CN103406047B - 一种高效电动搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种高效电动搅拌装置，能够实现正反转搅拌以及一台设备多个位置的共同搅拌，可满足实验室及其他一些方面的搅拌要求。本发明中的高效电动搅拌装置主要由三大部分组成，依次是电机传动与控制部分，变速器部分，以及搅拌部分。通过外接伺服电机驱动器，能够精确的控制伺服电机的转速以及转动方式，实现一次调速，之后通过滚轮平盘式无级变速装置，实现二次变速和传动分流，带动六个单独的搅拌轴旋转，采用滚珠丝杠传动的升降台，能任意选择容器的大小以及调节容器内物料深浅。本发明的高效电动搅拌装置具有结构简单、效率高、成本低、易操作的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动搅拌装置，属于机械设计领域。
背景技术
电动搅拌器是生产和生活中常见的一种设备，它能使液体或气体介质强迫对流,然后使之均匀混合。根据工业生产以及生活中使用范围的不同,搅拌器有很多不同的类型,大到化工、核电领域的大型搅拌器,小到实验室或家庭中的小型搅拌器,形状大小不一,结构形式也各不相同,动力源、传动方式、搅拌方式也各有特点。
目前市场上大多数电动搅拌器的搅拌棒由电机直接带动，这虽然在一定程度上减少了传动过程中的能量损失，但是也造成了电机资源的浪费。本发明提供的一种高效电动搅拌装置，仅使用一台伺服电机传动，通过变速机构的传递，实现多个搅拌桨同时工作，这样便大大提高了伺服电机的使用效率以及搅拌装置的工作效率。与此同时，在设计的变速器中，增加了调速部分，使得六个搅拌桨的单独调速得以实现，该调速机构还带有悬停操作，可以单独控制搅拌桨工作与否；增设了升降台，方便地调节容器的高度；电机采用的是伺服电机，外接驱动器与计算机相连接，可以使搅拌轴非匀速转动，满足实验室及其他生产生活方面的搅拌要求。
发明内容
本发明的高效电动搅拌装置由电机部分、变速器部分、搅拌部分三部分组成。
电机部分，主要包括电机固定架和伺服电机，它是整个装置的动力源，底座底部是中通的，能够将电机和加热装置的电线引出，与外部各个功能器件相连接，底座底部安装多个可自由行走且能固定的滑轮，可任意旋转装置，方便操作人员分别查看六个容器内的搅拌情况，底座与电机固定架通过螺钉连接，伺服电机通过螺栓螺母紧固在电机固定架中间的横板上，伺服电机外接伺服电机驱动器和计算机，能够根据搅拌要求精确地调节伺服电机的转速和转动方式。
变速器部分，主要由主轴、平盘、滚轮、锥齿轮、调速机构、滚轮传动轴、锥齿轮轴组成，它是实现一台设备不同位置同时搅拌的核心机构，在变速器里能够实现二次变速，可以单独调节六个部分的转速，也可将滚轮悬停来停止一个或多个搅拌器的搅拌，调节过程灵活方便。主轴与电机轴通过联轴器联接，平盘采用键固定在主轴上，平盘中心处凹陷为碗形，平盘与六个滚轮相互挤压接触，六个滚轮按照60°的夹角摆放，滚轮与调速机构焊接在一起，调速机构是一个组合件，是将微型轴承和长条形的调速杆焊接在一起，调速机构分为同样的六个，这样便能够单独调节每个部分的转速而相互不受影响。调速杆与顶盖上部的调速螺帽配合，在顶盖上设有调速槽，调速螺帽能够在调速槽中左右移动，调速杆与顶盖的调速槽之间是过度配合，调速杆在这里还起到轴端固定的作用，根据传动比，顶盖上贴上刻度标示，方便地根据比例调节转速；微型轴承与滚轮传动轴之间是过盈配合，可使调速过程中提供足够的摩擦力，锥齿轮轴有一半的部分为空心轴，与滚轮传动轴套在一起，两轴之间能够相互滑动，锥齿轮轴与搅拌轴通过锥齿轮实现变向；弹簧安装于平盘下方，通过主轴的阶梯轴实现定位，起到压紧滚轮与平盘的作用，提高两者之间的摩擦力，实现两者之间的滚动传动。在传动过程中，由平盘带动滚轮旋转是基本的传动过程，由于在各个位置大盘的线速度不相同，所以滚轮的位置不同，其转速也不同，调速杆顶部与调速槽相互接触，起到固定滚轮的作用，调速槽分为上下两层，上层通过调速帽与下层调速杆相连接，调速帽拧紧之后便将它与调速杆紧固在调速槽上，拧松之后，能将调速帽左右滑动，以此来调节滚轮在平盘上的位置实现转速调节，其中，当滚轮滑入平盘中心的凹陷碗形部位时，滚轮与平盘不接触而悬停，该滚轮对应的搅拌停止，另外滑轨的长度根据大盘直径设定，不会出现滑出大盘的情况。
搅拌部分主要包括搅拌轴、搅拌桨、容器夹持器、加热圈、隔热垫以及升降台。搅拌桨通过螺栓螺母与搅拌轴连接起来，搅拌桨为可拆卸式，能根据需要选择合理的搅拌桨。容器夹持器用来固定搅拌容器，在电机固定架上开设夹持器轨道，使夹持器位置上下可调，隔热垫与加热圈依次放在升降台上，加热圈的引线和电机引线一同从底座下方引出，升降台通过螺栓固定在底座上，升降台采用滚珠丝杠传动副实现上下移动，通过摇动手柄来控制升降台的高度。
本发明一种高效电动搅拌装置，由伺服电机提供动力，能精确的控制伺服电机的转速以及转动方式，能够实现正反转、间歇、任意波形的转速搅拌。电机调速后通过滚轮平盘式无级变速装置，实现二次变速和传动分流，带动六个单独的搅拌轴旋转，实现一台设备多个位置的共同搅拌。在变速机构中，本装置实现了六个搅拌转速可单独调节的要求。底座下方安装六个可自由行走且能固定的滑轮，在搅拌过程中，工作人员可以通过旋转装置，方便地查看每一个搅拌容器的详细情况，采用滚珠丝杠传动的升降台，可任意选择容器的大小以及调节容器内搅拌头的高低。本发明的高效电动搅拌装置具有结构简单、效率高、成本低、易操作的特点。
附图说明
图1：本发明正面局部剖视图
图2：本发明局部剖俯视图
图3：本发明变速机构放大图
图4：本发明升降台放大图
图中：1-滑轮；2-底座；3-升降台；4-隔热垫；5-加热圈；6-容器夹持器；7-电机固定架；8-夹持器轨道；9-搅拌桨；10-搅拌轴；11-锥齿轮；12-锥齿轮轴；13-滚轮传动轴；14-调速槽；15-调速机构；16-调速螺帽；17-滚轮；18-平盘；19-弹簧；20-主轴；21-联轴器；22-电机轴；23-伺服电机。
具体实施方式
如图1所示，底座（2）需要支撑整个装置，强度要求较高，材料为强度较高的45号钢，底座（2）底部为中通的，能将伺服电机（23）和加热圈（5）的电缆引出来，与外部各个功能器件相连接。底座（2）下表面安装六个能自由行走且能固定的滑轮（1），使整个装置能够旋转或移动位置，升降台（3）通过螺钉固定在底座（2）上，每个升降台（3）之间相隔60°，与搅拌桨（9）的位置一一对应。升降台上表面上依次放置隔热垫（4）和加热圈（5），电机固定架（7）上开设通孔，将加热圈（5）的电缆引出，电机固定架（7）外壁开设夹持器轨道（8），使容器夹持器（6）通过夹持器轨道（8）进行上下移动，容器夹持器（6）通过螺栓拧紧顶住夹持器轨道（8）内壁实现固定，伺服电机（23）采用SM80-024-30LFB系列电机，位于电机固定架（7）中部横板上的四个孔，与伺服电机（23）上的四个孔相对应，通过螺栓螺母将伺服电机（23）紧固在横板上面，电机轴（22）与主轴（20）通过联轴器（21）连接，主轴（20）最小直径为10mm，主轴（20）带动平盘（18）转动，平盘（18）通过键在主轴（20）上实现定位，平盘（18）材料选择GCr15，许用应力为1500-1800MPa，弹簧（19）安装在平盘（18）下方，由主轴（20）阶梯轴实现定位。如图2和图3所示，滚轮（17）与平盘（18）接触，材料为聚氨酯，滚轮（17）与调速机构（15）的微型轴承焊接在一起，并与滚轮传动轴（13）采用过盈配合，调速机构（15）与顶盖的调速槽（14）之间是过度配合，调速螺帽（16）通过螺纹拧紧在调速机构（15）上端，滚轮传动轴（13）与锥齿轮轴（12）之间是套在一起的，锥齿轮轴（12）一半为空心轴，能使滚轮传动轴（13）在锥齿轮轴（12）内左右滑动，锥齿轮（11）水平方向与锥齿轮轴（12）配合，垂直方向与搅拌轴（10）配合，搅拌桨（9）与搅拌轴（10）通过螺栓螺母连接起来。工作过程为：伺服电机（23）带动平盘（18）转动，滚轮（17）与平盘（18）通过摩擦传动，带动滚轮传动轴（13）与锥齿轮轴（12）转动，通过锥齿轮（11）实现传动变向，使搅拌轴（19）转动，实现搅拌功能。其中二次调速过程为：拨动调速螺帽（16）在调速槽（14）上滑动来控制滚轮（17）在平盘（18）上的位置，以此实现无级变速，同时实现传动分流与二级调速，能使六个搅拌桨（9）实现单独控制，互不干扰。如图4所示，使用升降台（3）能任意调节容器高度，通过松开滑轮（1）的紧固开关，能使整个装置旋转，便于操作人员观察各个容器内搅拌情况。本发明的高效电动搅拌装置使用一台伺服电机（23）传动，通过变速机构的过渡，实现六个搅拌桨（9）同时工作且互不干扰，这样便大大提高了电机的使用效率以及搅拌器的工作效率。
Claims (6)
1.一种高效电动搅拌装置，其特征在于，该装置由电机部分、变速器部分、搅拌部分三部分组成，其中电机部分主要包括电机固定架、伺服电机；变速器部分，主要由主轴、平盘、滚轮、锥齿轮、调速机构、滚轮传动轴、锥齿轮轴组成；搅拌部分主要包括搅拌轴、搅拌桨、容器夹持器、加热圈、隔热垫以及升降台；升降台通过螺钉固定在底座上，每个升降台与搅拌桨的位置一一对应，升降台上表面上依次放置隔热垫和加热圈，电机固定架上开设通孔，将加热圈的电缆引出，电机固定架外壁开设夹持器轨道，容器夹持器通过螺栓拧紧顶住夹持器轨道内壁实现固定，通过螺栓螺母将伺服电机紧固在固定架中部横板上面，电机轴与主轴通过联轴器连接，主轴带动平盘转动，平盘通过键在主轴上实现定位，弹簧安装在平盘下方，由主轴阶梯轴实现定位，滚轮与平盘接触，滚轮与调速机构的微型轴承焊接在一起，并与滚轮传动轴采用过盈配合，调速机构与顶盖的调速槽之间是过度配合，调速螺帽通过螺纹拧紧在调速机构上端，滚轮传动轴与锥齿轮轴之间是套在一起的，锥齿轮水平方向与锥齿轮轴配合，垂直方向与搅拌轴配合，搅拌桨与搅拌轴通过螺栓螺母连接起来。
2.根据权利要求1所述的一种高效电动搅拌装置，其特征在于，变速器部分的平盘中心处凹陷为碗形，平盘与六个滚轮相互挤压接触，六个滚轮按照60°的夹角摆放。
3.根据权利要求1所述的一种高效电动搅拌装置，其特征在于，调速机构是一个组合件，是将微型轴承和长条形的调速杆焊接在一起，调速机构分为同样的六个。
4.根据权利要求1所述的一种高效电动搅拌装置，其特征在于，锥齿轮轴有一半的部分为空心轴，与滚轮传动轴套在一起，两轴之间能够相互滑动。
5.根据权利要求1所述的一种高效电动搅拌装置，其特征在于，在电机固定架上开设夹持器轨道。
6.根据权利要求1所述的一种高效电动搅拌装置，其特征在于，升降台采用滚珠丝杠传动副实现上下移动，通过摇动手柄可控制升降台的高度。
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