一種折疊式氣動提升門的設計

（江蘇六維智能裝備股份有限公司，江蘇 南京 210019）

1 引言

近年來隨著人力成本不斷增加，加之自動化技術日趨成熟，越來越多企業開始向機械化和自動化靠攏。為了減少倉儲用地，減輕勞動強度，加快貨物存儲速度，便于實現系統的整體優化，提高生產和管理水平，選擇智能設備已是必然。折疊式氣動提升門（簡稱提升門）作為設備與設備、人與設備之間的安全紐帶，在鈑金行業智能倉儲系統中得到廣泛應用。

2 提升門描述

提升門主要用于鈑金行業智能倉儲系統中的堆垛機與周邊自動化設備的對接中，以實現設備聯動、設備與人之間的安全防護功能。

提升門是由氣源壓力為動力來現實升降的。結構緊湊、占用空間小、整體高度低、提升高度高、跨距大、安全可靠。其穿梭車在電控系統控制下，（可與其它設備進行互鎖控制）通過調整氣缸上的磁性開關位置來調節提升高度。該提升門在斷電斷氣的情況下，懸停在任意位置而不墜落。

2.1 提升門主要技術指標

提升門的主要技術指標見表1。

2.2 提升門的結構及工作原理

提升門由門網（一）、門網（二）、懸臂支架、立柱、定滑輪組件、橫梁、鋼絲繩（一）、定滑輪、鋼絲繩（二）、導軌、氣缸以及氣動輔助元件組成，如圖1所示。

門網（一）型材焊接而成，兩側裝有導向輪，利用導向輪在導軌槽內側滾動使門網（一）在導軌內平穩運行，門網（一）上方裝有動滑輪組。門網（二）兩側也裝有導向輪，目的也是使門網（二）在導軌內平穩運行。懸臂支架固定在立柱上。橫梁與兩根立柱之間使用螺栓連接，橫梁上面裝有兩組定滑輪組。鋼絲繩（一）一端提升連接門網（一）一端連接氣缸活塞桿，中間經過橫梁上的定滑輪。鋼絲繩（二）一端提升連接門網（二）一端連接固定在立柱上的懸臂支架，中間經過門網（一）上的動滑輪。

表1 提升門主要技術指標

圖1 提升門結構示意圖

折疊式氣動提升門采用雙氣缸同步控制，通過調節氣缸進出口調速閥來實現雙氣缸的同步上升及下降，在電氣控制下利用電磁換向閥控制上升與下降間的切換。當換向閥左側通電時，壓縮空氣進入氣缸無桿腔，活塞桿伸出，與鋼絲繩（一）連接的門網（一）在向下移動，與鋼絲繩（二）連接的門網（二），由于動滑輪特性門網（二）以門網（一）的兩倍速度向下移動。如果中途突遇斷氣斷電等情況，門網（一）和門網（二）懸停，不墜落，不下滑。下降到設定位置觸發磁性開關CK2和CK4后停止，當換向閥右側通電時，壓縮空氣進入氣缸有桿腔，活塞桿縮回，門網（一）和門網（二）提升，提升到設定的位置觸發CK1和CK4后停止，兩扇門折疊合并起來，如圖2所示。

2.3 提升門的參數計算

門網（一）：m1=50Kg；

圖2 氣動控制原理圖

門網（二）：m2=50Kg；

氣源壓力：P=0.6MPa；

門網的提升速度為S=0-20m/min；

提升高度：H=2m；

重力加速度：g=10m/s2

定滑輪半徑r1/動滑輪半徑r2：r1=3cm，r2=8.2cm；

μ--滾動摩擦系數，取0.05；

η--機械傳動效率，取0.9；

由于采用的是雙氣缸同步工作，所以只需要分析單氣缸受力情況：

F=（m1g+m2g+f）（1+μ/r1）（1+μ/r2）/η

=（50·10+50·10+50·10)(1+0.05/3)（1+0.05/8.2）/0.9

=1 705N；

氣缸有效行程T計算：

T=H/2=2/2=1m；

根據F=1 705N，T=1m選定合適的氣缸。

提升門受力示意圖如圖3所示。

2.4 提升門特點

（1）折疊式氣動提升門結構緊湊、占用空間小、整體高度低、提升高度高、跨距大；

（2）雙氣缸同步控制，氣缸自帶緩沖裝置，運行平穩、可靠、噪音小；

（3）折疊式氣動提升門安全性能高，在斷電斷氣情況下不墜落、不下滑；

圖3 提升門受力示意圖

（4）采用壓縮空氣作為動力源既環保又經濟；

（5）定位準確：電氣控制后通過調整磁性開關的位置，可改變門提升高度；

（6）調速：調節調速閥可改變提升門上升和下降的速度；

（7）安裝迅速快捷，操作簡單。

3 結束語

折疊式氣動提升門是根據滑輪原理演變而來，由于其結構緊湊、跨距大、快速、安全、節能、環保等特點，廣泛應用于國家電網數控鈑金線與智能物倉儲系統中，得到用戶的一致好評。