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        一種液壓升降平臺(tái)定點(diǎn)啟停裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

        2013-11-16 06:27:30吳曉飛張建廣
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2013年19期
        關(guān)鍵詞:電氣控制按鈕

        吳曉飛 張建廣

        (許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司,河南 許昌 461000)

        鈑金件具有結(jié)構(gòu)巧、質(zhì)量小、成型速度快等優(yōu)點(diǎn),在煙草機(jī)械的外觀罩殼和承受較小靜應(yīng)力的結(jié)構(gòu)件處得到了廣泛應(yīng)用。我公司鈑金件種類繁多,所需的原材料為板材,按厚度分有1mm、1.5mm、2mmm、2.5mm、3mm等品種,按材料分有Q235-A、1Cr18Ni9、3Cr13等,它們占用了大量生產(chǎn)場地,影響了生產(chǎn)效率。

        為改善此種狀況,我們設(shè)計(jì)了一套具有多層結(jié)構(gòu)的料庫,將鈑金件原料板材按種類放于不同的層中,需要用到某種板材時(shí)能夠運(yùn)用升降平臺(tái)很方便的取出。

        1 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及工作過程概述

        1.1 整體機(jī)械結(jié)構(gòu)

        該裝置主要由料庫和升降平臺(tái)組成。

        其中料庫由型材焊接而成,設(shè)有六層空間,每一層中有導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上有裝料盤,料盤可順著導(dǎo)軌拉進(jìn)拉出,類似抽屜結(jié)構(gòu)。板料放于料盤之上。

        圖1 料庫結(jié)構(gòu)示意圖

        升降平臺(tái)可用的機(jī)械結(jié)構(gòu)很多,由于所需升舉的板料質(zhì)量較大,并且需要具有過載保護(hù)等功能,而液壓傳動(dòng)具有很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化和操作控制方便的優(yōu)點(diǎn),故這里采用剪式液壓升降平臺(tái)。

        升降的極限位置與剪叉的數(shù)量和長度尺寸有關(guān),根據(jù)料庫的最高、高低高度所確定的升降平臺(tái)行程并考慮料盤的尺寸,經(jīng)過pro-e模擬,最終確定的剪式液壓升降平臺(tái)機(jī)械部分如圖2所示,它由兩對剪叉組成,剪叉一端通過鉸接固定在底座上,另一端上裝有滾輪,可在導(dǎo)槽中移動(dòng),這樣,上升時(shí)平臺(tái)始終沿垂直方向平動(dòng),保證與料庫之間的對接。與料庫每一層相對應(yīng),升降平臺(tái)上也有導(dǎo)軌,便于與料庫中的導(dǎo)軌對接。另外,導(dǎo)槽終端有限位裝置(圖2中略去),用于限定平臺(tái)下降時(shí)的最低位置。

        值得注意的是,如果磨擦副金屬的的互溶性強(qiáng),則粘附傾向大,剪叉鉸接處若皆為同一種材料,則其粘附磨損很大,故各鉸接處均鑲有銅合金整體軸套,同時(shí)加注潤滑油,這樣便減小了摩擦,延長了機(jī)器的維修周期和使用壽命。

        1.2 工作過程概述

        圖2 剪式升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖

        圖3 剪式升降平臺(tái)液壓控制示意圖

        當(dāng)需要取某一種板材進(jìn)行激光切割時(shí),升降平臺(tái)升至該層所在位置,導(dǎo)軌彼此對應(yīng),料盤從料庫中被拉到升降平臺(tái)上,然后動(dòng)用行車和帶吸盤的吊具對板材進(jìn)行吊取。反之,當(dāng)某種板材被購進(jìn)來時(shí),先將升降平臺(tái)升至該板材應(yīng)放的某層位置上,拉出料盤至升降平臺(tái)上,然后用行車和吸盤吊具將板材吊到料盤上,再將其推入料庫中。

        圖4 中間繼電器接線原理圖

        圖5 電氣控制線路示意圖

        2 液壓及其電氣控制原理

        2.1 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        表1 電磁換向閥動(dòng)作表

        如圖3所示,由于板料尺寸較大,從而液壓升降平臺(tái)兩剪叉之間跨距較大,用兩個(gè)液壓缸同步運(yùn)動(dòng),保證了上升過程的平穩(wěn)。被升舉板料質(zhì)量較大,采用單作用液壓缸8,回程時(shí)靠被升舉的物體自重下降即可滿足要求?;赜凸苈飞显O(shè)有截流閥,用來調(diào)節(jié)液壓油流量以調(diào)節(jié)提升平臺(tái)的下降速度,此閥也有背壓閥的作用,避免管路高壓狀態(tài)下突然卸荷給系統(tǒng)帶來沖擊。溢流閥5用作安全閥,控制系統(tǒng)最高壓力,保證安全。二位二通電磁閥7切換對油缸供油與否,它采用無泄漏設(shè)計(jì),該閥由濕式頂桿推力電磁鐵直接控制閥芯的開啟或關(guān)閉,由于閥座閥芯設(shè)計(jì)成兩側(cè)面積相等和壓力平衡結(jié)構(gòu),所以沒有額外關(guān)閉和開啟力,可以實(shí)現(xiàn)油液的雙向通流和雙向無泄漏關(guān)閉,能夠完成完全密封的加載、提升和夾緊等所有重要功能,確保升降平臺(tái)停在某一位置時(shí)長時(shí)間無微小下滑。閥9帶緊急卸荷按鈕,在電氣控制失靈或其它情況時(shí)緊急卸荷,進(jìn)一步保證了安全。整個(gè)液壓系統(tǒng)簡約、可靠,節(jié)省制造成本且滿足設(shè)計(jì)要求。

        2.2 電氣控制部分的設(shè)計(jì)

        本裝置采用接近開關(guān)分布于料庫每一層需要停的位置上,用于精確定位,接近開關(guān)選用常開型,接近金屬物體時(shí),發(fā)出24V高電平。同時(shí),選用PHOENIX產(chǎn)中間繼電器與接近開關(guān)配合使用,型號(hào)為DEK-REL-G24/21。其原理及接線圖如圖4所示,當(dāng)A1、A2間有24V電壓時(shí),線圈通電動(dòng)作,常閉觸點(diǎn)11、12斷開,常開觸點(diǎn)11、14閉合。這時(shí)中間繼電器自帶的LED發(fā)光,便于指示工作狀態(tài)。

        電氣控制原理如圖5所示,SE為急停按鈕,SB1為停止按鈕,SB2為上升按鈕,SB3為下降按鈕,SA1到 SA6為轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕,轉(zhuǎn)換開關(guān)按鈕分別對應(yīng)著料庫從第1層到第6層的層號(hào)。這些按鈕分布于控制面板上,同時(shí)有指示燈(圖5中略去)顯示工作狀態(tài)。

        其具體工作原理不妨舉例來講,當(dāng)需要取用存入料庫中第3層的原料時(shí),先將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3旋轉(zhuǎn)到通電位置,這時(shí)固定在料庫第三層的接近開關(guān)被接通,處于工作狀態(tài),再按下上升按鈕SB2,液壓升降平臺(tái)緩緩上升,到達(dá)第三層時(shí),接近開關(guān)SQ3動(dòng)作,發(fā)出24V高電平,中間斷電器KA3動(dòng)作,常閉觸點(diǎn)斷開,導(dǎo)致交流接觸器線圈失電,電機(jī)停轉(zhuǎn),同時(shí)二位二通電磁閥7(YV1)失電,處于閉合位置,液壓缸被鎖住,升降平臺(tái)停止,這時(shí)開始進(jìn)行存取板料的操作。存取板料過程完成后,平臺(tái)需要下降時(shí),按下下降按鈕SB3,電磁控制止回閥9(YV2)和二位二通電磁閥7(YV1)同時(shí)得電,單向液壓缸卸荷,在重力作用下升降平臺(tái)緩慢下降,最后按下停止按鈕S1,結(jié)束整個(gè)操作過程。該過程中,利用按鈕開關(guān)和繼電器的常開、常閉觸點(diǎn),實(shí)現(xiàn)上升與下降過程的互鎖。

        結(jié)語

        該裝置實(shí)現(xiàn)了升降平臺(tái)多個(gè)位置定點(diǎn)起停,自動(dòng)化程度較高,并與料庫結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)了對鈑金原材料的整理,優(yōu)化了生產(chǎn)環(huán)境,提高了生產(chǎn)效率,同時(shí)對其它需要液壓升降多位置定點(diǎn)啟停的場合亦有一定借鑒意義。

        [1]彭榮濟(jì).現(xiàn)代綜合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京: 北京出版社,1999:59-109.

        [2]PHOENIX電氣繼電器選型手冊[M].

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