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《過濾與分離雜志》2016年第3期

摘要：

介紹了一種壓濾機清洗裝置用的離合式傳動機構，使用推桿作為動力源，驅動定位塊沿V型導軌上下運動，實現定位塊與定位銷之間的聯鎖與分離，克服了清洗裝置獨立式與機械聯鎖式傳動機構的固有缺點，同時具備兩種傳動機構的優點。該機構結構較簡單，使用便利，定位精度較高，設備成本較低。

關鍵詞：

離合式；定位銷；推桿

0引言

目前，用于物料脫水設備主要有：離心機、普通帶式機、廂式壓濾機等。其中，廂式壓濾機因為其脫水效果好，干度大，能耗低等優點，得到了廣泛使用。濾布是壓濾機過濾用的濾材，在多次使用后，其過濾能力會出現大幅下降，為了恢復濾布的過濾能力，需要對濾布進行強力清洗。濾布的清洗方式分為在線清洗及拆機清洗兩種方式，為了提高清洗效率，降低勞動強度，越來越多的用戶開始選擇帶有在線清洗裝置的壓濾機。針對這種情況壓濾機的設備制造商開發出了各式各樣的清洗裝置。

1清洗裝置行走部傳動機構

1.1清洗裝置的分類

按照不同的分類方式，可將清洗裝置分為不同的類別。按照噴管與濾板的相對位置區別，可分為單槍式、雙槍式、雙槍抱洗式等；按照噴管的驅動方式區別，可分為油缸驅動式、卷帶驅動式、剪刀式驅動式等；按照清洗裝置行走部傳動機構的區別，可分為機械聯鎖式拉板清洗傳動機構、獨立式拉板清洗傳動機構。

1.2清洗裝置行走部傳動機構優缺點分析

清洗裝置行走部兩種不同的傳動機構的主要區別就是：是否與拉板裝置共享傳動機構。當使用機械聯鎖式的傳動機構時，清洗裝置與拉板裝置機械硬聯接，比如焊接、螺栓聯接等，使用這種方式時，清洗裝置定位準確，但是也存在相應的問題：a、清洗裝置影響拉板時操作人員無法觀察卸餅情況及人工輔助卸料；b、清洗裝置與拉板裝置聯動，增加了拉板過程中的動力消耗和慣性沖擊。當使用獨立式拉板傳動機構時，清洗裝置與拉板裝置具有各自獨立的傳動機構。拉板時，拉板裝置獨立運作；清洗時，清洗裝置獨立運作，互不影響。這種工作方式，有效解決了使用機械聯鎖式的傳動機構存在的影響操作者觀察卸餅情況和人工輔助卸料的問題，同時也減少了拉板時的動力消耗和慣性沖擊。但是，仍然存在一些無法克服的難題：a、為了配置各自獨立的傳動機構，勢必需要增加動力源，即需要增加相應的電機或馬達，又需要增加鏈條、鏈輪等機構，還需要增加相應的定位機構，導致設備結構復雜，設備成本大幅增加；b、清洗裝置定位精度較低。將獨立式、機械聯鎖式兩種傳動機構的優缺點總結如下，見表1。

2離合式傳動機構的設計

既然單純獨立式傳動機構或者是機械連鎖式傳動機構都存在問題，那么可以把兩種傳動方式結合在一起，單獨拉板的時候，動力源只與拉板機械手連接；而需要清洗的時候，再與清洗裝置連接，即通過離合裝置，實現清洗裝置與拉板機械手的脫開與分離，使其同時具有獨立傳動與機械聯鎖傳動的優點。

2.1離合方式的確定

目前，離合器的型式多種多樣，有牙嵌離合器、齒式離合器、摩擦片離合器、超越離合器等，但是這些離合器都只是適用于轉軸與轉軸之間的連接，不適用于清洗裝置與拉板機械手這樣的線性運動。為了能使線性運動的清洗裝置和拉板機械手之間實現離合功能，我們采用如圖1所示的離合裝置。件1定位銷固定在機械手上，件3離合器座固定在清洗裝置上，件2V型定位塊在件4推桿的驅動下，可上下運動。當推桿上升，將V型定位塊推到頂部，定位銷準確嵌入V型定位塊，此時，拉板機械手與清洗裝置實現機械聯鎖，可同步動作；當推桿下降，V型定位塊回落，定位銷與V型定位塊分離，拉板機械手與清洗裝置取消聯鎖，拉板機械手獨立工作。

2.2推桿的選擇

V型塊與定位銷結合的時候，當定位銷落在V型面上的時候，必須保證定位銷能在V型面上滑動，使其能順利落入V型塊底部凹槽中。圖2為V型定位塊上與定位銷接觸部位的受力分析圖。F為推桿推力，F1為F在水平方向分力，F2為F在斜面方向分力，f1為清洗裝置在軌道運動時的滾動摩擦力，f2為定位銷與定位塊相對滑動時的滑動摩擦力。為便于理解，已將推桿向上的推力等效為定位銷向下的推力。欲使定位銷能順利滑動，必須滿足以下兩個條件：（1）F1>f1；（2）F2-f2>0；列式得：（1）F/tan60°>k1mg（2）F/sin60°-k2Fcos60°>0其中k1=0.05，為鋼制車輪與鋼軌的摩擦系數，即清洗裝置滾動摩擦阻力；k2=0.2，為斜面滑動摩擦系數；m=500kg，為清洗裝置質量(因為兩側都有離合裝置，故取總質量的一半)。解得：（1）F>424N；（2）0.91F>0；（1）式結果表明選擇推桿時，推力必須大于424N，（2）式的結果表明該斜面角度不會發生自鎖，能滿足滑動條件，推力大于0N即可。由以上兩個條件，結合設備工作情況，保證足夠余量的情況下，選擇最大推力1000N的電動推桿。

2.3定位銷校核

應力校核：當定位銷受力1000N時，應力主要集中在尾部，最大應力約21MPa，相比許用應力207MPa，達到10倍的安全系數，滿足使用要求。如圖3所示。位移校核：最大位移發生在端部，最大位移約0.016mm，處于許用范圍。如圖4所示。

2.4導向部分的優化

定位塊原設計的導向機構如圖5所示，該導向條與離合器座為一體式結構，考慮到工藝性和裝配便利性，導向條與定位塊之間存在一定間隙，使用中發現定位塊左右及前后的間隙過大，運動不穩定，存在較大的晃動。因此，將導向機構改為如圖6所示的V型導軌頂緊機構，通過預緊力調節螺栓將V型導軌壓在定位塊的凹槽中，大大提高的定位塊的運行穩定性。

3總結

清洗裝置離合式傳動機構克服了清洗裝置獨立式傳動機構與機械聯鎖式傳動機構的缺點。該機構結構較簡單，使用便利，定位精度較高，設備成本較低。在壓濾機清洗機構方面具有較大的推廣應用價值。

參考文獻：

［1］丁啟圣，王維一.新型實用過濾技術［M］.北京:冶金工業出版社，2011.

［2］夏箭飛.淺論臥式壓濾機濾布自動清洗設備的特點及應用［J］.過濾與分離，2010，(04)：32-35.

作者:吳宇峰 夏箭飛 單位:浙江華章科技有限公司