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平帶張緊裝置安全保護機構的改進設計

文檔作者：李志堅文檔來源：梅州I市金雁實業集團公司		點擊數：	更新時間： 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機構的改進設計
李志堅
(梅州I市金雁實業集團公司， 廣東梅州 514021)
摘要：針對立式漆包機平帶張緊裝置的安全隱患問題，運用杠桿原理，采取串聯式組合設計，提供了一種簡便、實用及具有更
高操作安全的機構的平帶張緊裝置。
關鍵詞：張緊裝置；平帶；安全機構；改進設計
中圖分類號：TM245 ．1 文獻標識碼：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
立式漆包機生產漆包線的收線牽引助力裝置
屬摩擦型平帶傳動類，由主動輪(線纜行業稱牽
引輪)、從動輪、張緊輪和傳動帶組成。其結構簡
單、制造、安裝和維護方便，且成本低廉而被廣
泛應用 I。傳統牽引助力裝置的設計雖滿足了上述
要求，但忽略了操作人員在手工操作時稍有不
慎，很容易將手卷進牽引輪與平帶之間而產生的
人身傷害事故。
創新不在乎規模的大小，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，就是好的設計 。本文針對
平帶張緊裝置的安全隱患，運用杠桿原理，采取
串聯組合設計形式，提供了一種簡便、實用及具
有更高操作安全的工裝設備。
1傳統平帶張緊裝置安全缺陷分析
1．1絲桿式平帶張緊裝置結構
立式漆包機漆包線生產從烘爐出線后采用的
牽引助力——絲桿式平帶張緊裝置，其機械結構
示意圖如圖1所示。
圖l 傳統平帶裝緊裝置結構示意圖
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
手輪轉動拉動絲桿滑塊的水平運動，再通過張緊
輪調整平帶與主動輪的張緊程度，從而達到不打
滑的目的并實現漆包線的有效牽引。
企業生產設備是固定的，操作人員流動性
的變數很大，不斷有新手調人進行設備的生產
操作。當操作人員進行漆包線生產的收線牽引
收稿日期：2013—03—28
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李志堅：平帶張緊裝置安全保護機構的改進設計 經驗
助力繞線操作時，由于無“一朝被蛇咬，十年
怕草繩”的經歷和經驗，雖進行了必備的設備
安全操作規程教育，但安全操作的不規范、反
手逆時針操作、防患意識不強等因素制約，傷
害事故往往在所難免。
1．3缺陷結論
通過結構及人員的操作分析，該裝置最大的
安全缺陷是：當出現人身傷害事故時，用手轉動
螺桿產生的位移和速度不能滿足被卡夾的手應即
刻脫離平帶與主動輪之間，導致手無法快速脫離
張緊裝置而產生傷害事故。
2改進設計思路
在保持平帶與主動輪對漆包線導體不拉細及
漆膜不損傷的功能下，不改變主動輪與平帶的原
結構尺寸，主要改變從動輪、張緊輪、平帶張緊
機構對操作使用有安全隱患的結構布局，改進分
析思路見圖2。
廠不變一[
平帶裝緊
裝置改進l 廠從動輪一快速放松平帶一改進與張緊輪的搭配方式
L改變_卜張緊輪一縮L 短放松時間一改進張緊輪控制摩擦力的機構
張緊機構一簡單、始價廉_f= 囂塞
L連桿機構應用
3系統設計
3．1機器設計
根據改進分析樹圖，構思的平帶張緊裝置安
全保護裝置主要由五大機構組成：一是繞線工藝
機構。由分線輪和主動輪組成；二是平帶活動
臂。由平帶、活動臂、從動輪、張緊輪、定位孔
組成；三是頂桿組件，由調節螺桿、桿體組成；
四是鉸鏈固定支座，由導向孔、曲柄支座組成；
五是安全操作構件，由連桿框、搖桿手把組成，
其結構示意見圖3。
3_2工藝性設計
在產品設計開發時，設計者不但要按照優化
設計、可靠性設計的原則開發出性能、功能令用
戶滿意的產品，還應密切注意工藝性、易制造
性，最好能緊密結合廠情和企業現有的裝備情況，
化繁為簡，體現結構、精度、資源、工藝性和成本
的最佳匹配，做到產品設計“恰到好處” 。本裝
置改進設計時的工藝性就體現這一點。
圖3 改進平帶張緊裝置示意圖
(1)繞線工藝設計
本工藝采取了導輪與主動輪搭配，根據漆包
線規格大小在導輪與主動輪之間來回繞圈的做
法，在放松平帶后無摩擦力的狀態下，仍能保持
一定的收線牽引力，確保正常生產的漆包線不致
在烘爐突然無牽引速度而烤焦引起經濟損失。此
設計雖然與安全機構無關，但低成本不僅體現在
設計、制造上，更要體現在設備與生產工藝相結
合的經濟性。
(2)繞線方向
此設計是基于人的操作習慣及安全角度等因
素考慮而改進的工藝路線，即反手操作改順手操
作，并與繞線工藝方式同步進行，如圖3所示。
3．3構件設計
據統計，在整個機械設計過程中，平均約
80％的時間用于結構設計。結構設計的工作質量
對滿足產品的功能要求、保證產品質量和可靠
性、降低產品成本具有十分重要的作用。當設計
修改的損失是1時，制造的修改損失將是100[ 。
為避免這一損失，本構件從功能、操作安全、簡
便實用相結合的原則進行設計。
(1)平帶張緊活動臂
平帶張緊活動臂由活動臂、從動輪、張緊
輪、變位孔組成，其結構示意見圖4。平帶張緊
程度是決定安全操作出現意外時的主要因素，平
帶能否即刻松弛是機構安全的關鍵，本活動臂的
設計巧妙地將從動輪與張緊輪安裝固定在活動臂
的兩端，從動輪固定在主機機體上，張緊輪可隨
活動臂上下作圓弧運動，變位孔主要是定位及限
制活動臂圓弧運動的范圍，從而使平帶即刻松弛
且保護操作者的人身安全。
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圖4 平帶活動臂示意圖
(2)頂桿組件
為實現活動臂的圓弧活動完成其定位及上下
活動的功能。本設計的活動頂桿組件由調節螺桿
和桿體兩大構件組成，結構示意見圖5。其中調
節螺桿由桿頭、凸環、螺桿、螺母組成。桿頭與
活動臂的定位孑L相配合完成定位作用；凸環限制
活動臂下降幅度；通過螺桿由螺母進行微調調節
桿頭
凸環
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，可調節
螺桿的長度以滿足活動
臂對平帶的張緊需求。
柱銷孔為頂桿和下一級
運動構件作連接。
(3)鉸鏈固定支座
支承件是機器中的
基礎零件，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，本安全保護機構的
支承件只需滿足一般設
計的實用性、工藝性及
經濟性即可 。鉸鏈固定支座專為頂桿組件上下運
動的服務而設計，只起到固定頂桿與連接下一級
操縱機構的作用。支座由導向孔、搖桿支座、底
座、定位孑L組成。其作用簡單不作介紹。
(4)安全操作構件
要實現平帶裝緊裝置的安全保護，除上述機
構外，最后的機構就是操作機構，本著簡單、方
便實用的原則，采用搖桿手把連桿構件作為裝置
的安全保護機構，由搖桿手把、連桿框組成，結
構示意見圖7。
4效果
4．1預防及操
作效果
該裝置在
開機、轉規格
上線或中途斷
線重新帶線操
作時，始終能
在牽引輪與牽
引平帶分離
(即平帶停止
運行)狀態下
進行，可有效
預防操作人員
在操作過程中
將手卷進運行
的牽引輪與牽
引平帶之間產
生的傷害事
故。
4．2安全防護
效果
操作方
便、快捷、實
用。操作人員
變位
定位孔
桿體導向孔
底座
搖桿支座
圖6 支承座示意圖
圖7 搖連桿構件示意
通過右手進行漆包線的牽引纏繞帶線，當出現事
故時可通過左手把手柄拉下平帶張緊機構，可立
即避免事故的發生，實現單人輕快操作。
4．3實際應用效果
本裝置改進設計在梅州某漆包線企業立包機
上使用多年，新進員工幾批次都未出現安全事
故，目前正在漆包機生產廠家推廣使用。
5裝置安全保養
本裝置涉及安全維護保養的機構主要在頂桿
桿體與桿體導向孑L、搖桿手把與柱銷的潤滑、桿
頭與螺桿螺絲的配合等，在Et常的生產使用中，
注意如下維護保養：
(1)開機前，應檢查定位螺母是否緊同，如
有松動，應重新校準頂桿與平帶張緊程度達到滿
足生產時的有效距離；
(2)注意桿體與導向孔之間的潤滑狀態，停
機后及時涂抹潤滑油，達到防銹防磨損且潤滑良
好的效果。
李志堅：平帶張緊裝置安全保護機構的改進設計 經驗
6結束語
本文討論的設計，只是針對平帶張緊裝置設
計，更多關注的是對裝置安全功能的構思和面對
人機安全操作的創意。結合取得的效果得出如下
結論：
(1)裝置設計合理，實現了張緊裝置預期的
安全保護功能；
(2)裝置制造成本適宜，安全性價比高，具
有良好的工藝性。
參考文獻：
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械工業出版社，2011．
設計對操作安全的影響是根本的，只有探求 作者簡介：李志堅，男，1965年生，廣東梅州人，碩士，
裝置的用途、功能原理、結構和設計技法，機器 高級工程師。研究領域：銅材深加工機電設備設計及開發
就會有所進步，有所創造，有所發明 。 應用。已發表論文3篇。 (編輯：王智圣)
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(a)方案一車身在彎曲T況下整體綜合應力云圖 (b)方案一車身彎曲工況下整體變形云圖
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(c)方案一車身在彎扭工況下整體綜合應力云網 (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 優化方案對比
方案在彎曲和彎扭工況下的車身性能參數進行比
較，最終得出可實施方案。該方案能夠在保證原
車骨架強度、剛度的同時有效減重，為該車的改
進及同類車型的優化提供借鑒。
參考文獻：
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作者簡介：張怡，女，1981年生，河南洛陽人，碩士，
講師。研究領域：車身結構優化與安全技術。
(編輯：向 飛)
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