某测试设备气动标杆的革新设计.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ．O 8 ． 2 01 3 某测试设备气动标杆的革新设计 范利 军 ． 李 波 中国人 民解放军 6 3 9 8 1部队， 湖北 武汉4 3 0 3 1 1 摘要 该文分析 了某测试设备 在其 正常作业 时存 在问题 的原 因， 提 出了对 多级 气缸锁紧装置进行改造革 新的方法 ， 将手动锁 紧装 置 改造为 电磁锁 ， 并增加 了接近开关 ， 实现 了所有气缸 自动解锁和锁紧控制 ， 缩短了工作时间 ， 消除 了操作危 险， 提高了_ I 作效率 。 关键词 气 动标杆 ； 多级气 缸 ； 电磁锁 中图分类号 T H1 3 8 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 8 0 0 4 3 0 2 I n no v a t i o n De s i g n o f Pn e u ma t i c Be n c h ma r k i ng f o r t he Te s t Eq u i pme n t F AN L i - j u n , L l B o U n i t 6 3 9 8 1 o f C h i n e s e P e o p l e S L i b e r a t i o n A r my ， Wu h a n 4 3 0 3 1 1 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r a n a l y z e d t h e r e a s o n s o f t h e p r o b l e ms i n t h e w o r k o f n o r ma l o p e r a t i o n o f t h e t e s t r e q u i r e me n t s ， p r e s e n t s a me t h o d o f t h e mu l t i - s t a g e c y l i n d e r l o c k i n g d e v i c e mo d i fi e d ； Th e e l e c t r o ma g n e t i c l o c k fi t t e d wi t h p r o x i mi t y s wi t c h r e p l a c e s t h e ma n u a l l o c k i n g d e v i c e ．T h i s me t h o d r e a l i z e s a l l c y l i n d e r s a u t o ma t i c u n l o c k i n g a n d l o c k i n g c o n t r o l s h o r t e n s t h e w o r k i n g t i m e ， e l i m i n a s t h e r i s k i n o p e r a t i o n ， a n d i mp rov e s wo r k e ffi c i e n c y ． Ke y wo r d s p n e u ma t i c b e n c h ma r k i n g； mu l t i - s t a g e c y l i n d e r ； t h e e l e c t r o ma g n e t i c l o c k O 引言 某测试设备为了与被测设备进行对接调试 ． 需要利 用标杆将其垂直举至 8 m高位置来完成此工作 ， 此设备 受外形尺寸限制 ． 依靠单级标杆不能满足要求 ， 为此该 设备采用 了套筒式多级气缸作 为标杆基本解决 了此问 题 。 由于气缸工作环境适应性好 。 使用和维护方便 ， 机械 结构简单 ． 但经过长期 的实践操作发现 ． 在标杆的升降 过程中． 由人工操作多级气缸的锁紧手柄不仅容易发生 危险 ， 而且需要时间较长。 为了加快标杆升降速度 ， 提高 工作效率 ． 避免人员在标杆升降操作过程中受伤 ， 对套 筒式多级气缸的锁紧装置进行了改造革新设计 。 1 套 筒式多级气 缸工作过程分 析 该多级气缸是某 型测试设 备 的主要执行机构 ． 由 六个直径不 同的缸套和五个手动锁紧手柄组成 见 图 1 。 最内层 气缸是第六级 。 最外层 气缸是第一级 。 第六 级气缸 的锁 紧手柄安装在第 五级气缸上端 的套环上 。 各级缸套之间有橡胶密封圈． 并设有毛毡防尘圈。标杆 升高时 ． 首先将拖车顶部的空气操纵阀置“ 升” 的标志 位 ． 储气罐的高压气体进入气缸 ． 然后通过人工逆时针 旋转第五级气缸顶端套环上的锁 紧手柄 ．使第六级气 收稿 日期 2 0 1 3 0 4 2 7 作者简介 范利军 t 9 7 8 一 ， 男 ， 山西偏 关人 ， 工程师 ， 本科 ， 主要 从事 车辆 的 维修保障工作及故障检测设备 的研究 。 缸在高压气体作用力下 向上伸 出．待第六级气缸完全 伸出后再进行人工锁紧此手柄 使用 同样的方法按第 五 、 四、 三 、 二级气缸 的顺序将各气缸伸出并锁紧 由于 第一级气缸 固定在拖车顶 ， 不需要伸 出和锁紧 ， 最后 将空气操纵 阀置“ 断开” 位置 。当标杆下降时， 将空气操 纵阀置 “ 降” 。 松开第一级气缸顶端套环上的锁紧手柄 ． 第二级气缸开始下降 ．待此气缸完全收回后再进行人 工锁紧第一级气缸顶端套环上 的锁紧手柄 ．用同样 的 方法按第三 、 四 、 五 、 六级气 缸的顺序将各 气缸依次收 回并锁紧 一 微波组合 I l 图 1 套简式 多级气缸标杆 从 以上套筒式多级气缸工作过程可以看 出．标杆 在升起和降落操作过程中 ．每级气缸 的锁紧和解锁都 4 3 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 3年 第 0 8期 是通过人工操作 ．当部分不熟悉设备操作的人员对其 进行相关操作时 ．若发生误操作现象或者操作时机不 准确都会直接导致操作人员受伤 ． 甚至损坏某些部件 ． 因此在实际使用和操作该设备时 ．需要操作人员必须 掌握一定的技巧 ， 这就给操作人员增加了难度 。此外 ， 这种人工操作标杆升降的方法需要较长 的时间 ．严重 影响了测试人员的工作效率 2 多级气缸锁 紧控 制结构设 计 多级气缸 电动锁 紧控制结构 见 图 2 是将原多级 气缸顶端 的手动锁紧手柄去掉 ， 更换为电磁锁 ． 利用 电 磁锁的锁芯和各级气缸上下两端的定位孔来实现气缸 的固定性 ． 以防伸出的气缸下滑。此外在电磁锁上加装 了接近开关 ． 接近开关连接电磁锁解锁和闭锁指示灯 。 供标杆操作人员查看电磁锁锁芯解锁状态 藿 六级气缸 _籴 进气和 竺 二 图 2套 筒 式 多 级 气 缸 电 动锁 紧 控 制 结构 对多级气缸标杆升起操作的步骤是 首先将 图 1 中所示 的空气操纵 阀置“ 升 ” 的标志位 ． 此 时所有 电磁 锁加 电． 锁芯缩 回。 同时高压气体从高压储气罐通过进 气和排气 口进人多级气缸 ．多级气缸在压力作用下向 上伸 出． 当内层所有气缸全部伸 出后 ． 将空气操纵 阀置 “ 断开” 位置 ． 高压气体通路 封闭 ． 同时断开 电磁 锁 电 源 ，锁芯伸 出置气缸底部的定位孔 中．将标杆位置锁 定。当标杆下降时 。 将空气操纵阀置“ 降” 。 所有电磁锁 加电 ． 锁芯缩 回． 同时高压气体通过进气和排气 口从多 级气缸排出 ． 多级气缸在重力作用下缩 回， 待 内层所有 气缸全部降落到位后 ． 将空气操纵 阀置“ 断开” 位置 ． 高 压气体通路封 闭． 同时断开电磁锁 电源 ． 锁芯伸出置 内 层气缸顶部的定位孔 中． 将标杆位置锁定。 3 多级气缸工作控制电路设计 各级气缸顶端安装供 电为 1 2 V的电磁锁 ．在电磁 锁的末端安装电感式接 近开关 L J 5 A 3 1 一 Z ／ B X． 用于检 测锁芯位置 。 如图 3所示。 电路设计见图 4 ． 在标杆升起 或下降时 ， 空气操纵 阀置“ 升 ” 或“ 降” 位置 ． 同时接通 电 磁锁电源开关 K， 电磁锁锁芯缩 回． 接近开关的黑线导 通 电源地 ． 对应 的解锁指示灯亮 ． 表面气缸可 以升起或 下降 ．在多级气缸全部伸 出或收 回时 ．空气操纵阀置 “ 断开 ” 位置 ， 电磁锁断 电， 锁芯进入各气缸 的定位孑 L ． 使 内层各级气缸位置固定 1 o o一j 2 2 0 Vo - - 4 o 压力开关 直 [v I K ] V 直流电源LV l／ l 空气压缩机 电磁锁 1 线圈 - - - - - - - - - - - -- - - -J 电磁锁 塑 电磁锁 3 线圈 电磁锁 4 线圈 电磁锁 5 线 圈 ◇ ～接近开关2 接近开关3 ◇ L 接i 关4 L 4 接 关 图 3接 近 开 关 实 物 图 图 4多 级 气 缸 锁 紧 控 制 电 路 4 结束语 本文针对某测试设备 的气动标杆进行 革新 改造 ． 将人工锁紧手柄更换为电磁锁 ．并利用接近开关检测 电磁锁锁芯位置 ， 同时增加电磁锁解锁控制 电路 ． 通过 解锁指示灯观察 电磁锁解锁状态 ．确保气缸在解锁状 态完成标杆升降作业 ．此设计方法实现 了多级气缸 的 所有 电磁锁锁芯 自动解锁 ．避免了因测试人员不熟悉 标杆 升降操作或对气缸锁 紧操作经验不足而发生 的意 外危险。利用电磁锁和接近开关控制 的套筒式 多级气 缸还 可以实现 自动锁紧功能 。 在电磁锁锁芯的作用下 ． 标杆处 于作业状态时 ． 各级气缸不会 自动下降． 在行驶 状态时。 各级气缸不会伸 出。通过革新设计 的标杆为测 试人员缩短 了设 备检测时间 ， 提高了工作效率 ， 具有较 强的实用性 ． 易于应用和推广。 参考 文 献 【 1 】 马龙鹏， 曹常贞， 郭 敦朋． 一种带接 近开关液压缸 研究设计 [ J ] ． 液 压气 动与密封， 2 0 1 2 ， 1 1 2 7 2 8 ． 【 2 】 沈亮远． 某液压设备快速作业减小 冲击 的革新设计『 J 1 ． 液压与 气 动， 2 0 1 0 ， 1 5 7 ． 【 3 】 夏 家永， 夏 国伟 ． 闸刀架 气 缸研 究[ J ] ． 液 压气 动与 密封 ， 2 0 1 3 ， 3 7 2 - 7 4 ． [ 4 ] 李季风， 邵明亮． 气 动 、 机械及 电子解决 了三面及 四面加工 问 题f J ] ． 液压气动 与密封， 2 0 1 3 ， 3 7 1 7 3 ． 【 5 】 J B ／ T 5 9 2 3 1 9 9 7 ， 气动 、 气缸技术条件【 S 】 ． [ 6 】 J B ／ T 6 3 7 8 2 0 0 8 ， 气动换向阀技术条件【 S 】 ． 『 7 1 曹建东． 液压传 动与气动技术f M 1 ． 北京 北京 大学 出版社， 2 0 0 6 ．