專利名稱：壓差控制氣缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種流體動(dòng)力氣缸的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，屬于流體動(dòng)力設(shè)備領(lǐng)域。
實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸中活塞的換向控制，即氣缸帶動(dòng)被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到位后，自動(dòng)換向，是在自動(dòng)控制過程中必須解決的問題。對(duì)于普通氣缸一般是采用被驅(qū)動(dòng)部件產(chǎn)生的位置反饋信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的。因而對(duì)于不能產(chǎn)生位置反饋信號(hào)的被驅(qū)動(dòng)物，如各種隨機(jī)變化的被驅(qū)動(dòng)物，某些現(xiàn)有裝備的改造等，普通氣缸就不適用。對(duì)于這種情況，目前使用比較成熟的技術(shù)設(shè)備是磁作用氣缸。這種形式的氣缸國內(nèi)產(chǎn)品尚無標(biāo)準(zhǔn)，國外比較典型的有德國FESTO公司的接近傳感系列用途氣缸ESN-A型與ESW-A型。這種氣缸的結(jié)構(gòu)是在缸體外加裝有磁性作用的舌簧開關(guān)，在活塞頭上加裝有永久性磁鐵，采用磁力驅(qū)動(dòng)的控制方法，即當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到位后，活塞頭上的磁鐵與磁作用的舌簧開關(guān)相作用，通過吸合或斷開舌簧開關(guān)的觸點(diǎn)，來達(dá)到控制的目的。其特點(diǎn)是不需要被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供位置反饋信號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞的換向控制。但這種控制方法與原理有以下不足①由于是磁力驅(qū)動(dòng)，所以它不能用在有強(qiáng)磁場(chǎng)的場(chǎng)合，否則可能會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)；②由于活塞頭部鑲有永久性磁鐵，會(huì)對(duì)周圍的電子部件產(chǎn)生影響，因此使用范圍受到進(jìn)一步的限制；③由于結(jié)構(gòu)上的限制，這種磁力驅(qū)動(dòng)方法不能在多級(jí)伸縮式氣缸上實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)于在空間狹小，需用多級(jí)伸縮式氣缸，同時(shí)又必須要求氣缸本身產(chǎn)生換向控制信號(hào)的場(chǎng)合，現(xiàn)有技術(shù)無法做到；④現(xiàn)有技術(shù)不具有安全保護(hù)功能，即現(xiàn)有技術(shù)不能做到當(dāng)載荷異常增大或被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障不能完成預(yù)定的行程時(shí)，自動(dòng)停止工作并復(fù)位，以保證被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)免遭破壞。
本實(shí)用新型的目的和任務(wù)是要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的如下不足①不能在強(qiáng)磁場(chǎng)中使用；②不能在多級(jí)伸縮式結(jié)構(gòu)的氣缸上實(shí)現(xiàn)自身產(chǎn)生控制信號(hào)的自動(dòng)換向控制；③出現(xiàn)異常情況時(shí)，沒有安全保護(hù)功能。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，特提出了一種壓差控制氣缸的技術(shù)解決方案，它不受電磁兼容性的限制，不受多級(jí)伸縮式結(jié)構(gòu)的限制，當(dāng)載荷出現(xiàn)異常增大或被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障不能完成預(yù)定的行程時(shí)能自動(dòng)停止工作，復(fù)位，并具有自產(chǎn)生換向控制信號(hào)的能力。
本實(shí)用新型的基本構(gòu)思是，根據(jù)活塞在完成一個(gè)工作循環(huán)的過程中，氣缸中的壓強(qiáng)變化規(guī)律，反映了活塞的不同工作位置，也就是被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置這一原理，通過感知工作腔的壓強(qiáng)的改變，來達(dá)到測(cè)控機(jī)構(gòu)工作位置的目的。感知部件為壓力控制器，它將壓強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送給控制電路，在壓力控制器的作用下，控制電路便可實(shí)現(xiàn)對(duì)氣路的切換，實(shí)現(xiàn)活塞工作的換向，帶動(dòng)負(fù)載完成工作循環(huán)。
本實(shí)用新型所提出的一種壓差控制氣缸，主要是由活塞桿[1]、活塞、缸體[2]、缸蓋[4]、進(jìn)氣嘴[7]和回氣嘴[11]所構(gòu)成，其特征在于在缸體[2]的側(cè)面或缸蓋[4]上開有壓力控制器連通孔[5]；在缸體[2]或缸蓋[4]的外部與連通孔[5]的外端，用連接嘴[12]通過連通孔[5]密封固定有壓力控制器[6]。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征在于壓差控制氣缸是采用單級(jí)活塞，或采用多級(jí)活塞，單級(jí)活塞的壓差控制氣缸只有一個(gè)活塞[3]，多級(jí)活塞的壓差控制氣缸采用是多個(gè)活塞[3、10、9]的多級(jí)伸縮式壓差控制氣缸；壓力控制器[6]的結(jié)構(gòu)是在本體[20]的腔內(nèi)，裝有連接嘴[12]、氣嘴[15]、壓螺[28]、膠塞[16]、導(dǎo)控桿[18]、壓力彈簧[19]和用以調(diào)整膠塞[16]與氣嘴口[13]間壓力的調(diào)整螺[22]，在本體[20]外的側(cè)部安裝有行程開關(guān)[24]，氣嘴[15]上的氣嘴口[13]和帶有中心孔的連接嘴[12]相通，并通過連接嘴[12]與缸體內(nèi)腔相通，壓螺[28]旋在氣嘴[15]的上方，當(dāng)壓力控制器[6]不工作時(shí)，在壓力彈簧的作用下，行程開關(guān)[24]則與從本體[20]的行程孔[25]中伸出的導(dǎo)控桿觸手[26]不相接觸，而處在膠塞槽[17]和氣嘴槽[14]中的膠塞[16]則與氣嘴口[13]保持密封接觸，工作過程中，導(dǎo)控桿[18]與本體[20]和氣嘴[15]有相對(duì)移動(dòng)關(guān)系，在壓力控制器[6]與氣缸不相接觸的其它外表面加有外罩[27]，壓力控制器[6]與缸體[2]或缸蓋[4]的連接是用帶有中心孔的連接嘴[12]通過連通孔[5]密封固定來實(shí)現(xiàn)的，該連接嘴[12]是一個(gè)加有密封圈的密封連接件；控制壓強(qiáng)Pk的取值范圍是大于最大的實(shí)際工作壓強(qiáng)Pmax，而小于氣缸的額定工作壓強(qiáng)Po，一般應(yīng)滿足Pomin-Pk≥0．2Mpa，而Pk≥1．1Pmax。
壓力控制器的作用是將缸體內(nèi)的氣體壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。在氣缸的正向工作過程中，壓縮空氣通過進(jìn)氣嘴[7]進(jìn)入缸體的內(nèi)腔，氣缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，通過連接嘴[12]作用于密封在氣嘴口[13]的膠塞[16]上，當(dāng)氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到壓力控制器[6]設(shè)定的控制壓強(qiáng)時(shí)，氣壓便會(huì)克服壓力彈簧[19]所引起的膠塞[16]與氣嘴口[13]的密封力，使膠塞離開氣嘴口，推動(dòng)導(dǎo)控桿[18]壓縮彈簧而移動(dòng)，此時(shí)，導(dǎo)控桿觸手[26]便與行程開關(guān)[24]接觸，并使其動(dòng)作，于是壓力控制器便產(chǎn)生電信號(hào)，通過控制電路切換電磁閥的通斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣路的切換，使氣體由回氣嘴[11]進(jìn)入氣缸中，氣缸中原氣體從進(jìn)氣嘴[7]經(jīng)電磁閥上的排氣孔排出，由于缸體[2]原工作腔氣體壓強(qiáng)的降低，使作用于膠塞[16]上的氣體壓強(qiáng)減小，壓力彈簧重新將膠塞推向氣嘴口，使氣嘴口密封。同時(shí)，導(dǎo)控桿觸手與行程開關(guān)脫離接觸，活塞桿帶動(dòng)被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)位。到位后由控制電路使回氣電磁閥斷電，切斷氣路，并經(jīng)電磁閥上的排氣孔排出由回氣嘴[11]進(jìn)入缸內(nèi)的高壓氣體，完成一個(gè)工作循環(huán)。氣缸回復(fù)至初始狀態(tài)，準(zhǔn)備新的工作循環(huán)。如此反復(fù)。
本實(shí)用新型提出的壓差控制氣缸，就是利用實(shí)際工作壓強(qiáng)P與設(shè)定控制壓強(qiáng)Pk之間的差值來達(dá)到控制目的，且P小于Pk。在氣缸通過活塞桿驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)到位后便停止下來，此時(shí)，氣缸內(nèi)工作腔的體積不再增大，因此工作壓強(qiáng)P將會(huì)繼續(xù)上升，當(dāng)實(shí)際工作壓強(qiáng)P上升至控制壓強(qiáng)Pk時(shí)，壓力控制器開始動(dòng)作，產(chǎn)生控制信號(hào)，切換氣路，使氣缸驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行部件停止工作復(fù)位，完成一個(gè)工作循環(huán)?？刂茐簭?qiáng)Pk的取值范圍是大于最大的實(shí)際工作壓強(qiáng)Pmax，而小于氣缸的額定工作壓強(qiáng)Po，一般應(yīng)滿足Pomin-Pk≥0．2Mpa，而Pk≥1．1Pmax。通常壓力控制器精度越高，其差值就越小。Pk是在P與Po之間的一個(gè)點(diǎn)，由于是利用Pk、Pmax、Po三者之間存在的差值進(jìn)行控制的，所以這種氣缸稱之為壓差控制氣缸。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的壓差控制氣缸的壓力控制器[6]和壓力控制器連通孔[5]，從與活塞的相對(duì)位置看，壓力控制器可以始終處于活塞的左端，即壓力控制器連通孔[5]設(shè)在缸蓋[4]上的情況；也可以將壓力控制器連通孔[5]設(shè)在缸體[2]的側(cè)壁上。
壓力控制器[6]及壓力控制器連通孔[5]設(shè)在缸蓋上時(shí)，壓力控制器始終在活塞的左端，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在氣缸的工作過程中，壓力控制器自始至終都在監(jiān)測(cè)缸內(nèi)工作腔的氣體壓強(qiáng)的變化。因此，在正常工作過程中，它除能實(shí)現(xiàn)活塞換向的控制之外，還能在被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)功能。即當(dāng)被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)不能按預(yù)定規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞將被迫停止運(yùn)動(dòng)，但此時(shí)實(shí)際工作壓強(qiáng)P仍將繼續(xù)上升，當(dāng)升至高于正常工作壓強(qiáng)，并達(dá)到設(shè)定的控制壓強(qiáng)Pk時(shí)，壓力控制器動(dòng)作，通過控制電路，切換氣路，氣缸停止工作并自動(dòng)復(fù)位，使被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)免遭破壞。
壓力控制器[6]及壓力控制器連通孔[5]設(shè)在缸體上時(shí)，則連通孔[5]的位置可以在活塞起始位置的右端，即左極限位置；或在活塞終止位置的左端，即右極限位置；或在兩者之間任意位置。當(dāng)連通孔[5]位于左極限位置時(shí)，則連通孔[5]的外緣應(yīng)與活塞初始位置的右端面相切；當(dāng)連通孔[5]位于右極限位置時(shí)，連通孔的外緣應(yīng)與活塞終止位置的左端面相切。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在氣缸的正向工作過程中，只有當(dāng)活塞左端面越過壓力控制器連通孔[5]后，壓力控制器才能監(jiān)測(cè)氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)變化，才能具有安全保護(hù)功能。在正常情況下，由于活塞換向的控制信號(hào)是在活塞運(yùn)動(dòng)到位后產(chǎn)生的，所以，只要連通孔在給定范圍內(nèi)的任一位置，都可實(shí)現(xiàn)活塞換向的控制功能。然而，在這種情況下，其安全保護(hù)功能的作用時(shí)機(jī)卻與連通孔[5]的位置密切相關(guān)。當(dāng)連通孔[5]位于左極限位置時(shí)，基本上實(shí)現(xiàn)了全程的安全保護(hù)功能，即只要活塞的左端面越過了連通孔[5]，安全保護(hù)功能即可工作。當(dāng)連通孔[5]位于右極限位置時(shí)，安全保護(hù)功能取消，但卻實(shí)現(xiàn)了全程的強(qiáng)制動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，即機(jī)構(gòu)不會(huì)因載荷的異常增大而自動(dòng)復(fù)位。當(dāng)連通孔[5]位于左右兩極限位置之間的任意位置時(shí)，其安全保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)時(shí)機(jī)隨連通孔[5]的位置不同而不同，在活塞越過連通孔[5]之前，為強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)段，在活塞越過連通孔[5]之后，為具有安全保護(hù)功能段。因此，可以利用連通孔[5]的位置與安全保護(hù)功能的關(guān)系，通過適當(dāng)選取連通孔[5]的位置，來達(dá)到即可克服起動(dòng)及工作過程中的某一峰值阻力，又可在整體上實(shí)現(xiàn)活塞的換向控制及在需要位置上的安全保護(hù)功能。如若要克服撞擊點(diǎn)的峰值阻力，則可將連通孔[5]設(shè)定在活塞通過撞擊點(diǎn)以后的位置。
本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是可以在不依賴于被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供的位置反饋信號(hào)的情況下，由自己產(chǎn)生的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)活塞的自動(dòng)換向控制，即被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到位后的自動(dòng)復(fù)位控制；本技術(shù)即可在單級(jí)氣缸上實(shí)現(xiàn)，也可在多級(jí)伸縮式氣缸上實(shí)現(xiàn)；不會(huì)產(chǎn)生對(duì)周圍電子元件的干擾，并能在在各種環(huán)境，包括在強(qiáng)磁場(chǎng)的環(huán)境下使用，應(yīng)用范圍廣；具有安全保護(hù)功能；整機(jī)實(shí)現(xiàn)了機(jī)、電、氣一體化。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)


圖1是本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的活塞處于起始位置時(shí)的單級(jí)活塞壓差控制氣缸的正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中明顯的顯示出，由活塞桿[1]、缸體[2]、一級(jí)活塞[3]、缸蓋[4]、進(jìn)氣嘴[7]和回氣嘴[11]所組成的單級(jí)壓差控制氣缸，在氣缸蓋[4]上開有壓力控制器連通孔[5]，在連通孔[5]的外端面安裝有壓力控制器[6]。
圖2是本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的單級(jí)壓差控制氣缸的又一種形式的正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
活塞仍處于起始位置。與
圖1不同的是壓力控制器連通孔[5]的位置是設(shè)計(jì)在氣缸的缸體[2]的側(cè)面，而壓力控制器[6]則安裝在其連通孔[5]的外端面上。其它符號(hào)均同
圖1。
圖3是本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的多級(jí)伸縮式壓差控制氣缸，其活塞位于起始位置時(shí)的正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中可以看出，多級(jí)伸縮式壓差控制氣缸是由活塞桿[1]、缸體[2]、一級(jí)活塞[3]、二級(jí)活塞[10]、三級(jí)活塞[9]、缸蓋[4]、進(jìn)氣嘴[7]和回氣嘴[11]所組成。其特征是在缸蓋[4]上開設(shè)有壓力控制器連通孔[5]，在連通孔[5]外端面安裝有壓力控制器[6]，在二級(jí)活塞[10]和三級(jí)活塞[9]上還設(shè)有擋圈[8]。
圖4是圖3當(dāng)活塞處于終止位置時(shí)的多級(jí)伸縮式壓差控制氣缸的正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中符號(hào)均同圖3。
圖5是本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的多級(jí)伸縮式壓差控制氣缸的另一種形式的正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中與圖3不同之處是壓力控制器[6]和壓力控制器連通孔[5]設(shè)在氣缸的缸體[2]側(cè)面，處于左極限位置，連通孔[5]的外緣與第三級(jí)活塞[9]初始位置的右端面相切，連通孔[5]的外端面安裝有壓力控制器[6]，三級(jí)活塞[9]的內(nèi)腔是二級(jí)活塞[10]、二級(jí)活塞[10]的內(nèi)腔是一級(jí)活塞[3]，當(dāng)壓縮空氣由進(jìn)氣嘴[7]進(jìn)入氣缸內(nèi)腔時(shí)，將推動(dòng)一級(jí)活塞、二級(jí)活塞、三級(jí)活塞運(yùn)動(dòng)，缸內(nèi)原有氣體由回氣嘴排出。當(dāng)達(dá)到極限位置時(shí)，由于缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)繼續(xù)升高，當(dāng)達(dá)到Pk時(shí)，壓力控制器動(dòng)作，使氣路切換，由回氣嘴進(jìn)氣，推活塞回到原始位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。其它符號(hào)同圖3。
圖6是圖5的又一種壓差控制氣缸的正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
它與圖5不同之處在于設(shè)在缸體[2]側(cè)面的連通孔[5]是位于右極限的位置。此時(shí)，連通孔[5]的外緣與三級(jí)活塞[9]終止位置的左端面相切，同時(shí)，一級(jí)活塞[3]、二級(jí)活塞[10]、三級(jí)活塞[9]均已運(yùn)動(dòng)到氣缸的右端，如果氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到Pk值，則通過氣體壓力使壓力控制器[6]動(dòng)作，切換氣路，使氣體由回氣嘴[11]進(jìn)，由進(jìn)氣嘴[7]排出缸內(nèi)的背壓氣體，完成一個(gè)工作循環(huán)。其它符號(hào)同圖5。
圖7是本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的壓力控制器的正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
該壓力控制器主要是在本體[20]的腔內(nèi)，安裝有連接嘴[12]、氣嘴[15]、壓螺[28]、膠塞[16]、導(dǎo)控桿[18]、壓力彈簧[19]和調(diào)整螺[22]，在本體的外側(cè)部安裝有行程開關(guān)[24]。氣嘴[15]上的氣嘴口[13]和帶有中心孔的連接嘴[12]相通，并通過連接嘴[12]與缸體內(nèi)腔相通，壓螺[28]旋在氣嘴[15]的上方。當(dāng)壓力控制器不工作時(shí)，在壓力彈簧的作用下，行程開關(guān)[24]則與從本體[20]的行程孔[25]中伸出的導(dǎo)控桿觸手[26]不相接觸，而處在膠塞槽[17]和氣嘴槽[14]中的膠塞[16]則與氣嘴口[13]保持密封接觸。工作過程中，導(dǎo)控桿[18]與本體[20]和氣嘴[15]有相對(duì)移動(dòng)關(guān)系，在壓力控制器與缸體不相接觸的其它外表面上，加有外罩[27]，用連接嘴[12]將壓力控制器和缸體或缸蓋通過連通孔密封在一起，并用螺釘固定。處在膠塞槽[17]中的膠塞[16]與處在氣嘴槽[14]中的氣嘴口[13]的密封接觸壓力是通過調(diào)整螺的調(diào)整實(shí)現(xiàn)的。通過調(diào)節(jié)調(diào)整螺可使導(dǎo)控桿動(dòng)作時(shí)的氣缸內(nèi)壓強(qiáng)為Pk。當(dāng)氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到Pk時(shí)，高壓氣體將通過連接嘴[12]的中心孔和氣嘴[15]的氣孔推動(dòng)膠塞[16]向壓縮壓力彈簧[19]的方向移動(dòng)，結(jié)果使導(dǎo)控桿觸手[26]接觸行程開關(guān)[24]，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過電纜[23]，將電信號(hào)送給控制電路，控制電路操縱電磁閥，切換進(jìn)、回氣路的方向，使氣缸復(fù)位，完成一個(gè)工作循環(huán)。
圖8是圖7當(dāng)缸內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到Pk處于工作狀態(tài)時(shí)的壓力控制器正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
可以看出當(dāng)工作壓強(qiáng)達(dá)到Pk時(shí)，壓力控制器的壓力彈簧[19]受到壓縮，氣嘴口[13]與膠塞[16]由于導(dǎo)控桿[18]的下移而相分離，同時(shí)，導(dǎo)控桿的觸手[26]則與行程開關(guān)[24]相接觸，使壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，其它符號(hào)同圖7。
圖9是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，它是二級(jí)伸縮式壓差控制氣缸，處于初始狀態(tài)的正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
連通孔[5]設(shè)計(jì)在缸蓋[4]上，壓力控制器[6]通過連通孔[5]安裝在缸蓋[4]外端面，一級(jí)活塞[3]和二級(jí)活塞[10]的初始位置均在氣缸內(nèi)的左端，即靠近缸蓋[4]的位置，其它符號(hào)同圖3。
圖10是圖9活塞推動(dòng)裝填臂運(yùn)動(dòng)到位后停止下來時(shí)的狀態(tài)正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
此時(shí)活塞已達(dá)到最大行程位置，一級(jí)活塞[3]和二級(jí)活塞[10]已處在正向工作終止?fàn)顟B(tài)。其它符號(hào)同圖9。
下面是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例壓差控制氣缸成功的應(yīng)用于某單位裝填機(jī)的自動(dòng)裝填子系統(tǒng)的現(xiàn)代化改裝。該裝填機(jī)主要由開關(guān)機(jī)構(gòu)、裝填臂、裝填槽、架體和工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)構(gòu)成，壓差控制氣缸用作為改裝后的自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)的新動(dòng)力。由于原裝置結(jié)構(gòu)比較緊湊，技術(shù)上十分成熟，無法在原機(jī)構(gòu)中加裝任何傳感器，因此，要求新加裝的動(dòng)力機(jī)構(gòu)本身自己產(chǎn)生活塞換向，即工作換向的控制信號(hào)，并要求該氣缸實(shí)現(xiàn)全程安全保護(hù)功能，不受強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾，在這種情況下，采用了本實(shí)用新型壓差控制氣缸。為了完成改裝后的自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，需活塞的工作行程為200毫米，而根據(jù)原裝置提供的空間，若采用單級(jí)活塞結(jié)構(gòu)的氣缸只能實(shí)現(xiàn)120毫米的行程，所以最終采用了兩級(jí)壓差控制氣缸。
操作步驟如下第一步確定氣缸的結(jié)構(gòu)形式；采用兩級(jí)壓差控制氣缸，總行程為200毫米，第一級(jí)行程為120毫米，第二級(jí)行程為80毫米，在氣缸蓋[4]上開有連通孔[5]，壓力控制器[6]設(shè)在連通孔[5]的外端。
第二步確定控制壓強(qiáng)Pk大小該機(jī)構(gòu)的最大載荷為39KN，根據(jù)其負(fù)載的大小，通過仿真計(jì)算求取實(shí)際工作壓強(qiáng)行程曲線P～X，在行程曲線中找出最大實(shí)際工作壓強(qiáng)Pmax=2．59Mpa。根據(jù)Pomin-Pk≥0．2Mpa和Pk≥1．1Pmax的原則，則確定Pk=3．4+0．0-0．2Mpa。而額定工作壓強(qiáng)確定為3．8+0．1-0．2Mpa。電源為直流26伏。
根據(jù)Pk值，調(diào)整壓力控制器上的調(diào)整螺[22]，使壓力控制器中的導(dǎo)控桿[18]動(dòng)作時(shí)氣缸工作腔的壓強(qiáng)為Pk=3．4+0．0-0．2Mpa。
第三步使用前的設(shè)備檢查首先應(yīng)檢查并確認(rèn)各轉(zhuǎn)換開關(guān)的初始位置狀態(tài)為合格；檢查并確認(rèn)壓差控制氣缸及自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)、裝填臂、裝填槽都處于正確位置，氣缸的初始位置應(yīng)是兩極活塞處在氣缸的最左端，即靠近缸蓋[4]端；檢查并確認(rèn)供氣系統(tǒng)輸入的高壓與減壓閥輸出的低壓正常；檢查并確認(rèn)供電為26伏直流。
第四步啟動(dòng)操作按下控制箱上的控制按鈕，通過控制電路，打開進(jìn)氣電磁閥，通過進(jìn)氣嘴[7]向氣缸內(nèi)供氣，于是活塞運(yùn)動(dòng)開始工作，當(dāng)活塞桿推動(dòng)自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)裝填臂運(yùn)動(dòng)到位后，便停下來，但氣缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)將繼續(xù)上升，當(dāng)升至Pk時(shí)，即升至3．4+0．0-0．2Mpa時(shí)，壓力控制器的導(dǎo)控桿[18]在氣壓的作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，壓縮壓力彈簧[19]，其觸手[26]與行程開關(guān)[24]接觸并使其動(dòng)作，通過控制電路，使進(jìn)氣電磁閥關(guān)閉，復(fù)位電磁閥接通，使氣體由回氣嘴[11]進(jìn)入氣缸中，氣缸中原工作腔氣體從進(jìn)氣嘴[7]經(jīng)電磁閥上的排氣孔排出，由于缸體[2]原工作腔氣體壓強(qiáng)的降低，使作壓力控制器復(fù)位，同時(shí)，活塞桿帶動(dòng)被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)位，裝填臂又回到初始位置，到位后延時(shí)控制電路工作，將復(fù)位電磁閥關(guān)閉，完成一個(gè)工作循環(huán)。如此反復(fù)完成裝填工作。
第五步停機(jī)停機(jī)過程按常規(guī)處理。
權(quán)利要求1．壓差控制氣缸主要是由活塞桿[1]、活塞、缸體[2]、缸蓋[4]、進(jìn)氣嘴[7]和回氣嘴[11]所構(gòu)成，其特征在于a．在缸體[2]的側(cè)面或缸蓋[4]上開有壓力控制器連通孔[5]；b．在缸體[2]或缸蓋[4]的外部與連通孔[5]的外端，用連接嘴[12]通過連通孔[5]密封固定有壓力控制器[6]。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差控制氣缸，其特征在于，壓差控制氣缸是單級(jí)壓差控制氣缸或多級(jí)伸縮式壓差控制氣缸。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差控制氣缸，其特征在于，壓力控制器[6]的結(jié)構(gòu)是在本體[20]的腔內(nèi)安裝有連接嘴[12]、氣嘴[15]、壓螺[28]、膠塞[16]、導(dǎo)控桿[18]、壓力彈簧[19]和調(diào)整螺[22]，行程開關(guān)[24]安裝在具有行程孔[25]側(cè)的本體[20]的外側(cè)，導(dǎo)控桿觸手[26]由行程孔[25]中伸出，氣嘴[15]上的氣嘴口[13]和帶有中心孔的連接嘴[12]相通，并通過連接嘴[12]與缸體內(nèi)腔相通，壓螺[28]旋在氣嘴[15]的上方，壓力彈簧[19]處于導(dǎo)控桿[18]與調(diào)整螺[22]之間，導(dǎo)控桿[18]與本體[20]和氣嘴[15]有相對(duì)移動(dòng)關(guān)系，在壓力控制器[6]與氣缸不接觸的其它外表面加有外罩[27]，壓力控制器[6]通過連通孔[5]用連接嘴[12]與缸體[2]或缸蓋[4]密封固定在一起，兩者之間用螺釘固定。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的壓差控制氣缸，其特征在于，控制壓強(qiáng)Pk的取值范圍應(yīng)是大于氣缸的最大的實(shí)際工作壓強(qiáng)Pmax，而小于氣缸的額定工作壓強(qiáng)Po，并應(yīng)滿足Pomin-Pk≥0．2Mpa和Pk≥1．1Pmax。
專利摘要動(dòng)力設(shè)備領(lǐng)域的壓差控制氣缸,有活塞桿(1)、活塞、缸體(2)、缸蓋(4)、進(jìn)氣嘴(7)和回氣嘴(11)所構(gòu)成。特征是:在缸體(2)上或缸蓋(4)上開有連通孔(5);在連通孔(5)的外端,用連接嘴(12)通過連通孔(5)密封固定有壓力控制器(6),壓力控制器內(nèi)的氣嘴口(13)與膠塞(16)通過壓力彈簧(19)的作用來密封,導(dǎo)控桿與行程開關(guān)的作用實(shí)現(xiàn)了對(duì)P
文檔編號(hào)F15B15/00GK2427663SQ9920634
公開日2001年4月25日 申請(qǐng)日期1999年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月17日
發(fā)明者石晨光 申請(qǐng)人:石晨光