氣動控制防落夾緊機構的改進

顏良風

摘 要：本文對紡織機械中常用壓輥防落機構、箱蓋開啟防落機構、夾緊防松機構等夾緊機構進行分析，上述結構通常存在機械結構復雜、可靠性差以及操作不方便等問題。隨著我國科學技術的發展，利用新氣動元件氣控單向閥對原有結構進行改進，不僅可以簡化機械結構，還能優化操作步驟，提高結構可靠性。

關鍵詞：氣控單向閥;防落;夾緊機構

中圖分類號：TG756文獻標識碼：A文章編號：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

紡織機械設計開發過程中，經常遇到壓輥升降、箱蓋開閉等問題，通常會利用氣動方式進行解決，同時為了操作安全，還需設置防落、防松機構，如槽體類設備上箱蓋開啟后需設置防落機構、下壓式壓輥抬起時需設置防落機構、漿紗機織軸夾緊時需設置防松機構等。隨著科學技術的進步，新的氣動元件不斷出現，原有防落、防松機構結構逐漸顯得復雜起來，且可靠性及可操作性也有所降低。因此，相關設計人員需要將新的技術應用到原機構改進工作中，從而簡化機械結構，提高可靠性與操作性。本文主要介紹如何利用氣控單向閥對紡織機械中防落防松機構進行改進[1]。

1 紡織機械常見的防落、夾緊機構

1.1 紡織機械常見的防落機構

1.1.1 壓輥防落機構。鄭州紡機工程技術有限公司生產的某些漿紗機漿槽中，壓漿輥抬壓機構設有機械防落機構。壓輥抬起后的防落靠氣銷氣缸來實現，具體結構如圖1所示。圖1所示結構為壓輥壓下狀態，當需要抬起壓輥時，電磁閥換向，活塞桿伸出，氣缸蓋上特制氣銷伸出，卡在活塞桿定位槽內，鎖住氣缸，從而防止壓輥落下;當需要壓輥再次壓下時，壓縮空氣從氣缸上部進入，將氣銷沖開，活塞桿縮回，壓輥壓下。氣缸上部氣銷相當于機械防落，這種防落方式結構簡單，容易實現，但需要訂制帶氣銷的特殊氣缸。另外，現有的防落氣缸存在氣銷動作不靈活、可靠性差等問題，導致氣銷有時無法被沖開縮回，壓輥無法下落;或者有時氣銷無法伸出，起不到防落作用。

1.1.2 箱蓋開啟防落機構（機械掛鉤+電控閥控制）。滌綸后處理設備中的ZHV645、ZHV648系列蒸汽加熱箱和ZHV628系列水浴牽伸槽上箱蓋的開啟主要靠一對普通雙作用氣缸（主氣缸）來實現的。箱蓋開啟時，氣缸活塞桿縮回，安裝在活塞桿上的銷子碰開安裝在氣缸座上的特殊設計掛鉤，掛鉤掛住活塞桿上的銷子，氣缸活塞桿不能伸出，達到防落的效果;關閉箱蓋時，兩位五通電磁閥換向，輔助氣缸活塞桿伸出，推開掛鉤，同時三位五通閥換向，主氣缸活塞桿伸出;關閉箱蓋后，兩位五通電磁閥重新換向，輔助氣缸活塞桿縮回，掛鉤復位。具體結構圖和氣動控制原理如圖2所示。該種設計通常需要輔助氣缸及控制輔助氣缸如電磁閥、掛鉤等才能實現防落作用，結構比較復雜，且操作不方便。

1.1.3 箱蓋開啟防落機構（止動氣缸+氣控閥）。滌綸后處理設備中的ZHV665、ZHV658系列蒸汽預熱箱上箱蓋開啟靠一對普通雙作用氣缸（主氣缸）來實現的，上箱蓋開啟時安裝在下箱體上的防落氣缸活塞桿伸出，插入上箱蓋機架的孔中，實現防落功能，其結構圖和氣動控制原理如圖3所示。

從圖3可知，主氣缸上部進氣后，上箱蓋打開，檢測上箱蓋閉合機控換向閥松開，從而斷開氣路A，此時氣路A、B兩路均為斷開狀態，梭閥的出口沒有輸出，單氣控換向閥維持自由狀態，主氣缸上部一直進氣，維持上箱蓋開啟;關閉箱蓋時，雙手按動手動換向閥1（常閉型）的按鈕，氣路B暢通，從而使梭閥有輸出，單氣控換向閥換向，防落氣缸的活塞桿縮回，主氣缸底部進氣，上箱蓋關閉。上箱蓋閉合后，檢測上箱蓋的機控換向閥的按鈕壓下，保持暢通狀態，手動換向閥（開啟）2為常通閥;當箱蓋關閉，松開閉合手動換向閥1的按鈕后，由于氣路A暢通，單氣控換向閥的控制口一直有輸入信號，所以主氣缸的底部一直進氣，箱蓋保持緊閉狀態;當再次按動開啟手控換向閥2的按鈕后，重復開啟動作。此類防落結構需要輔助氣缸，定位要求準確，氣路也比較復雜[2]。

1.2 紡織機械常見的夾緊防松機構

漿紗機車頭中，織軸夾緊機構結構與氣動控制原理如圖4所示。

當上落軸裝置將織軸抬升到位置后，兩端氣缸活塞桿伸出，帶動支承軸軸向滑動，將織軸夾緊，氣缸前端蓋上特制氣銷伸出，卡在氣缸活塞桿上特制槽子內;織軸卷滿需要落軸時，電磁閥換向，壓縮空氣從氣缸前端進氣，先沖開氣缸上的氣銷，活塞桿縮回，帶動支承軸向外滑動，織軸由上落軸裝置的托臂托住，然后落下。在這種結構中，氣缸將織軸夾緊的同時，活塞桿必須完全伸出，氣銷才能卡在活塞桿槽子內，但實際操作過程中很難做到這一點，往往發現氣缸活塞桿能夠完全伸出，但織軸夾不緊;或者織軸雖然夾緊，但氣缸活塞桿沒有完全伸出，氣銷卡不到槽子內，達不到防松要求。無論哪種情況，都會造成織軸左右晃動，影響織軸卷繞質量，不利于下一步織造。

2 采用氣控單向閥對原有機構的進行改進

2.1 氣控單向閥的工作原理

氣控單向閥工作原理如圖5所示。當對21端施加控制信號時，壓縮空氣即從1到2流入或從2到1流出;當控制信號復位時，單向閥關閉，壓縮空氣只能從1到2流入。

2.2 采用氣控單向閥對原有結構進行改進

2.2.1 壓輥防落機構的改進。在壓輥防落裝置中，把氣銷氣缸換為普通氣缸，在每個氣控單向閥進氣口處增加一個氣控單向閥，將氣控單向閥的21端與氣缸上進氣口連接即可。改進后的氣動控制原理圖如圖6所示。

圖6所示為壓輥壓下狀態，當需要抬起壓輥時，電磁閥換向，壓縮空氣推開氣控單向閥，從1到2進入氣缸下部，活塞桿伸出，因氣控單向閥21端沒有控制信號，氣缸下部只能進氣不能排氣，可防止壓輥落下;當壓輥再次壓下時，電磁閥換向，氣缸的上部進氣，氣控單向閥21端施加控制信號，氣缸下部可以由氣控單向閥2到1排氣，活塞桿縮回，壓輥壓下。

2.2.2 箱蓋開啟防落機構（機械掛鉤+電控閥控制）的改進。圖2所示機械掛鉤+電控閥控制形式的箱蓋，經過改造之后的氣動控制原理如圖7所示，去除圖2中的輔助氣缸、掛鉤等輔助零件，且氣缸上進氣端各增加一個氣控單向閥，氣控單向閥的21端與氣缸的下進氣口氣路相連接。

氣路改進后，當箱蓋開啟時，電磁換向閥右端進氣，壓縮空氣推開氣控單向閥，從1到2進入氣缸上部，活塞桿縮回，箱蓋開啟，因氣控單向閥控制端21沒有壓縮空氣輸入，氣缸上部只能進氣不能排氣，從而防止箱蓋落下;當合上箱蓋時，電磁閥換向，氣缸下部進氣，同時氣控單向閥控制端21有壓縮空氣輸入，氣控單向閥打開，可以逆向從2到1排氣，活塞桿伸出，箱蓋落下。

2.2.3 箱蓋開啟防落機構（止動氣缸+氣控閥）的改進。圖3所示的止動氣缸+氣控閥形式的箱蓋開啟防落機構改進后的氣動控制原理如圖8所示。去掉防落氣缸，增加氣控單向閥，氣控單向閥控制端與氣缸下進氣連接。

改進后，當箱蓋開啟時，壓縮空氣推開氣控單向閥進入氣缸上部，活塞桿縮回，箱蓋打開，檢測上箱蓋閉合的機控換向閥松開，從而斷開氣路A。此時氣路A、B均為斷開狀態，梭閥的出口沒有輸出，單氣控換向閥維持自由狀態，氣缸上部一直進氣，維持箱蓋的開啟狀態，氣控單向閥控制端21沒有空氣輸入，只能從1到2進氣，不能從2到1排氣，從而防止箱蓋落下;關閉箱蓋時，雙手同時按下手動換向閥按鈕，氣路B暢通，梭閥輸出端有壓縮空氣輸出，單氣控換向閥換向，主氣缸底部進氣，同時氣控單向閥控制端21有壓縮空氣輸入，氣缸上部經氣控單向閥2到1排氣，活塞桿伸出，上箱蓋關閉。

2.2.4 夾緊機構的改進。圖4所示結構中的氣銷氣缸改為普通氣缸，氣缸后端增加氣控單向閥，氣控單向閥的21端與氣缸前進氣端氣路連接，改進后的氣動控制原理如圖9所示。

壓縮空氣從氣控單向閥的1到2進入氣缸尾部，活塞桿伸出，帶動支承軸軸向滑動，將織軸夾緊。氣控單向閥控制端21沒有壓縮空氣輸入，氣缸尾部一直進氣，不能排氣，起到防松的作用;當織軸滿軸時，電磁閥換向，氣缸前部進氣，同時在氣控單向閥控制端21輸入壓縮空氣，氣控單向閥從2到1可以排氣，活塞桿縮回，帶動支承軸向外滑動，織軸由上落軸裝置的托臂托住，然后落下。

3 結語

本文主要對漿紗機漿槽中壓輥抬壓的防落機構、織軸夾緊防松機構及部分滌綸短纖維處理設備中卷曲預熱箱箱蓋防落機構進行了改進，實際操作中到達了設計要求，而且操作簡單，性能可靠。生產實踐證明，紡織機械中常見的防落、防松機構采用氣控單向閥不僅可以簡化結構，而且可以提高設備可靠性，可以大力推廣。

參考文獻：

[1]王悅娟，張新風，林怡輝.氣動夾具夾緊機構設計改進[J].新農村：黑龍江，2014（2）：193.

[2]張玉蓮.一種氣動卡盤夾緊機構的設計[J].機械研究與應用，2007（2）：90-91.