鋸盤磨削機(jī)氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

閆莉敏，吳青松

(1.包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014035;2.包頭市佳隆金屬制品有限公司，內(nèi)蒙古包頭014030)

軌梁廠用于切割鋼軌的鋸盤，磨損到一定程度(或打齒)就無(wú)法再使用，需要更換新的鋸盤。鋸盤消耗量大，而且價(jià)格較貴。為了節(jié)約成本，利用焊接等技術(shù)，將更換下來(lái)的鋸盤鋸齒焊接(或修補(bǔ))起來(lái)，再通過(guò)鋸盤磨削機(jī)進(jìn)行磨削，修磨成符合要求的鋸盤，這樣就可以重復(fù)利用。

1 工況要求

軌梁廠原有一臺(tái)進(jìn)口的萬(wàn)能鋸盤磨機(jī)，雖然鋸盤的兩側(cè)面和圓周頂面都能磨，但效率低，進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格又比較昂貴，而且需要修磨的鋸盤數(shù)量太多，一臺(tái)磨削機(jī)滿足不了生產(chǎn)的需求，需要再訂購(gòu)一臺(tái)鋸盤磨削機(jī)［1］。為了降低成本，將進(jìn)口設(shè)備國(guó)產(chǎn)化。根據(jù)具體工作工況，用戶提出了以下要求:

(1)由人工裝卸鋸盤、定齒、鋸盤推進(jìn)和磨削量微調(diào);用電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂輪磨削鋸齒頂面;壓鋸盤、分齒、磨齒和退讓運(yùn)動(dòng)由氣動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)控制;(2)鋸盤磨削要設(shè)有手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)3 種控制方式:手動(dòng)控制方式主要用于設(shè)備調(diào)試和磨齒前定位;半自動(dòng)控制方式主要用于單齒和少量鋸齒的磨削;自動(dòng)控制方式用于整個(gè)鋸盤鋸齒的磨削;(3)要有緊急停機(jī)開(kāi)關(guān)。

2 氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)上述工況要求，應(yīng)用氣動(dòng)傳動(dòng)基本知識(shí)，設(shè)計(jì)出了一套氣動(dòng)控制系統(tǒng)，其原理如圖1所示［2－3］。

(1)手動(dòng)控制原理。壓緊氣缸、分齒氣缸、進(jìn)退氣缸和氣液缸可任意單獨(dú)動(dòng)作，該控制方式主要用于設(shè)備調(diào)試和磨齒前定位。其工作原理是:

壓下手動(dòng)換向閥2.10，氣源接通，2.1 ～2.8 處于斷開(kāi)位置，壓下閥2.9，使氣控閥處于接通位置，3 個(gè)二位三通閥12.1 ～12.3 均斷開(kāi)，這時(shí)可選擇7.1 ～7.8 按鈕閥，用控制氣源分別驅(qū)動(dòng)二位五通換向閥1.1 ～1.4，來(lái)實(shí)現(xiàn)上述4 種氣缸的單動(dòng)。其氣缸運(yùn)動(dòng)速度，可分別通過(guò)調(diào)速閥10 和11 設(shè)定。磨頭點(diǎn)進(jìn)可用手操縱閥2.9 控制。

(2)半自動(dòng)控制原理。用于單齒和少量鋸齒的磨削。先手動(dòng)將鋸盤壓緊，后通過(guò)閥組實(shí)現(xiàn)讓刀進(jìn)、砂輪下行進(jìn)行磨削、讓刀退和砂輪返程自動(dòng)循環(huán)。其工作原理是:

當(dāng)磨頭處于上位時(shí)，上機(jī)控閥接通控制氣路，通過(guò)閥12.3、二位三通氣控閥、手動(dòng)操縱閥2.2 和梭閥控制進(jìn)退氣缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，則進(jìn)退氣缸前行到進(jìn)刀位，同時(shí)壓下進(jìn)刀位機(jī)控閥，控制氣路接通，經(jīng)二位三通氣控閥、手動(dòng)操縱閥2.3 和梭閥控制氣液缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，則氣液缸下行進(jìn)行磨削。當(dāng)磨頭下行到下工位后，壓下氣液缸下工位機(jī)控閥，控制氣路接通，經(jīng)手操縱2.1 和梭閥控制進(jìn)退氣缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，使進(jìn)退氣缸后退到讓刀位。同時(shí)氣源通過(guò)延時(shí)換向閥6，經(jīng)手動(dòng)操縱閥2.4 和梭閥控制氣液缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，使磨頭返回，完成半自動(dòng)控制的一個(gè)循環(huán)。當(dāng)磨頭升到上工位即開(kāi)始實(shí)現(xiàn)下一個(gè)半自動(dòng)循環(huán)。另外，磨頭在下工位返回之前，是先讓刀后返回，其時(shí)間差是由延時(shí)換向閥6 進(jìn)行調(diào)定。

圖1 鋸盤磨機(jī)氣動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖

(3)自動(dòng)控制原理。先采用手動(dòng)控制使壓緊氣缸松開(kāi)，分齒氣缸處于分齒位，氣液缸在上位，進(jìn)退氣缸在退位，再將手操縱閥2.1 ～2.8 壓下處于通路位，另將二位二通閥12.1 ～12.2 接通，12.3 斷開(kāi)，操作12.10 手動(dòng)操縱閥，控制氣源接通，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)磨削工作。

其動(dòng)作程序?yàn)?夾緊→讓刀進(jìn)→砂輪下行磨削→讓刀退→砂輪返回(同時(shí)分齒退)→夾緊松開(kāi)→分齒進(jìn)→再夾緊，不斷完成鋸盤自動(dòng)磨削的邏輯控制。其工作原理是:

鋸盤夾緊后，壓緊氣缸在夾緊位;機(jī)控閥控制氣路接通，經(jīng)二位二通閥12.2、氣控?fù)Q向閥、手動(dòng)操縱閥2.2 和梭閥控制進(jìn)退氣缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，使進(jìn)退氣缸移動(dòng)到進(jìn)刀位;該位機(jī)控閥控制氣路接通，經(jīng)氣控?fù)Q向閥、手動(dòng)操縱閥2.3 和梭閥控制氣液缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，使氣液缸下移進(jìn)行磨削;當(dāng)運(yùn)行到下工位時(shí)，機(jī)控閥控制氣路接通，經(jīng)手動(dòng)操縱閥2.1 和梭閥控制進(jìn)退氣缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，使進(jìn)退氣缸退到讓刀位;之后控制氣路經(jīng)延時(shí)換向閥6、二位三通氣控閥、手動(dòng)操縱閥2.6 和梭閥控制分齒氣缸主氣路上的二位五通換向閥換向，使分齒氣缸退到后位;同時(shí)該控制氣路經(jīng)手動(dòng)操縱閥2.4 和梭閥控制氣液缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，使砂輪返程;當(dāng)運(yùn)行到上工位時(shí)，機(jī)控閥控制氣路接通，經(jīng)二位二通閥12.1、二位三通氣控閥、手動(dòng)操縱閥2.8和梭閥控制壓緊氣缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，使壓緊氣缸松開(kāi);該位機(jī)控閥控制氣路接通，經(jīng)手動(dòng)操縱閥2.5 和梭閥控制分齒氣缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，使分齒氣缸向前移動(dòng)進(jìn)行分齒;當(dāng)運(yùn)行到前工位時(shí)，機(jī)控閥控制氣路接通，經(jīng)手動(dòng)操縱閥2.7 和梭閥控制壓緊氣缸主氣路上的二位五通氣控?fù)Q向閥換向，使壓緊氣缸向前移動(dòng)壓緊鋸盤，便開(kāi)始下一個(gè)磨削自動(dòng)循環(huán)。

圖中元件17 為壓力繼電器，用于自動(dòng)與半自動(dòng)控制中。

(4)緊急停機(jī)。當(dāng)手動(dòng)操縱閥2.10 撥開(kāi)時(shí)，除能切斷氣動(dòng)控制系統(tǒng)氣源外，同時(shí)也切斷砂輪電動(dòng)機(jī)供電電源。

3 結(jié)論

該氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，環(huán)境污染少，節(jié)省能源。不僅滿足了鋸盤磨削的工況要求，而且解決了鋸割鋼軌所用的鋸盤需求。在實(shí)際應(yīng)用中，得到用戶的認(rèn)可和好評(píng)，具有很好的推廣價(jià)值。

【1】成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.4 版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

【2】GB/T 786.1-93 液壓氣動(dòng)圖形符號(hào)［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.

【3】路甬祥.液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.