ZGC型振動(dòng)輸送機(jī)活門加裝自鎖聯(lián)控裝置

張勝利，焦 冉，張世強(qiáng)，趙明輝

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司洛陽卷煙廠，河南洛陽 471000）

ZGC型振動(dòng)輸送機(jī)活門加裝自鎖聯(lián)控裝置

張勝利，焦 冉，張世強(qiáng)，趙明輝

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司洛陽卷煙廠，河南洛陽 471000）

ZGC振動(dòng)輸送機(jī)活門加裝自鎖聯(lián)控裝置，當(dāng)操作工踩踏此位置后，活門的開啟縫隙由改進(jìn)前的52 mm減小為2 mm左右，杜絕安全事件，提升現(xiàn)場(chǎng)操作人員的安全保障系數(shù)。

振動(dòng)輸送機(jī)；活門；腳踏開啟；自鎖裝置

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.51

1 問題

ZGC型爬坡振動(dòng)輸送機(jī)側(cè)板、槽底為不銹鋼材料，形狀為波紋結(jié)構(gòu)，煙油、煙沫和煙土粘結(jié)在振槽底部，操作工日常清理、保養(yǎng)需要在振動(dòng)輸送機(jī)上進(jìn)行。振動(dòng)輸送機(jī)與水平面有20°的傾角，支撐高度450～1900 mm。為保證保養(yǎng)效果，操作工由振動(dòng)輸送機(jī)高處倒退著用拖把進(jìn)行清理，當(dāng)腳踩踏在振動(dòng)輸送機(jī)活門時(shí)（圖1），活門受到人體重力負(fù)荷的作用極易開啟，容易夾傷腿腳，造成人身傷害。

圖1 操作者作業(yè)位置

2 原因分析

（1）工作原理（圖2）。ZGC型振動(dòng)輸送機(jī)是偏心連桿平衡式振動(dòng)輸送機(jī)，主要用于輸送煙絲、煙葉、煙梗、葉片等物料。工作時(shí)，由電機(jī)通過皮帶輪上的V形帶帶動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心軸帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)平衡體運(yùn)動(dòng)，平衡體通過搖桿組件帶動(dòng)槽體與平衡體做同步反向簡(jiǎn)諧振動(dòng)，物料在槽體內(nèi)沿輸送方向作連續(xù)拋擲運(yùn)動(dòng)，物料向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)輸送目的。

圖2 ZGC型振動(dòng)輸送機(jī)傳動(dòng)原理示意

（2）過程分析。ZGC型振動(dòng)輸送機(jī)活門的開閉形式為翻轉(zhuǎn)式，采用手動(dòng)控制。手動(dòng)換向閥改變氣路，氣缸驅(qū)動(dòng)活門關(guān)閉/打開，給相應(yīng)工序定點(diǎn)供料或排出不合格物料。當(dāng)需排出不合格物料時(shí)，活門由手動(dòng)換向閥控制氣缸動(dòng)作，通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)活門的快速開啟；當(dāng)不合格物料排完，合格物料通過時(shí)，快速關(guān)閉活門，合格物料正常通過，輸送機(jī)氣動(dòng)原理見圖3。

圖3 ZGC型振動(dòng)輸送機(jī)氣動(dòng)原理

日常生產(chǎn)結(jié)束后，操作工倒退著清掃振槽底部煙垢，當(dāng)腳踩踏活門時(shí)，由于人腳的長(zhǎng)度小于活門寬度(活門的寬度270 mm，成年人的腳長(zhǎng)約250 mm)，活門開啟產(chǎn)生縫隙，操作工腳易被卡在其中，造成夾傷或擦傷事故。

（3）受力分析。輸送機(jī)所用活門驅(qū)動(dòng)氣缸缸徑40 mm，氣源控制壓力 0.3 M～0.5 MPa，查表得知?dú)飧纵敵隽?77～628 N，活門處受力分析見圖4。

圖4 活門處受力示意

如圖4所示，重力G可分解為平行于斜面的力F1和垂直于斜面的力F2。當(dāng)腳踩踏到活門時(shí)，活門受到重力負(fù)荷開啟。以操作工體重75 kg為例做實(shí)驗(yàn)（查資料可知，一個(gè)體重為75 kg的成年人,產(chǎn)生的重力約為735 N）。根據(jù)物理學(xué)原理，如果物體靜止不動(dòng)，根據(jù)平衡條件可知，物體受到的摩擦力f=F1≈249.9 N，摩擦力等同于下滑力；F2≈690.9 N＞氣缸輸出力。采用推力測(cè)試儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，當(dāng)活門受到300 N左右的負(fù)荷時(shí)就會(huì)開啟。因此當(dāng)操作人員踩踏活門時(shí)，活門開啟。

3 改進(jìn)措施

3.1 改進(jìn)方案

（1）改造現(xiàn)有活門控制裝置，加大支撐能力。改造部位多、較復(fù)雜且成本高。

（2）不改變現(xiàn)有活門控制裝置，增加手動(dòng)插銷。操作工容易遺忘，開啟、關(guān)閉不方便。

（3）不改變現(xiàn)有活門控制裝置，增加一套活門聯(lián)控自鎖裝置。通過改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)鎖聯(lián)控。

通過對(duì)3個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，選擇方案3，在不改變?cè)谢铋T裝置的前提下，增加一套活門自鎖聯(lián)控裝置。

3.2 改進(jìn)內(nèi)容

（1）確定自鎖裝置安裝位置。振動(dòng)輸送機(jī)槽底下方有4根 30 mm×30 mm甲字形排列的角鋼，用于支撐和加固槽底，活門下方25 mm×25 mm角鋼用于支撐活門?；铋T關(guān)閉后，下方?jīng)]有其他裝置，兩支撐角鋼間距為50 mm，可以將自鎖裝置安裝于振動(dòng)輸送機(jī)槽底。

圖5 自鎖裝置

（2）自鎖裝置（圖5）。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，選自鎖氣缸缸徑25 mm，長(zhǎng)100 mm；為避免自鎖裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)與槽底支撐角鋼發(fā)生碰撞，支撐桿支架制作成V形，可有效形成自鎖支撐；滑座架長(zhǎng)100 mm；2根平行的支撐桿長(zhǎng)240 mm，直徑12 mm，所用的材料為不銹鋼。在平衡體加裝相同重量的配重，消除簡(jiǎn)諧振動(dòng)的不平衡。

（3）自鎖氣缸支架。利用30 mm的支撐角鋼作為固定自鎖氣缸的支架，根據(jù)自鎖裝置的相關(guān)尺寸加工出支撐角鋼的伸出孔，并在活門的 25 mm支撐角鋼上加工支撐孔，同時(shí)保證在一個(gè)平面上做直線伸縮運(yùn)動(dòng)，使自鎖裝置對(duì)活門形成兩點(diǎn)支撐（圖6）。

圖6 自鎖裝置工作示意圖

（4）自鎖裝置氣控系統(tǒng)改進(jìn)。改造前，壓縮空氣管路只控制振動(dòng)輸送機(jī)活門的開啟和關(guān)閉。加裝活門自鎖裝置后，為實(shí)現(xiàn)活門關(guān)閉時(shí)，自鎖裝置處于自鎖狀態(tài)，活門開啟排料時(shí)，自鎖裝置處于釋放狀態(tài)。對(duì)壓縮空氣管路進(jìn)行改進(jìn)，加裝2個(gè)Φ8 mm三通接頭，將原來的2路輸出擴(kuò)充為4路輸出，并在其中的兩條管路上加裝2個(gè)控制速度的節(jié)流閥，用于調(diào)節(jié)、控制自鎖氣缸與活門氣缸的工作次序，保證活門氣缸到位后，自鎖氣缸快速到位自鎖，改進(jìn)后自鎖控制氣動(dòng)原理見圖7。

圖7 改進(jìn)后自鎖控制氣動(dòng)原理圖

（5）自鎖裝置工作過程。如圖7所示，當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入自鎖氣缸無桿腔，活塞向右運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞桿將V形裝置推出，經(jīng)固定在振槽上滑座的導(dǎo)向，穿過槽底角鋼的2個(gè)依托孔，2根平行支撐桿插入活門開口下端；當(dāng)壓縮空氣從自鎖氣缸有桿腔進(jìn)入，活塞向左運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞桿縮回，V形裝置退出，活門正常打開。

（6）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。加裝自鎖裝置后，對(duì)2個(gè)體重75 kg的操作工分別進(jìn)行了5次實(shí)驗(yàn)，活門開啟縫隙均值分別為2.06 mm和2.04 mm。

4 改進(jìn)效果

在振動(dòng)輸送機(jī)活門處加裝自鎖聯(lián)控裝置，當(dāng)操作工踩踏此位置后，活門的開啟縫隙寬由原來的52 mm降低為2 mm。杜絕安全事件，提升了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的安全保障系數(shù)。

［1］孫濤.液壓與氣動(dòng)技術(shù)［M］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2010.

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〔編輯 李 波〕