一种气动多规格半自动弯管机的设计.pdf

3 6液压与气动2 0 0 9 年第1 2 期 一种气动多规格半自动弯管机的设计 徐小兵 官强 黄晶 柴华雄 马秀花 T h eD e s i g no faP n e u m a t i cM u l t i s t a n d a r d sS e m i a u t o m a t i cP i p e b e n dM a c h i n e X UX i a o b i n g G U A NQ i a n g H U A N GJ i n g C H A IH u a x i o n g M AX i u h u a 长江大学机械工程学院 湖北荆州4 3 4 0 2 3 摘要 介绍了适用于多种冰箱 冰柜冷凝管生产的气动多规格半自动弯管机的设计方案 该弯管机以 压缩空气为动力源 气缸行程磁性开关为检测器件 双电控换向阀和气缸为执行器件 适用于多种不同的蛇 形冷凝管产品的生产 利用各种定位挡块和滚轮结构 可实现多种长度的送料 1 8 0 或9 0 的弯管以及多种 弯曲半径的调整 关键词 弯管机 冷凝管 气动 定位 中图分类号 T H l 3 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 0 4 8 5 8 2 0 0 9 1 2 0 0 3 6 0 3 1 前言 随着制造业的发展 自动弯管机在汽车配件 造 船 家用电器等领域获得了广泛的应用 各类弯管机 应运而生 如大型程控立体弯管机 C N C 弯管机 液压 弯管机等 这类弯管机技术成熟 质量可靠 但价格昂 贵 家用制冷行业由于生产的特殊性 小批量 多规 格 中小企业依然采用手动弯管为主 但其生产效率 低 产品质量不稳定 为满足中小企业小批量 多规格制冷弯管产品生产 需求 提高产品的质量和生产效率要求 我们研制了适 合中小企业使用 且适用于多种冰箱 冰柜冷凝管生产 的气动多规格半自动弯管机 使用效果受到用户肯定 2 设计目标 冰箱和冰柜等制冷行业常用的冷凝管平面形状如 图l 所示 具体设计指标为 1 弯管材料 铁管外层镀铜 2 弯管规格 冷凝管的直径为蚪 7 6 舶和 8 三种规格 壁厚为0 6m m 其中中8 管要求同时弯4 件 嘶管同时弯6 件 似 7 6 管同时弯8 件 3 弯曲直径 蛇5 t I 6 0 可调 排管长度2 0 0 1 2 0 0m n l 可调 且调节简单方便 图1 冷凝管形状示意图 4 弯管质量 排管长度误差小于1m m 平面度 小于5m m 弯管处管直径变形量小于2 5 3 工作原理与结构 为最大限度满足多种冷凝管生产的要求 本气动 多规格半自动弯管机 设计成可以调整的人工送料系 统和自动弯管系统 3 1 人工送料系统 人工送料系统是将已校直并按所需长度裁切后的 管材以每次所需的送进量 间歇式地送人自动弯管机 中 为了提高劳动生产率 每次将1 组 中8 管4 根 嘶管6 根 舛 7 6 管8 根 管材同时送进 该系统设 计有两个关键问题 一是如何将这组管材以上下排列 的形式整齐夹紧并拖动送入弯管机 二是怎样保证不 同种类产品的多种送料长度的实现 1 送料夹头 用气缸带动夹头把一组管材以上下排列的形式整 齐夹紧并拖动送人弯管机 设计的夹头一要施力方向 正确 保证这一组管子均匀受力 在拖动送进中没有松 动 二要保证夹紧力大小适度 以免产生管子夹不紧或 将管子夹变形的情况 通过反复的试验比较 最终确 定的夹头方案如图2 所示 本弯管机共需要2 个夹头 夹头1 安装在弯管机 收稿日期 2 0 0 9 0 6 1 3 作者简介 徐小兵 1 9 6 2 一 浙江金华人 教授 博士 主要从 事机械设计和材料成型方面的教学和科研丁作 万方数据 2 0 0 9 年第1 2 期液压与气动 3 7 夹 图2 夹头结构示意图 中部 夹头2 安装在尾部的移动送料块上 每个夹头 的夹板1 和2 形成一个槽 1 组管子上下排列在槽中 气缸带动压块上下移动 从而松开和夹紧管子 采用 这种纵向 铅垂方向 夹紧方式 各管子夹紧力 串 联 大小相等 受力均匀 能够把l 组管子全部夹牢 不会出现像横向 水平方向 夹紧方式夹紧时 各管子 夹紧力 并联 夹紧力不均匀 从而出现个别管子夹 不紧的现象 2 送料过程及长度的调节 上料时由操作工从料架取多根管料 沿着夹头2 向前送料 并穿过夹头1 穿越弯管机两滚轮间的口 子 穿越的长度按工艺要求选定 弯管机弯管时 2 个 夹头同时夹紧管子 弯完后 夹头2 松开 人工将其向 后拉至碰到弯管机尾部长螺杆 如图3 左端 然后夹 头2 夹紧 夹头l 松开 推动夹头2 向前送料 到达指 定位置后 夹头1 夹紧 开始弯管 即在送料的过程 中 至少要保证其中1 个夹头是夹紧的 图3 长螺杆示意图 通过调节送料部分尾部的长螺杆来改变送料的行 程 达到产品要求的长度 若是9 0 0 弯的方头产品可 用送料机构边上的挡块机构 如图4 来完成限定送料 夹块返程的距离 完成方头产品短边达料任务 方头 产品的长边尺寸还是靠螺杆来确定 至于多种长度的 产品 可用人工加不同的调节板的方法改变送料长度 达到产品要求 图4 挡块机构 3 2 自动弯管系统 如图5 所示 本弯管机是通过弯曲气缸推动齿条 齿条带动齿轮 通过齿轮轴带动楔块 楔块带动曲柄做 1 8 0 0 或9 0 0 旋转来完成弯管动作的 当楔块处于如图 5 所示位置时 插杆气缸1 推动插杆插入滚轮轴中心 使之中心与齿轮轴中心吻合 弯曲气缸推动齿条向前 运动 滚轮2 绕滚轮l 的中心旋转 开始弯管 达到要 求的角度时 安装在齿条上的角度调节挡板 如图6 a 中的调节螺栓碰到1 8 0 0 或9 0 弯挡块 如图6 b 磁性 开关发出下一步动作指令 弯曲气缸推动齿条改向 后运动 滚轮2 开始复位 初始位置挡块被气缸推动将 伸出 当角度调节挡板上的调节螺栓碰到初始位置挡 块时 滚轮2 复位到弯管初始位置 磁性开关发出信 号 J 弯曲气缸停止 接着进行人工送料且换位气缸 推动齿轮箱 气缸底板向左位移 位移的距离为弯曲 直径 到达虚线所示位置 插杆气缸2 捕下 插杆气 缸l 抽回 初始位置挡块缩回 弯曲气缸推动齿条继续 向后运动 滚轮1 绕滚轮2 的中心旋转 开始向另一个 方向弯曲 达到要求的角度时 调节螺栓碰到1 8 0 0 或 9 0 弯挡块 磁性开关发出下一步动作指令 弯曲气 缸推动齿条改向前运动 滚轮1 开始复位 初始位置挡 块伸出 当调节螺栓碰到初始位置挡块时 滚轮l 复位 到弯管初始位置 如此反复 直到弯出冷凝管 产品 2 I 图5 弯管机结构示意图 谚船国 a 角度调节挡板b 初始位置 1 8 0 9 0 弯挡块 图6 弯管机挡板和挡块 1 弯曲半径的调整 为满足弯曲半径从R 1 2 5 一R 3 0 的不同冷凝管的 万方数据 3 8 液压与气动2 0 0 9 年第1 2 期 六自由度伺服作动简及安全保护的研究 廖峰 R e s e a r c ho n6 一D O FM o t i o nS y s t e mS e r v oA c t u a t o ra n dS a f e t yP r e c a u t i o n s L I A OF e n g 中国民航飞行学院模拟机训练中心 四川广汉6 1 8 3 0 7 摘要 该文针对六自由运动系统伺服作动筒的组成及各组件功能进行了详细的阐述 并对运动系统伺 服作动筒液压控制原理进行了分析 给出了位移传感器的工作原理 探讨了运动系统伺服作动筒接口控制原 理 同时以伺服作动筒的运行速度错 位置错等为例对其安全保护软件设置进行了探讨 为飞行模拟机的六 自由运动系统伺服作动筒的设计研究和性能提高提供了一定的参考 关键词 伺服阀 液压静力缸 磁致伸缩位移传感器 活塞杆 中图分类号 T H l 3 7文献标识码 B 文章编号 1 0 0 0 4 8 5 8 2 0 0 9l1 2 0 0 3 8 0 3 1 六自由运动系统伺服作动筒结构 飞行模拟机的运动系统使用6 个相同的伺服作动 筒 通过计算机及接口对其进行实时控制让模拟机座 舱平台产生俯仰 横滚 偏航 升降 纵向和侧向平移六 自由度运动 每个伺服作动筒都由液压静力缸和液压 传动装置组成 通过作动筒传动轴上端 u 型槽与模 拟机平台轴承组件相连 其下端也是通过作动筒传动 轴下端 U 型槽与地基轴承组件相连 1 1 伺服作动筒液压筒组件 由液压缸 液压总管 伺服阀以及位移传感器 卜 卜 醅 粕 卜 謦 件 需要 通过更换滚轮改变工件弯曲半径 并调节曲柄上 的调节螺杆 使两曲柄轴中心尺寸达到更换产品中心 距的要求 然后 调整两插杆的位置分别与调整后的滚 轮位置相对应 2 弯管精度控制 从以上的弯管原理可知 滚轮初始位置 圆弧运动 角位移等参数是控制弯管精度的关键所在旧 本弯管机滚轮的初始位置由2 个初始位置挡块与 角度调节挡板上的调节螺栓的接触来确定 弯管前 曲柄和滚轮调整好后 使2 个初始位置挡块伸出 并使 其与调节螺栓配合 此位置就为滚轮的初始位置 在 滚轮弯管后复位时 初始位置挡块伸出与调节螺栓接 触 促使磁性开关发出下一步动作指令 这样可以消 除滚轮返回初始位置时的累积误差 滚轮圆弧运动角位移与齿轮转角的大小有关 而 组成 1 2 活塞杆组件 主要由液压静力活塞 活塞杆以及上端 矛形 缓 冲垫和下端 矛形 缓冲垫4 个部分组成 1 3 液压静力轴承 伺服作动筒充压时 在活塞杆与上端液压静力轴 收稿1 3 期 2 0 0 9 0 6 0 6 作者简介 廖峰 1 9 7 0 一 男 四川成都人 丁程师 硕士 主 要从事飞行仿真控制及故障诊断方面的研究工作 齿轮由齿条推动 因此控制齿条的行程即可控制弯曲 角度 该弯管机采用调整齿条上角度调节挡板中的调 节螺栓的长短尺寸 控制其与1 8 0 或9 0 弯挡块的接 触时刻来控制齿条的行程 4 结束语 本弯管机已在制冷企业中应用 运行状况良好 与传统的手动弯管设备比较 该气动多规格半自动弯 管机能满足多种冷凝管产品的要求 具有可靠性好 产 品质量稳定 生产效率高 操作安全 自动化程度较高 等特点 具有广泛的推广应用前景 参考文献 1 编写组 电气工程师设计手册 M 北京 机械工业出版 社 2 0 0 0 2 骆经备 基于P L C 与步迸电机的自动弯管机设计 J 机 电工程 2 0 0 6 2 3 8 3 9 4 1 万方数据 一种气动多规格半自动弯管机的设计一种气动多规格半自动弯管机的设计 作者 徐小兵 官强 黄晶 柴华雄 马秀花 XU Xiao bing GUAN Qiang HUANG Jing CHAI Hua xiong MA Xiu hua 作者单位 长