摘 要：本設(shè)計(jì)先通過(guò)對(duì)船用調(diào)節(jié)器工作原理分析和對(duì)機(jī)構(gòu)方案進(jìn)行對(duì)比選擇分析，確定本文所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方案。利用PRO/E軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算校核。最后，從加工工藝上對(duì)重要的零件進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：冷卻 潤(rùn)滑 調(diào)節(jié)器

中圖分類號(hào)：TH164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（b）-0008-02

The Ship Regulator design base on PRO/E software

Zhang Chuang

（CNPC Liaoning Petroleum Equipment Industries Co.Ltd，Panjin Liao ning，124010，China）

Abstract： This design analyses the oil temperature regulator principle of work at first. The organization plan carries on the contrast choice analysis to the organization plan and determines the design of the structure of this progrPro/Emer. The structure carries on the modeling with PRO/E and parts of the design verification calculation.Finally，which the important components carries on the analysis from the processing craft.

Key Words：Cooling；Lubrication；Regulator

船用調(diào)節(jié)器是船用柴油機(jī)中重要的組成部分，對(duì)柴油機(jī)的冷卻水和機(jī)油溫度進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，對(duì)提高柴油機(jī)的熱效率和機(jī)械效率，降低燃油耗率、改善排放，提高使用壽命都具有一定的促進(jìn)作用[1～2]。

1 原理分析及方案設(shè)計(jì)

當(dāng)溫度變化比較大的時(shí)候，船用傳感器將冷卻液出口處的溫度信號(hào)傳送給微控單元，此信號(hào)經(jīng)過(guò)處理通過(guò)判斷溫度是否超過(guò)規(guī)定的正常工作時(shí)的溫度，確定是否改變調(diào)節(jié)器開度。

開式冷卻系統(tǒng)一般是用海水泵將海水吸入，送至冷卻部分，冷卻后將海水排出。閉式冷卻系統(tǒng)利用淡水進(jìn)行循環(huán)冷卻，冷卻室與各個(gè)管路之間呈現(xiàn)封閉循環(huán)。

2 船用調(diào)節(jié)器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 曲柄搖桿機(jī)WjAUswliQekYrKIF/m8YLQ==構(gòu)

平面四桿機(jī)構(gòu)最基本的一種型式為圖1所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。構(gòu)件BoB只能繞其固定鉸鏈中心Bo在一定范圍內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)而稱為搖桿[3]。

2.2 壓力角、傳動(dòng)角和行程速比系數(shù)分析

圖2所示的曲柄搖桿機(jī)ABCD中，該力P的作用線與其作用點(diǎn)C的絕對(duì)速度vc之間所夾的銳角α稱為壓力角。傳動(dòng)角γ的大小是隨機(jī)構(gòu)位置的不同而變化的。為了保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳動(dòng)性能，通常應(yīng)使rmin≥40°。利用其傳動(dòng)角接近最大值rmax時(shí)進(jìn)行工作，從而節(jié)省動(dòng)力[4～5]。圖3所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)主動(dòng)件曲柄AB等速回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件搖桿CD則往復(fù)變速擺動(dòng)。由于a1（=180°+θ）>a2（=180°-θ），所以t1>t2，機(jī)構(gòu)的急回特性。

2.3 死點(diǎn)位置分析

圖4曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，若搖桿CD為主動(dòng)件，而曲柄AB為從動(dòng)件這時(shí)主動(dòng)件CD通過(guò)連桿作用于從動(dòng)件AB上的力恰好通過(guò)其回轉(zhuǎn)中心，此種位置稱為死點(diǎn)位置。

3 船用調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算

3.1 調(diào)節(jié)器直徑的選取

本次設(shè)計(jì)先給定油壓工作壓力P= 0.4 MPa和v=4 m/s，參照摩擦系數(shù)表數(shù)m=0.25；摩擦副間的摩擦系數(shù)m=0.10[6]。P=0.4 MPa；摩擦系數(shù)m=0.25；v=4 m/s；μ=0.10。P=2.0x105P系統(tǒng)吸收的熱量Q為：Q=a·Ne·ge·Hu；式中：Ne、ge分別為柴油機(jī)的標(biāo)定功率和燃油消耗率，kW和g/kW·h；Hu為燃油的低熱值，J/kg；a-發(fā)熱量的百分比。取a=0.10～0.25；查得：Ne=440 kW；ge=3400 kg/kW·h；Hu=42.7 kJ/kg；a=0.25代入式中：Q=a·Ne·ge·Hu=0.25×440×3400×42.7=1.60×107

循環(huán)量為：G1===382 m3/h；由流量公式：G1=0.25·vπd2得到：d=184.3 mm

3.2 強(qiáng)度校核

3.2.1 活塞缸體強(qiáng)度校核

初始數(shù)據(jù)：D1=9.9 cm；D=8.2 cm；d= 2.0 cm；P=主壓力-回程壓力；p液體工作壓力；

船用調(diào)節(jié)器液壓缸的校核選用液壓缸內(nèi)可以達(dá)到最高的壓力p=170 kgf/cm2校核驗(yàn)證。

3.2.2 中段強(qiáng)度和缸底強(qiáng)度校核

用第四強(qiáng)度理論計(jì)算。δ=（1000-1200）kgf/cm2≤[δ]，缸體的中段強(qiáng)度滿足要求。

按圓形平板彎曲計(jì)算：δ=1000 kgf/cm2≤[δ]；P=170 kgf/cm2；D=10 cm，B=3 cm；

D1=2.5 cm D2=0.5 cm代入上式：δ=528.3 kgf/cm2≤[δ]

4 船用調(diào)節(jié)器PRO/E軟件建模

PRO/E軟件建模中，可以實(shí)現(xiàn)快速方便將船用調(diào)節(jié)器進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)三維可視化操作。

5 零件加工工藝分析

內(nèi)徑在100 mm以下的缸套是小直徑缸套。由于內(nèi)孔比較小，加工出精度高、粗糙度要求高的內(nèi)孔更不容易。必須考慮合適的工藝和工藝裝備[7]。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次論文任務(wù)的完成，得出如下結(jié)論。

船用調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)主要是用以解決船用柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)耗能大的問(wèn)題。是對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化修正的過(guò)程。確定結(jié)構(gòu)主要參數(shù)。用PRO/E軟件進(jìn)行建模、可以更好的掌握零件的結(jié)構(gòu)，使設(shè)計(jì)的結(jié)果更加完善。零件加工的質(zhì)量直接影響控制精度和使用的壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]趙樹光，黃劉琦.船舶動(dòng)力裝置自動(dòng)化[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1981：186-198，240-260.

[2]陳大榮.船舶柴油機(jī)設(shè)計(jì)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1985：205-246，382-406.

[3]羊有道.平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能研究[D].上海：東南大學(xué)，2006.

[4]張靜.平面連桿機(jī)構(gòu)最佳傳動(dòng)角設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)的研究[D].山東：煙臺(tái)大學(xué)，2007.

[5]郭向陽(yáng).平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，15（2）：29-32.

[6]汝元功，唐照民.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，1995，25-52，100-150，230-300，450-530.

[7]黃天銘.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，1988：52-63，95-120.