离心搅拌机三维结构设计+文献综述(4)
本设计主要包含三个系统：离心系统、搅拌系统、定位制动系统。
3.2 离心系统
图3-2离心系统设计方案图
本设计中离心功能是通过电机带动主轴，主轴通过超越离合器与转盘连接，转盘再与试管架连接，实现试管在水平方向的转动来实现的。电机和主轴，主轴与超越离合器，超越离合器与转盘使用的是键连接方式，试管架与转盘采用的是螺钉连接。该系统的主要零件包括：电机、主轴、转盘、试管架、超越离合器、双向推力轴承、圆锥滚子轴承、试管架连接件套筒等相应连接件。
电机与主轴的连接采用的是键连接，直接将电机转轴插入到主轴中传递动力。电机使用螺钉连接固定到电机座上。
图3-3 电机主轴连接示意
为实现离心功能要求主轴竖直放置，并且主轴上安装了超越离合器，为支撑主轴的重力，同时也为了约束主轴的径向位移，主轴的支承定位使用了两个对装的圆锥滚子轴承，同时承受轴向和径向的载荷，使主轴达到了静定的效果。
为实现离心和搅拌功能的分离，设计中还使用了超越离合器。超越离合器的支承和定位使用的是轴肩和卡簧。
图3-4 超越离合器使用卡簧固定
由于超越离合器不能承受轴向的载荷，所以不能将转盘固定到超越离合器上。又由于工作过程要求主轴有两个方向的转动，而转盘只能在实现离心功能时有一个方向转动，所以转盘也不能使用主轴定位，故转盘采用了单独的定位支承系统，使用了双向推力轴承对转盘进行定位支承，双向推力轴承装在轴承套中，轴承套使用螺钉连接固定在上端盖上，将转盘与试管架的重力转移到了箱体上。
图3-5 双向推力轴承及其安装示意
图3-6 双向推力轴承
图3-7推力轴承套
图3-8 双向推力轴承装配图
试管架与转盘的连接使用的是螺钉连接，为了简化转盘的结构，使其便于制造，并不是直接将试管架连接到转盘上，在它们采用了一个中间的连接件。连接件与转盘使用螺钉连接固定到转盘上，试管架使用螺栓连接到连接件上。同时为了防止试管架连接件在螺母压力的作用下发生变形，在试管架连接件中加装了小套筒。
图3-9试管架连接示意图
试管架采用了镂空的设计，这样便于操作人员对试管中液体的观察。
图3-10 试管架镂空示意图
图3-11 离心系统装配图
3.3 搅拌系统 图3-12搅拌系统设计方案图
本设计中搅拌的功能使用了凸轮导杆机构。主轴与凸轮使用键连接，带动凸轮转动，又通过凸轮的转动，带动导杆在导轨内做直线往复运动，导杆推动试管架，从而实现试管的俯仰运动，达到搅拌的效果。电机和主轴，主轴与超越离合器，超越离合器与凸轮使用的是键连接的方式。搅拌系统的主要零件包括：转盘、超越离合器、导杆、复位弹簧、导杆环、接触板、双向推力轴承、套筒等相应连接件。
为满足离心和搅拌功能的互不干涉，要求在进行离心功能时，旋转的试管架不能与导杆干涉，这就要求四根导杆在离心时要同时缩进到一定的位置，因此本设计中的凸轮采用的是椭圆的形式。椭圆形的凸轮可以实现当其停在两根导杆的中间位置时，四根导杆的伸出长度相同，这也是进行离心时各个导杆的位置，这是椭圆形凸轮的特点。
图3-13 凸轮的特殊位置示意
图3-14 椭圆形凸轮
图3-15 凸轮安装示意图
为了让凸轮能停在这个特定的位置，使用了两组光电传感器来确定凸轮是否位于这个特定位置，指引电机的动作以达到凸轮停在特定位置的要求。