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ENGLISH0755-88840386發布時間:2020-07-03 09:55:50 |來源:網絡轉載
我公司在純堿包裝係統中,釆用重力式定量包裝機,此類包裝機結構簡單,運行可靠,受外因素影響小。包裝機的給料控製和排料,全部采用氣缸動力弧形閥,弧形閥是否穩定運行,直接影響稱重合格率及包裝速度,是影響整個包裝係統的一個主要因素。在實際工作中,弧形閥存在不能自動開啟、開關不到位等情況。結合實際工作中常見故障,本文對弧形閥的結構、受力等各方麵進行了全麵分析,並提出了改造方案,以提高弧形閥的可靠性。
1弧形閥結構介紹
以動作較多的給料弧形閥為例(圖1所示),主要由箱體、閥體、氣缸、拐臂、密封條、軸及軸承等部分組成。給料弧形閥由雙行程氣缸控製,動作為全開(粗給料)一半開(細給料)-全關(隔斷),因為控製給料精度,閥口三麵由矽橡膠密封。
2弧形閥的受力分析
由圖2可知,在整個機構中,氣缸是弧形閥的動 力來源,所以氣缸杆產生推力或拉力(F),拐臂受氣缸F力作用,產生轉矩(M)。因為軸與拐臂配合, 所以軸受轉矩(M)作用。軸和閥麵支腿由鍵連接, 帶動閥麵擺動,克服物料與閥麵產生的正壓力和摩擦力的合力距(M'),M>M‘,從而閥麵打開。弧形閥的動作分為全開(雙向氣缸同時收縮)、細給料(氣 缸一側收縮)、全關(雙向氣缸同時伸出)。在這三個動作中,當弧形閥由全關到全開時,由於閥麵與物料接觸麵積最大,產生的正壓力和摩擦力最大,同時氣缸活塞的受力麵積最小,氣缸杆產生的拉力最小,所以這個動作是弧形閥不能正常工作的主要原因。
3存在問題與改進方法
3.1加工精度與裝配質量
由圖1可知,閥體由箱體、閥麵、軸、拐臂、關節 軸承、氣缸等組成。氣缸一端與氣缸箱由關節軸承相連,另一端連接關節軸承後與拐臂相連,拐臂和軸裝配,軸與閥體裝配。每個部件的精度均會影響到整體裝配質量。這就要求箱體和閥麵的製作尺寸必須與圖紙要求相同,符合焊接要求。軸和拐臂的機械加工精度滿足技術要求。組裝時必須保證氣缸活塞杆與導向裝置不傾斜,活塞可以平滑移動。關節軸承和氣缸靈活可靠,拐臂和軸過盈配合,沒有相對運動、保證兩側軸承同心,軸和閥體的鍵連接符合裝配要求。氣缸杆的軸向固定與箱體側麵平行,確保氣紅的動作為平麵運動。
3.2更改氣缸型號
弧形閥的動力乘源是氣缸,正常使用時,壓縮空氣的壓力不變(我公司現用壓縮空氣壓力為0. 5 MP),通過更改氣缸型號來增大推動弧形閥的轉矩。 現用弧形閥氣缸為PMC-PSM型氣缸,缸徑為 平40,氣缸行程各不相同,但不影響氣缸的動力。以 PMC-PSM40-50-35為例,選用相同類別,缸徑 為平50,在壓縮空氣不變的情況下,由F = PXS,S =7tXr2 可知:氣缸活塞直徑氣缸杆直徑空氣壓力收縮時受力麵積伸出時受力麵積氣紅拉力氣缸推力
型號 |
mm |
mm |
MPa |
^cm2 |
»«cm2 |
N |
N |
PMC-PSM40 |
|
|
0.5 |
11 |
13 |
550 |
650 |
PMC-PSM50 |
^50 |
甲20 |
0.5 |
17 |
20 |
850 |
1 000 |
3.3増加拐臂長度
氣缸和拐臂安裝在氣缸箱體內,氣缸箱體的大小影響拐臂的長度。在改造中,為了盡量減少對原有設備的更改,將現用弧形閥拐臂的有效長度100 mm,更改為115 mm,由M=FXL可知,在氣缸型號不變的情況下,增加拐臂的有效長度,就可以增加作用在軸上的轉矩,從而增大閥麵轉動力。
3.4更改密封條斷麵形狀
在選用密封條時,應考慮到純堿的腐蝕性和特殊情況下物料的高溫(100 P左右)對密封條的影響。保證閥口兩側密封條表麵平整,閥口處切麵整齊,具有一定的塑性。
由圖3所示將閥口兩側麵密封條的端麵形狀由矩形改為楔形,減小了弧麵打開時兩側麵產生的正壓力,增大了弧麵動作時的導向力,從而弧麵動作更靈活可靠。
3.5調整氣缸箱體的位置
氣缸箱體和閥體由螺栓裝配固定,常規意識是氣缸箱和閥體水平安裝,這樣兩個箱體各個邊和麵都處於平行,比較美觀。將氣缸箱以弧形閥軸的端麵為圓心旋轉,從而帶動氣缸以和拐臂裝配的關節軸承為圓心旋轉,增大氣缸和拐臂的夾角,增大力臂。由M=FXL可知,在氣缸原作用力下,增大力臂,從而増大了拐臂產生的轉矩。此方法隻限於現有使用設備,且設備安裝空間不受限製。
4結語
本文通過對重力式定量包裝機弧形閥的結構及受力分析,總結了增大弧麵作用力的幾種改進措施。 我公司已經對部分弧形閥氣缸改為PMC-PSM50, 拐臂有效長度增加至115 mm,密封條端麵已改為楔形,還對部分弧形閥氣缸箱體調整了角度,使氣缸與拐臂的夾角增大,改進後效果均非常明顯。
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