一种机械压力机分体式离合器制动器的控制气路

张剑平，朱从武，韩 江，刘 杰，端武治

（扬州锻压机床股份有限公司，江苏 扬州 225128）

随着压力机吨位的不断增大，单体的离合制动器已经不能满足设备需求，分体式离合器制动器的使用需求则越来越大。对于分体式离合制动器来说，如果控制不当，则可能会对设备和人员造成伤害。

本文从对设备的使用安全和对人的操作安全的角度，提供了一种较为经济的不需要电气程序延时处理的纯气路控制方案，相较于互锁控制气路，安全性更好，特别是对人的操作更安全。

1 分体式离合器制动器工作原理

如图1所示，分体式离合器制动器理论上可以同时动作，但是实际工作时，无法确保两者动作同时。离合器工作时是靠气压推动弹簧使摩擦盘与摩擦块结合带动传动轴运动；制动器制动时是靠弹簧力推动摩擦盘与摩擦块紧紧贴合，将运动中的传动轴停下。而二者无法保证同时动作便是因为离合器与制动器的弹簧力大小不同、活塞面积不同造成的。

图1 分体式离合器制动器结构图

压力机正常工作动作过程为：工作时，制动器先通气，推开弹簧，制动器脱开，此时传动轴处于自由状态，然后离合器通气，离合器合上将电机带动的飞轮能量传递给传动轴带动传动轴运动，实现滑块运动；制动时，离合器先排气，脱开后，制动器排气，制动，传动轴运动停止。

2 气路原理

图2 控制气路原理图

如图2所示，该气路由储气筒、双联阀、单阀、快排阀组成，制动时双联阀与单阀均不通电；在开动机床时，双联阀与单阀同时得电，双联阀A口出气一部分直接输送到制动器，另一部分通往离合器单阀，经过单阀后输送到离合器，完成制动器脱开，离合器接合的动作。制动器和离合器安装于传动轴的两端，储气筒位置放置于制动器侧，供气距离短，离合器管路长且比制动器管路小，离合器相比制动器延时动作；在机床制动时，双联阀与单阀同时失电，单阀排气，引起快排阀动作，离合器里的压缩空气经过快排阀快速排出，离合器分开，制动器里的压缩空气和双联阀出口到单阀进口之间的管路里的压缩空气从双联阀排出，制动器制动，由于离合器的压缩空气通过快排阀快速排出，离合器相比制动器更早动作；双联阀出口到单阀进口之间的管路里的压缩空气量也变相地增加了制动器的排气时间，使得制动器在制动时动作能够慢一些。该原理的特点是如果单阀卡住不能排气，离合器制动器的压缩空气均会通过双联阀排出，这种情况下会产生短时间的轻微干涉，可能会有干涉时的啸叫，会造成压机上死点停不准，但对于操作人员、模具等是安全的。

从实际使用中验证，这种气路控制方式安装布置方便，装完即可使用，在不作任何调整的情况下干涉曲线100%启动时达标，98%以上制动时达标，对于制动时制动器没有晚于离合器动作的情况可在制动器管路中增加单向节流阀，控制制动器排气速度，进而控制制动器动作晚于离合器动作时长在规定范围内。由于在制动器管路中增加了单向节流阀，使整个气路的安全性大大降低，所以如图3所示，需要同时增加一个外控的二位二通常通电磁阀，以防单向节流阀卡死造成机床不能制动的情况出现。该阀在启动机床时与双联阀、单阀同时通电，制动时设定晚于双联阀、单阀t ms断电，如果单向节流阀卡死，制动器压缩空气则由该二位二通电磁阀排出，保证了操作人员、模具、送料机等的安全。时间t由离合器动作曲线计算得出，理论上由离合器脱开时间加上40ms左右即可。图3的原理同时还有能防止双联阀失效时不能排气时的最后一道安全屏障，双联阀会不停地往制动器供气，由于外控二位二通阀的存在，使得这些供到制动器的压缩空气从该阀排出，压力不能建立，制动器制动，但会影响制动角，同时排气的噪声都会使操作人员注意到有故障产生。

图3 增加单向节流阀原理图

3 实际应用中的干涉曲线分析

如图4所示，该曲线图为机床启动时的离合器和制动器摩擦盘的位移－时间曲线图，A曲线为制动器动作曲线，B曲线为离合器动作曲线，由图中可以看出，制动器摩擦盘完全动作到位后离合器摩擦盘开始动作，延时时间为56ms，符合要求。

图4 启动曲线

如图5所示，该曲线图为机床制动时的离合器和制动器摩擦盘的位移－时间曲线图，A曲线为制动器动作曲线，B曲线为离合器动作曲线，可以看出，离合器摩擦盘完全脱开后，制动器摩擦盘开始动作，延时时间27ms，符合要求。

图5 制动曲线

4 结论

该气路控制系统组成、控制简单，经济可靠，能够保证分体式离合制动器按要求动作，尤其能够保证机床操作人员的安全。