机床防护门防夹装置结构

时间:2022-10-04 04:06:05

机床防护门防夹装置结构

摘 要:机床外防护的气动拉门是用来分隔加工区与操作者操作区的部件。气动拉门由气缸作为气动执行元件,来完成机床外防护气动拉门的打开和关闭,但由于气缸只能刚性执行前进和后退命令,很容易因操作者误操作造成气动拉门误关闭而造成对操作者的损伤。因此本发明就是为了避免操作者在误操作情况下对人身的伤害。

关键词:气动拉门;避免误操作;人身伤害

中图分类号:TH16 文献标识码:A

本发明的目的是提供一种在气动拉门关闭时产生缓冲防夹紧,避免刚性关闭的结构,用于操作者工作时候,因误操作而起到防护措施的方法。

本发明是关联机床的气动拉门,所以一般位于机床防护气动拉门上,防夹装置随气动拉门运动,当气动拉门遇到阻碍时,这时由于气缸联接到防夹装置结构上,弹簧受到压缩力而向后移动。防夹装置结构上的圆柱晃动无触点开关,反馈一个信号命令换向电磁阀驱动气缸往回运动,打开气动拉门。这样就能避免因气动门刚性关闭夹伤操作者。

本发明是关联机床的气动拉门结构具备以下功能:在保证气动门能够自动开关门的前提下,避免操作者因误操作造成气动门对操作者的伤害,保证气动门安全工作。

具体实施方式:

本发明是提供一种在气动拉门关闭时产生缓冲防夹紧的结构,如图1、图2所示,包括主壳体、弹簧、杆、支撑座合装组件、支架、无触点开关等,从支撑座体9内孔右端穿入杆11,右边拧轴向定位螺母10,让轴向定位螺母10的左面与支撑座合装组件右面接触定位;支撑座9左侧与圆柱螺旋压缩弹簧6右侧端面接触,圆柱螺旋压缩弹簧6左侧端面与主壳体2内右侧接触。杆11,主壳体2外左边和轴向定位螺母1接触,轴向定位螺母1拧到杆11前端螺纹上起到定位作用。支架12顶部通过螺纹连接到支撑座体9上,再将支架12通过螺纹连接到机床防护气动拉门顶部。支撑座体9外形是由一个方形体,支撑座合装组件由铜套7,支撑座体9,和两个开槽锥端紧定螺钉组合而成。铜套7压入支撑座体9体内过渡配合,并由上下两个开槽锥端紧定螺钉8定位。支撑座体9上有4个螺纹孔,与支架12顶部连接固定。

当气动拉门由打开状态向关闭状态运动时候,气缸杆3驱动主壳体2,而壳体2压缩弹簧后,通过弹簧力向支撑座体9及支架12来驱动气动门向右运动,假如这时有物体阻碍气动门运动,那么气动门相对静止,而主壳体2还会继续运动,当推力达到许用力上限时,这时主壳体2上焊接一个晃动柱体2’与无触点开关5重合时,无触点开关5穿过无触点开关支架6的长孔内,通过无触点开关5体上螺纹和两螺母夹紧在无触点开关支架6上,开关支架6与支架12侧面把接。它们都与气动门此时相对静止。

根据圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数GB/T2078-1994标准,选取碳素弹簧钢丝的圆柱螺旋压缩弹簧为该结构的弹簧。根据经验,气动拉门关闭所需的力为8N~15N范围内,在此范围内,能把气动门带动并且不会对操作者造成伤害。在推荐负荷类型为103~105次及冲击负荷下,根据公式:允许负荷Ps=(πd3X0.5σb)/8D,其中查表得:弹簧材料直径d=3mm,弹簧中径D=32mm,抗拉强度下限值σb=1370N/mm2,经过计算得到Ps=227N,远远大于所需力的上限15N。当允许负荷Ps取上限15N时,负荷下变量FS=τsπD2n/Gd,其中试验切应力τs=8PsD/πd 3,代入数值,得到τs=45.3N/mm2。查表得:簧有效圈数n=14.5,切变模量G=79000N/mm2,代入数值,得到FS=9mm。因此,如图1所示,主壳体2上的晃动柱体2’与无触点开关5的距离就是9mm,也就是说当气动拉门关闭时受到阻力载荷为上限15N时,圆柱螺旋将弹簧压缩了9mm,无触点开关5与主壳体2上的晃动柱体2’重合,这时,就会产生一个反馈信号使得三位五通电磁阀气动换向阀换向,气动拉门气缸反向运动,气动拉门打开,避免了操作者在误操作下对人身的伤害。

为避免操作者在气动门关闭后由于拉动气动门晃动无触点开关,还需要设计电气防夹程序,在气动门关闭后锁死气动门,避免关门后误操作的发生。电气防夹程序具体如下:控制电路中有两个继电器KA1与KA2分别控制两个阀YV1与YV2。检测电路共有两个门开到位开关SQ1与SQ3、两个门关到位开关SQ2与SQ4、及两个防夹开关SQ5与SQ6。

从程序1可看出,当发出关门指令时,只要防夹开关1和2都没有来时,关门输出控制Q10.2=1,门关闭,从程序2可看出,当防夹开关1或2有一个为1的时候且关门到位开关都为0,则关门输出控制Q10.2被复位,开门输出控制Q10.1=1,这样就成功做到了防夹控制。即只要门到位开关不为1,防夹开关有为1的时候就执行开门输出控制。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册(第五版)[M].北京:化学工业出版社,2008.

[2]路甬祥.液压气动技术手册[M].北京:机械工业出版社,2002.

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