機械畢業(yè)設計1455廂式壓濾機拉板機械手的設計與改進.pdf

過 濾 與 分 離 J o u r n a l o f F i l t r a t i o n & S e p a r a t i o n 2 0 0 7 V o l . 1 7 N o 21 引 言壓 濾 機 作 為 一 種 間 歇 性 的 過 濾 設 備 ， 用 于 各 種 懸浮 液 的 固 液 分 離 ； 廣 泛 用 于 石 油 、 化 工 、 染 料 、 冶 金 、 醫(yī)藥 、 食 品 等 工 藝 流 程 ； 也 適 用 于 紡 織 、 印 染 、 制 藥 、 皮 革 、造 紙 行 業(yè) 的 污 水 處 理 等 各 種 需 進 行 固 液 分 離 的 領 域 。每 年 在 中 國 需 求 量 將 近 有 數(shù) 萬 臺 之 多 。 該 設 備 采 用 機 、電 、 液 一 體 化 設 計 制 造 ； 能 實 現(xiàn) 濾 板 壓 緊 、 進 料 過 濾 、 濾餅 洗 滌 、 拉 板 卸 料 等 各 道 工 序 。 其 中 拉 板 卸 料 采 用 人 工手 動 或 自 動 兩 種 方 式 依 靠 重 力 下 落 到 料 槽 內(nèi) （ 部 分 機型 配 置 有 曲 張 、 振 打 等 輔 助 卸 餅 裝 置 ） 。 手 動 拉 板 過 程需 配 置 兩 人 同 時 進 行 操 作 ， 不 僅 勞 動 強 度 大 、 效 率 低 ，而 且 不 適 于 勞 動 環(huán) 境 惡 劣 的 場 合 。 為 適 應 壓 濾 機 向 大型 化 、 自 動 化 發(fā) 展 的 要 求 ， 配 置 自 動 拉 板 系 統(tǒng) 的 機 型 必將 是 大 勢 所 趨 。2 拉 板 機 械 手 工 作 原 理自 動 拉 板 機 構(gòu) 根 據(jù) 其 附 屬 的 壓 濾 機 機 型 可 分 為 側(cè)梁 間 歇 拉 板 型 、 懸 梁 連 續(xù) 拉 板 型 、 一 至 三 次 開 板 的 快 開型 、 帶 小 氣 ( 油 ) 缸 的 異 型 機 械 手 等 幾 種 類 型 ， 本 文 針 對側(cè) 梁 間 歇 拉 板 型 進 行 論 述 。 側(cè) 梁 間 歇 型 拉 板 機 械 手 ， 由液 壓 馬 達 或 力 矩 電 機 通 過 減 速 裝 置 進 行 驅(qū) 動 ， 通 過 時間 繼 電 器 或 壓 力 繼 電 器 控 制 、 溢 流 閥 進 行 過 載 保 護 ， 由傳 動 鏈 條 帶 動 二 側(cè) 梁 上 的 左 、 右 機 械 手 同 步 將 濾 板 逐一 拉 開 。 機 械 手 在 主 梁 前 、 后 終 端 位 置 靠 拉 板 回 、 停 撞塊 組 進 行 限 位 ， 并 由 行 程 （ 接 近 ） 開 關 進 行 位 置 電 氣 檢測 控 制 。 拉 板 系 統(tǒng) 中 機 械 手 是 核 心 ， 其 性 能 的 好 壞 直 接關 系 到 拉 板 過 程 能 否 順 利 實 現(xiàn) 。 縱 觀 國 內(nèi) 外 廠 家 研 制的 機 械 手 ， 猶 如 百 花 齊 放 ， 精 彩 紛 呈 。 筆 者 就 多 年 來 設計 改 造 、 實 際 使 用 過 的 幾 種 機 械 手 的 利 弊 展 開 討 論 ， 以求 剖 析 問 題 ， 期 待 進 一 步 改 進 與 提 高 。3 機 械 手 的 結(jié) 構(gòu) 、 使 用 過 程 中 的 問 題 及 改 進 措 施3 . 1 普 通 拉 板 機 械 手該 機 械 手 最 初 通 過 吸 收 國 外 壓 濾 機 機 械 手 相 關 結(jié)構(gòu) 基 礎 上 經(jīng) 變 形 改 進 設 計 而 成 ， 結(jié) 構(gòu) 如 圖 1 所 示 。 此 機械 手 拉 板 工 作 時 靠 停 止 爪 在 扭 轉(zhuǎn) 彈 簧 牽 引 撥 動 下 來 回拉 板 。 具 體 當 機 械 手 去 拉 板 觸 及 濾 板 手 柄 右 端 面 時 ， 停止 爪 受 壓 順 時 針 旋 轉(zhuǎn) 避 開 手 柄 右 端 面 從 而 通 過 手 柄 ，當 到 達 手 柄 左 端 面 瞬 間 停 止 爪 在 扭 簧 作 用 下 逆 時 針 轉(zhuǎn)動 在 兩 塊 濾 板 手 柄 空 檔 間 隙 處 復 位 停 止 ； 當 達 到 時 間繼 電 器 中 設 定 的 拉 板 進 時 間 后 ， 傳 動 系 統(tǒng) 反 轉(zhuǎn) ， 左 、 右機 械 手 一 起 同 步 拉 動 一 塊 濾 板 返 回 壓 緊 板 側(cè) ； 當 達 到時 間 繼 電 器 設 定 的 拉 板 回 時 間 后 ， 機 械 手 進 入 下 一 個拉 板 循 環(huán) （ 一 個 循 環(huán) 約 6 秒 左 右 ） 。 在 拉 板 過 程 中 為 配合 人 工 輔 助 鏟 餅 需 隨 時 控 制 拉 板 動 作 ， 一 般 需 配 置 拉線 開 關 或 推 拉 桿 控 制 起 停 ； 另 外 可 配 置 節(jié) 流 調(diào) 速 閥 進行 速 度 調(diào) 節(jié) 。廂 式 壓 濾 機 拉 板 機 械 手 的 設 計 與 改 進周 志 根（ 杭 州 興 源 過 濾 機 有 限 公 司 ， 浙 江 杭 州 3 1 1 1 1 3 ）摘 要 ： 介 紹 了 廂 式 壓 濾 機 目 前 常 用 的 幾 種 拉 板 機 械 手 的 結(jié) 構(gòu) ， 說 明 了 其 存 在 的 問 題 ， 提 出 了 設 計 、改 進 方 案 ， 取 得 了 良 好 效 果 。關 鍵 詞 ： 壓 濾 機 ； 拉 板 機 械 手 ； 設 計 ； 改 進中 圖 分 類 號 ： T Q 0 5 1 . 8+5 文 獻 標 識 碼 ： B 文 章 編 號 ： 1 0 0 5 - 8 2 6 5 ( 2 0 0 7 ) 0 2 - 0 0 4 2 - 0 3收 稿 日 期 ： 2 0 0 7 - 0 3 - 2 0作 者 簡 介 ： 周 志 根 （ 1 9 7 2 . ） ， 男 ， 工 程 師 ， 聯(lián) 系 電 話 ： 0 5 7 1 - 8 8 7 7 8 1 4 1 .圖 1 普 通 拉 板 機 械 手 結(jié) 構(gòu) 簡 圖1 . 撥 桿 2 . 限 位 塊 3 . 拉 板 座 4 . 停 止 爪 5 . 中 間 擺 桿 6 . 移 動 爪 7 . 中 間 銷8 . 軸 用 彈 性 擋 圈 9 . 滾 輪 1 0 . 連 接 塊 1 1 . 柱 銷 1 2 . 拉 板 扭 轉(zhuǎn) 彈 簧 1 3 . 銷 軸4 2 過 濾 與 分 離 J o u r n a l o f F i l t r a t i o n & S e p a r a t i o n2 0 0 7 V o l . 1 7 N o . 2此 機 械 手 雖 然 推 廣 較 早 ， 但 在 使 用 過 程 出 現(xiàn) 較 多問 題 。 首 先 ， 因 機 械 手 靠 滾 輪 在 T 形 限 位 鏈 槽 內(nèi) 橫 向 移動 拉 板 ， 但 由 于 某 些 松 散 物 料 的 濾 餅 在 拉 板 過 程 中 從主 梁 手 柄 上 側(cè) 濺 入 鏈 槽 內(nèi) ， 容 易 污 染 鏈 條 ， 造 成 鏈 傳 動潤 滑 不 良 ， 影 響 鏈 條 使 用 壽 命 。 其 次 ， 機 械 手 上 的 扭 簧在 頻 繁 拉 板 狀 態(tài) 下 經(jīng) 常 出 現(xiàn) 端 部 扭 臂 處 因 疲 勞 而 發(fā) 生斷 裂 現(xiàn) 象 。 后 查 原 因 ： 一 方 面 為 追 求 美 觀 防 止 生 銹 腐蝕 ， 彈 簧 采 用 Y B 不 銹 鋼 絲 制 作 ， 但 不 銹 鋼 絲 的 許 用 彎曲 應 力 、 彈 性 模 量 等 低 于 同 類 碳 素 彈 簧 或 琴 鋼 絲 ； 另 一方 面 ， 扭 簧 因 安 裝 空 間 限 制 造 成 其 設 計 外 徑 偏 小 、 有 效圈 數(shù) 偏 少 。 在 同 等 工 作 扭 矩 及 變 形 角 內(nèi) ， 極 易 在 承 受 扭矩 后 抱 緊 導 桿 銷 軸 而 斷 裂 。 針 對 上 述 情 況 ， 為 改 善 斷 裂 處彈 簧 鋼 絲 的 彎 曲 性 能 ， 采 用 變 徑 設 計 把 端 部 扭 臂 處 1 2圈 外 徑 加 大 ， 經(jīng) 過 多 次 試 驗 及 實 際 使 用 ， 效 果 較 佳 。3 . 2 防 護 式 拉 板 機 械 手為 克 服 普 通 機 械 手 在 實 際 使 用 過 程 中 定 位 鏈 槽 中易 積 料 液 及 拉 板 扭 簧 易 斷 裂 等 多 種 弊 端 ， 在 參 考 、 吸 收國 外 先 進 結(jié) 構(gòu) 基 礎 上 ， 研 發(fā) 設 計 了 防 護 式 拉 板 機 械 手 ，結(jié) 構(gòu) 如 圖 2 所 示 。 該 機 械 手 在 拉 板 工 作 時 靠 拉 板 手 在限 位 擋 銷 和 拉 伸 彈 簧 共 同 作 用 下 來 回 拉 板 。 具 體 當 機械 手 去 拉 板 觸 及 濾 板 手 柄 右 端 面 時 ， 拉 板 手 受 壓 順 時針 旋 轉(zhuǎn) 避 開 手 柄 右 端 面 從 而 通 過 手 柄 ， 當 到 達 手 柄 左端 面 時 ， 拉 板 手 在 拉 伸 彈 簧 作 用 下 逆 時 針 旋 轉(zhuǎn) ， 在 兩 塊濾 板 手 柄 間 隙 處 復 位 暫 停 。 當 達 到 拉 板 進 設 定 時 間 值后 ， 左 右 機 械 手 協(xié) 同 拉 動 一 塊 濾 板 返 回 壓 緊 板 側(cè) 后 暫停 ； 當 達 到 拉 板 回 設 定 時 間 值 后 ， 機 械 手 再 次 起 動 進 入下 一 個 拉 板 過 程 。 直 至 拉 完 最 后 一 塊 濾 板 后 ， 拉 板 手 觸及 止 推 板 側(cè) 撞 桿 而 順 時 針 轉(zhuǎn) 動 到 一 定 角 度 后 被 撥 爪 鉤住 后 返 回 ； 當 回 退 到 油 缸 座 位 置 時 ， 撥 爪 被 兩 側(cè) 的 撞 板觸 發(fā) 后 脫 鉤 ， 并 在 橡 膠 扭 簧 作 用 下 復 位 。與 上 一 機 械 手 相 比 ， 不 僅 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 性 能 可 靠 ， 有利 于 延 長 彈 簧 使 用 壽 命 ； 而 且 安 裝 、 更 換 受 損 彈 簧 簡 易快 捷 。 拉 板 手 采 用 拇 指 圓 弧 狀 仿 生 形 設 計 ， 在 拉 板 時 具備 強 制 開 板 功 能 ， 特 別 適 合 于 濾 餅 較 粘 物 料 的 拉 板 卸餅 。 防 護 式 機 械 手 一 改 以 往 傳 統(tǒng) 的 開 式 定 位 鏈 槽 結(jié) 構(gòu) ，上 下 鏈 槽 均 采 用 矩 形 方 管 。 滾 輪 座 在 上 鏈 槽 底 部 開 有一 字 槽 的 方 管 內(nèi) 部 移 動 ， 下 鏈 槽 則 全 封 閉 ， 從 而 使 鏈 條在 一 個 相 對 封 閉 的 腔 室 內(nèi) 傳 動 ， 不 易 受 外 界 灰 塵 、 雜 物的 污 染 ， 可 得 到 良 好 的 潤 滑 ； 尤 其 不 必 再 采 用 價 格 較 貴的 不 銹 鋼 鏈 條 ， 可 大 大 降 低 制 造 成 本 ； 另 外 鏈 條 采 用 倍速 鏈 設 計 ， 既 可 保 證 在 一 字 槽 中 的 定 位 ， 又 可 降 低 傳 動摩 擦 力 ； 加 上 在 上 導 座 與 方 管 接 觸 滑 移 部 位 襯 貼 尼 龍與 不 銹 鋼 板 ， 更 進 一 步 減 小 了 摩 擦 力 。起 初 拉 板 手 、 頂 塊 與 聯(lián) 接 銷 軸 之 間 采 用 軸 用 彈 性擋 圈 進 行 軸 向 定 位 。 但 在 現(xiàn) 場 實 際 使 用 過 程 中 ， 因 彈 性擋 圈 較 小 、 卡 槽 淺 ， 隨 著 各 部 件 之 間 的 磨 損 與 松 動 ， 彈性 擋 圈 極 易 松 脫 釀 成 故 障 。 后 改 用 軸 端 擋 圈 ， 組 合 用 螺栓 與 銷 釘 進 行 緊 固 與 定 位 ， 小 小 問 題 迎 刃 而 解 。 另 外 連接 在 撥 爪 上 的 橡 膠 扭 簧 開 始 因 設 計 硬 度 不 夠 與 撞 桿 相碰 掛 上 鉤 后 ， 在 拉 板 回 的 過 程 中 極 易 發(fā) 生 脫 鉤 現(xiàn) 象 。 后來 通 過 改 變 橡 膠 材 質(zhì) 增 加 扭 簧 硬 度 、 增 大 外 徑 和 減 小其 長 度 來 增 加 彈 簧 剛 度 等 多 種 措 施 得 以 解 決 。 但 因 橡膠 彈 簧 使 用 的 是 粘 - 彈 性 材 料 ， 力 學 性 能 比 較 復 雜 ， 設計 時 難 以 精 確 計 算 ， 隨 著 橡 膠 蠕 變 量 的 逐 漸 增 加 及 老化 ， 可 靠 性 會 逐 漸 降 低 。3 . 3 簡 易 型 拉 板 機 械 手上 述 二 種 機 械 手 分 別 配 置 了 扭 轉(zhuǎn) 彈 簧 及 拉 伸 彈簧 ， 那 么 有 沒 有 一 種 機 械 手 不 用 上 述 彈 簧 而 改 用 壓 縮彈 簧 呢 ？ 通 過 搜 集 資 料 及 對 現(xiàn) 有 二 種 機 械 手 拉 板 動 作的 深 度 分 析 后 ， 最 終 構(gòu) 思 并 設 計 出 了 新 的 變 種 簡 易型 拉 板 機 械 手 。 簡 易 型 拉 板 機 械 手 不 但 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 制 造安 裝 也 十 分 方 便 ； 特 別 當 彈 簧 損 壞 需 更 換 時 非 常 簡 便 ，具 體 結(jié) 構(gòu) 如 圖 3 所 示 。 拉 板 工 作 時 ， 拉 板 塊 在 復 位 壓 縮彈 簧 配 合 、 共 同 作 用 下 來 回 拉 板 。 具 體 過 程 為 ： 拉 板 時擋 塊 首 先 將 松 開 的 濾 板 推 向 止 推 板 側(cè) 未 拉 開 的 濾 板 ，拉 板 塊 受 壓 順 時 針 旋 轉(zhuǎn) 避 開 手 柄 右 端 面 從 而 通 過 手柄 ， 當 到 達 手 柄 左 端 面 時 拉 板 塊 在 壓 縮 彈 簧 作 用 下 逆時 針 在 兩 塊 濾 板 手 柄 空 檔 間 隙 處 復 位 而 停 止 ， 然 后 通過 電 控 所 設 定 的 程 序 來 實 現(xiàn) 往 復 拉 板 過 程 。 當 拉 完 最后 一 塊 濾 板 后 ， 止 推 板 側(cè) 拉 板 回 撞 塊 將 定 位 銷 通 過 定位 銷 壓 縮 彈 簧 滑 入 拉 板 塊 尾 部 定 位 鍵 形 孔 內(nèi) ， 實 現(xiàn) 定 、復 位 后 返 回 油 缸 座 側(cè) ； 當 返 回 到 油 缸 座 側(cè) 時 ， 通 過 梁 上的 拉 板 停 撞 塊 使 橫 銷 受 力 ， 從 而 將 定 位 銷 從 拉 板 塊 的鍵 形 孔 中 撥 出 迫 使 拉 板 塊 復 位 。在 簡 易 型 拉 板 機 械 手 工 作 過 程 中 ， 定 位 銷 與 拉 板圖 2 防 護 拉 板 機 械 手 結(jié) 構(gòu) 簡 圖1 . 撥 爪 2 . 限 位 擋 銷 3 . 聯(lián) 接 轉(zhuǎn) 軸 4 . 拉 板 手 5 . 上 導 座6 . 拉 伸 彈 簧 7 . 頂 塊 8 . 中 間 銷 9 . 橡 膠 扭 簧 1 0 . 滾 輪 座1 1 . 滾 輪 1 2 . 滾 輪 軸 1 3 . 上 鏈 槽4 3 過 濾 與 分 離 J o u r n a l o f F i l t r a t i o n & S e p a r a t i o n 2 0 0 7 V o l . 1 7 N o 2D e v e l o p m e n t a n d D e s i g n o f t h e B L Z G 3 8 A u t o m a t i c V e r t i c a l P r e s s u r e F i l t e rH E J u n( E q u i p m e n t R e s e a r c h I n s t i t u t e o f J i n c h u a n G r o u p L t d , J i n c h a n g 7 3 7 1 0 2 , C h i n a )A b s t r a c t : A c c o r d i n g t o t h e d e v e l o p m e n t a n d a p p l i c a t i o n o f t h e v e r t i c a l p r e s s u r e f i l t e r i n C h i n a a n d a b r o a d , t h e s t r u c t u r e , t h e m a i nt e c h n o l o g i c a l p a r a m e t e r , o p e r a t i o n p r i n c i p l e a n d p r o c e s s , k e y t e c h n o l o g y d e s i g n a n d d e s i g n c h a r a c t e r o f t h e B L Z G 3 8 a u t o m a t i c p r e s s u r ef i l t e r a r e i n t r o d u c e d . T h e a p p l i c a t i o n f i e l d o f t h e B L Z G 3 8 a u t o m a t i c p r e s s u r e f i l t e r i s w i d e . I t c a n b e w i d e l y p u t o n t h e m a r k e t a s a n e wp r o d u c t .K e y w o r d s : v e r t i c a l ； h y d r a u l i c p r e s s u r e f i l t e r ； d e v e l o p m e n t a n d d e s i g n圖 3 簡 易 型 拉 板 機 械 手 結(jié) 構(gòu) 簡 圖1 . 定 位 銷 座 2 . 定 位 銷 壓 縮 彈 簧 3 . 定 銷 4 . 拉 板 塊5 . 復 位 壓 縮 彈 簧 6 . 導 桿 螺 釘 7 . 拉 板 座 8 . 擋 塊 9 . 銷 軸1 0 . 滾 輪 1 1 . 連 接 塊 1 2 . 橫 銷 1 3 . 滾 輪 軸塊 之 間 的 插 、 撥 銷 動 作 是 關 鍵 ； 定 位 與 復 位 壓 縮 彈 簧 的剛 度 與 壓 縮 穩(wěn) 定 性 是 靈 魂 。 第 一 次 使 用 時 ， 因 擋 塊 長 度設 計 過 短 ， 導 致 拉 板 時 容 易 往 回 帶 板 ， 后 增 加 了 擋 塊 長度 才 解 決 問 題 。 為 保 持 壓 縮 穩(wěn) 定 性 ， 導 桿 螺 釘 的 長 度 應合 適 ， 其 頭 部 結(jié) 構(gòu) 應 帶 螺 紋 使 之 上 下 高 度 可 調(diào) ； 為 使 復位 壓 縮 彈 簧 的 剛 度 不 致 過 大 及 在 拉 板 過 程 中 保 持 有 合適 的 壓 縮 變 形 量 ， 設 計 時 應 合 理 控 制 彈 簧 外 徑 ， 選 擇 較細 的 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 彈 簧 鋼 絲 ， 最 好 經(jīng) 噴 丸 表 面 處 理 以 提 高強 度 。3 . 4 對 比 分 析表 1 是 對 三 種 拉 板 機 械 手 性 能 等 方 面 分 析 。4 結(jié) 束 語通 過 對 以 上 三 種 拉 板 機 械 手 的 結(jié) 構(gòu) 原 理 、 動 作 過程 的 分 析 對 比 ， 以 及 多 年 來 在 實 際 使 用 過 程 中 的 不 斷改 進 與 提 高 ， 性 能 日 臻 完 善 ； 從 反 饋 的 信 息 來 看 ， 不 僅得 到 了 眾 多 用 戶 的 認 可 ， 而 且 在 競 爭 中 贏 得 了 市 場 ； 同時 為 開 發(fā) 新 一 代 的 機 械 手 理 清 了 思 路 。責 任 編 輯 ： 邵 耀 亮 （ 0 7 9 1 - 3 7 0 8 0 5 9 ）表 1 三 種 拉 板 機 械 手 對 比 分 析 表類 別普 通 拉 板機 械 手防 護 拉 板機 械 手簡 易 拉 板機 械 手結(jié) 構(gòu) 性防 護 性 能使 用 故 障 率選 用 彈 簧 類 型安 全 & 維 護性 能拉 板 過 程 中是 否 帶 板適 用 壓 濾 機類 型制 造 成 本復 雜差高