齿轮油定量加注机设计开发

李建新，高晓斌，陈春辉

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

前言

油液加注工作是在汽车装配过程中必要的工位，发动机、变速箱、桥包、轮边减速器等这几个位置都需要进行齿轮油加注，齿轮油加注设备的主要功能是实现定量加注，可以自动检测加注量，达到设定加注量后设备能自动停止运行，这样装配工只需要把加注枪有效固定在加注口内，按启动控制按钮就能完成定量加注工作，避免了加注过程中的跑冒滴落现象，降低人员劳动强度。

加注设备的基本构成需要如下部件：①存储装置（油箱），②输送管路，③输送泵。这样加注口——输送泵——存储装置用管路连接起来就可以实现油液加注功能。

1 油箱设计

（1）油箱一般选用不锈钢制成罐状，为了防止油液污染，做成可拆卸式密封或者半密封形式，如果做成可拆卸式密封形式需要使用法兰盖和密封圈来实现，并在油箱上增加排气阀和安全阀。

（2）油箱内油液使用后需要及时补充油液，因此需要在油箱最上面设计补液口。

（3）为了实现全自动补液，需要通过监测方法及时发现油箱内液体的储存量，因此需要在油箱最上部设计电子液位计安装孔，或者侧面设计上下两个玻璃管液位计安装孔。电子液位计通过浮球的位置和动作反馈，玻璃管液位计通过在玻璃管上增加光电感应开关，来控制补液开关实现自动补液。

（4）油箱需要与输送泵连接实现油液加注，因此需要在油箱下部设计加注口，但不能在最底部，避免油液长期使用的杂质沉淀在底部被吸入加注管路。

（5）如果油液粘稠，冬季温度太低，油液粘度变大，加注速度会很大降低甚至无法加注。为了避免以上情况，需要对油箱进行恒温设计，一般选择①油箱外包覆加热毯，②油箱内设计加热管，③油箱外或者内设计加热腔三种方式。恒温设计需要时时监控油液温度，达到设定温度后要立即停止加热部件工作，避免温度过高发生事故，因此需要在油箱上设计温度检测口，可以根据油箱体积大下，酌情增加温度检测口。如果是油液直接加热的方式，需要在油箱上设计加热管安装口，考虑油液长时间加热，会在加热管上附着积碳，积碳积累太多会严重影响加热效果，因此需要对加热管定期清理更换，因此加热管安装口要尽量设计大点，必要时可以用法兰盘和密封圈实现转换。

（6）如果油箱过大，为了避免油液加热不均匀，需要设计搅拌功能，在油箱上设计搅拌泵安装口。

（7）为了实现油箱的清洗功能，还需要在油箱最下部设计排液口。

通过以上分析，油箱上设计的孔总计为：①排气阀口，②安全阀口，③补液口，④液位计口，⑤加注口，⑥温度计口，⑦加热管安装孔，⑧搅拌泵安装口，⑨排液口。

2 输送管路设计

（1）补液管路分为集中自动补液和人工自动补液，集中自动补液由油库通过管路自动补液，在液位计监测到液位降低到补液监测点的时候，控制系统控制补液管上的电动截止阀打开，管道自动补液到最高液位监测点，控制系统关闭电动截止阀；人工自动补液是集中补液的补充，一般用于没有集中油库或者集中补液量不足的情况，由外接输送泵从成品油桶内把油抽到油箱里，一般在油箱液位达到补液监测点后，控制系统发出报警信号，由人工控制补液泵的开关和电动截止阀的开关来实现补液。因此补液管路上需要设计两路管路（没有集中补液的场所设计一路），管路上阀件安装顺序为①过滤器，②单向阀，③机械三通，④电动截止阀。

图1

（2）加注管路需要实现定量加注，因此在加注管路上需要设计流量计，由流量计控制电动截止阀门油液加注；考虑油液的清洁问题，需要在泵出口设计过滤器；考虑设备功能，可以设计为双枪或者三枪加注，实现生产线上多个产片同时加注；考虑到管路安全问题，需要设计回油管路。因此加注管路上的阀件安装顺序为图1。

3 控制系统设计

（1）首先要控制加注，有几个枪就要设置几个加注按钮，按下加注按钮，联动控制加注管路上的电动截止阀打开；同时控制泵启动，如果是电动泵，控制泵的接触器吸合，如果是启动泵，控制气源的电磁阀通气；同时控制回油管路上的电动截止阀关闭。

（2）加注到流量后，需要流量计控制加注自动停止，流量计达到设定流量后，给PLC信号，PLC接到信号后，控制加注管路的电动截止阀关闭；同时控制泵关闭；同时控制回油管路上的电动截止阀打开；同时流量计数清零。

（3）需要设计手动停止按钮和急停按钮，其控制方式与流量自动控制相同。

（4）设计流量选择按钮，可以在PLC设定多个流量，按下不同按钮，设备执行不同的加注量，来控制不同流量之间的快速选择切换。

（5）需要设计温度控制系统，由温度检测仪、加热管、接触器等元件组成，设定PLC程序，在温度检测仪检测到温度达到设定温度的上限值时，加热管断电，停止加热；温度达到设定温度的下限值时，加热器通电，开始加热。设计单次连续加热时间和报警功能，如果温度检测仪或者加热管接触器粘连发生故障，造成加热管持续加热，会对润滑油品的品质造成破坏，严重会发生火灾爆炸等情况，因此需要设计安全保护回路，如果单次连续加热时间超过设定值，PLC发出信号给报警器报警，并切断主接触器，使加热管断电，等待人员维修处理。

（6）设计自动补液功能，由液位传感器检测油箱液位，达到设定下限后控制补液管路上的电动截止阀打开，自动开始补液；达到设定的液位上限时，关闭电动截止阀。这里也需要设计保护回路，在下限点的下方和上限点的上方再增加两个点，连接报警装置，下限位下方的点动作后，控制电动截止阀打开，自动补液，并发出报警信号，在显示屏上显示故障信息，同样上限位上面的点动作后，控制电动截止阀关闭，并发出报警信号，在显示屏上显示故障信息。

（7）设计手动补液功能，在人员空闲时候，可以按此按钮对油箱进行补液，达到上限位后，自动停止补液。如果有外置补液泵，也需要设计手动补液按钮，在人员把外置补液泵和外置油桶连接好之后，按下此按钮就能实现外置补液。

（8）设计搅拌泵控制系统，加热管工作的时候，搅拌泵要同时搅拌；同时温度检测仪也能控制搅拌泵的动作，在温度达到设定温度后，搅拌泵关闭。（9）最后设计压力传感器，与急停按钮连接，在油箱内压力过大时，压力开关关闭设备主控电源，并发出报警信息。至此设备的所有需要设计的部件已经阐述完成，但是全是散件也不行呀，所以我们要把这些散件有序的排布在一个柜子内，这样能方便设备的整体移动，这里需要注意把电控盘和油箱分离，油液在加热状态下，会出现一些油雾，附着在电气元件上，难看清理困难也影响元件的寿命；同理也要把邮箱和管路上的电动截止阀、流量计等元件分隔。

以上所说的就是一台定量加注机的设计思路，操作人员只需要选择好合适的流量后，把加注枪放置在加注口内，按下启动按钮就可以实现自动加注，整个加注环节方便快捷，可以在工厂内推广应用。