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        兩地控制純氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)中常見問題分析

        2012-11-29 02:44:18岳麗敏文曉娟
        關(guān)鍵詞:按鈕大氣

        岳麗敏,文曉娟

        (鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 鄭州 450052)

        在電路中,如要求兩個(gè)控制按鈕,任意一個(gè)控制按鈕被按下,燈泡都亮,當(dāng)兩個(gè)控制按鈕都未被按下時(shí),燈泡不亮,即對(duì)一燈泡兩地控制的設(shè)計(jì)可以如圖1所示。兩個(gè)控制按鈕SB1、SB2都未被按下時(shí),燈L不亮,如(a),兩個(gè)控制按鈕SB1、SB2中任意一按鈕被按下,燈L都會(huì)亮,如圖(b)。

        圖1 燈泡亮滅的兩地控制

        以上是在電路中的兩地控制回路,所要求的功能很容易實(shí)現(xiàn)。那么在純氣動(dòng)回路中,如要求兩個(gè)控制閥中任意一個(gè)控制閥被按下,氣缸活塞桿伸出,當(dāng)兩個(gè)控制閥都未被按下時(shí),活塞桿處于縮回狀態(tài),即對(duì)一氣缸兩地控制該如何實(shí)現(xiàn)呢?對(duì)于這個(gè)氣動(dòng)回路功能的實(shí)現(xiàn)并不難,但是在設(shè)計(jì)此回路時(shí),有些無經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)者受到上面設(shè)計(jì)電路圖方法的影響出現(xiàn)錯(cuò)誤。下面以一單作用氣缸兩地控制回路為例來分析設(shè)計(jì)時(shí)常出現(xiàn)的問題及參考設(shè)計(jì)方案。

        1 設(shè)計(jì)時(shí)常出現(xiàn)的問題

        1.1 兩個(gè)兩位兩通換向閥并聯(lián)對(duì)氣缸的控制

        采用兩位兩通換向閥并聯(lián)對(duì)單作用氣缸的兩地控制如圖2(a),這個(gè)回路圖與圖1電路圖的設(shè)計(jì)思路一樣,看似沒什么問題,當(dāng)任意按下1S1或1S2兩個(gè)控制按鈕中的任意一個(gè)時(shí)如圖2(b)(按下1S1時(shí)的情況),可以實(shí)現(xiàn)單作用氣缸的活塞桿伸出。但是控制按鈕1S1、2S2均被釋放后,活塞桿無法在彈簧力作用下縮回如圖2(c),即回路無法實(shí)現(xiàn)當(dāng)兩個(gè)控制按鈕均未按下時(shí),活塞桿處于縮回狀態(tài)這個(gè)動(dòng)作要求。這個(gè)回路的問題在于當(dāng)兩控制按鈕均未被按下時(shí),氣缸無桿腔無法與大氣相通,無桿腔只能進(jìn)氣無法排氣。故氣缸保持所在的工作位置不會(huì)改變,即當(dāng)氣缸活塞桿伸出后無法縮回。

        1.2 兩個(gè)兩位三通換向閥并聯(lián)對(duì)氣缸的控制

        為了保證當(dāng)兩控制按鈕均未被按下時(shí),氣缸無桿腔可以與大氣相通,有人設(shè)計(jì)把兩位兩通換向閥換成兩位三通換向閥如圖3(a)。這個(gè)回路在兩控制按鈕均未被按下時(shí),使氣缸無桿腔與大氣相通即保證當(dāng)兩控制按鈕均未被按下時(shí),在彈簧力的作用下單作用氣缸的活塞桿均處于縮回狀態(tài)。但是這個(gè)回路操作時(shí)發(fā)現(xiàn)無論單獨(dú)按下控制按鈕1S1還是1S2,氣缸活塞桿均未伸出,只有同時(shí)按下兩控制按鈕,活塞桿才伸出。這個(gè)回路的問題在于當(dāng)單獨(dú)按下任意控制按鈕時(shí),從控制閥出來的氣體會(huì)從另一未操作的控制閥的出氣口排向大氣,如圖3(b),按下1S1,氣源氣體通過1S1的1口流向1S1的2口,然后流向1S2的2口,從1S2的3口排出,故氣缸活塞桿不會(huì)伸出。

        圖2 兩位兩通換向閥并聯(lián)對(duì)氣缸的兩地控制

        圖3 兩位三通換向閥并聯(lián)對(duì)氣缸的兩地控制

        圖4 兩位三通換向閥與單向閥配合對(duì)氣缸的兩地控制

        1.3 兩個(gè)兩位三通換向閥與單向閥配合對(duì)氣缸的控制

        為了防止單獨(dú)按下任意控制按鈕時(shí),從控制閥出來的氣體從另一未操作的控制閥的出氣口排向大氣,有人在控制閥的出氣口串聯(lián)上單向閥,如圖4(a)。這個(gè)回路如圖4(b)保證任一控制按鈕按下時(shí),從控制閥出來的氣體進(jìn)入氣缸,修正了圖3的錯(cuò)誤,但是當(dāng)兩控制按鈕均未被按下時(shí),氣缸無桿腔無法與大氣相通如圖4(c),故氣缸保持所在的工作位置不會(huì)改變,即又出現(xiàn)了圖2的錯(cuò)誤。

        2 參考設(shè)計(jì)方案

        兩個(gè)兩位三通換向閥并聯(lián)在一起如圖3無法實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸的兩地控制,但是對(duì)這個(gè)回路作一些小的修改就可以實(shí)現(xiàn)氣缸動(dòng)作要求。

        (1)采用如圖5(a)兩個(gè)兩位三通換向閥的鏈接方式即可實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。

        若僅按下控制按鈕1S1如圖5(b),壓縮空氣進(jìn)氣路為:氣源→換向閥1S1左位→換向閥1S2右位→單作用氣缸無桿腔;若僅按下控制按鈕1S2如圖5(c),壓縮空氣進(jìn)氣路為:氣源→換向閥1S1右位→換向閥1S2左位→單作用氣缸無桿腔。從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制閥,任意一個(gè)控制閥被按下時(shí)氣缸活塞桿伸出。

        當(dāng)兩控制閥都未被按下如圖5(d),單作用氣缸無桿腔→換向閥1S2右位→換向閥1S1右位→大氣,活塞桿在彈簧力的作用下縮回。從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制閥都未被按下時(shí),活塞桿處于縮回狀態(tài)。

        圖5 兩個(gè)兩位三通換向閥對(duì)氣缸的兩地控制

        (2)加入“或門”型梭閥如圖6(a),實(shí)現(xiàn)所要求動(dòng)作。

        若僅按下控制按鈕1S1如圖6(b),壓縮空氣進(jìn)氣路為:氣源→換向閥1S1左位→梭閥左氣口1→梭閥上氣口2→單作用氣缸無桿腔;若僅按下控制按鈕1S2如圖6(c),壓縮空氣進(jìn)氣路為:氣源→換向閥1S2左位→梭閥右氣口1→梭閥上氣口2→單作用氣缸無桿腔。從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制閥,任意一個(gè)控制閥被按下時(shí)氣缸活塞桿伸出。

        當(dāng)兩控制閥都未被按下如圖6(d),單作用氣缸無桿腔→梭閥→換向閥1S1或1S2右位→大氣,活塞桿在彈簧力的作用下縮回。從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制閥都未被按下時(shí),活塞桿處于縮回狀態(tài)。

        從上面的回路圖中發(fā)現(xiàn),要實(shí)現(xiàn)所要求的功能,應(yīng)滿足兩個(gè)條件,一是任意按下一個(gè)控制按鈕時(shí),壓縮氣體要能夠進(jìn)入單作用氣缸的無桿腔;二是兩控制按鈕均未被按下時(shí),單作用氣缸的無桿腔應(yīng)能夠和大氣相通。

        圖6 換向閥與“或門”型梭閥配合對(duì)氣缸的兩地控制

        [1]路甬祥.液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

        [2]SMC(中國)有限公司.現(xiàn)代實(shí)用氣動(dòng)技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

        [3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

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