浅析百叶窗关闭机试验台设计及应用

刘姝，于桂红，陈旭

（抚东机械厂，辽宁 抚顺 113004）

随着科技水平的发展，现代化作战中对装备防核、生物、化学武器的要求不断提高，如何快速而稳定的将作战装备防护起来在实战中发挥着关键作用。进排气百叶窗是油、水散热器及中冷器冷却空气的进气和排气通道，能防止外界异物的进入。进排气百叶窗具有自动和手动关闭或开启的功能，发生爆炸、火灾等意外情况时可实现能自动关闭。百叶窗关闭机主要用于带动百叶窗连杆机构运动，使百叶窗自动开启或关闭。

1 百叶窗关闭机结构及原理

防御系统是某式装甲车辆的关键组成部分，百叶窗关闭机是防御系统重要的组成部件之一，与整车密封结构配合，能都保证装甲车辆对核、生、化武器的防护能力，使车辆整体具有较好的综合保护能力。

1.1 百叶窗关闭机结构

百叶窗关闭机主要由两部分组成，机械部分和电控部分。主要结构如图1所示。

图1 百叶窗关闭机

百叶窗关闭机电控部分由缸盖、缸体、微动开关、电磁铁、壳体组成，机械部分由弹簧、活塞杆、螺杆等组成。

缸盖、活塞杆上具有密封沟槽，以保证关闭机具备可靠的密封性；缸体上具有高压空气进气口，为关闭机工作提供动力；微动开关为常闭触点，接触销应运动灵活，压下或弹开时应能使微动开关闭合或断开（如图2）；电磁铁的闭锁销轴行程为3mm，用来固定活塞杆（如图2）；壳体上具有五角接线插座，用来传递信号和接通电源。

图2 关闭机内部电气部件

活塞杆将缸体内部分隔成两个工作室；缸盖与缸体之间，壳体与缸体之间均装有密封垫；电磁铁与缸体之间装有调整垫；安装弹簧前，装配挡板及调整垫。

在装配过程中，应注意不允许有金属屑赃物掉入缸体内，允许增减调整垫来保证安装尺寸。

百叶窗关闭有两种状态，图1所示为关闭机工作状态，图3所示为百叶窗关闭机原始状态。

图3 百叶窗关闭机原始状态

1.2 百叶窗关闭机电气原理

百叶窗关闭是由电气联动，以实现百叶窗的自动开启和关闭动作，关闭机接线图如图4所示。

图4 关闭机接线图

百叶窗关闭机具备五角接线行插座，其中1、2角用来传递电信号，实现电磁铁工作。当关闭机处于缸体左端初始位置时，微动开关处于常闭状态，1、2角断路，电磁铁不工作；当关闭机处于工作所示位置时，微动开关处于断开状态，1、2角接通，电磁铁吸合。

1.3 百叶窗关闭机工作状态

当活塞杆位于缸体左端时，高压空气由空气管进入百叶窗关闭机缸体Ⅰ工作室内，推动活塞杆向前运动伸出，活塞杆被电磁铁的闭锁销卡住。当活塞处于图1所示位置时，电气联动，电磁铁闭锁销闭锁，百叶窗关闭机缸体Ⅱ工作室内在弹簧力作用下，使活塞杆向后移动，回到活塞初始位置（活塞杆位于缸体左侧）。

2 百叶窗关闭机试验台

2.1 百叶窗关闭机试验台功用

检测百叶窗关闭机性能指标，辅助排除百叶窗关闭机故障。

2.2 百叶窗关闭机性能指标

工作压力≤7MPa；动作时间＜100ms；活塞工作行程＞40mm。

2.3 设计方案

（1）工作原理图如图5所示。

图5 工作原理图

（2）主要结构如图6所示。

图6 结构简图

（3）主要配置。该试验台主要由工作压力为20MPa空气泵、固定关闭机台架、控制气电阀、微动开关、电磁铁、位移传感器的PLC系统、减压阀、气压传感器、激光位移传感器、显示屏、控制台等组成，外形图如图7所示。该设备主要模仿实车工况操作，添加检测设备，气压表、位移传感器等部件，检测关闭机反馈时间及拉杆移动位移，确定数据是否符合技术要求。除此之外，还可以检测关闭机工作是否稳定。

图7 百叶窗关闭机试验台

2.4 工作原理

（1）接通高压空气调整其至7MPa；按下控制台上的启动按钮，为百叶窗电磁铁供电，使百叶窗关闭机活塞杆开始动作，同时，计数器开始计数，当活塞杆位移达到40mm时，激光位移传感器将电信号传递至计数器，计时器停止工作，此时，计数器显示数值即为反映时间。按下清零键重复上述动作三次，如反映时间均小于100ms，即为合格。（2）将空气泵用管路与减压阀相连，再连接关闭机进气口。（3）在活塞杆端部安装激光位移传感器并连接至PLC控制系统及显示台上，同时，连接控制气电阀、微动开关、电磁铁的控制电路至显示台及控制台。（4）试验台带有高压空气泵，可以自身提供稳定气源，不受外界环境干扰。（5）控制阀采用24V电源，操作更安全方便，可靠。（6）百叶窗关闭机活塞杆与缸体之间设置有位置传感器，可测试百叶窗关闭机的活塞行程。（7）利用电磁控制阀控制百叶窗关闭机的进气与排气，可测试百叶窗关闭机的快速灵敏性。（8）气泵启动后，输出压缩空气过滤后经电磁控制阀为百叶窗关闭机提供压缩空气，进气路设有减压阀，调整减压阀的输出压力可分别设定百叶窗关闭机的试验压力。

3 百叶窗关闭机常见故障及排除

近年来，工厂所承担的某式装甲车辆大修车中，有多台百叶窗关闭机在进行试验时无法满足技术要求，为了便于排除百叶窗关闭机常见的故障，对其进行分解、修复、装配、试验、分析。百叶窗关闭机试验过程如述：将百叶窗关闭机放在实验台卡具上卡紧，同时，接好壳体上的电路插头及缸体上的气路接头，打开气源阀门，启动开关按钮，使活塞杆伸出；再次启动开关按钮，活塞杆回位，并将活塞杆伸出与解脱三次分别检查百叶窗关闭机五角插座的两种状态。常见故障如下。

3.1 百叶窗关闭机活塞杆不伸出

正常工作时，百叶窗关闭机活塞杆仍伸出并定位；若不伸出时，则将关闭机分解开，检查弹簧部位的调整垫，是否因调整垫过多，而导致试验台气压无法推动活塞杆；检验活塞杆和缸体的外观、配合尺寸及圆柱度，若有与图纸要求不符项，进行修理，无法修理时则更换。

3.2 百叶窗关闭机活塞杆伸出后无法固定

正常工作时，百叶窗关闭机活塞杆伸出后，电磁铁闭锁销伸出，卡住活塞杆，若活塞杆无法固定,则：检查电磁铁是否工作；检查电磁铁与缸体之间的调整垫数量，因电磁铁闭锁销轴行程为3mm，防止调整垫数量过多导致电磁铁闭锁销伸出后无法将活塞杆卡住。

3.3 百叶窗关闭机活塞杆不回位

百叶窗关闭机活塞伸出并定位，试验台发送回位信号时，关闭机活塞不回位，则：检查电磁铁与缸体之间的调整垫数量，防止调整垫数量过少导致电磁铁闭锁时，电磁铁闭锁销仍处于缸体内，活塞工作外径被闭锁销卡住；电磁铁损坏，不工作，导致在启动开关按钮时，电磁铁不闭锁；检查微动开关，若微动开关状态与技术要求不统一，导致通电后传递的电信号不准确，电磁铁不工作。

4 结语

本试验设备根据工厂现场生产情况需要设计生产而成，因时间仓促，考虑还有所欠佳，缺少数据记录、查询、追溯等辅助功能。通过对百叶窗关闭机在试验台上出现问题的解决，为此类产品的修理积累了大量的实际经验，形成了较为完整的工艺流程，当关闭机出现常见故障时，找准问题所在，快速排查故障，对今后工厂大修的生产具有重要的意义。