一種用于紙盤的氣動(dòng)夾緊裝置

卓建武　洪璽　劉偉忠

摘 要：KDF2濾棒成型機(jī)組的紙盤架裝置采用螺母鎖緊定位，更換盤紙時(shí)操作不便、勞動(dòng)強(qiáng)度較大且在較長(zhǎng)時(shí)間使用后定位不準(zhǔn)確，為此對(duì)紙盤架裝置進(jìn)行了改進(jìn)，在不改變?cè)袡C(jī)座的情況下，通過對(duì)原有零件進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種氣動(dòng)夾緊裝置，它包含用于控制氣體進(jìn)出的控制部件，用于形成密閉氣體回路的儲(chǔ)氣部件，以及用于紙盤松緊的夾緊部件，它的主要原理是利用密閉回路中恒定的氣壓來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊的，它主要用在KDF2濾棒成型機(jī)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)紙盤的自動(dòng)裝夾，提高KDF2的自動(dòng)化程度，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：KDF2濾棒成型機(jī)組；氣動(dòng)夾緊裝置；密閉腔室；恒定壓力；皮碗

中圖分類號(hào)：TG75U 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）2-0001-02

KDF2濾棒成型機(jī)組是德國(guó)HAUNI公司20世紀(jì)70年代產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)于1987年引進(jìn)了該項(xiàng)技術(shù)。該機(jī)組具有性能穩(wěn)定、經(jīng)久耐用等特點(diǎn)，目前仍是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)醋纖濾棒的主流設(shè)備。

由于當(dāng)時(shí)引進(jìn)技術(shù)水平的限制，該機(jī)組采用的是手動(dòng)夾緊裝置，它需要通過不斷調(diào)節(jié)螺母的松緊來(lái)實(shí)現(xiàn)紙盤的裝夾，操作繁瑣、復(fù)雜，在使用上很不方便。而目前國(guó)際上先進(jìn)的新開發(fā)的KDF4等成型機(jī)組普遍采用氣動(dòng)控制連桿方式對(duì)紙盤進(jìn)行固定，它采用了卷煙機(jī)的紙盤架，靠彈簧夾緊紙盤，當(dāng)按下按鈕時(shí)可以松開紙盤，不僅方便用戶的使用，還大大提高了換紙盤的工作效率。由于該紙盤架無(wú)法安裝在KDF2上，所以開發(fā)一種適用于KDF2的紙盤氣動(dòng)夾緊裝置對(duì)提高KDF2的自動(dòng)化程度及延長(zhǎng)其生命周期有重要意義。

1 現(xiàn)狀分析

圖1為目前KDF2濾棒成型機(jī)紙盤架結(jié)構(gòu)圖，紙盤輪軸（10）安裝固定在回轉(zhuǎn)盤（1）上，紙盤座（2）繞紙盤輪軸（10）旋轉(zhuǎn)，襯套（8）和滾花螺母（9）用于紙盤的軸向定位，紙盤圈（4）固定在紙盤座（2）上，通過旋轉(zhuǎn)滾花螺母（9）來(lái)調(diào)整紙盤的軸向位置。當(dāng)需要更換紙盤時(shí)，整個(gè)裝置隨回轉(zhuǎn)盤（1）一起旋轉(zhuǎn)180?，旋下螺母（7），取下紙盤圈（6）后，換上新紙盤（5）到紙盤圈（4）上，然后再裝上紙盤圈（6）并旋上螺母（7），利用紙盤圈（6）上的圓錐面鎖緊紙盤使之定位并固定。因此目前KDF2紙盤架存在以下缺點(diǎn)：第一，換盤不便，每次換盤時(shí)都要旋下、旋上螺母（7）和紙盤圈（6），并要不斷調(diào)整螺母（7）才能實(shí)現(xiàn)對(duì)紙盤的可靠夾緊；第二，紙盤定位不精確，由于紙盤圈經(jīng)常在螺紋面上拆卸，容易發(fā)生磨損并與紙盤座之間形成間隙，同時(shí)紙盤圈圓錐面與紙盤為線接觸，在擰緊螺母時(shí)容易使紙盤偏心和傾斜；第三，對(duì)紙盤規(guī)格的適應(yīng)性差，因紙盤圈（4）、（6）的外徑是固定的，若紙盤內(nèi)徑有所偏差，對(duì)紙盤的夾緊將不可靠。

圖2為KDF4濾棒成型機(jī)紙盤架結(jié)構(gòu)圖，它采用氣動(dòng)控制式紙盤架結(jié)構(gòu)，它的釋放鎖緊裝置氣缸（3）安裝在紙盤架裝置的固定盤（2）上，當(dāng)機(jī)器發(fā)出更換盤紙指令后，氣缸（3）推動(dòng)回轉(zhuǎn)盤上的紙盤架鎖緊裝置釋放紙盤，取下舊紙盤并裝上新紙盤后，按下鎖緊按鈕，氣缸（3）縮回，鎖緊裝置自動(dòng)定位并固定紙盤。由于KDF2紙盤架，無(wú)固定盤結(jié)構(gòu)，安裝紙盤架的機(jī)座前立面周圍安裝有負(fù)壓風(fēng)機(jī)和潤(rùn)滑系統(tǒng)等部件，所以即使機(jī)座重新加工也無(wú)法安裝固定盤，因此無(wú)法直接借用KDF4紙盤架的結(jié)構(gòu)。

2 改進(jìn)方法

針對(duì)以上問題，本文提出一種氣動(dòng)夾緊裝置，它能夠通過按鈕控制實(shí)現(xiàn)對(duì)紙盤的夾緊與松開，并且能與KDF2濾棒成型機(jī)對(duì)接與匹配，成為該設(shè)備的一部分。它的主要原理是利用密閉回路中恒定的氣壓來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊的。它包括用于控制氣體進(jìn)出的控制部件，用于形成密閉氣體回路的儲(chǔ)氣部件，以及用于紙盤松緊的夾緊部件。

2.1 氣路控制

圖3為紙盤氣動(dòng)夾緊裝置的氣動(dòng)原理圖，圖4為紙盤氣動(dòng)夾緊裝置結(jié)構(gòu)圖，由減壓閥和手動(dòng)閥共同組成裝置的控制部件，其中兩位三通手動(dòng)閥通過角鐵（51）安裝在回轉(zhuǎn)盤（2）上，通過手動(dòng)控制兩位三通手動(dòng)閥的開關(guān)，來(lái)控制整個(gè)裝置氣流的通斷，實(shí)現(xiàn)夾緊裝置對(duì)紙盤的夾緊與松開。減壓閥安裝在回轉(zhuǎn)盤（2）上，用于控制整個(gè)氣路的氣壓，使夾緊裝置能適用于不同尺寸的紙盤內(nèi)徑的裝夾，增加裝置對(duì)原輔材料的適應(yīng)性。

2.2 夾緊裝置機(jī)械設(shè)計(jì)

在圖4中，基準(zhǔn)盤（4）主要是用來(lái)校對(duì)紙盤的軸向位置（通過其上的調(diào)整螺釘），傳感器通過角鐵（51）安裝在回轉(zhuǎn)盤（2）上，當(dāng)紙盤快用完時(shí)，傳感器沒有被紙盤遮住，向控制系統(tǒng)發(fā)出紙盤紙用完信號(hào)，由系統(tǒng)控制帶動(dòng)紙盤輪軸（1）的電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

通過對(duì)原有零件紙盤輪軸（1）和回轉(zhuǎn)盤（2）進(jìn)行改進(jìn)，在它們與新零件隔圈（13）、軸承座（12）上鉆有通氣孔，使它們與皮碗（9）一起形成一個(gè)密閉的腔室，組成夾緊裝置的儲(chǔ)氣部件。當(dāng)裝置正常工作時(shí)，氣體會(huì)沿設(shè)計(jì)的氣路（圖4箭頭方向）流動(dòng)進(jìn)入密閉的腔室中，其中皮碗（9）是彈性零件。皮碗（9）在氣壓的作用下會(huì)向外鼓出，推動(dòng)滑動(dòng)塊（8）、夾緊塊（7）向外運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了夾緊塊對(duì)紙盤的夾緊。當(dāng)夾緊裝置要松開時(shí)，按下夾緊按鈕，手動(dòng)閥換向，回路中的氣體通過手動(dòng)閥上的消音器向外排出，皮碗（9）恢復(fù)原狀，滑動(dòng)塊（8）、夾緊塊（7）亦在彈簧的作用下縮回，使夾緊塊（7）脫離與紙盤的接觸，這時(shí)可順利取下紙盤。這樣本氣動(dòng)夾緊裝置就實(shí)現(xiàn)了對(duì)紙盤的自動(dòng)松緊。

3 效果分析

本氣動(dòng)夾緊裝置不改變KDF2機(jī)座結(jié)構(gòu)，只是通過對(duì)回轉(zhuǎn)盤和軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合其它零件的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊的，其紙盤架與紙盤由原來(lái)的線接觸改為面接觸，夾緊更可靠。另外換盤時(shí)不需拆卸紙盤架的零件，換盤迅速，紙盤的定位也更加準(zhǔn)確，避免了紙盤的偏心和傾斜，也降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。其次它輸入的氣壓可調(diào)，增加了它對(duì)原輔材料紙盤的適應(yīng)性。通過更換不同尺寸的夾緊塊（7），此裝置也可快速適用于其它不同規(guī)格的圓盤類零件的自動(dòng)裝夾。

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