气压传动的液压缓冲装置设计.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 3年 第 0 3期 气压传动的液压缓冲装置设计 刘春林 ， 夏海根 ， 戴 锋 。 ， 陈天进 1 ． 宁波工程学院 机械工程学院， 浙江 宁波3 1 5 0 1 6 ； 2 ． 宁波市鄞州海捷科技有限公司， 浙江 宁波3 1 5 1 0 6 ； 3 ． 宁波市鄞州阿凡达电子工贸有限公司 ， 浙江 宁波3 1 5 1 0 5 ； 4 ． 乐清机械厂， 浙江 温州3 2 5 1 0 7 摘要 机床 自动装卸工件大都采用气压传动 ， 缺点是运动不易控制 ， 容易引起冲击和送 料定位不准 。为 了保证送料 的平稳性 ， 需要设 置缓 冲装置 ， 由于空气节流 的阻尼效果差 ， 通常都采用液压缓冲装置。 该文介绍 了在气压传动中采用液压缓 冲装置 ， 达到了机床 自动装 卸工件 的准确性。 关键词 机床 ； 自动装卸 ； 气压传动 ； 液压缓 冲装置 中图分类号 T H1 3 8 ； T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 3 0 0 7 0 0 2 Hyd r a u l i c Bu ffe r De v i c e De s i g n f o r Pne uma t i c De v i c e s L I U C h u n l i n 1 X I A H a i - g e n 2 , D A I F e n d， C H E N T i a n - j i n 1 ． S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g o f N i n g b o U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， N i n g b o 3 1 5 0 1 6 ， C h i n a ； 2 ． Ni n g b o Ci t y Yi n z h o u Cz e c h S c i e n c e a n d T e c h n o l o gy L i mi t e d C o mp a n y， Ni n g b o 3 1 5 1 0 6， C h i n a ； 3 ． Ni n g b o C i t y Yi n z h o u E l e c t r o n i c I n d u s t r y a n d T r a d e C o mp a n y L i mi t e d， Ni n g b o 3 1 5 1 0 5， C h i n a； 4 ． Y u e q i n g Ma c h i n e r y F a c t o ry， We n z h o u 3 2 5 1 0 7 ， C h i n a Ab s t r a c t I n ma c h i n e t o o l a u t o ma t i c l o a d i n g a n d u n l o a d i n g wo r k p i e c e mo s t l y a d o p t s p n e u ma t i c t r a n s mi s s i o n ， d i s a d v a n t a g e i s t h e mo v e me n t i s n o t e a s y t o c o n t r o l ， e a s y t o c a u s e s h o c k a n d f e e d i n g p o s i t i o n i n g ． I n o r d e r t o e n s u r e t h e s mo o t h f e e d i n g ， n e e d t o s e t b u ff e r d e v i c e ， b e c a u s e t h e a i r t h r o t t l e d a mp i n g e f f e c t i s p o o r ， u s u a l l y a d o p t s t h e h y d r a u l i c b u ff e r d e v i c e ． T h i s p a p e r i n t r o d u c e s i n t h e a t mo s p h e r i c p r e s s u r e tr a n s mi s s i o n h y d r a u l i c b u ff e r d e v i c e ，t o a u t o ma t i c a l l y ma c h i n e l o a d i n g a n d u n l o a d i n g wo r k p i e c e s a c c u r a c y ． Ke y wo r d s ma c h i n e t o o l ； a u t o ma t i c l o a d i n g a n d u n l o a d i n g； p n e u ma t i c t r a n s mi s s i o n ； h y d r a u l i c b u ff e r d e v i c e O 引言 在具有压缩空气系统 的工厂车间里 ，机床 自动装 卸工件大都采用气压传动 。但是气动装置 的缺点是运 动不易控制 ， 气压传动的动作速度快 ， 惯性较大 ， 有 冲 击， 容易引起冲击和送料定位不准。为了保证送料的平 稳性 ， 防止气缸活塞运动到终端时 ， 以很大 的速度撞击 缸盖引起气缸的振动和损坏 ， 需要设置缓 冲装置 ， 用它 来吸收活塞运动的动能 ， 减小冲击 。因此在气路系统中 收稿 日期 2 0 1 2 1 2 1 7 作者 简介 刘春林 1 9 5 3 一 ， 男 ， 山东济南 人 ， 教授 ， 主要从事机械 制造工 艺 ， 液压与气压传动方面 的应用研究与教学。 2 总结 在实 际应用 中， 积累经验 ， 剖析 了 7个不同气动 回 路在系统失电或 P L C调试状态下信号 中断时，气缸的 停止动作表现 ，以及系统重新上 电时 ，气缸的复位动 作 。对于防止设备故障 ， 避免系统误动作提供一定的借 鉴作用。 7 0 必须设置缓冲装置。由于空气节流的阻尼效果差 ， 所以 通常都采用液压缓冲装置。 1 基本原理 液压缸 的行程末端设置缓 冲机构可使活塞部件在 达到行程末端时减速到接近于零 ，以降低因活塞部件 的惯性力和液压力所造成 的活塞与端盖之间的机械撞 击 ， 在活塞运动至接近缸盖时， 使低压腔内油液通过节 流器 ， 引起这一腔的压力升高而产生反力 ， 从而达到缓 冲效果。 自动装卸送料器 的气一 液压传动方案可用于机械 下转第 7 3页 参 考 文 献 【 1 】 童伟， 刘 树道． 气动 P L C顺 序控制系统的设 计[ J 】 ． 液压 与气动， 2 0 0 4 ， 1 o ． 【 2 】 李翊君． P L C双气缸延时顺序控制系统设计[ J ] ． 机 电产 品开发 与创新， 2 0 0 9 ， 2 2 2 ． 【 3 】 唐德栋， 孔祥 冰， 等． 利用 P L C消除气动行程程 序控制 回路 的 障碍信号[ J 1 ． 机械工程 师， 2 0 0 6 ， 5 ． Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． 0 3 ． 2 0 1 3 8 机床 只要启 动程 序就可 以 ， 加工 完成 自动停 机 ， 更换加工零件。工装 只负责三个或者 四个方向的旋 转 ， 定位 ， 夹紧 ； 这一系列的动作完成后 ， P L C把这个信 号传递给加工 中心 ， 加工 中心开始加工 ， 这是个循环的 过程 。这里加工中心还增加 了一个急停装置 ， 只要是操 作 者或者相关负责人发现加工中心有 不正常情况 ， 或 者误操作 ， 可 以按下这个 按钮 ， 机床无 条件停 下 ， 当然 了， 这个也是有程序控制的。这样， 提高了安全性。 9 加工 中心有切削液 ， 而我们这个 C P V集装 阀 ， 传感器都是需要严格防水 的， 我们用有机玻璃作为保护 罩 ， 用乐泰硅胶作为密封剂。有机玻璃既能防止削液进 入工装 ， 又能清楚地看到里面元件的工作情况 ． 便于维 修和保养。硅胶作为密封剂 ， 密封效果好 ， 可填充性强。 1 0 工装成本低 ， 易于操作 ， 可换性强 ， 维修方便 ， 大大提高了生产率等优点。 1 1 工件装夹一致性这个工装以后也会分享给大 家 ， 还有就是 P L C电子连接这部分在这里也不作详述 。 一 一 一 一 一 上接 第 7 0页 - 一 一 - 一 一 一 - - 一 - -卜 以后会逐步分享给大家。 3 结束语 首先 ， 通过试运行一年后 ， 基本没有 出现过故障 ， 运行平稳 ， 加工一致性相 当好。现在已大量投入使用 。 投入大量使用 已经三年有余 ， 很少出现故障， 每套工装 使用寿命不低于 l 0万次。而且最初的那几套早已经超 出 1 O万次 ， 还在正常无故障地使用着。 其次 ， 通过一年 的试运 行 ， 提高 了加工效率 ， 降低 了工人的劳动强度。 加工相 同工件从 以前的每件 8 mi n ， 降低到 3 ． 6 mi n 。 再次 ， 安全系数提高 ， 基本不会误操作 。 参 考 文 献 [ 1 ]1 张魁林． 数控机床故障诊断【 M 】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 2 ． [ 2 1 刘文信， 孙学礼． 机床数控技术【 ． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 9 5 [ 3 ] 李诚人． 机床计算机数控[ M】 ． 西安 西北工业大学出版社 ， 1 9 8 8 [ 4 】 成大先． 机械设计手册[ M] ． 北京 化学工业出版社 ， 1 9 9 8 ． 手的传动。如 图 1所示是装有单独的阻尼油缸 的原理 图。阻尼油缸 8安装在机械手传动气缸 1的支架上 ， 油 缸 8的活塞杆 6上装 有两个可调挡铁 4， 当气缸 1的 活塞杆 2向左伸出时 ，导 向杆 3上的固定挡铁 5在快 速行程终点碰上挡铁 4 ，当气缸 1的活塞一起移动。 因 为油缸左腔 的油要经节流阀挤 出。所 以使机械手变 为 慢速运动。7为封闭的油箱 ， 用 以补充泄漏的油液 。 1 一 气 缸2 一 活 基 杆3 一 导 向杆4 一 挡铁5 一 固 定 挡 铁 6 一 活塞杆7 一 油箱8 一 油缸 图 1 气 动机械手缓冲装置 图 2所示是将阻尼油缸与气缸做成一体的结构 。 气缸 1的活塞 2推动活塞杆 3的同时。通过套 4推动 阀套 6也一起移动。当快速移动到阀套 6开始进入油 缸端盖 9的凹孔中时 ，油液必须经过节流针阀 5回到 油缸 8的大腔中 ， 从而机械手慢速移动。图中封闭的油 室 7用以补充泄漏 的油液。 1 一 气 缸2 一 活 暴3 一 活塞 杆4 一 套5 一 节 流 阀 6 一 阀 套 7 一 油室8 一 油缸9 一 油缸端盖 图 2 气一 液缓冲装置结构 图 2 结束语 在气压传动 中采用液压缓冲装置 ，利用液体的不 可压缩性能和液体流量易控制的优点获得活塞杆的稳 速运动。缓冲柱塞为圆柱型 ， 当进入节流区时 ， 封闭在 缓 冲区内的油液被活塞挤压而通过缓 冲节流阀流 出， 使活塞因制动而减速。在使用中为了使结构简单 ， 便于 设计 ， 降低制造成本 ， 在运动惯性不大 、 运动速度不高 的气一 液压传动中， 可以采用此种缓冲方式。 参 考 文 献 【 1 】 路甬祥． 液压气动技术手册[ M】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 2 ． [ 2 ]2 周骥平， 林 岗． 机 械制造 自动 化技术【 M 】 ． 北京 机械工业 出版 社． 2 0 0 3 ． 【 3 】 李 向明， 谈宇 ． 机床 自动 化与 自动线[ M】 ． 北 京 机械工业 出版 社 ． 1 9 81 ． [ 4 】 俞启容． 机床液压传动[ M】 ． 北京 机械工业 出版社， 1 9 8 3 ． [ 5 ] 马福昌． 金属切削原理及应用【 M 】 ． 济南 山东科技出版社， 1 9 8 3 ． [ 6 】 戴忠达． 自动控制理论基础[ M 】 ． 北京 清华大学出版社， 1 9 9 1 ． 7 3