孫彬

摘 要：機(jī)床外防護(hù)的氣動(dòng)拉門是用來分隔加工區(qū)與操作者操作區(qū)的部件。氣動(dòng)拉門由氣缸作為氣動(dòng)執(zhí)行元件，來完成機(jī)床外防護(hù)氣動(dòng)拉門的打開和關(guān)閉，但由于氣缸只能剛性執(zhí)行前進(jìn)和后退命令，很容易因操作者誤操作造成氣動(dòng)拉門誤關(guān)閉而造成對(duì)操作者的損傷。因此本發(fā)明就是為了避免操作者在誤操作情況下對(duì)人身的傷害。

關(guān)鍵詞：氣動(dòng)拉門；避免誤操作；人身傷害

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

本發(fā)明的目的是提供一種在氣動(dòng)拉門關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生緩沖防夾緊，避免剛性關(guān)閉的結(jié)構(gòu)，用于操作者工作時(shí)候，因誤操作而起到防護(hù)措施的方法。

本發(fā)明是關(guān)聯(lián)機(jī)床的氣動(dòng)拉門，所以一般位于機(jī)床防護(hù)氣動(dòng)拉門上，防夾裝置隨氣動(dòng)拉門運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣動(dòng)拉門遇到阻礙時(shí)，這時(shí)由于氣缸聯(lián)接到防夾裝置結(jié)構(gòu)上，彈簧受到壓縮力而向后移動(dòng)。防夾裝置結(jié)構(gòu)上的圓柱晃動(dòng)無觸點(diǎn)開關(guān)，反饋一個(gè)信號(hào)命令換向電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸往回運(yùn)動(dòng)，打開氣動(dòng)拉門。這樣就能避免因氣動(dòng)門剛性關(guān)閉夾傷操作者。

本發(fā)明是關(guān)聯(lián)機(jī)床的氣動(dòng)拉門結(jié)構(gòu)具備以下功能：在保證氣動(dòng)門能夠自動(dòng)開關(guān)門的前提下，避免操作者因誤操作造成氣動(dòng)門對(duì)操作者的傷害，保證氣動(dòng)門安全工作。

具體實(shí)施方式：

本發(fā)明是提供一種在氣動(dòng)拉門關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生緩沖防夾緊的結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2所示，包括主殼體、彈簧、桿、支撐座合裝組件、支架、無觸點(diǎn)開關(guān)等，從支撐座體9內(nèi)孔右端穿入桿11，右邊擰軸向定位螺母10，讓軸向定位螺母10的左面與支撐座合裝組件右面接觸定位；支撐座9左側(cè)與圓柱螺旋壓縮彈簧6右側(cè)端面接觸，圓柱螺旋壓縮彈簧6左側(cè)端面與主殼體2內(nèi)右側(cè)接觸。桿11，主殼體2外左邊和軸向定位螺母1接觸，軸向定位螺母1擰到桿11前端螺紋上起到定位作用。支架12頂部通過螺紋連接到支撐座體9上，再將支架12通過螺紋連接到機(jī)床防護(hù)氣動(dòng)拉門頂部。支撐座體9外形是由一個(gè)方形體，支撐座合裝組件由銅套7，支撐座體9，和兩個(gè)開槽錐端緊定螺釘組合而成。銅套7壓入支撐座體9體內(nèi)過渡配合，并由上下兩個(gè)開槽錐端緊定螺釘8定位。支撐座體9上有4個(gè)螺紋孔，與支架12頂部連接固定。

當(dāng)氣動(dòng)拉門由打開狀態(tài)向關(guān)閉狀態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)候，氣缸桿3驅(qū)動(dòng)主殼體2，而殼體2壓縮彈簧后，通過彈簧力向支撐座體9及支架12來驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)門向右運(yùn)動(dòng)，假如這時(shí)有物體阻礙氣動(dòng)門運(yùn)動(dòng)，那么氣動(dòng)門相對(duì)靜止，而主殼體2還會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推力達(dá)到許用力上限時(shí)，這時(shí)主殼體2上焊接一個(gè)晃動(dòng)柱體2與無觸點(diǎn)開關(guān)5重合時(shí)，無觸點(diǎn)開關(guān)5穿過無觸點(diǎn)開關(guān)支架6的長(zhǎng)孔內(nèi)，通過無觸點(diǎn)開關(guān)5體上螺紋和兩螺母夾緊在無觸點(diǎn)開關(guān)支架6上，開關(guān)支架6與支架12側(cè)面把接。它們都與氣動(dòng)門此時(shí)相對(duì)靜止。

根據(jù)圓柱螺旋壓縮彈簧尺寸及參數(shù)GB/T2078-1994標(biāo)準(zhǔn)，選取碳素彈簧鋼絲的圓柱螺旋壓縮彈簧為該結(jié)構(gòu)的彈簧。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，氣動(dòng)拉門關(guān)閉所需的力為8N～15N范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)，能把氣動(dòng)門帶動(dòng)并且不會(huì)對(duì)操作者造成傷害。在推薦負(fù)荷類型為103～105次及沖擊負(fù)荷下，根據(jù)公式：允許負(fù)荷Ps=（πd3X0.5σb）/8D，其中查表得：彈簧材料直徑d=3mm，彈簧中徑D=32mm，抗拉強(qiáng)度下限值σb=1370N/mm2，經(jīng)過計(jì)算得到Ps=227N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需力的上限15N。當(dāng)允許負(fù)荷Ps取上限15N時(shí)，負(fù)荷下變量FS=τsπD2n/Gd，其中試驗(yàn)切應(yīng)力τs=8PsD/πd 3，代入數(shù)值，得到τs=45.3N/mm2。查表得：彈簧有效圈數(shù)n=14.5，切變模量G=79000N/mm2，代入數(shù)值，得到FS=9mm。因此，如圖1所示，主殼體2上的晃動(dòng)柱體2與無觸點(diǎn)開關(guān)5的距離就是9mm，也就是說當(dāng)氣動(dòng)拉門關(guān)閉時(shí)受到阻力載荷為上限15N時(shí)，圓柱螺旋將彈簧壓縮了9mm，無觸點(diǎn)開關(guān)5與主殼體2上的晃動(dòng)柱體2重合，這時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反饋信號(hào)使得三位五通電磁閥氣動(dòng)換向閥換向，氣動(dòng)拉門氣缸反向運(yùn)動(dòng)，氣動(dòng)拉門打開，避免了操作者在誤操作下對(duì)人身的傷害。

為避免操作者在氣動(dòng)門關(guān)閉后由于拉動(dòng)氣動(dòng)門晃動(dòng)無觸點(diǎn)開關(guān)，還需要設(shè)計(jì)電氣防夾程序，在氣動(dòng)門關(guān)閉后鎖死氣動(dòng)門，避免關(guān)門后誤操作的發(fā)生。電氣防夾程序具體如下：控制電路中有兩個(gè)繼電器KA1與KA2分別控制兩個(gè)閥YV1與YV2。檢測(cè)電路共有兩個(gè)門開到位開關(guān)SQ1與SQ3、兩個(gè)門關(guān)到位開關(guān)SQ2與SQ4、及兩個(gè)防夾開關(guān)SQ5與SQ6。

從程序1可看出，當(dāng)發(fā)出關(guān)門指令時(shí)，只要防夾開關(guān)1和2都沒有來時(shí)，關(guān)門輸出控制Q10.2=1，門關(guān)閉，從程序2可看出，當(dāng)防夾開關(guān)1或2有一個(gè)為1的時(shí)候且關(guān)門到位開關(guān)都為0，則關(guān)門輸出控制Q10.2被復(fù)位，開門輸出控制Q10.1=1，這樣就成功做到了防夾控制。即只要門到位開關(guān)不為1，防夾開關(guān)有為1的時(shí)候就執(zhí)行開門輸出控制。

參考文獻(xiàn)

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2]路甬祥.液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.