鋸盤磨削機氣動控制系統設計

閆莉敏，吳青松

(1.包頭職業技術學院，內蒙古包頭014035;2.包頭市佳隆金屬制品有限公司，內蒙古包頭014030)

軌梁廠用于切割鋼軌的鋸盤，磨損到一定程度(或打齒)就無法再使用，需要更換新的鋸盤。鋸盤消耗量大，而且價格較貴。為了節約成本，利用焊接等技術，將更換下來的鋸盤鋸齒焊接(或修補)起來，再通過鋸盤磨削機進行磨削，修磨成符合要求的鋸盤，這樣就可以重復利用。

1 工況要求

軌梁廠原有一臺進口的萬能鋸盤磨機，雖然鋸盤的兩側面和圓周頂面都能磨，但效率低，進口設備的價格又比較昂貴，而且需要修磨的鋸盤數量太多，一臺磨削機滿足不了生產的需求，需要再訂購一臺鋸盤磨削機［1］。為了降低成本，將進口設備國產化。根據具體工作工況，用戶提出了以下要求:

(1)由人工裝卸鋸盤、定齒、鋸盤推進和磨削量微調;用電機驅動砂輪磨削鋸齒頂面;壓鋸盤、分齒、磨齒和退讓運動由氣動控制系統來控制;(2)鋸盤磨削要設有手動、半自動和自動3 種控制方式:手動控制方式主要用于設備調試和磨齒前定位;半自動控制方式主要用于單齒和少量鋸齒的磨削;自動控制方式用于整個鋸盤鋸齒的磨削;(3)要有緊急停機開關。

2 氣動控制系統設計

根據上述工況要求，應用氣動傳動基本知識，設計出了一套氣動控制系統，其原理如圖1所示［2－3］。

(1)手動控制原理。壓緊氣缸、分齒氣缸、進退氣缸和氣液缸可任意單獨動作，該控制方式主要用于設備調試和磨齒前定位。其工作原理是:

壓下手動換向閥2.10，氣源接通，2.1 ～2.8 處于斷開位置，壓下閥2.9，使氣控閥處于接通位置，3 個二位三通閥12.1 ～12.3 均斷開，這時可選擇7.1 ～7.8 按鈕閥，用控制氣源分別驅動二位五通換向閥1.1 ～1.4，來實現上述4 種氣缸的單動。其氣缸運動速度，可分別通過調速閥10 和11 設定。磨頭點進可用手操縱閥2.9 控制。

(2)半自動控制原理。用于單齒和少量鋸齒的磨削。先手動將鋸盤壓緊，后通過閥組實現讓刀進、砂輪下行進行磨削、讓刀退和砂輪返程自動循環。其工作原理是:

當磨頭處于上位時，上機控閥接通控制氣路，通過閥12.3、二位三通氣控閥、手動操縱閥2.2 和梭閥控制進退氣缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，則進退氣缸前行到進刀位，同時壓下進刀位機控閥，控制氣路接通，經二位三通氣控閥、手動操縱閥2.3 和梭閥控制氣液缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，則氣液缸下行進行磨削。當磨頭下行到下工位后，壓下氣液缸下工位機控閥，控制氣路接通，經手操縱2.1 和梭閥控制進退氣缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，使進退氣缸后退到讓刀位。同時氣源通過延時換向閥6，經手動操縱閥2.4 和梭閥控制氣液缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，使磨頭返回，完成半自動控制的一個循環。當磨頭升到上工位即開始實現下一個半自動循環。另外，磨頭在下工位返回之前，是先讓刀后返回，其時間差是由延時換向閥6 進行調定。

圖1 鋸盤磨機氣動控制系統原理圖

(3)自動控制原理。先采用手動控制使壓緊氣缸松開，分齒氣缸處于分齒位，氣液缸在上位，進退氣缸在退位，再將手操縱閥2.1 ～2.8 壓下處于通路位，另將二位二通閥12.1 ～12.2 接通，12.3 斷開，操作12.10 手動操縱閥，控制氣源接通，即可實現自動磨削工作。

其動作程序為:夾緊→讓刀進→砂輪下行磨削→讓刀退→砂輪返回(同時分齒退)→夾緊松開→分齒進→再夾緊，不斷完成鋸盤自動磨削的邏輯控制。其工作原理是:

鋸盤夾緊后，壓緊氣缸在夾緊位;機控閥控制氣路接通，經二位二通閥12.2、氣控換向閥、手動操縱閥2.2 和梭閥控制進退氣缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，使進退氣缸移動到進刀位;該位機控閥控制氣路接通，經氣控換向閥、手動操縱閥2.3 和梭閥控制氣液缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，使氣液缸下移進行磨削;當運行到下工位時，機控閥控制氣路接通，經手動操縱閥2.1 和梭閥控制進退氣缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，使進退氣缸退到讓刀位;之后控制氣路經延時換向閥6、二位三通氣控閥、手動操縱閥2.6 和梭閥控制分齒氣缸主氣路上的二位五通換向閥換向，使分齒氣缸退到后位;同時該控制氣路經手動操縱閥2.4 和梭閥控制氣液缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，使砂輪返程;當運行到上工位時，機控閥控制氣路接通，經二位二通閥12.1、二位三通氣控閥、手動操縱閥2.8和梭閥控制壓緊氣缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，使壓緊氣缸松開;該位機控閥控制氣路接通，經手動操縱閥2.5 和梭閥控制分齒氣缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，使分齒氣缸向前移動進行分齒;當運行到前工位時，機控閥控制氣路接通，經手動操縱閥2.7 和梭閥控制壓緊氣缸主氣路上的二位五通氣控換向閥換向，使壓緊氣缸向前移動壓緊鋸盤，便開始下一個磨削自動循環。

圖中元件17 為壓力繼電器，用于自動與半自動控制中。

(4)緊急停機。當手動操縱閥2.10 撥開時，除能切斷氣動控制系統氣源外，同時也切斷砂輪電動機供電電源。

3 結論

該氣動控制系統設計成本低，運轉平穩，噪聲低，環境污染少，節省能源。不僅滿足了鋸盤磨削的工況要求，而且解決了鋸割鋼軌所用的鋸盤需求。在實際應用中，得到用戶的認可和好評，具有很好的推廣價值。

【1】成大先.機械設計手冊［M］.4 版.北京:化學工業出版社，2002.

【2】GB/T 786.1-93 液壓氣動圖形符號［S］.北京:中國標準出版社，1993.

【3】路甬祥.液壓氣動技術手冊［M］.北京:機械工業出版社，2005.