拉伸墊閉鎖缸氣壓的設計計算

陳 云，佘 寬，劉 晶，張春祿，張 杰

（揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225127）

拉伸墊閉鎖缸氣壓的設計計算

陳 云，佘 寬，劉 晶，張春祿，張 杰

（揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225127）

本文敘述了機械壓力機拉伸墊閉鎖裝置工作原理，并給出了閉鎖缸氣壓的計算方法及其實例。

機械壓力機；拉伸墊；閉鎖裝置；原理；設計

在某些拉伸工序中，為保證工件的表面質量和順利脫模，壓機的拉伸墊必須具備閉鎖功能。這是由于拉伸墊在工作中始終處于壓縮空氣作用下，當滑塊通過下死點回程時，若拉伸墊隨之頂起，有損壞工件的可能；閉鎖裝置的作用就是在滑塊行至下死點時，鎖住拉伸墊，待滑塊上升至一定高度后，拉伸墊再頂起，且閉鎖后，拉伸墊會向下回壓2mm～4mm，使拉伸墊頂冠與工件脫離接觸以確保安全。

1 閉鎖裝置工作原理

圖1為閉鎖裝置與拉伸墊位置示意圖，拉伸墊下部設有油缸，缸內充滿油液，油缸被活塞隔為上腔和下腔，活塞通過拉伸墊拉桿與頂冠連在一起，與頂冠同時運動。上腔和下腔由旁路相連，閉鎖裝置控制旁路通斷。滑塊下行時活塞隨拉伸墊頂冠一起下行，閉鎖裝置活塞在右極限位置，油缸下腔油液通過活塞上多個單向閥和旁路流入上腔；當滑塊行至下死點前3°左右，電磁閥動作，控制氣缸充入壓縮空氣，活塞左移，活塞桿關閉閥門A，切斷油缸上下腔通路，開始閉鎖，阻止拉伸墊上行。由于切斷了上腔油路流入下腔通路，活塞繼續(xù)左移時將對上腔加壓，迫使油缸活塞下行，產(chǎn)生閉鎖后回壓效果。若拉伸墊出現(xiàn)閉鎖反彈現(xiàn)象，可適當增大下死點前凸輪開關的控制角度。

圖1 閉鎖裝置與拉伸墊位置示意圖

當滑塊回程至某一曲柄轉角時，閉鎖裝置氣缸排氣，在拉伸墊頂出力的作用下，上腔油液通過旁路流入下腔，拉伸墊行至上限位置，完成一次工作循環(huán)。

2 閉鎖缸氣壓的計算

2.1 拉伸墊油缸受力平衡方程

該拉伸墊為單頂冠、雙層、雙缸結構，并配有兩個閉鎖裝置，圖2為其中一個油缸的受力分析簡圖。

由圖2可知：

圖2 油缸的受力分析簡圖

式中：P1——拉伸墊公稱能力，kg·f；

P2——拉伸墊氣壓波動增加量，kg·f；一般氣壓波動為10%～20%；

P3——移動件重量，kg·f；

P4——滑塊到下死點拉伸墊油缸活塞上腔對活塞的作用力，kg·f。

由式（1）可求得：

由圖2可知：

式中：D1——拉伸墊油缸活塞直徑，cm；

d1——拉伸墊拉桿直徑，cm；

p1——滑塊到下死點拉伸墊油缸活塞上腔油壓，kg·f/cm2。

由式（2）、（3）可求得：

2.2 閉鎖缸活塞受力簡圖（圖3）

圖3 閉鎖缸活塞受力簡圖

由圖3可知：

式中：P5——閉鎖缸上腔對閉鎖缸活塞的作用力，kg·f；

d2——閉鎖缸活塞桿直徑，cm；

P6——閉鎖缸下腔對閉鎖缸活塞的作用力，kg·f；

D2——閉鎖缸活塞直徑，cm；

P2——閉鎖缸所需進氣氣壓，kg·f/cm2;

由式（4）、（5）、（6）、（7）可求得：

3 實例計算

以閉式雙點800t壓力機為例，其拉伸墊數(shù)據(jù)如表1所示。

將上述表格中數(shù)據(jù)帶入式（8），可求得閉鎖缸所需的進氣氣壓p2：

p2=5.12（kg.f/cm2）一般情況下，閉鎖缸的進氣氣壓在5kg·f/cm2左右，5.5kg·f/cm2滿足工作要求。

表1 閉式雙點800t壓力機拉伸墊參數(shù)

4 結語

本文計算方法為閉鎖裝置設計的理論方法，該計算結果與實際吻合。當然閉鎖裝置動作設計角度（壓力機曲柄轉角）必須要滿足設計要求，太超前或滯后都會失去其應有作用。所以控制電磁閥動作角度也十分重要。

[1]何德譽.曲柄壓力機[M].北京:機械工業(yè)出版社.1987.

[2]周 輝，曲 波.氣墊閉鎖與回壓[J].機械工程師，2003，（2）：63-64.

[3]權鈺云.一種多功能液壓試驗臺的設計 [J].液壓氣動與密封，2016，（1）.

Design and calculation of air pressure for locking cylinder tension cushion

CHEN Yun,SHE Kuan,LIU Jing,ZHANG Chunlu,ZHANG Jie
（Yangli Group Co.,Ltd.,Yangzhou 225127,Jiangsu China）

The working principle of the locking device fortension cushion in the mechanical press has been introduced in the text.The calculation method of the locking cylinder pressure has been put forward with an example.

Mechanical press;Tension cushion;Locking device;Principle;Design

TG315.5

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.06.005

1672-0121（2016）06-0026-02

2016-09-20；

2016-11-09

陳 云（1988-），女，助理工程師，從事機械壓力機研發(fā)與制造。E-mail：shekuan@163.com