯接樞紐，其裝配精度直接決定著整個機器的傳動精度。一般地，工人常采用剛性敲擊的方法安裝，在安裝過程中手錘敲擊力不均勻，不易定量控制，所以容易破壞軸頭，并且易出現同心度達不到要求的問題，降低了安裝精度。

傳統的手工壓裝理應被自動化操作設備所替代，我們團隊設計了一種能代替手工完成電動機輸出軸與聯軸器裝配的機器。液壓系統為機器提供動力源，通過控制裝置讓電磁換向閥工作，實現液壓缸的工進與非工進狀態的轉換，再由其他輔助器件的配合，完成電動機輸出軸與聯軸器的壓裝的目的進一步提高壓裝效率與精度，在保證安裝精度的前提下為企業提升了壓裝效率間接節約了企業成本。

1 電動機聯軸器壓裝機機械結構與工作原理

1.1 機械結構

電動機聯軸器壓裝機主要有機械結構部分和自動控制部分構成，機械結構部分主要包括：工作臺，壓裝機構，聯軸器夾持機構；自動控制部分主要由西門子系列PLC，繼電器，光電接觸傳感，電磁換向閥等組成。

1.2 工作原理

如圖1所示，工作臺1的右端通過固定座6將液壓缸8的缸筒固定在工作臺面上，長條狀的推力板9中部固定在液壓缸活動桿的頂端，兩根拉桿5的右端分別固定推力板的兩端，兩根拉桿5的左端分別固定在聯軸器壓板2的兩端，拉桿穿過固定座兩側的導向孔，在固定座與聯軸器壓板相對面上的固定座上固定有發電機頂塊11，在聯軸器壓板與小型電動機4輸出軸相對位置固定有聯軸器壓板2，聯軸器壓板上安裝有聯軸器安裝架，液壓缸8有兩個極限位置，當液壓缸活動桿處于縮回狀態時機器處于非工作狀態，當液壓缸活動桿伸出時，拉桿5向右移動帶動聯軸器壓板2向右移動完成聯軸器安裝，液壓缸的工作狀態由電磁換向閥控制，電磁換向閥與控制裝置相連根據控制指令完成預定動作。

圖1 電動機聯軸器壓裝機總體結構示意圖1.工作臺面 2.聯軸器壓板 3.聯軸器 4電動機 5.拉桿 6.固定座 7.支撐導向套 8.液壓缸 9.推力版 10.螺母 11.電動機頂塊 12.電動機限位塊

1.3 主要裝置結構設計

1.3.1 壓裝裝置

壓裝裝置主要由液壓系統為動力源，拉桿為執行裝置。經過電磁換向閥控制液壓缸油路方向從而完成聯軸器與電動機輸出軸的壓裝。液壓系統保證了壓裝裝置在工作時有足夠的動力完成壓裝動作[1]。圖2為壓裝裝置液壓油路圖。

圖2 壓裝裝置液壓油路圖

1.3.2 聯軸器安裝架

本裝置主要作用是保證聯軸器中心高與電動機輸出軸中心高一致，主要由夾持機構和定位調心機構組成。夾持機構用于夾持被安裝件(聯軸器)，調心機構用于使被安裝件(聯軸器)與電動機輸出軸中心高一致，進而實現被安裝件(聯軸器)與電動機輸出軸的安裝。

2 控制系統的設計

電動機聯軸器壓裝機采用西門子PLC控制，西門子PLC具有抗干擾能力強，可靠性高[2-3]等優點，普遍用于工業控制中。

按下電源啟動按鈕 ,各系統上電，按下工進按鈕PLC控制電磁換向閥工作液壓缸開始伸出當碰到光電限位開關時液壓缸停止伸出，完成壓裝工作。按下非工進按鈕機器PLC控制電磁換向閥工作，液壓缸開始縮回，當碰到光電限位開關時液壓缸停止縮回。總體控制方案框圖如圖3所示。

圖3 總體控制方案框圖

3 編程流程圖設計

電動機聯軸器壓裝機，采用西門子PLC控制，其控制流程圖如圖4所示，當按下啟動電源，系統上電。按下工進按鈕液壓缸伸出，當液壓缸活動桿觸碰到光電傳感器時，光電傳感器給輸入信號PLC經過處理使液壓缸停止伸出。按下非工進按鈕液壓缸縮回，當液壓缸活動桿觸碰到光電傳感器時，光電傳感器給輸入信號PLC經過處理使液壓缸停止縮回。即完成聯軸器的安裝。