风扇离合器硅油加注机的研究与应用

李红斌

（苏州健雄职业技术学院，江苏 太仓 215411）

风扇离合器硅油加注机的研究与应用

李红斌

（苏州健雄职业技术学院，江苏 太仓 215411）

不同的硅油离合器需要依赖人工注射不同粘度配比的硅油。为提高灌注效率，实现机器换人，设计并应用了一个自动硅油加注系统。该系统能够自动注射不同配比的硅油，从而大大提高了硅油的注射效率和配比精度，并利用扭矩控制的方法实现了高粘度硅油的驱动注射。

硅油加注机；硅油离合器；PLC控制

先进的自动化技术是提升和改进传统生产过程的重要手段，自动化技术的水平将直接影响到产品的质量、产量、成本、劳动生产率。该硅油离合器生产企业在未进行自动化改造之前，注油方式为人工灌注，不但效率低，加注量也不精确。由于硅油的粘度非常大(100000～600000cps)，常规的注油方式加注时间长，加注质量得不到保证，而且还会造成硅油的浪费。自动硅油加注系统的开发与应用，极大地提高了硅油的注射效率和配比精度，使企业可提高生产效率，降低人力成本，保证产品质量。

1 系统组成及工作原理

该硅油加注机要给风扇离合器加注不同种类的硅油，主要由机架、加注机构、供油装置组成，如图1所示，加注机构设置在机架上，由4个点胶阀组成，分别提供1000、10000、20000和50000CST四种粘度的硅油。该硅油加注机要给风扇离合器加注不同种类的硅油，因此加注机构由多个管路组成，整体呈倒三角结构，采用此结构可同时灌注多种硅油，并且可达到空间的利用最大化。加注机构如图1所示；供油装置位于机架下后方，包括伺服驱动气缸，由于油桶较大不放置在机架中；加注机构与供油装置通过真空管路连接，供油装置包括定量缸驱动气缸。通过该自动硅油加注系统是硅油风扇离合器生产中的重要环节，该注硅油系统工作过程包括自动和手动工作两个过程，自动工作时，打开电源开关，将电源开关旋向“开”档，按下显示器开关，打开触摸屏界面，点击“型号选择”，在“请输入”对话框中输入需注油的离合器型号，系统自动将不同种类的硅油配比好，显示在界面中，操作员核实配比后，进行试注，并校对比重，若无问题，则可以进行风扇离合器的硅油注射。工作时，将风扇硅油离合器通过定位装置进行定位，以保证风扇硅油离合器需要灌注的地方对准加注机构 。供油装置一次提供定量硅油，通过加注机构上的加注头对风扇硅油离合器进行硅油加注。

图1 加注机构实物图

2 控制系统方案

控制系统选用欧姆龙的可编程逻辑控制器对其功能动作进行控制，并采用工业触摸屏来实现系统的控制、参数设置与工作状态及内部参数显示。该系统主要是对不同硅油进行配比注射，为保证配比精度，注射控制采用PLC控制伺服电机，伺服电机通过减速器与精密齿轮泵连接来控制硅油的注射量。控制系统整体结构如图2所示。在首次试验中，我们未选取行星减速器，直接用电机驱动齿轮泵，结果对于大粘度的硅油，未能驱动。

3 元器件选择

不同粘度的硅油对齿轮泵产生的阻力不同，粘度越大，所需的驱动力矩就越大，因此，合理的选择电机得到匹配输出扭矩尤为重要。根据硅油的粘度不同，该系统中选用了两个型号的伺服电机，分别为信捷MS-130ST-M10015A-41P5和MS-80ST-M02430A-20P7。PLC的选择根据系统控制对象的输出点数及输入点数统计，并考虑一定的余量，选用欧姆龙XC5-32RT-C型PLC，触摸屏控制选用12寸工业平板电脑，兼容性强，并可安装组态软件便于维护。控制系统中用到的主要元器件如表1所示。

表1 控制系统的主要元器件列表

4 控制软件设计

（1）组态设计。人机界面包括主界面、手动控制界面、自动控制界面、型号选择及报警界面。自动控制界面中显示了各种硅油的实时注射量，操作者的工号、当前加注的产品型号，并记录当前加注产品的数量，便于产量的统计，如图3自动控制界面所示。在自动控制画面中还可以对加注产品的型号进行选择，当选择好型号后自动生产需要加注的硅油数量，无需手动输入。手动工作过程，需要使用者对电机的速度、产品型号、每一种硅油的配比手动输入，一般是用于新产品的注硅油调式中，若调式成功后，可记录该产品型号所需的硅油配比。下次再使用中则无需手动输入（图4）。

图2 控制系统图

图3 自动控制界面

图4 手动控制界面

（2）PLC程序设计。自动注硅油系统的控制程序使用主程序和子程序编程，包括主程序及手动控制子程序、自动控制子程序和故障报警显示子程序，程序结构清晰明了便于修改。主程序实现系统的运行、停止等，自动控制子程序包括了后台数据库的

读取、实时液位的显示等，故障报警子程序实现了液位报警等功能。

5 结语

自动硅油加注系统是通过“伺服电机+行星减速器”控制精密齿轮泵的方式增大启动扭矩，实现了多种高粘度硅油的驱动注射，自动化程度高，加注量精确。该系统在实际的生产实践中性能良好，很大程度上提高了硅油的注射效率和配比精度。

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U463.212

A

1671-0711（2016）12（下）-0154-02

江苏省高校机电一体化技术品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015B188）。