一種機(jī)械壓力機(jī)分體式離合器制動(dòng)器的控制氣路

張劍平，朱從武，韓 江，劉 杰，端武治

（揚(yáng)州鍛壓機(jī)床股份有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225128）

隨著壓力機(jī)噸位的不斷增大，單體的離合制動(dòng)器已經(jīng)不能滿足設(shè)備需求，分體式離合器制動(dòng)器的使用需求則越來(lái)越大。對(duì)于分體式離合制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，如果控制不當(dāng)，則可能會(huì)對(duì)設(shè)備和人員造成傷害。

本文從對(duì)設(shè)備的使用安全和對(duì)人的操作安全的角度，提供了一種較為經(jīng)濟(jì)的不需要電氣程序延時(shí)處理的純氣路控制方案，相較于互鎖控制氣路，安全性更好，特別是對(duì)人的操作更安全。

1 分體式離合器制動(dòng)器工作原理

如圖1所示，分體式離合器制動(dòng)器理論上可以同時(shí)動(dòng)作，但是實(shí)際工作時(shí)，無(wú)法確保兩者動(dòng)作同時(shí)。離合器工作時(shí)是靠氣壓推動(dòng)彈簧使摩擦盤與摩擦塊結(jié)合帶動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)；制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)是靠彈簧力推動(dòng)摩擦盤與摩擦塊緊緊貼合，將運(yùn)動(dòng)中的傳動(dòng)軸停下。而二者無(wú)法保證同時(shí)動(dòng)作便是因?yàn)殡x合器與制動(dòng)器的彈簧力大小不同、活塞面積不同造成的。

圖1 分體式離合器制動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖

壓力機(jī)正常工作動(dòng)作過(guò)程為：工作時(shí)，制動(dòng)器先通氣，推開(kāi)彈簧，制動(dòng)器脫開(kāi)，此時(shí)傳動(dòng)軸處于自由狀態(tài)，然后離合器通氣，離合器合上將電機(jī)帶動(dòng)的飛輪能量傳遞給傳動(dòng)軸帶動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑塊運(yùn)動(dòng)；制動(dòng)時(shí)，離合器先排氣，脫開(kāi)后，制動(dòng)器排氣，制動(dòng)，傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)停止。

2 氣路原理

圖2 控制氣路原理圖

如圖2所示，該氣路由儲(chǔ)氣筒、雙聯(lián)閥、單閥、快排閥組成，制動(dòng)時(shí)雙聯(lián)閥與單閥均不通電；在開(kāi)動(dòng)機(jī)床時(shí)，雙聯(lián)閥與單閥同時(shí)得電，雙聯(lián)閥A口出氣一部分直接輸送到制動(dòng)器，另一部分通往離合器單閥，經(jīng)過(guò)單閥后輸送到離合器，完成制動(dòng)器脫開(kāi)，離合器接合的動(dòng)作。制動(dòng)器和離合器安裝于傳動(dòng)軸的兩端，儲(chǔ)氣筒位置放置于制動(dòng)器側(cè)，供氣距離短，離合器管路長(zhǎng)且比制動(dòng)器管路小，離合器相比制動(dòng)器延時(shí)動(dòng)作；在機(jī)床制動(dòng)時(shí)，雙聯(lián)閥與單閥同時(shí)失電，單閥排氣，引起快排閥動(dòng)作，離合器里的壓縮空氣經(jīng)過(guò)快排閥快速排出，離合器分開(kāi)，制動(dòng)器里的壓縮空氣和雙聯(lián)閥出口到單閥進(jìn)口之間的管路里的壓縮空氣從雙聯(lián)閥排出，制動(dòng)器制動(dòng)，由于離合器的壓縮空氣通過(guò)快排閥快速排出，離合器相比制動(dòng)器更早動(dòng)作；雙聯(lián)閥出口到單閥進(jìn)口之間的管路里的壓縮空氣量也變相地增加了制動(dòng)器的排氣時(shí)間，使得制動(dòng)器在制動(dòng)時(shí)動(dòng)作能夠慢一些。該原理的特點(diǎn)是如果單閥卡住不能排氣，離合器制動(dòng)器的壓縮空氣均會(huì)通過(guò)雙聯(lián)閥排出，這種情況下會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的輕微干涉，可能會(huì)有干涉時(shí)的嘯叫，會(huì)造成壓機(jī)上死點(diǎn)停不準(zhǔn)，但對(duì)于操作人員、模具等是安全的。

從實(shí)際使用中驗(yàn)證，這種氣路控制方式安裝布置方便，裝完即可使用，在不作任何調(diào)整的情況下干涉曲線100%啟動(dòng)時(shí)達(dá)標(biāo)，98%以上制動(dòng)時(shí)達(dá)標(biāo)，對(duì)于制動(dòng)時(shí)制動(dòng)器沒(méi)有晚于離合器動(dòng)作的情況可在制動(dòng)器管路中增加單向節(jié)流閥，控制制動(dòng)器排氣速度，進(jìn)而控制制動(dòng)器動(dòng)作晚于離合器動(dòng)作時(shí)長(zhǎng)在規(guī)定范圍內(nèi)。由于在制動(dòng)器管路中增加了單向節(jié)流閥，使整個(gè)氣路的安全性大大降低，所以如圖3所示，需要同時(shí)增加一個(gè)外控的二位二通常通電磁閥，以防單向節(jié)流閥卡死造成機(jī)床不能制動(dòng)的情況出現(xiàn)。該閥在啟動(dòng)機(jī)床時(shí)與雙聯(lián)閥、單閥同時(shí)通電，制動(dòng)時(shí)設(shè)定晚于雙聯(lián)閥、單閥t ms斷電，如果單向節(jié)流閥卡死，制動(dòng)器壓縮空氣則由該二位二通電磁閥排出，保證了操作人員、模具、送料機(jī)等的安全。時(shí)間t由離合器動(dòng)作曲線計(jì)算得出，理論上由離合器脫開(kāi)時(shí)間加上40ms左右即可。圖3的原理同時(shí)還有能防止雙聯(lián)閥失效時(shí)不能排氣時(shí)的最后一道安全屏障，雙聯(lián)閥會(huì)不停地往制動(dòng)器供氣，由于外控二位二通閥的存在，使得這些供到制動(dòng)器的壓縮空氣從該閥排出，壓力不能建立，制動(dòng)器制動(dòng)，但會(huì)影響制動(dòng)角，同時(shí)排氣的噪聲都會(huì)使操作人員注意到有故障產(chǎn)生。

圖3 增加單向節(jié)流閥原理圖

3 實(shí)際應(yīng)用中的干涉曲線分析

如圖4所示，該曲線圖為機(jī)床啟動(dòng)時(shí)的離合器和制動(dòng)器摩擦盤的位移－時(shí)間曲線圖，A曲線為制動(dòng)器動(dòng)作曲線，B曲線為離合器動(dòng)作曲線，由圖中可以看出，制動(dòng)器摩擦盤完全動(dòng)作到位后離合器摩擦盤開(kāi)始動(dòng)作，延時(shí)時(shí)間為56ms，符合要求。

圖4 啟動(dòng)曲線

如圖5所示，該曲線圖為機(jī)床制動(dòng)時(shí)的離合器和制動(dòng)器摩擦盤的位移－時(shí)間曲線圖，A曲線為制動(dòng)器動(dòng)作曲線，B曲線為離合器動(dòng)作曲線，可以看出，離合器摩擦盤完全脫開(kāi)后，制動(dòng)器摩擦盤開(kāi)始動(dòng)作，延時(shí)時(shí)間27ms，符合要求。

圖5 制動(dòng)曲線

4 結(jié)論

該氣路控制系統(tǒng)組成、控制簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)可靠，能夠保證分體式離合制動(dòng)器按要求動(dòng)作，尤其能夠保證機(jī)床操作人員的安全。