气动执行元件在工业生产过程中的的应用
气动技术的应用范围大, 广泛应用于各个领域, 不仅用于生产、工程自动化和机械化中, 还渗透到医疗保健和日常生活中。
气动系统具有防火、防爆等特点, 可应用于矿山、石油、天然气、煤气等设备。还因其耐高温, 适用于火力发电设备、焊接夹紧装置等。同时, 它容易净化, 可用于半导体制造、纯水处理、医药、香烟制造等设备。气动系统的高速工作性能, 在冲床、压机、压铸机械、注塑机等设备中得到了广泛的应用, 还用于工件的装配生产线、包装机械、印刷机械、工程机械、木工机械和金属切削机床和纺织设备等。下面介绍一些应用实例。
如气缸、摆动气缸、气动马达等气动元件可将压缩空气的能量转换成机械能, 完成夹紧固定、上下料、搬运、检测、加工装配等作业。这是气动技术的主要应用领域。
( 1) 平行移动爪气动卡盘
气动卡盘的结构形式很多, 图1所示的平行移动爪气动卡盘为其中的一种结构。它用扁平型摆动气缸驱动, 在摆动气缸轴上装有左右对称的臂, 臂端部设置小滚轮。两块滑块由两根导向杆导向, 分别作左右往复运动。滑块中间为一长孔, 小滚轮嵌在孔内。摆动气缸的摆动角度为30b上下为好。
( 2) 长行程大输出力气压机
图2 是一台长行程大输出力气压机的结构示意图。为了节省能量, 采用大小两只气缸完成不同功能。小口径气缸承担冲头接近工件任务, 而后大口径气缸产生压力, 完成冲压作业。
( 3) 翻身移动装置
图3为翻身移动装置, 在需要将工件翻身以便对反面进行加工时使用。该装置可将输送带上的工件翻身, 同时移送至另一条高度不同的输送带上。
工件进入右下方翻身起始位置的输送带上, 电磁阀换向, 摆动气缸工作, 完成翻身, 而后在气缸、滚辊驱动下将工件送出。翻身时, 由平衡气缸吸收力矩的变化, 用减压阀调节平衡压力。为了减少波动, 设置了容积5 倍的平衡气罐。
( 4) 微波炉门系统耐久性实验台
图4 为微波炉门试验台结构示意图。挡块和气缸A 定位夹紧微波炉; 摆动气缸2 旋转轴垂直向上。摆动轴上安装一摆杆,摆杆上安装真空吸盘4, 吸盘在摆杆上可自由滑动。当真空发生器工作时, 吸盘吸住炉门3, 当摆动气缸工作时, 炉门由吸盘带动旋转而打开。虽然由于摆杆的回转轨迹与微波炉门回转轨迹有一定的差距, 但由于真空吸盘可随时调整位置, 因此能始终贴住炉门而带动一起旋转。
气缸B 用来按动微波炉的开门按钮, 当气缸活塞杆伸出, 按下按钮, 炉门随即弹开, 真空吸盘带动门随着摆动气缸运动, 将门打开到所需角度, 然后摆动气缸再反向旋转, 将门合拢, 气缸C 活塞杆伸出, 将门关紧。
( 5) 走纸张力控制系统
图5 为该系统装置示意图。在新型印刷机械中, 要求在印刷过程中, 纸张张力必须基本恒定, 且在遇到紧急情况时, 能迅速制动, 重新运动时又能平稳启动。
运行之前, 张力由调压器1 设定。运行时张力调压器的输出气压信号控制负载气缸2, 负载气缸输出力通过十字架4、浮动辊7 和纸张张力相平衡。平衡时, 和十字架相连的传感器6输出一定的气压信号, 经放大器13 放大后控制张力气缸12, 使铜带9 和卷筒纸8 之间产生一定的摩擦力, 从而控制走纸时具有一定张力。印刷过程中, 随着卷筒直径的不断变小, 造纸张力也将不断减小, 辊向左摆动, 使相连的十字架顺时针转动, 传感器受压增加, 输出的气压信号增大, 经比例放大后, 控制张力的气缸伸出, 使卷筒纸上的摩擦力增加, 直至恢复到原张力设定值。反之, 若运行中走纸张力增大, 通过控制系统的自动调节,也能很快恢复到原设定值。
此外, 在系统设计中, 可使印刷机在需要紧急停车时, 停车信号能使负载气缸和张力气缸内压力迅速增加到一个预定值,随之铜带和卷筒纸之间的摩擦力也急剧增加到预定力, 使高速运动的纸卷筒在极短的时间内停止走纸, 但又不使纸被拉断。重新启动时, 又能使负载缸和张力负载气缸回到原设定值, 平稳运行。
