锯盘磨削机气动控制系统设计

2014-03-18闫莉敏吴青松

机床与液压 2014年5期

闫莉敏，吴青松

(1.包头职业技术学院，内蒙古包头014035;2.包头市佳隆金属制品有限公司，内蒙古包头014030)

轨梁厂用于切割钢轨的锯盘，磨损到一定程度(或打齿)就无法再使用，需要更换新的锯盘。锯盘消耗量大，而且价格较贵。为了节约成本，利用焊接等技术，将更换下来的锯盘锯齿焊接(或修补)起来，再通过锯盘磨削机进行磨削，修磨成符合要求的锯盘，这样就可以重复利用。

1 工况要求

轨梁厂原有一台进口的万能锯盘磨机，虽然锯盘的两侧面和圆周顶面都能磨，但效率低，进口设备的价格又比较昂贵，而且需要修磨的锯盘数量太多，一台磨削机满足不了生产的需求，需要再订购一台锯盘磨削机［1］。为了降低成本，将进口设备国产化。根据具体工作工况，用户提出了以下要求:

(1)由人工装卸锯盘、定齿、锯盘推进和磨削量微调;用电机驱动砂轮磨削锯齿顶面;压锯盘、分齿、磨齿和退让运动由气动控制系统来控制;(2)锯盘磨削要设有手动、半自动和自动3 种控制方式:手动控制方式主要用于设备调试和磨齿前定位;半自动控制方式主要用于单齿和少量锯齿的磨削;自动控制方式用于整个锯盘锯齿的磨削;(3)要有紧急停机开关。

2 气动控制系统设计

根据上述工况要求，应用气动传动基本知识，设计出了一套气动控制系统，其原理如图1所示［2－3］。

(1)手动控制原理。压紧气缸、分齿气缸、进退气缸和气液缸可任意单独动作，该控制方式主要用于设备调试和磨齿前定位。其工作原理是:

压下手动换向阀2.10，气源接通，2.1 ～2.8 处于断开位置，压下阀2.9，使气控阀处于接通位置，3 个二位三通阀12.1 ～12.3 均断开，这时可选择7.1 ～7.8 按钮阀，用控制气源分别驱动二位五通换向阀1.1 ～1.4，来实现上述4 种气缸的单动。其气缸运动速度，可分别通过调速阀10 和11 设定。磨头点进可用手操纵阀2.9 控制。

(2)半自动控制原理。用于单齿和少量锯齿的磨削。先手动将锯盘压紧，后通过阀组实现让刀进、砂轮下行进行磨削、让刀退和砂轮返程自动循环。其工作原理是:

当磨头处于上位时，上机控阀接通控制气路，通过阀12.3、二位三通气控阀、手动操纵阀2.2 和梭阀控制进退气缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，则进退气缸前行到进刀位，同时压下进刀位机控阀，控制气路接通，经二位三通气控阀、手动操纵阀2.3 和梭阀控制气液缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，则气液缸下行进行磨削。当磨头下行到下工位后，压下气液缸下工位机控阀，控制气路接通，经手操纵2.1 和梭阀控制进退气缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，使进退气缸后退到让刀位。同时气源通过延时换向阀6，经手动操纵阀2.4 和梭阀控制气液缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，使磨头返回，完成半自动控制的一个循环。当磨头升到上工位即开始实现下一个半自动循环。另外，磨头在下工位返回之前，是先让刀后返回，其时间差是由延时换向阀6 进行调定。

图1 锯盘磨机气动控制系统原理图

(3)自动控制原理。先采用手动控制使压紧气缸松开，分齿气缸处于分齿位，气液缸在上位，进退气缸在退位，再将手操纵阀2.1 ～2.8 压下处于通路位，另将二位二通阀12.1 ～12.2 接通，12.3 断开，操作12.10 手动操纵阀，控制气源接通，即可实现自动磨削工作。

其动作程序为:夹紧→让刀进→砂轮下行磨削→让刀退→砂轮返回(同时分齿退)→夹紧松开→分齿进→再夹紧，不断完成锯盘自动磨削的逻辑控制。其工作原理是:

锯盘夹紧后，压紧气缸在夹紧位;机控阀控制气路接通，经二位二通阀12.2、气控换向阀、手动操纵阀2.2 和梭阀控制进退气缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，使进退气缸移动到进刀位;该位机控阀控制气路接通，经气控换向阀、手动操纵阀2.3 和梭阀控制气液缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，使气液缸下移进行磨削;当运行到下工位时，机控阀控制气路接通，经手动操纵阀2.1 和梭阀控制进退气缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，使进退气缸退到让刀位;之后控制气路经延时换向阀6、二位三通气控阀、手动操纵阀2.6 和梭阀控制分齿气缸主气路上的二位五通换向阀换向，使分齿气缸退到后位;同时该控制气路经手动操纵阀2.4 和梭阀控制气液缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，使砂轮返程;当运行到上工位时，机控阀控制气路接通，经二位二通阀12.1、二位三通气控阀、手动操纵阀2.8和梭阀控制压紧气缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，使压紧气缸松开;该位机控阀控制气路接通，经手动操纵阀2.5 和梭阀控制分齿气缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，使分齿气缸向前移动进行分齿;当运行到前工位时，机控阀控制气路接通，经手动操纵阀2.7 和梭阀控制压紧气缸主气路上的二位五通气控换向阀换向，使压紧气缸向前移动压紧锯盘，便开始下一个磨削自动循环。

图中元件17 为压力继电器，用于自动与半自动控制中。

(4)紧急停机。当手动操纵阀2.10 拨开时，除能切断气动控制系统气源外，同时也切断砂轮电动机供电电源。