大型风机油冷器辅助温度调节装置设计

徐连强，周惠明，赵翠萍

（无锡工艺职业技术学院机电系，江苏宜兴 214206）

大型风机油冷器辅助温度调节装置设计

徐连强，周惠明，赵翠萍

（无锡工艺职业技术学院机电系，江苏宜兴 214206）

针对大型风机油冷器温度控制要求，设计了“百叶窗”式连杆辅助油温调节结构，并对平行四边形连杆机构的运动特性进行了分析。通过调节叶片在在0°～90°角度范围内开启与闭合，实现对冷却风量的控制，达到调节油温目的。该机构结构简单，操作方便，能够很好地实现风量对风机油温的调节控制，对大型风机油温调节提供了实践借鉴意义。

风机；油温调节；百叶窗；连杆机构

1 百叶窗调节门工作原理

图1 油冷器

图2 风量调节机构

在大型鼓风机运行过程中，润滑油通过机油冷器调节，如图1所示。油冷器油温度需要保持恒定温度，油温过高，会降低润滑油密度，相同体积流量下的润滑油所带走的热量减少，不利于及时带走轴承及运动部件相对运动时产生的大量的摩擦热，致使油温继续升高，润滑油质量下降，润滑失效。但在实际生产中，由于工作环境恶劣和室内温度过高，油冷器本身调节油温受到限制，鼓风机常因油温过高而发生停车，直接影响安全生产，需要通过风冷来辅助调节油温。在不同季节，通过冷却风量大小来辅助冷却油冷器，例如夏季需要调大风量，冬季则需要减少风量以保持油温恒定。根据风机工作需要，设计了“百叶窗”式风量冷却调节结构，如图2所示。通过对风量的调节来控制冷却器油温。在0°～90°范围内，能实现调节叶片自由开启与闭合，保持油温恒定。

2 百叶窗调节门具体结构设计

如图3所示，总体尺寸为1 012 mm×550 mm×550 mm，整体结构为方形结构。主要由驱动组合件、百叶门组合件、螺栓螺母等标准连接件构成[1]。

2.1 驱动组合件

由驱动门摇臂、定位盘、手柄、定位杆、弹簧、驱动门驱动轴等主要零部件构成，如图3所示。驱动轴与定位盘连接部分为方形结构，驱动轴通过螺栓与调节门联接，把摇臂转动一个角度，通过驱动轴带动调节门叶片转动。然后通过手柄、定位杆和弹簧固定在定位盘上，调节门叶片开启角度就确定下来。调节范围为90°（全闭）到0°（全开），在定位盘上开几个定位孔，就可以实现调节门在不同设计角度下开启与闭合。

图3 百叶窗结构设计图

2.2 百叶门组合件

如图4所示，包括主动百叶门与从动百叶门组合件，从动百叶门与驱动轴通过螺栓连接，直接由驱动轴驱动。动百叶门组合件包括长链板、短链板、销轴、销及螺母垫圈等。长链板与短链板通过销轴联接。在驱动轴上，短链板方孔与驱动轴方形轴径部分联接，这样驱动轴通过短链板带动长链板运动，长链板带动其他短链板运动，进而带动其他调节门转动起来。

图4 百叶门组合件

3 平行四边形连杆特性分析

百叶窗调节驱动部分设计主要采取了平行四边形连杆机构运动原理，如图6所示。

平行四边形连杆机构是双曲柄机构一种形式，两曲柄等长，连杆与机架平行，故称平行四边形机构，其特点是：两曲柄的旋转方向相同，且角速度时时相等，连杆作平移运动[2]。

图5 驱动门组合件

图6 平行四边形连杆运动分析

应当注意，这种机构当四个铰链中心处于同一直线时，将出现运动不确定状态，为了消除这种运动不确定状态，可以采用两组相同机构彼此错开90°固联组合，或者增加虚约束，可以把图6中中间四个曲柄看成虚约束，则自由度为F=3× 3-2×4=1，当驱动轴驱动主动曲柄时，其他从动曲柄以相等角速度ω朝同一方向运动。当整个机构匀速转动时，各从动门受到力矩之和（M1～M5）与驱动门力矩M相等，即有M=M1+M2+M3+ M4+M5，在理想因素下，M1=M2=M3=M4=M5。

4 结语

由于驱动机构采取平行四边行连杆机构，使得各个调节叶片运动特性参数相同，在0°～90°范围内，能实现调节机构在不同设计角度下开启与闭合，能够很好地实现风量大小的调节，该机构结构简单，操作方便。在实践运用中，能够很好地实现冷却风量的调节控制，满足油冷器油温调节要求，为矿山大型风机油温调节提供了实践借鉴意义。

［1］成大先.机械设计手册［M］.北京：化学工业出版社，2008.

［2］赵韩，田杰.机械原理［M］.合肥：合肥工业大学出版社，2009.

(编辑：王智圣)

图10 静态分析结果

参考文献：

［1］罗飞，曾齐高，陈恒亮，等.基于Pro/Mechanica的电梯曳引机承重梁的模态分析［J］.机电工程技术，2014（02）：57-60，101.

［2］二代龙震工作室.Pro/MECHANICA Wildfire 5.0结构/热力分析［M］.北京：清华大学出版社，2011.

［3］孟少农.机械加工工艺手册［M］.北京：机械工业出版社，1991.

［4］姜彬，郑敏利，李振加.数控车削用量优化切削力约束条件的建立［J］.机械工程师，2002（08）：38-40.

［5］肖逸锋.WC-Co梯度硬质合金的设计、制备及其特性研究［D］.长沙：中南大学，2008.

第一作者简介：曾齐高，男，1984年生，江西广丰人，硕士，工程师/高级技师。研究领域：机电一体化，数控加工等。已发表论文6篇。

(编辑：阮 毅)

Adjust the Auxiliary Temperature Device Design of Large Wind Oil Cooler

XU Lian-qiang，ZHOU Hui-ming，ZHAO Cui-ping
（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Wuxi Institute of Arts and Technology，Yixing214206，china）

In view of the large wind oil cooler temperature control requirements，design the blinds type connecting rod auxiliary temperature adjusting structure，and the parallelogram motion characteristics of linkage mechanism are analyzed.By adjusting the blade in the 0°angle within 90 degrees of opening and closing，to realize the control of the cooling air，to adjust the temperature，the mechanism is simple in structure，convenient in operation，can realize the control of temperature in air blower，the large wind turbine oil temperature regulation provides practical reference.

fan；temperature regulation；blinds；linkage mechanism

TH44

：A

：1009－9492(2014)12－0194－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.12.050

徐连强，男，1973年生，河南罗山人，硕士研究生，讲师/工程师。研究领域：逆向工程，机械设计与制造。

2014－06－10