一种压力机分体式离合器制动器及气动控制系统.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 0 1 0 0 1 0 0 5 3 0 2 - 田 一 种 压 力 机 分 体 式 离合 器 制 动器 及 气 动控 制 系统 张 兰 军 合 肥 锻 压 集 团 ， 安 徽 合 肥 2 3 0 6 0 1 摘 要 简述 了大型机 械 压力 机分 体 式 离合器 、 制动器 的结构 原理 ， 以及 其 气动 控制 系 统 的具体 设 计 思路 和 原理 。分 析 了离合器 、 制 动器 产 生干 涉的原 因， 并提 出 了解 决 办法 ， 对具体 的调 试 过程 也做 了简 单描述 。 关键 词 机械 制造 ； 离合 器 制动器 ； 气动控 制 系统 ； 压 力机 中图分类 号 T G3 1 5 ． 5 文献 标识 码 B 1引 言 机 械压力 机是 一种通 用 锻压设 备 ，它 几乎 可进 行 所 有 的 冲 压 工 艺 ， 如 板 料 冲 裁 、 拉 延 成 形 、 冷 热 挤 压 、 粉末 冶金 等 。 离合 器与 制动 器是 机械 压力 机主传 动 的关键 部件 ，它 的性 能直 接影 响 到压力 机工 作 的 安 全性 、 可靠性 以及 设备 的开动率 和维 修量 。 对于 压 力 机上 常用 的气动 分体 式离 合器 、 制 动器 ， 及 其 控 制 的安全性 ， 以及 在 压力机 动作 时可 靠灵 活性 ， 离 合 制 动 干 涉 的 消 除 ， 对 压 力 机 的 性 能 至 关 重 要 。 本 文 对 以 上 内容进 行简 单 的分析并 提 出 了解 决 问题 的办 法 。 2离 合 器 制 动 器 结 构 气 动摩擦 离合 器和 制动 器 因其 动作 灵 敏 、反应 快 速 、 工 作可靠 而被 广泛 地应 用在 机械 压力 机上 。 压 力机 在 开动单 次行 程时 ，制 动器将 压力 机 的从 动 系 统 动 能 通 过 摩 擦 材 料 转 化 为 摩 擦 热 ， 由于 大 吨 位 压 力机 从 动惯量较 大 ， 在压 力机 单次 行程 次数 较 高 、 对 离合 器制 动器 寿命要 求较 高 的情况 下 ，整体 式 离合 器制 动器 很难满 足 制动器 散热 和 寿命 的要求 ，所 以 一 般 采 用 分 体 式 离 合 器 制 动 器 。 离合器 部分 的原 理结 构 ，是需 要离 合 时通 过压 缩空气 推 动活塞 ，活塞推 动摩 擦盘 和摩 擦 片紧 密结 合 ， 靠 摩擦 力传 递扭矩 。离合脱 开 时 ， 靠 弹簧 对 活塞 进行 复位 。 制 动器 在制 动状 态下 ， 靠 弹簧将摩 擦 盘紧 紧压在 摩擦 片上 ，也 是 同样靠摩 擦 力实 现制 动需 要 的扭矩 。市 场上 常见 的一 种离合 器 制动 器结 构见 图 1所 示 。 收稿 日期 2 0 0 9 1 2 0 7 作者简介 张兰军 1 9 7 4 一 ， 男 ， 工程师， 从事锻压设备及自动化设计 J 薹 ；I／／／／／ ／ 。 l 离合器 图 I 离合器制动器结构图 制动器 3气 动 控 制 系 统 及 原 理 分体 式离 合器 制动 器 的控 制 ，主要解 决安 全可 靠 的离合 制动 和干 涉 问题 。在安 全控 制上 采用 可靠 的 电 磁 双 阀 进 行 控 制 ， 双 阀 由 两 个 主 阀 、 先 导 阀 、 监 控 器 3部分 组 成 。 两个 主 阀正 常工作 时作 同步 运动 ， 一 旦 这一 同步 运动遭 到破 坏 ，监 控装 置就 能检 查 出 这 一状 态并 将 阀关 闭 ， 离 合器 制动 器停 止工 作 。 除非 图 2 气动控制系统图 经 开 始 制 动 ， 也 会 造 成 制 动 器 打 滑 而 迅 速 升 温 磨 损 。 制 动器 打滑是 因为一 般 离合器 的扭 矩都 比制 动器 的 扭矩 大得 多 。所 以 ， 其控 制部分 要解 决这 些 问题 。 气 动 控 制 原 理 见 图 2所 示 。 图 中 的具 体 元 件 ①储 气罐 。为 离合器 制动器 动作 时提 供充 足 的 压缩 空气 ， 减少 压力 波动 。 ②安 全 阀。压力 非正 常高 时 的安全保 护作用 。 ③压 力继 电器 。 在 压力低 于正 常时 ， 发 出信号使 压 力 机 停 机 。 ④制 动器 电磁 双 阀。 ⑤制 动器 进气单 向节 流 阀 ，起 制动器 排气 节 流 的作 用 。 ⑥ 软管 。 ⑦制 动器 。 ⑧ 离合器 。 ⑨ 软管 。 ⑩ 离合器 进气单 向节流 阀 ，起 离合器 进气 节 流 的作 用 。 ⑩ 离合器 电磁 双 阀。 ⑥ 油雾器 。 ⑩ 过滤器 。给双 阀提供 洁净 的压缩 空气 。 气 动 控 制 系 统 中关 键 的元 件 是 两 个 电 磁 双 阀 和 两个单 向节 流 阀。两个 电磁 双 阀可 以保证 离 合器 制 动器安 全可靠 的排 气 ，在 电气接线 上采 用两 个双 阀 同一个 继 电器 控制 ， 同一 套线 路 的方式 ， 保证 在 电气 元 件 发 生 故 障 的情 况 下 ，两 个 双 阀 可 以 同 时 动 作 排 气 ， 防止发生 滑块 的非 正常下 滑 ， 保证操 作人 员 和设 单 向节 流阀使 制动 器慢 速排气 ， 离合 器 快速排 气 ， 保 证 离合器 脱 开的速度 快 于制动 的速 度 ，才不 会造 成 制 动时 的干涉 。 同样 ， 也 要保证 制动 的效 果 ， 使 制 动 角在 安全 的范 围之 内 ，并 满足 动作迅 速 和单 次 的要 求 。 另外管 路设 计上 需要 注意 的是 ，两个 电磁 双 阀 分别距 离合 器 和制动 器 的距 离要 尽量 短 ，保证 离合 器排气 和制 动器 进气 的速度 ，软管 的长度 也要 尽量 短 ， 并 尽量 不要 弯 曲 ， 通径要 是够 大 。储气 罐 的容积 要 足够 大 ，保证 离合 器制动 器排 气后 的压 力波 动要 尽 量小 ， 储 气罐 的安装 位置要 尽量 靠近 制动 器一 端 ， 从 而使 制动 器进气 脱 开 的时间尽 可能 的短 。 4气 动 控 制 系统 的 调 试 该 控制 系统在 调试 的时候 ，主要 是调节 单 向节 流 阀 的 节 流 程 度 ，调 节 的好 坏 对 压 力 机 的性 能 安 全 和离合 器制 动器 的发 热寿命 至关 重要 。现场 最好 具 备 压力 机专 用 的干涉仪 ， 这样 检测起 来 比较容 易 。 在 没 有 干涉仪 的情况 下 ，经验 丰 富的技术 工人 也可 以 将 离 合 器 制 动 器 调 试 到 较 为 理 想 的 状 态 。这 里 主 要 探 讨 在 不 具 备 干 涉 仪 时 ， 进 行 调 试 的 状 况 。 在 压力 机空气 管路 连接 好 ， 气 压_ L 常 的情 况 下 ， 先 不要 启动 主 电机 ， 进 行空试 。 首先将 离合 器制 动器 处 的单 向节 流 阀调 节 到 较 小 的 状 态 ， 检 查 所 有 管 路 连接处 是否 有漏气 现 象 ，分 别用手 动控 制离 合器 制 动器端 的 电磁双 阀进行 通断 气试验 ，检查双 阀后 面 的管路 和接 头处是 否漏 气 ，仔细查 看 离合器 制 动器 的动作 是否 灵活 。 检 查完 毕后 ， 进行单 次行 程 的空操 作 ， 即不 开 主 电机 ， 双 手按 动 单 次行 程 的按 钮 ， 观 察 双 阀 的 动 作 是 否 正 常 。 检 查 完 毕 ， 确 认 主 传 动 系 统 没 有机 械干涉 后 ， 启 动 主 电机 。 主电机转 速正 常 以后 ， 压力 机打 到寸动 行程 状态 ， 开动 压力机 ， 仔 细观 察离 合器 结合 和制 动时 的主 电机 电流 、离 合器 离合 时 的 主 电 机 瞬 时 电 流 ，均 不 得 大 于 滑 块 空 行 程 运 转 时 电 流 的 2倍 。 制 动 器 制 动 时 主 电机 瞬 时 电 流 ≤滑 块 空 行程 电流 5 A， 同时 ， 与 理论 及 同类 产 品结合 制 动 时 的 电 流 值 进 行 比较 ，若 结 果 偏 大 ，将 单 向 节 流 阀 调 小 。 同时注 意观察 主 电机皮带 的情 况 ， 看 是否有 打滑 等异 常情 况 ， 另外还 要将 制动 角与计算 值 进行 比较 ， 直 到 调 节 到 比 较 理 想 的状 态 。 然 后 ， 按 正 常 压 力 机 的 运行 次数要 求 连续 开动单 次行 程 ，同时用 点温 计检 测 离 合 器 制 动 器 的 温 度 ， 连 续 开 动 单 次 0 ． 5 h， 以 温 升 不超 过室 温 5 0 C为宜 ， 并保持 在 8 0 ℃以内最好 。 压力 机离 合器制 动 器的气 动控制 调试 ，是 技术 性非 常高 的工 作 ， 必 须有 丰富 经验 的人员 才能胜 任 。 文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 O 1 0 0 1 0 0 5 5 0 4 有 效 降 低 折 弯 机 喉 口处 应 力 的 机 身 优 化 设 计 潘 殿 生 。潘 志 华 ，阮 康 平 ，孟 峻 峰 江 苏扬 力数 控机床 有 限公 司 ， 江 苏 扬州 2 2 5 1 2 7 摘要 喉 口是 折弯机 机 身结构 中的薄 弱环 节 ， 该处 应 力集 中比较 严 重。本 文 结合 MB 8 2 5 0 x 3 2 0 0数控 折 弯机 新机 型研 发项 目， 采 用有 限元 法对机 身进 行 了优 化。优 化 后 的机 身 不但有 效地 降低 了喉 F ／ 处 的应 力 ， 而 且 节 约 了材 料 ， 提 高 了 经 济 效 益 。 关键词 机 械设 计 ； 机 身 ； 折 弯机 ； 优 化设 计 中 图 分 类 号 T G3 1 5 ． 5 4 文 献 标 识 码 B 1引 言 机 身是数 控折 弯机 的一个 基 本部件 ，所有 零部 件 都安 装在 机身上 面 ，工作 时要 承受全 部 工作 变形 力 。因此 ， 机 身 的合理设 计对 减 轻折弯 机 重量 ， 提 高 折 弯机 强度 和刚度 ， 都具 有直 接 的影响 【 l J 。我们通 过 有 限元 软件 ANS YS对机 身静 力学 分析 后发 现 ， 数 控 折 弯机 机身 的平均应 力 水平并 不 高 ，除 了局部存 在 应 力集 中 以外 ， 最 大 等效 应 力在 4 0 MP a左 右 。应 力 值 远低 于材料 的许用 应力 ， 从 满足 强度 的角度 出发 ， 有很 大 的优 化 空间闭。 由于数 控折 弯机采 用 的是开 式 机 身结 构 ， 在折 弯 过程 中 ， 喉 口处 会 产生 很 大 的拉 、 压应 力 ， 导 致机 身 的刚度较 差 。 特别 是 由于有 角变 形 收稿 日期 2 0 0 9 0 9 2 6 作者简介 潘殿生 1 9 6 5 一 ， 男， 高工 ， 从事数控板 材加工设备 的研究 开发 存在 ， 严 重影 响工件 精度 和模 具 寿命 。 因此 ， 有 效 降 低喉 口处 的应 力集 中值 ， 提高 该处 的强 度 ， 成为 优化 过程 中一 个关键 的环节 l 3 l 。 本文 结合 MB 8 2 5 0 x 3 2 0 0数控 折 弯机 新机 型研 发项 目，对 如何 降低 喉 口处 的应力 值做 了一定 的研 究 。在 优 化过程 中 ， 根据 有 限元 计算 结 果 ， 结 合 理论 分析 ，研究 了喉 口处 应力 值 大小对 喉 口加 强筋 的尺 寸 、 施 加 位 置 和 施 加 方 法 之 间 的 定 性 关 系 ， 为 折 弯 机 的 结 构 设 计 及 优 化 提 供 了 理 论 指 导 与 依 据 。 2理 论 4 - 1- 算 图 1所示 为折 弯 机机身 强度 计算 简 图 。 将开 式机 身视 为开 口刚架 ，则 Ⅱ～ I I 截 面上受 到 弯 矩 M 和 拉 力 P的作 用 。 则 有 M P g A y c 1 式 中 公 称 压 力 ； 5 结 束 语 离 合 器 制 动 器 的性 能 对 压 力 机 的使 用 非 常 关 键 ，在保 证离合 器 制动器 本 身质量 和可 靠性 的情 况 下 ， 其气动 控制 系统 的设计 和 调试也 很 重要 。 本 文所 述来 自实 际生产 经验 ， 不足 之处 敬请 同行 指正 。 【 参 考文 献 】 [ 1 】 张兰军 ， 王 玉山． 浅谈大型机械压力机主要功能部件． 锻压装备 与 制造技术 ， 2 0 0 8 ， 4 3 4 1 8 2 0 ． A Ki nd o f Spl i t Cl ut c h Br a k e a nd Pn e uma t i c Co nt r o l S y s t e m o f Pr e s s Z HANG L a n j a n He f e i Me t a l f o r mi n g G r o u p ， He f e i 2 3 0 6 0 1 ， An h u i C h i n a Abs t r a c t The s t r uc t u r a l p r i nc i p l e s o f s p l i t c l u t c h b r a k e o f l a r g e me c h a n i c a l p r e s s e s h a v e b e e n ma i n l y i n t he t e x t a s we l l a s t he t h o u g h t o f d e s i g n a n d t he p r i n c i pl e s o f i t s p n e u m mi c c o n t r o l s y s t e m ．The c a u s e s o f d u rin g t he wo r k i n g o f c l ut c h a nd b r a ke ha v e b e e n a n a l y z e d a n d t he c o r r e s p o nd i n g s o l u t i o ns h a v e be e n pu I n a d d i t i o n ， s p e c i f i c a d j u s t me n t a n d t e s t i n g p r o c e s s h a v e a l s o b e e n e x p l a i n e d ． K e y w o r ds Cl u t c h b r a k e；Pn e u ma t i c c o n t r o l s y s t e m ；P r e s s