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        基于PLC的噴砂室刮板回收系統設計

        2014-12-23 06:44:32欒先玉劉宏楠
        機械工程師 2014年6期
        關鍵詞:噴砂槽鋼刮板

        欒先玉, 劉宏楠

        (遼寧裝備制造職業(yè)技術學院a.實習實訓中心;b.機械工程學院,沈陽110164)

        0 引言

        隨著我國裝備制造業(yè)的不斷發(fā)展,噴砂室已在表面處理領域得到了廣泛普及。丸料回收系統作為噴砂室的重要組成部分,起到舉足輕重的作用。

        現在我國普遍使用氣力式回收系統[1]與機械式回收系統[2-3],本文介紹一種新型的丸料回收系統——刮板式回收系統。該系統與傳統的回收系統相比具有以下優(yōu)點:1)不易積砂,不磨料,回收效率高;2)地基施工量小,采用壓縮空氣,節(jié)省成本;3)結構簡單,維修方便。

        為實現該系統的功能,并達到高度自動化,引入了PLC的信號控制,可節(jié)省勞動力,提高效率。

        1 機械系統設計

        刮板式回收系統的機械系統(見圖1)主要由縱向刮板、橫向刮板、氣缸、平車軌道、料斗等組成。矩形刮板是由等距連接的橫向刮板以及結構連接桿組成。橫向刮板在氣缸的推動下往復運動,將落入矩形刮板內的丸料推到縱向刮板內,縱向刮板安裝在橫向刮板的下方,在氣缸的推動下將丸料推到料斗中,再由提升裝置將料斗內的丸料提升到儲料倉中循環(huán)利用。本系統設有平板車軌道,方便平板車出入噴砂室。

        矩形刮板系統的關鍵部分為刮板(見圖2),刮板系統由刮板、圓軸、刮板框架、連接螺栓、刮板擋板等組成。刮板具有單向翻轉、反向刮砂功能,使丸料向指定的方向輸送。刮板1被連接螺栓4連接在圓軸2上,當矩形刮板向右運動時,使刮板1在地面丸料反作用力的作用下繞圓軸2旋轉。當矩形刮板向左運動時,刮板受自身重力下墜(如圖2所示),刮板擋板5阻止刮板旋轉,刮板將地面上的丸料推向下一級刮板。

        圖1 平面布置圖

        為了使橫向刮板中的丸料推向縱向刮板中,橫向刮板兩端的刮板安裝方向要相反。刮板的間距需小于氣缸的行程,這樣才能將地面上的丸料一級一級地推到指定的位置。

        矩形刮板在氣缸的推動下可往復運動,故刮板框架的兩端安裝了數個十字交叉的軸承,分別起承載矩形刮板的重量與導向的作用。如圖3所示,該部分是由導向軸承、槽鋼、角鋼、承重軸承、刮板等組成。兩個軸承均有雙密封環(huán),對軸承起保護作用;軸承軸焊接在固定于側壁的槽鋼上,槽鋼與地面有一定的距離,可以防止丸料堆積在軸承附近,延長軸承的使用壽命及減小運動的阻力。

        1.刮板2.圓軸3.刮板框架4.連接螺栓5.刮板擋板6.地面鐵板

        2 氣動系統設計

        每個矩形刮板由1個氣缸驅動,氣缸的型號規(guī)格可根據噴砂量及壓縮空氣的壓強進行計算選取,氣缸的行程要與刮板的間隔相匹配。每個氣缸由一個中壓式三位五通雙向電磁閥控制,用戶可根據需求在電磁閥與氣缸之間安裝手動調速閥,調節(jié)刮板移動的速度、頻率。電磁閥由PLC進行控制,獨立工作,無相互干擾,氣缸兩端各設有一個接近開關,控制氣缸的行程。氣動系統原理如圖4所示。

        1.導向軸承2.槽鋼3.角鋼4.承重軸承5.刮板

        圖4 氣動原理圖

        3 電氣系統設計

        3.1 可編程控制器選型

        根據系統所需的輸入輸出點,采用三菱FX1S-20MR型PLC,該產品價格低廉,功能強大,在解決用戶工業(yè)自動化問題時,具有很強的適用性。PLC的I/O分配表如表1,其外部接線圖如圖5所示。

        表1 PLC的I/O分配表

        圖5 電氣控制原理圖

        圖6 PLC工作流程圖

        3.2 PLC程序設計

        PLC是控制系統的核心。該程序設計是根據自動線的控制要求和I/O點的各種信號,依據I/O變量的邏輯關系,編制PLC的控制程序。根據工作需要,本程序的工作過程為自動運行,4個氣缸初始狀態(tài)為同時伸出,氣缸通過接近開關進行換向,并獨立互不影響工作。自動運行功能工作流程如圖6所示。該流程圖說明,系統得電啟動,通過氣缸伸縮及刮板運動,將丸料推入料斗;通過氣缸運行時間檢測,分析刮板系統有無超時故障,如無故障,系統將循環(huán)運行。

        4 結語

        該系統結合了我國丸料回收系統的優(yōu)點,設計了一種效率高、成本低、維修方便的刮板式回收系統,并通過PLC強大的控制能力,實現了刮板的自動運行,可廣泛用于大中型噴砂室。通過實踐應用表明,該系統具有推廣應用價值。

        [1] 王雪芳.氣力式噴砂系統分析[J].電力機車與城軌車輛,2003,26(2):30-32.

        [2] 王永利.通過式拋丸清理機在涂裝線中的應用實例[J].現代涂裝,2013,16(3):27-33.

        [3] 劉福貴.丸料螺旋輸送機的研制[J].鐵道機車車輛工人,2001(11):9-11.

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