气动控制防落夹紧机构的改进

颜良风

摘 要：本文对纺织机械中常用压辊防落机构、箱盖开启防落机构、夹紧防松机构等夹紧机构进行分析，上述结构通常存在机械结构复杂、可靠性差以及操作不方便等问题。随着我国科学技术的发展，利用新气动元件气控单向阀对原有结构进行改进，不仅可以简化机械结构，还能优化操作步骤，提高结构可靠性。

关键词：气控单向阀;防落;夹紧机构

中图分类号：TG756文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）31-0040-04

Improvement of Pneumatic Control Anti-clamping Mechanism

YAN Liangfeng

（Zhengzhou Textile Machinery Engineering Technology Co.，Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： In this paper， the clamping mechanism of the common roller anti-drop mechanism， the lid opening prevention mechanism and the clamping anti-loose mechanism in the textile machinery were analyzed. The above structure usually has problems of complicated mechanical structure， poor reliability and inconvenient operation. With the development of science and technology in China， the use of new pneumatic components pneumatic control check valve to improve the original structure， not only can simplify the mechanical structure， but also optimize the operation steps and improve structural reliability.

Keywords： gas control one-way valve;fall proof;clamping mechanism

纺织机械设计开发过程中，经常遇到压辊升降、箱盖开闭等问题，通常会利用气动方式进行解决，同时为了操作安全，还需设置防落、防松机构，如槽体类设备上箱盖开启后需设置防落机构、下压式压辊抬起时需设置防落机构、浆纱机织轴夹紧时需设置防松机构等。随着科学技术的进步，新的气动元件不断出现，原有防落、防松机构结构逐渐显得复杂起来，且可靠性及可操作性也有所降低。因此，相关设计人员需要将新的技术应用到原机构改进工作中，从而简化机械结构，提高可靠性与操作性。本文主要介绍如何利用气控单向阀对纺织机械中防落防松机构进行改进[1]。

1 纺织机械常见的防落、夹紧机构

1.1 纺织机械常见的防落机构

1.1.1 压辊防落机构。郑州纺机工程技术有限公司生产的某些浆纱机浆槽中，压浆辊抬压机构设有机械防落机构。压辊抬起后的防落靠气销气缸来实现，具体结构如图1所示。图1所示结构为压辊压下状态，当需要抬起压辊时，电磁阀换向，活塞杆伸出，气缸盖上特制气销伸出，卡在活塞杆定位槽内，锁住气缸，从而防止压辊落下;当需要压辊再次压下时，压缩空气从气缸上部进入，将气销冲开，活塞杆缩回，压辊压下。气缸上部气销相当于机械防落，这种防落方式结构简单，容易实现，但需要订制带气销的特殊气缸。另外，现有的防落气缸存在气销动作不灵活、可靠性差等问题，导致气销有时无法被冲开缩回，压辊无法下落;或者有时气销无法伸出，起不到防落作用。

1.1.2 箱盖开启防落机构（机械挂钩+电控阀控制）。涤纶后处理设备中的ZHV645、ZHV648系列蒸汽加热箱和ZHV628系列水浴牵伸槽上箱盖的开启主要靠一对普通双作用气缸（主气缸）来实现的。箱盖开启时，气缸活塞杆缩回，安装在活塞杆上的销子碰开安装在气缸座上的特殊设计挂钩，挂钩挂住活塞杆上的销子，气缸活塞杆不能伸出，达到防落的效果;关闭箱盖时，两位五通电磁阀换向，辅助气缸活塞杆伸出，推开挂钩，同时三位五通阀换向，主气缸活塞杆伸出;关闭箱盖后，两位五通电磁阀重新换向，辅助气缸活塞杆缩回，挂钩复位。具体结构图和气动控制原理如图2所示。该种设计通常需要辅助气缸及控制辅助气缸如电磁阀、挂钩等才能实现防落作用，结构比较复杂，且操作不方便。

1.1.3 箱盖开启防落机构（止动气缸+气控阀）。涤纶后处理设备中的ZHV665、ZHV658系列蒸汽预热箱上箱盖开启靠一对普通双作用气缸（主气缸）来实现的，上箱盖开启时安装在下箱体上的防落气缸活塞杆伸出，插入上箱盖机架的孔中，实现防落功能，其结构图和气动控制原理如图3所示。

从图3可知，主气缸上部进气后，上箱盖打开，检测上箱盖闭合机控换向阀松开，从而断开气路A，此时气路A、B两路均为断开状态，梭阀的出口没有输出，单气控换向阀维持自由状态，主气缸上部一直进气，维持上箱盖开启;关闭箱盖时，双手按动手动换向阀1（常闭型）的按钮，气路B畅通，从而使梭阀有输出，单气控换向阀换向，防落气缸的活塞杆缩回，主气缸底部进气，上箱盖关闭。上箱盖闭合后，检测上箱盖的机控换向阀的按钮压下，保持畅通状态，手动换向阀（开启）2为常通阀;当箱盖关闭，松开闭合手动换向阀1的按钮后，由于气路A畅通，单气控换向阀的控制口一直有输入信号，所以主氣缸的底部一直进气，箱盖保持紧闭状态;当再次按动开启手控换向阀2的按钮后，重复开启动作。此类防落结构需要辅助气缸，定位要求准确，气路也比较复杂[2]。

1.2 纺织机械常见的夹紧防松机构

浆纱机车头中，织轴夹紧机构结构与气动控制原理如图4所示。

当上落轴装置将织轴抬升到位置后，两端气缸活塞杆伸出，带动支承轴轴向滑动，将织轴夹紧，气缸前端盖上特制气销伸出，卡在气缸活塞杆上特制槽子内;织轴卷满需要落轴时，电磁阀换向，压缩空气从气缸前端进气，先冲开气缸上的气销，活塞杆缩回，带动支承轴向外滑动，织轴由上落轴装置的托臂托住，然后落下。在这种结构中，气缸将织轴夹紧的同时，活塞杆必须完全伸出，气销才能卡在活塞杆槽子内，但实际操作过程中很难做到这一点，往往发现气缸活塞杆能够完全伸出，但织轴夹不紧;或者织轴虽然夹紧，但气缸活塞杆没有完全伸出，气销卡不到槽子内，达不到防松要求。无论哪种情况，都会造成织轴左右晃动，影响织轴卷绕质量，不利于下一步织造。

2 采用气控单向阀对原有机构的进行改进

2.1 气控单向阀的工作原理

气控单向阀工作原理如图5所示。当对21端施加控制信号时，压缩空气即从1到2流入或从2到1流出;当控制信号复位时，单向阀关闭，压缩空气只能从1到2流入。

2.2 采用气控单向阀对原有结构进行改进

2.2.1 压辊防落机构的改进。在压辊防落装置中，把气销气缸换为普通气缸，在每个气控单向阀进气口处增加一个气控单向阀，将气控单向阀的21端与气缸上进气口连接即可。改进后的气动控制原理图如图6所示。

图6所示为压辊压下状态，当需要抬起压辊时，电磁阀换向，压缩空气推开气控单向阀，从1到2进入气缸下部，活塞杆伸出，因气控单向阀21端没有控制信号，气缸下部只能进气不能排气，可防止压辊落下;当压辊再次压下时，电磁阀换向，气缸的上部进气，气控单向阀21端施加控制信号，气缸下部可以由气控单向阀2到1排气，活塞杆缩回，压辊压下。

2.2.2 箱盖开启防落机构（机械挂钩+电控阀控制）的改进。图2所示机械挂钩+电控阀控制形式的箱盖，经过改造之后的气动控制原理如图7所示，去除图2中的辅助气缸、挂钩等辅助零件，且气缸上进气端各增加一个气控单向阀，气控单向阀的21端与气缸的下进气口气路相连接。

气路改进后，当箱盖开启时，电磁换向阀右端进气，压缩空气推开气控单向阀，从1到2进入气缸上部，活塞杆缩回，箱盖开启，因气控单向阀控制端21没有压缩空气输入，气缸上部只能进气不能排气，从而防止箱盖落下;当合上箱盖时，电磁阀换向，气缸下部进气，同时气控单向阀控制端21有压缩空气输入，气控单向阀打开，可以逆向从2到1排气，活塞杆伸出，箱盖落下。

2.2.3 箱盖开启防落机构（止动气缸+气控阀）的改进。图3所示的止动气缸+气控阀形式的箱盖开启防落机构改进后的气动控制原理如图8所示。去掉防落气缸，增加气控单向阀，气控单向阀控制端与气缸下进气连接。

改进后，当箱盖开启时，压缩空气推开气控单向阀进入气缸上部，活塞杆缩回，箱盖打开，检测上箱盖闭合的机控换向阀松开，从而断开气路A。此时气路A、B均为断开状态，梭阀的出口没有输出，单气控换向阀维持自由状态，气缸上部一直进气，维持箱盖的开启状态，气控单向阀控制端21没有空气输入，只能从1到2进气，不能从2到1排气，从而防止箱盖落下;关闭箱盖时，双手同时按下手动换向阀按钮，气路B畅通，梭阀输出端有压缩空气输出，单气控换向阀换向，主气缸底部进气，同时气控单向阀控制端21有压缩空气输入，气缸上部经气控单向阀2到1排气，活塞杆伸出，上箱盖关闭。

2.2.4 夹紧机构的改进。图4所示结构中的气销气缸改为普通气缸，气缸后端增加气控单向阀，气控单向阀的21端与气缸前进气端气路连接，改进后的气动控制原理如图9所示。

压缩空气从气控单向阀的1到2进入气缸尾部，活塞杆伸出，带动支承轴轴向滑动，将织轴夹紧。气控单向阀控制端21没有压缩空气输入，气缸尾部一直进气，不能排气，起到防松的作用;当织轴满轴时，电磁阀换向，气缸前部进气，同时在气控单向阀控制端21输入压缩空气，气控单向阀从2到1可以排气，活塞杆缩回，带动支承轴向外滑动，织轴由上落轴装置的托臂托住，然后落下。

3 结语

本文主要对浆纱机浆槽中压辊抬压的防落机构、织轴夹紧防松机构及部分涤纶短纤维处理设备中卷曲预热箱箱盖防落机构进行了改进，实际操作中到达了设计要求，而且操作简单，性能可靠。生产实践证明，纺织机械中常见的防落、防松机构采用气控单向阀不仅可以简化结构，而且可以提高设备可靠性，可以大力推广。

参考文献：

[1]王悦娟，张新风，林怡辉.气动夹具夹紧机构设计改进[J].新农村：黑龙江，2014（2）：193.

[2]張玉莲.一种气动卡盘夹紧机构的设计[J].机械研究与应用，2007（2）：90-91.