原油防蜡器线圈缠绕机的研发设计.pdf

F
技术前沿
ORWARD TECHNOLOGY
原油鳍器绻圈缠的
发设计
文/沈阳机床股份有限公司王力試戴德明马治军
摘要】本文介绍了能够缠绕1.6MM、3.0MM、电机的功率消耗主要来自两个方面:
4.0MM直径铜丝的缠绕机的整体机械结构,传动系
a、主轴的旋转;b、送线架的左右移动。电机的
统、换向机构、恒张力送线机构的设计。
传动路线如图2。
【关键词】线圈、缠绕机、变速箱、恒张力
给定的参数:主轴的转速要求在100r/min左右,
选择本课题主要根据用户特殊要求,专门为某石恒张力系统对铜丝的最大拉力约为50N,可缠绕的铜
油公司的原油防蜡器上的线圈缠绕而设计的专机。原丝的直径有三种1.6mm,3.0mm,4.0mm。线捆
油防蜡器是开采原油必备的工具,而线圈的缠绕是制的重量在20kg左右,所以有以下几方面的研究内容。
作原油防蜡器的首要条件,而防蜡器线圈的制作既要
主轴旋转所消耗的功率
满足铜丝直径可变缠绕的要求,又要满足方便制作阶
梯形磁场的要求,同时还能实现快速缠绕的目的。因
Pl
Flwl50×3.14
=0.157kW
10001000
此研究一种既能缠绕阶梯形线圏又能实现快速缠绕的
缠绕机具有重大的实际应用价值
式中F1一恒张力系统对铜丝的恒拉力,最
大为50N;
1、总体结构的设计
V1ー一主轴旋转时的线速度为:
1.1总体布置
d100×3.14x60
=3.14
m/s
该机床是在经济型数控车床基础上改进设计的,
60×100
60×100
为卧式平床身结构,布置方式见图1,整机由床身,丝杠,
从电机到主轴需要经过两个齿轮副,71=0.96
合尾,变速主轴箱,卡盘,送线机构,换向机构等组成
所以电机需要提供的功率为:
其中床身、丝杠及台尾均采用数控车床的结构。
H0.157
1.2机床主要动力参数的确定
P
0.17kW
0.96
动力参数主要是电机的选择,首先是功率的确定
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EORWARD TECHNOLOGY
2
34
6
7
10
9
8
1-变速主轴箱;2-卡盘;3-螺线管;4ー送线架;5一尾架;6-床身;7ー行程开关支架:;8-丝杠;9-行程开关;10床脚
图1总体布置图
?
6
1电机轴,2传动轴;3主轴;4传动轴;5花键轴;6換向轴;7传动链;8导轨;9丝杠;10送线架:11台尾;12主电机
图2传动路线图
送线架移动所需要的功率:P2_F2v230×0.067
=0.002kW
1000
1000
式中F2一送线架与导轨之间是滑动摩擦,摩擦系数μ=0.15,而线捆重20kg,即200N
故:F2=G=0.15×200=30N
V2一一送线架与导轨之间的最大滑动速度,由于缠绕最大的铜丝直径为4mm,而丝杠的导程为4,所以
最大的移动速度
ah==乙
100×4
100×60100×60
=0.067m/s
第09期数控机床市场·71
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由图2可知从电机到送线架需要经过5个齿轮副,齿数为:504035。由于是内联传动,要求有较高
个链轮副,一个丝杠螺母副。?12、3、-齿轮的传动精度,所以选择的是齿轮传动,而最方便的方
传动、链传动、丝杠传动,各个效率为:1=0.96n2=096法是滑移齿轮变速,改变滑移齿轮的位置,即可以改
3=0.4、所以
变转速。
0.002
=0.0064kW
30
n13n2n30.96×0.96×0.4
总功率为
I
P=P1+P2=0.17+0.0064=0.1764kW
oo9
30
30
2035
通过功率的计算,选择普通电机加减速机,输出
ooT
功率为0.75kW,减速比为1,输出的转速为130r/
min,符合要求。
II
2、传动系统的设计
?9
0.75KW
2.1变速主轴箱
130r/min口×
由于该缠绕机要求能够缠绕1.6mm、3.0mm和
4.0mm的铜丝。
(普通电机)
由文献可知:S=wP
图3变速主轴箱传动图
式中S一铜丝的直径,即主轴转一转时,送线通过图3可以知道
架需要移动的位移V一转动因数P一丝杠导程,所以
轴转速为130r/min
轴转速为130×=104r/min
P
S1.6
轴转速为104r/min
当S=1.6时V==,=0.4
P 4
轴V转速为三种
当9=3.0时=S=3.0=075
104×=78
78 r/min,
S4.0
104×=41.6r/min;
当S=4.0时"=F=4
所以只要该变速箱能够满足三种变速即W
:3
104 r/min
2.5
I2=-=1.33
3
0.4
.75
轴V转速:因为此传动比为1:1,所以转速同轴V
由文献知表1
2.2主轴及主轴与卡盘的连接型式
表1从动齿轮齿数表
主轴采用前后双支承,前端选用双列圆柱滚子轴
直径总齿数」547080848承,后端选用推力角接触球轴承。这种结构不仅可以
2.5
152023
25
满足刚度和精度方面的要求,而且结构简化,成本降
33
38
35
40
42
低。主轴的前端选用标准的A6主轴头型式,与卡盘
连接方式为短锥连接。
通过表1并综合考虑取第二组数据即总齿数为
70,那么从动齿轮的齿数为203035;主动齿轮的2.3换向机构的设计
72?第09期数控机床市场