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平帶張緊裝置安全保護(hù)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

文檔作者：李志堅(jiān) 文檔來源：梅州I市金雁實(shí)業(yè)集團(tuán)公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2020年12月28日
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交沛
DOh 10．3969／j．issn．1009-9492．2013．05．031
平帶張緊裝置安全保護(hù)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
李志堅(jiān)
(梅州I市金雁實(shí)業(yè)集團(tuán)公司， 廣東梅州 514021)
摘要：針對立式漆包機(jī)平帶張緊裝置的安全隱患問題，運(yùn)用杠桿原理，采取串聯(lián)式組合設(shè)計(jì)，提供了一種簡便、實(shí)用及具有更
高操作安全的機(jī)構(gòu)的平帶張緊裝置。
關(guān)鍵詞：張緊裝置；平帶；安全機(jī)構(gòu)；改進(jìn)設(shè)計(jì)
中圖分類號：TM245 ．1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009—9492(2013)05—0108—04
Improved Design of Flat Belt Tensioning Device Safety
Protection M echanism
LI Zhi——iian
(Meizhou City JinYan Industrial Coporation，Meizhou514021，China)
Abstract：In this thesis，specified for safety problems based on fiat belt tensioning device of vertical enamelling machine，used the lever
principle，took a tandem combination design，provided a simple，practical and higher operating safety flat belt tensioning device．
Key words：tensioning device；belt：safety mechanism；improved design
0引言
立式漆包機(jī)生產(chǎn)漆包線的收線牽引助力裝置
屬摩擦型平帶傳動(dòng)類，由主動(dòng)輪(線纜行業(yè)稱牽
引輪)、從動(dòng)輪、張緊輪和傳動(dòng)帶組成。其結(jié)構(gòu)簡
單、制造、安裝和維護(hù)方便，且成本低廉而被廣
泛應(yīng)用 I。傳統(tǒng)牽引助力裝置的設(shè)計(jì)雖滿足了上述
要求，但忽略了操作人員在手工操作時(shí)稍有不
慎，很容易將手卷進(jìn)牽引輪與平帶之間而產(chǎn)生的
人身傷害事故。
創(chuàng)新不在乎規(guī)模的大小，也不在乎理論的深
淺，注重的是能夠很好地解決問題，能以最少的
投入獲得最大的收益，就是好的設(shè)計(jì) 。本文針對
平帶張緊裝置的安全隱患，運(yùn)用杠桿原理，采取
串聯(lián)組合設(shè)計(jì)形式，提供了一種簡便、實(shí)用及具
有更高操作安全的工裝設(shè)備。
1傳統(tǒng)平帶張緊裝置安全缺陷分析
1．1絲桿式平帶張緊裝置結(jié)構(gòu)
立式漆包機(jī)漆包線生產(chǎn)從烘爐出線后采用的
牽引助力——絲桿式平帶張緊裝置，其機(jī)械結(jié)構(gòu)
示意圖如圖1所示。
圖l 傳統(tǒng)平帶裝緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖
1-2裝置安全缺陷分析
若要漆包線通過牽引輪后不打滑，必須依靠
手輪轉(zhuǎn)動(dòng)拉動(dòng)絲桿滑塊的水平運(yùn)動(dòng)，再通過張緊
輪調(diào)整平帶與主動(dòng)輪的張緊程度，從而達(dá)到不打
滑的目的并實(shí)現(xiàn)漆包線的有效牽引。
企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備是固定的，操作人員流動(dòng)性
的變數(shù)很大，不斷有新手調(diào)人進(jìn)行設(shè)備的生產(chǎn)
操作。當(dāng)操作人員進(jìn)行漆包線生產(chǎn)的收線牽引
收稿日期：2013—03—28
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李志堅(jiān)：平帶張緊裝置安全保護(hù)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì) 經(jīng)驗(yàn)
助力繞線操作時(shí)，由于無“一朝被蛇咬，十年
怕草繩”的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)，雖進(jìn)行了必備的設(shè)備
安全操作規(guī)程教育，但安全操作的不規(guī)范、反
手逆時(shí)針操作、防患意識不強(qiáng)等因素制約，傷
害事故往往在所難免。
1．3缺陷結(jié)論
通過結(jié)構(gòu)及人員的操作分析，該裝置最大的
安全缺陷是：當(dāng)出現(xiàn)人身傷害事故時(shí)，用手轉(zhuǎn)動(dòng)
螺桿產(chǎn)生的位移和速度不能滿足被卡夾的手應(yīng)即
刻脫離平帶與主動(dòng)輪之間，導(dǎo)致手無法快速脫離
張緊裝置而產(chǎn)生傷害事故。
2改進(jìn)設(shè)計(jì)思路
在保持平帶與主動(dòng)輪對漆包線導(dǎo)體不拉細(xì)及
漆膜不損傷的功能下，不改變主動(dòng)輪與平帶的原
結(jié)構(gòu)尺寸，主要改變從動(dòng)輪、張緊輪、平帶張緊
機(jī)構(gòu)對操作使用有安全隱患的結(jié)構(gòu)布局，改進(jìn)分
析思路見圖2。
廠不變一[
平帶裝緊
裝置改進(jìn)l 廠從動(dòng)輪一快速放松平帶一改進(jìn)與張緊輪的搭配方式
L改變_卜張緊輪一縮L 短放松時(shí)間一改進(jìn)張緊輪控制摩擦力的機(jī)構(gòu)
張緊機(jī)構(gòu)一簡單、始價(jià)廉_f= 囂塞
L連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用
3系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3．1機(jī)器設(shè)計(jì)
根據(jù)改進(jìn)分析樹圖，構(gòu)思的平帶張緊裝置安
全保護(hù)裝置主要由五大機(jī)構(gòu)組成：一是繞線工藝
機(jī)構(gòu)。由分線輪和主動(dòng)輪組成；二是平帶活動(dòng)
臂。由平帶、活動(dòng)臂、從動(dòng)輪、張緊輪、定位孔
組成；三是頂桿組件，由調(diào)節(jié)螺桿、桿體組成；
四是鉸鏈固定支座，由導(dǎo)向孔、曲柄支座組成；
五是安全操作構(gòu)件，由連桿框、搖桿手把組成，
其結(jié)構(gòu)示意見圖3。
3_2工藝性設(shè)計(jì)
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，設(shè)計(jì)者不但要按照優(yōu)化
設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)的原則開發(fā)出性能、功能令用
戶滿意的產(chǎn)品，還應(yīng)密切注意工藝性、易制造
性，最好能緊密結(jié)合廠情和企業(yè)現(xiàn)有的裝備情況，
化繁為簡，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)、精度、資源、工藝性和成本
的最佳匹配，做到產(chǎn)品設(shè)計(jì)“恰到好處” 。本裝
置改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)的工藝性就體現(xiàn)這一點(diǎn)。
圖3 改進(jìn)平帶張緊裝置示意圖
(1)繞線工藝設(shè)計(jì)
本工藝采取了導(dǎo)輪與主動(dòng)輪搭配，根據(jù)漆包
線規(guī)格大小在導(dǎo)輪與主動(dòng)輪之間來回繞圈的做
法，在放松平帶后無摩擦力的狀態(tài)下，仍能保持
一定的收線牽引力，確保正常生產(chǎn)的漆包線不致
在烘爐突然無牽引速度而烤焦引起經(jīng)濟(jì)損失。此
設(shè)計(jì)雖然與安全機(jī)構(gòu)無關(guān)，但低成本不僅體現(xiàn)在
設(shè)計(jì)、制造上，更要體現(xiàn)在設(shè)備與生產(chǎn)工藝相結(jié)
合的經(jīng)濟(jì)性。
(2)繞線方向
此設(shè)計(jì)是基于人的操作習(xí)慣及安全角度等因
素考慮而改進(jìn)的工藝路線，即反手操作改順手操
作，并與繞線工藝方式同步進(jìn)行，如圖3所示。
3．3構(gòu)件設(shè)計(jì)
據(jù)統(tǒng)計(jì)，在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，平均約
80％的時(shí)間用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作質(zhì)量
對滿足產(chǎn)品的功能要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠
性、降低產(chǎn)品成本具有十分重要的作用。當(dāng)設(shè)計(jì)
修改的損失是1時(shí)，制造的修改損失將是100[ 。
為避免這一損失，本構(gòu)件從功能、操作安全、簡
便實(shí)用相結(jié)合的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(1)平帶張緊活動(dòng)臂
平帶張緊活動(dòng)臂由活動(dòng)臂、從動(dòng)輪、張緊
輪、變位孔組成，其結(jié)構(gòu)示意見圖4。平帶張緊
程度是決定安全操作出現(xiàn)意外時(shí)的主要因素，平
帶能否即刻松弛是機(jī)構(gòu)安全的關(guān)鍵，本活動(dòng)臂的
設(shè)計(jì)巧妙地將從動(dòng)輪與張緊輪安裝固定在活動(dòng)臂
的兩端，從動(dòng)輪固定在主機(jī)機(jī)體上，張緊輪可隨
活動(dòng)臂上下作圓弧運(yùn)動(dòng)，變位孔主要是定位及限
制活動(dòng)臂圓弧運(yùn)動(dòng)的范圍，從而使平帶即刻松弛
且保護(hù)操作者的人身安全。
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圖4 平帶活動(dòng)臂示意圖
(2)頂桿組件
為實(shí)現(xiàn)活動(dòng)臂的圓弧活動(dòng)完成其定位及上下
活動(dòng)的功能。本設(shè)計(jì)的活動(dòng)頂桿組件由調(diào)節(jié)螺桿
和桿體兩大構(gòu)件組成，結(jié)構(gòu)示意見圖5。其中調(diào)
節(jié)螺桿由桿頭、凸環(huán)、螺桿、螺母組成。桿頭與
活動(dòng)臂的定位孑L相配合完成定位作用；凸環(huán)限制
活動(dòng)臂下降幅度；通過螺桿由螺母進(jìn)行微調(diào)調(diào)節(jié)
桿頭
凸環(huán)
螺桿
螺母
螺紋孔
桿體
柱銷孔
圖5 頂桿組件示意圖
頂桿與平帶張緊的程
度。桿體由螺紋孔、桿
身、柱銷孔組成。螺紋
孔與螺桿配合，可調(diào)節(jié)
螺桿的長度以滿足活動(dòng)
臂對平帶的張緊需求。
柱銷孔為頂桿和下一級
運(yùn)動(dòng)構(gòu)件作連接。
(3)鉸鏈固定支座
支承件是機(jī)器中的
基礎(chǔ)零件，許多零部件
都直接或者間接固定在
支承件上以保持相對位
置，本安全保護(hù)機(jī)構(gòu)的
支承件只需滿足一般設(shè)
計(jì)的實(shí)用性、工藝性及
經(jīng)濟(jì)性即可 。鉸鏈固定支座專為頂桿組件上下運(yùn)
動(dòng)的服務(wù)而設(shè)計(jì)，只起到固定頂桿與連接下一級
操縱機(jī)構(gòu)的作用。支座由導(dǎo)向孔、搖桿支座、底
座、定位孑L組成。其作用簡單不作介紹。
(4)安全操作構(gòu)件
要實(shí)現(xiàn)平帶裝緊裝置的安全保護(hù)，除上述機(jī)
構(gòu)外，最后的機(jī)構(gòu)就是操作機(jī)構(gòu)，本著簡單、方
便實(shí)用的原則，采用搖桿手把連桿構(gòu)件作為裝置
的安全保護(hù)機(jī)構(gòu)，由搖桿手把、連桿框組成，結(jié)
構(gòu)示意見圖7。
4效果
4．1預(yù)防及操
作效果
該裝置在
開機(jī)、轉(zhuǎn)規(guī)格
上線或中途斷
線重新帶線操
作時(shí)，始終能
在牽引輪與牽
引平帶分離
(即平帶停止
運(yùn)行)狀態(tài)下
進(jìn)行，可有效
預(yù)防操作人員
在操作過程中
將手卷進(jìn)運(yùn)行
的牽引輪與牽
引平帶之間產(chǎn)
生的傷害事
故。
4．2安全防護(hù)
效果
操作方
便、快捷、實(shí)
用。操作人員
變位
定位孔
桿體導(dǎo)向孔
底座
搖桿支座
圖6 支承座示意圖
圖7 搖連桿構(gòu)件示意
通過右手進(jìn)行漆包線的牽引纏繞帶線，當(dāng)出現(xiàn)事
故時(shí)可通過左手把手柄拉下平帶張緊機(jī)構(gòu)，可立
即避免事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)單人輕快操作。
4．3實(shí)際應(yīng)用效果
本裝置改進(jìn)設(shè)計(jì)在梅州某漆包線企業(yè)立包機(jī)
上使用多年，新進(jìn)員工幾批次都未出現(xiàn)安全事
故，目前正在漆包機(jī)生產(chǎn)廠家推廣使用。
5裝置安全保養(yǎng)
本裝置涉及安全維護(hù)保養(yǎng)的機(jī)構(gòu)主要在頂桿
桿體與桿體導(dǎo)向孑L、搖桿手把與柱銷的潤滑、桿
頭與螺桿螺絲的配合等，在Et常的生產(chǎn)使用中，
注意如下維護(hù)保養(yǎng)：
(1)開機(jī)前，應(yīng)檢查定位螺母是否緊同，如
有松動(dòng)，應(yīng)重新校準(zhǔn)頂桿與平帶張緊程度達(dá)到滿
足生產(chǎn)時(shí)的有效距離；
(2)注意桿體與導(dǎo)向孔之間的潤滑狀態(tài)，停
機(jī)后及時(shí)涂抹潤滑油，達(dá)到防銹防磨損且潤滑良
好的效果。
李志堅(jiān)：平帶張緊裝置安全保護(hù)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì) 經(jīng)驗(yàn)
6結(jié)束語
本文討論的設(shè)計(jì)，只是針對平帶張緊裝置設(shè)
計(jì)，更多關(guān)注的是對裝置安全功能的構(gòu)思和面對
人機(jī)安全操作的創(chuàng)意。結(jié)合取得的效果得出如下
結(jié)論：
(1)裝置設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)了張緊裝置預(yù)期的
安全保護(hù)功能；
(2)裝置制造成本適宜，安全性價(jià)比高，具
有良好的工藝性。
參考文獻(xiàn)：
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會保障出版社，2012．
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社．2011．
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版[M]．北京：中國勞動(dòng)社會保障出版社，2012．
[4]林宋，夏新念．機(jī)械設(shè)計(jì)師職場必備[M]．北京：機(jī)
械工業(yè)出版社，2011．
設(shè)計(jì)對操作安全的影響是根本的，只有探求 作者簡介：李志堅(jiān)，男，1965年生，廣東梅州人，碩士，
裝置的用途、功能原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)技法，機(jī)器 高級工程師。研究領(lǐng)域：銅材深加工機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)及開發(fā)
就會有所進(jìn)步，有所創(chuàng)造，有所發(fā)明 。 應(yīng)用。已發(fā)表論文3篇。 (編輯：王智圣)
· —·+一-—’一-— 卜-+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ 一+ -+ -+ 一+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ --t---十·+ -+ --4-·
(上接第70頁)
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(a)方案一車身在彎曲T況下整體綜合應(yīng)力云圖 (b)方案一車身彎曲工況下整體變形云圖
II-1．533E’o
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(c)方案一車身在彎扭工況下整體綜合應(yīng)力云網(wǎng) (d)方案一車身彎扭工況下整體變形云圖
圖5 方案一車身彎扭工況下綜合云圖
表6 優(yōu)化方案對比
方案在彎曲和彎扭工況下的車身性能參數(shù)進(jìn)行比
較，最終得出可實(shí)施方案。該方案能夠在保證原
車骨架強(qiáng)度、剛度的同時(shí)有效減重，為該車的改
進(jìn)及同類車型的優(yōu)化提供借鑒。
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[4]郁崇文，汪軍， 王新厚．工程參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)
[M]．上海：東華大學(xué)出版社，2003．
作者簡介：張怡，女，1981年生，河南洛陽人，碩士，
講師。研究領(lǐng)域：車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化與安全技術(shù)。
(編輯：向 飛)
一一～ —-【 5E∞+78‘ 6E∞+57 035BE∞+ 37E∞●一， E∞+35霉～ 27Ee∞+一 1258E∞+ 39E∞+14 -157EMgr L0EO∞●

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