專利名稱：具有機(jī)械限位、強制斷開及動態(tài)監(jiān)控的凸輪控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種具有機(jī)械限位、強制斷開及動態(tài)監(jiān)控的凸輪控制器，尤其是一種用于鋼鐵、冶金、機(jī)械、輕工、礦山等自動化設(shè)備及各 種自動流水線上的凸輪控制器，適用于鍛壓機(jī)械或適用于機(jī)械壓力機(jī)的“機(jī)械-電氣”安全控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
可調(diào)式機(jī)械凸輪控制器是機(jī)械壓力機(jī)“機(jī)械-電氣”安全控制系統(tǒng)中電氣控制系統(tǒng)的重要組成部分。在機(jī)械壓力機(jī)的一個工作循環(huán)中，主機(jī)和輔機(jī)(特別是控制壓力機(jī)滑塊動作的輔機(jī))各工作機(jī)構(gòu)的動作有嚴(yán)格的邏輯關(guān)系，包括動作的順序和動作所占用的時間。處理工作機(jī)構(gòu)邏輯關(guān)系的方法，通常是將曲軸旋轉(zhuǎn)一周360°進(jìn)行分配，制定出機(jī)械壓力機(jī)的工作循環(huán)圖，對各工作機(jī)構(gòu)的動作予以控制?？烧{(diào)式機(jī)械凸輪控制器就是對曲軸旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行分配的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。可調(diào)式機(jī)械凸輪控制器被安裝在與曲軸同步旋轉(zhuǎn)的軸上，隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)，可調(diào)式機(jī)械凸輪控制器發(fā)出相應(yīng)信號，電控系統(tǒng)接收信號后對各工作機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，工作機(jī)構(gòu)依次產(chǎn)生規(guī)定的動作，完成機(jī)械壓力機(jī)的一個工作循環(huán)。現(xiàn)有的可調(diào)式機(jī)械凸輪控制器由凸輪軸、基箱和開關(guān)組件組成。凸輪軸上安裝有若干組可調(diào)凸輪，每組可調(diào)凸輪由壓簧、可調(diào)外凸輪片(見圖31、圖32)、可調(diào)內(nèi)凸輪片(見圖33 圖35)、軸套(見圖36、圖37)組成。軸套安裝在凸輪軸上，可調(diào)內(nèi)凸輪片通過端面齒圈與軸套嚙合，可調(diào)外凸輪片也通過端面齒圈與可調(diào)內(nèi)凸輪片嚙合，三者通過端面齒圈嚙合成整體，壓簧安裝在兩組可調(diào)凸輪之間的空間內(nèi)。當(dāng)需要調(diào)整角度時，只需要將凸輪沿著軸向拉開退出齒圈嚙合后旋轉(zhuǎn)到需要的角度后再推入嚙合即可，這種角度調(diào)節(jié)可以在360°范圍內(nèi)進(jìn)行。根據(jù)GB 27607— 2011 “機(jī)械壓力機(jī)安全技術(shù)要求”相關(guān)條款機(jī)械壓力機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn)的新規(guī)定，凸輪應(yīng)保證錯誤或意外的安裝調(diào)節(jié)不會造成事故，旋轉(zhuǎn)凸輪的最大調(diào)節(jié)量應(yīng)采用機(jī)械方式限制在60°內(nèi)。顯然原有可調(diào)式機(jī)械凸輪控制器中的可調(diào)內(nèi)、外凸輪片片可以360°范圍調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)不能滿足其相關(guān)安全技術(shù)要求了 GB 27607— 2011“機(jī)械壓力機(jī)安全技術(shù)要求”。如圖38所示，現(xiàn)有技術(shù)中的凸輪控制器使用的開關(guān)組件由支架21、普通微動開關(guān)22、緊固件23組成。普通微動開關(guān)通過外機(jī)械力通過傳動元件(按銷、按鈕、杠桿、滾輪等)將力作用于動作簧片上，當(dāng)動作簧片位移到臨界點時產(chǎn)生瞬時動作，使動作簧片末端的動觸點與定觸點快速接通或斷開。往往會產(chǎn)生動作簧片粘著后不能斷開的情況。根據(jù)相關(guān)機(jī)械壓力機(jī)安全標(biāo)準(zhǔn)的新規(guī)定，控制滑塊動作的電子-凸輪開關(guān)必須使用具有常閉觸點強制斷開功能的速動開關(guān)。因為它可以有效避免因開關(guān)觸頭發(fā)生溶著而不能及時有效斷開并切斷回路，導(dǎo)致壓力機(jī)產(chǎn)生安全事故。根據(jù)GB 27607—2011 “機(jī)械壓力機(jī)安全技術(shù)要求”的新規(guī)定，如果超程監(jiān)控裝置的凸輪由曲軸間接驅(qū)動時(如通過凸輪與曲軸之間的鏈條驅(qū)動)，應(yīng)對間接驅(qū)動進(jìn)行監(jiān)控，如果出現(xiàn)故障，應(yīng)立即發(fā)出停機(jī)信號，并阻止啟動新的行程。而現(xiàn)有的凸輪控制器一般沒有動態(tài)監(jiān)控裝置，凸輪控制器發(fā)生故障(如軸斷裂、開關(guān)失效)后，壓力機(jī)不能夠及時停機(jī)，可能會造成安全事故。在現(xiàn)有的凸輪控制器中一般采用聯(lián)軸器安裝編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器，或者采用普通輸出軸連接編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器，這兩種安裝結(jié)構(gòu)存在如下兩個缺點(1)采用聯(lián)軸器的軸結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、可靠性相對較差；(2)采用普通輸出軸連接的編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器，由于輸出軸較細(xì)，如果·安裝時存在偏差，或者高振動條件下輸出軸容易發(fā)生斷裂。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種具有機(jī)械限位、強制斷開及動態(tài)監(jiān)控的凸輪控制器，該凸輪控制器一方面可以保證其可調(diào)內(nèi)、外凸輪片片的最大旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)量限制在一定的角度以內(nèi)(如60°以內(nèi))；另一方面該凸輪控制器采用了具有常閉觸點強制斷開功能的速動開關(guān)，即使開關(guān)觸頭發(fā)生溶著也不存在安全隱患；同時，該凸輪控制器安裝動態(tài)監(jiān)控裝置，并且安裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，不容易發(fā)生斷裂。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述具有機(jī)械限位、強制斷開及動態(tài)監(jiān)控的凸輪控制器，包括控制器罩殼、設(shè)于控制器罩殼內(nèi)的凸輪軸組件和開關(guān)組件；所述凸輪軸組件包括兩端通過軸承安裝在控制器罩殼內(nèi)的凸輪軸，在凸輪軸上安裝多組凸輪組件，在相鄰的凸輪組件之間設(shè)有壓簧；所述凸輪組件包括套設(shè)在凸輪軸上的軸套、套設(shè)在軸套上的外凸輪片和內(nèi)凸輪片，所述內(nèi)凸輪片的兩側(cè)端面設(shè)置齒圈，外凸輪片的一側(cè)端面設(shè)有齒圈，軸套的一側(cè)端面設(shè)有齒圈；所述內(nèi)凸輪片一側(cè)端面的齒圈與軸套的端面齒圈嚙合，內(nèi)凸輪片另一側(cè)端面的齒圈與外凸輪片的端面齒圈嚙合；所述開關(guān)組件包括多個安裝在凸輪軸一側(cè)的開關(guān)，每組凸輪組件對應(yīng)安裝一只開關(guān)；特征是在至少兩組凸輪組件中，內(nèi)凸輪片兩端面齒圈的內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一限位裝置和第二限位裝置，外凸輪片的端面齒圈內(nèi)側(cè)設(shè)有可相對第一限位裝置在小于360°的范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動的第三限位裝置，軸套的端面齒圈內(nèi)側(cè)設(shè)有可相對第二限位裝置在小于360°范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動的第四限位裝置；在所述凸輪軸上安裝有碼盤，在所述碼盤的一側(cè)通過安裝支架安裝可接受碼盤轉(zhuǎn)動信號的光電傳感器；所述設(shè)有限位裝置的凸輪組件所對應(yīng)安裝的開關(guān)為帶有常閉觸點強制斷開功能的開關(guān)。在一個具體實施方式
中，所述第三限位裝置相對第一限位裝置在(T60。范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，第四限位裝置相對第二限位裝置在(T60 °范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動。在一個具體實施方式
中，所述第一限位裝置為第一弧形擋塊，第二限位裝置為第二弧形擋塊，第三限位裝置為第三弧形擋塊，第四限位裝置為第四弧形擋塊；所述第三弧形擋塊嵌入第一弧形擋塊兩端面之間的圓弧形空腔中，所述第四弧形擋塊嵌入第二弧形擋塊兩端面之間的圓弧形空腔中；所述第一弧形擋塊與第三弧形擋塊之間形成圓弧形空腔，第二弧形擋塊與第四弧形擋塊之間形成圓弧形空腔；所述第三弧形擋塊可在第一弧形擋塊兩端面之間的圓弧形空腔中轉(zhuǎn)動，所述第四弧形擋塊可在第二弧形擋塊兩端面之間的圓弧形空腔中轉(zhuǎn)動。在一個具體實施方式
中，所述第三限位裝置為設(shè)置在外凸輪片端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個第一弧形槽，第四限位裝置為設(shè)置在軸套端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個第二弧形槽，第一限位裝置為設(shè)置在內(nèi)凸輪片一側(cè)端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個與第一弧形槽相對應(yīng)的第一限位銷，第二限位裝置為設(shè)置在內(nèi)凸輪片另一側(cè)端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個與第二弧形槽相對應(yīng)的第二限位銷；所述第一限位銷依次嵌入相對應(yīng)的第一弧形槽內(nèi)，第二限位銷依次嵌入相對應(yīng)的第二弧形槽內(nèi)；所述第一限位銷可沿相對應(yīng)的第一弧形槽的弧長方向來回轉(zhuǎn)動，所述第二限位銷可沿相對應(yīng)的第二弧形槽的弧長方向來回轉(zhuǎn)動。在一個具體實施方式
中，所述第一限位裝置為第三弧形槽，第二限位裝置為第四弧形槽，第三限位裝置為第三限位銷，第四限位裝置為第四限位銷；所述第三限位銷嵌入第三弧形槽內(nèi)，第四限位銷嵌入第四弧形槽內(nèi)；所述第三限位銷可沿第三弧形槽的弧長方向來回轉(zhuǎn)動，所述第四限位銷可沿第四弧形槽的弧長方向來回轉(zhuǎn)動。在一個具體實施方式
中,所述碼盤和光電傳感器由同軸套設(shè)在凸輪軸上的旋轉(zhuǎn)變壓器代替。在一個具體實施方式
中，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子與凸輪軸連接，旋轉(zhuǎn)變壓器的定子與控制器罩殼之間通過彈簧片柔性固定。在一個具體實施方式
中，所述凸輪軸的軸端通過聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出軸連 接，旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子與輸出軸固定，旋轉(zhuǎn)變壓器的定子通過安裝法蘭與控制器罩殼固定。在一個具體實施方式
中，所述旋轉(zhuǎn)變壓器由編碼器代替。在一個具體實施方式
中，所述碼盤為圓盤狀，在碼盤的邊緣設(shè)置若干個梯形齒，相鄰梯形齒之間形成梯形槽體，一個梯形齒和一個相鄰的梯形槽體形成一個循環(huán)周期。本實用新型具有以下優(yōu)點(I)本實用新型采用了不少于二組具有機(jī)械限位裝置的可調(diào)凸輪組件，使內(nèi)凸輪片和外凸輪片只能在規(guī)定要求的角度范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整(如60°以內(nèi))，從而滿足了 GB 27607— 2011“機(jī)械壓力機(jī)安全技術(shù)要求”中規(guī)定的“凸輪應(yīng)保證錯誤或意外的安裝調(diào)節(jié)不會造成事故，旋轉(zhuǎn)凸輪的最大調(diào)節(jié)量應(yīng)采用機(jī)械方式限制在60°內(nèi)”；
(2)本實用新型采用了具有常閉觸點強制斷開功能的速動開關(guān)，即使開關(guān)觸頭發(fā)生溶著也不存在安全隱患；(3)本實用新型安裝了碼盤和用于檢測碼盤運動的光電傳感器(或者旋轉(zhuǎn)變壓器、編碼器)，構(gòu)成了對凸輪運動狀態(tài)、開關(guān)動作狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)控裝置；(4)本實用新型的碼盤(或旋轉(zhuǎn)變壓器、編碼器)與凸輪組件同軸安裝，安裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，不容易發(fā)生斷裂。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的外形圖。圖3為本實用新型所述的凸輪軸組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型所述的內(nèi)凸輪片的第一種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖4的后視圖。圖6為圖4的A-A剖視圖。圖7為本實用新型所述的外凸輪片的第一種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖7的B-B剖視圖。圖9為本實用新型所述的軸套的第一種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為圖9的C-C剖視圖。圖11為本實用新型所述的外凸輪片的第二種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為圖11的D-D剖視圖。圖13為本實用新型所述的內(nèi)凸輪片的第二種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14為圖13的后視圖。[0033]圖15為圖13的E-E剖視圖。圖16為本實用新型所述的軸套的第二種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖17為圖16的F-F剖視圖。圖18為本實用新型所述的外凸輪片的第三種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖19為圖18的G-G剖視圖。圖20為本實用新型所述的內(nèi)凸輪片的第三種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖21為圖20的后視圖。圖22為圖20的H-H剖視圖?！0041]圖23為本實用新型所述的軸套的第三種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖24為圖23的1_1剖視圖。圖25為圖I的J-J剖視圖。圖26為圖I的K-K剖視圖。圖27為本實用新型所述的碼盤的結(jié)構(gòu)示意圖。圖28為本實用新型所述旋轉(zhuǎn)變壓器第一種安裝方式示意圖。圖29為本實用新型所述旋轉(zhuǎn)變壓器第二種安裝方式示意圖。圖30為本實用新型所述旋轉(zhuǎn)變壓器第三種安裝方式示意圖。圖31為現(xiàn)有技術(shù)中的普通可調(diào)外凸輪片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖32為圖31的L-L剖視圖。圖33為現(xiàn)有技術(shù)中的普通可調(diào)內(nèi)凸輪片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖34為圖33的后視圖。圖35為圖33的M-M剖視圖。圖36為現(xiàn)有技術(shù)中的普通軸套的結(jié)構(gòu)示意圖。圖37為圖36的半剖圖。圖38為現(xiàn)有技術(shù)中的開關(guān)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。如圖廣圖30所示具有機(jī)械限位、強制斷開及動態(tài)監(jiān)控的凸輪控制器包括電纜終端接頭I、控制器罩殼2、凸輪軸3、壓簧4、第一限位裝置5、第二限位裝置6、第三限位裝置7、第四限位裝置8、開關(guān)9、凸輪軸組件10、凸輪組件11、碼盤12、安裝支架13、光電傳感器14、開關(guān)支架15、旋轉(zhuǎn)變壓器16、彈簧片17、聯(lián)軸器18、輸出軸19、安裝法蘭20、外凸輪片3a、內(nèi)凸輪片3b、軸套3c、第一弧形擋塊51、第二弧形擋塊61、第三弧形擋塊71、第四弧形擋塊81、第一限位銷52、第二限位銷62、第一弧形槽72、第二弧形槽82、第三弧形槽53、第四弧形槽63、第三限位銷73、第四限位銷83等。如圖I、圖2所示，本實用新型包括控制器罩殼2、設(shè)于控制器罩殼2內(nèi)的凸輪軸組件10和開關(guān)組件，在所述控制器罩殼2外側(cè)安裝電纜終端接頭I ;如圖3所示，所述凸輪軸組件10包括兩端通過軸承安裝在控制器罩殼2內(nèi)的凸輪軸3，在凸輪軸3上安裝多組凸輪組件11，在相鄰的凸輪組件11之間設(shè)有壓簧4 ;所述凸輪組件11包括套設(shè)在凸輪軸3上的軸套3c、套設(shè)在軸套3c上的外凸輪片3a和內(nèi)凸輪片3b，所述內(nèi)凸輪片3b的兩側(cè)端面設(shè)置齒圈，外凸輪片3a的一側(cè)端面設(shè)有齒圈,軸套3c的一側(cè)端面設(shè)有齒圈；所述內(nèi)凸輪片3b —側(cè)端面的齒圈與軸套3c的端面齒圈嚙合，內(nèi)凸輪片3b另一側(cè)端面的齒圈與外凸輪片3a的端面齒圈嚙合；在至少兩組凸輪組件11中，內(nèi)凸輪片3b兩端面齒圈的內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一限位裝置5和第二限位裝置6，外凸輪片3a的端面齒圈內(nèi)側(cè)設(shè)有可相對第一限位裝置5在小于360°的范圍(如(Γ60° )內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動的第三限位裝置7，軸套3c的端面齒圈內(nèi)側(cè)設(shè)有可相對第二限位裝置6在小于360°的范圍(如(Γ60° )內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動的第四限位裝置8，從而將內(nèi)凸輪片3b和外凸輪片3a之間最大調(diào)節(jié)量限制在了一定的范圍以內(nèi)(如60° );所述開關(guān)組件包括多個安裝在凸輪軸3—側(cè)的開關(guān)9，每組凸輪組件11對應(yīng)安裝一只開關(guān)9 ;如圖25 所示，所述開關(guān)9由開關(guān)支架15安裝在控制器罩殼2上，所述設(shè)有限位裝置的凸輪組件11所對應(yīng)安裝的開關(guān)9為帶有常閉觸點強制斷開功能的開關(guān)，該帶有常閉觸點強制斷開功能的開關(guān)可以采用德國沙爾特寶(schaltbau)公司生產(chǎn)的速動開關(guān)；為了檢測凸輪的運動和開關(guān)粘連，在凸輪軸3上安裝動態(tài)監(jiān)控裝置，該動態(tài)監(jiān)控裝置的第一種方案如圖26所示，在所述凸輪軸3上同軸安裝碼盤12，在所述碼盤12的一側(cè)通過安裝支架13安裝可接受碼盤12轉(zhuǎn)動信號的光電傳感器14 ;所述碼盤12直接安裝同軸在凸輪軸3上，不采用聯(lián)軸器；在本實用新型所述的凸輪控制器中采用速動開關(guān)代替普通的微動開關(guān)，達(dá)到了對安全的冗余控制，即使開關(guān)觸頭發(fā)生溶著也不存在安全隱患；對于凸輪組件中的防連沖凸輪組件、上死點停凸輪組件以及上死點凸輪組件，這3組凸輪組所對應(yīng)的開關(guān)9必須采用具有強制斷開功能的速動開關(guān)；所述第一限位裝置5、第二限位裝置6、第三限位裝置7和第四限位裝置8可以采用以下三種形式，但不僅止于以下三種形式第一種形式，如圖Γ圖10所示如圖Γ圖6所示，所述第一限位裝置5為設(shè)置在內(nèi)凸輪片3b —側(cè)端面齒圈內(nèi)側(cè)的第一弧形擋塊51，第二限位裝置6為設(shè)置在內(nèi)凸輪片3b另一側(cè)端面齒圈內(nèi)側(cè)的第二弧形擋塊61 ;如圖7、圖8所示，第三限位裝置7為設(shè)置在外凸輪片3a端面齒圈內(nèi)側(cè)的第三弧形擋塊71 ;如圖9、圖10所示，第四限位裝置8為設(shè)置在軸套3c端面齒圈內(nèi)側(cè)的第四弧形擋塊81 ;所述第三弧形擋塊71嵌入第一弧形擋塊51兩端面之間的圓弧形空腔中，所述第四弧形擋塊81嵌入第二弧形擋塊61兩端面之間的圓弧形空腔中；所述第一弧形擋塊51與第三弧形擋塊71之間形成圓弧形空腔，第二弧形擋塊61與第四弧形擋塊81之間形成圓弧形空腔；所述第三弧形擋塊71可在第一弧形擋塊51兩端面之間的圓弧形空腔中轉(zhuǎn)動，所述第四弧形擋塊81可在第二弧形擋塊61兩端面之間的圓弧形空腔中轉(zhuǎn)動；所述第一弧形擋塊51與第三弧形擋塊71之間形成的圓弧形空腔的圓心角為α 1，第二弧形擋塊61與第四弧形擋塊81之間形成的圓弧形空腔的圓心角為β ,α 與β 的和在0 360°范圍內(nèi)(如60° )；也就是說，當(dāng)將外凸輪片3a沿著凸輪軸3拉開退出齒圈嚙合后，外凸輪片3a只能相對軸套3c在一定的范圍(如60° )內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，內(nèi)凸輪片3b也只能相對軸套3c在一定的范圍(如60° )內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；這樣將內(nèi)凸輪片3b和外凸輪片3a之間的最大調(diào)節(jié)量限制在了一定的角度(如60° )以內(nèi)；所述第一弧形擋塊51、第二弧形擋塊61、第三弧形擋塊71和第四弧形擋塊81可以是鉚接、焊接等方式固定在內(nèi)凸輪片3b、外凸輪片3a和軸套3c上，也可以采用一體成型的形式，其材制可以采用金屬、塑料等；各個弧形擋塊與內(nèi)、外凸輪片和軸套的相對位置關(guān)系可以根據(jù)其控制的工作機(jī)構(gòu)的具體動作要求靈活地進(jìn)行改變；[0064]第二種形式，如圖11 圖17所示如圖11、圖12所示，所述第三限位裝置7為設(shè)置在外凸輪片3a端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個第一弧形槽72;如圖16、圖17所示，第四限位裝置8為設(shè)置在軸套3c端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個第二弧形槽82 ;如圖13 圖15所示，所述第一限位裝置5為設(shè)置在內(nèi)凸輪片3b —側(cè)端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個與第一弧形槽72相對應(yīng)的第一限位銷52，第二限位裝置6為設(shè)置在內(nèi)凸輪片3b另一側(cè)端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個與第二弧形槽82相對應(yīng)的第二限位銷62 ;所述第一限位銷52依次嵌入相對應(yīng)的第一弧形槽72內(nèi)，第 二限位銷62依次嵌入相對應(yīng)的第二弧形槽82內(nèi)；所述第一限位銷52可沿相對應(yīng)的第一弧形槽72的弧長方向來回轉(zhuǎn)動，所述第二限位銷62可沿相對應(yīng)的第二弧形槽82的弧長方向來回轉(zhuǎn)動；所述每個第一弧形槽72的圓心角為a 2，每個第二弧形槽82的圓心角為￠2, a2與￠2的和在0 360°范圍內(nèi)(如60° );也就是說，當(dāng)將外凸輪片3a沿著凸輪軸3拉開退出齒圈嚙合后，外凸輪片3a只能相對軸套3c在一定的范圍(如60° )內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，內(nèi)凸輪片3b也只能相對軸套3c在一定的范圍(如60° )內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；這樣將內(nèi)凸輪片3b和外凸輪片3a之間的最大調(diào)節(jié)量限制在了一定的角度(如60° )以內(nèi)；并且，在外凸輪片3a和軸套3c上分別設(shè)有多個第一弧形槽72和第二弧形槽82，這樣內(nèi)凸輪片3b和外凸輪片3a就可以在不同方向的角度范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述第一限位銷52和第二限位銷62可以是鉚接、焊接等方式固定在內(nèi)凸輪片3b上，也可以采用一體成型的形式，其材制可以采用金屬、塑料等；限位銷與內(nèi)、外凸輪片和軸套的相對位置關(guān)系可以根據(jù)其控制的工作機(jī)構(gòu)的具體動作要求靈活地進(jìn)行改變；第三種形式，如圖18 圖24所示如圖20 圖22所示，所述第一限位裝置5為設(shè)置在內(nèi)凸輪片3b —側(cè)端面齒圈內(nèi)側(cè)的第三弧形槽53，第二限位裝置6為設(shè)置在內(nèi)凸輪片3b另一側(cè)端面齒圈內(nèi)側(cè)的第四弧形槽63 ;如圖18、圖19所示，第三限位裝置7為設(shè)置在外凸輪片3a端面齒圈內(nèi)側(cè)的第三限位銷73 ;如圖21、圖22所示，第四限位裝置8為設(shè)置在軸套3c端面齒圈內(nèi)側(cè)的第四限位銷83 ;所述第三限位銷73嵌入第三弧形槽53內(nèi)，第四限位銷83嵌入第四弧形槽63內(nèi)；所述第三限位銷73可沿第三弧形槽53的弧長方向來回轉(zhuǎn)動，所述第四限位銷83可沿第四弧形槽63的弧長方向來回轉(zhuǎn)動；所述第三弧形槽53的圓心角為a3，第四弧形槽63的圓心角為￠3, a3與￠3的和在(T360°范圍內(nèi)(如60° );也就是說，當(dāng)將外凸輪片3a沿著凸輪軸3拉開退出齒圈嚙合后，外凸輪片3a只能相對軸套3c在一定的范圍(如60° )內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，內(nèi)凸輪片3b也只能相對軸套3c在一定的范圍(如60° )內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；這樣將內(nèi)凸輪片3b和外凸輪片3a之間的最大調(diào)節(jié)量限制在了一定的角度(如60° )以內(nèi)；所述第三限位銷73和第四限位銷83可以是鉚接、焊接等方式固定在外凸輪片3a和軸套3c上，也可以采用一體成型的形式，其材制可以采用金屬、塑料等；限位銷與內(nèi)、外凸輪片和軸套的相對位置關(guān)系可以根據(jù)其控制的工作機(jī)構(gòu)的具體動作要求靈活地進(jìn)行改變；如圖27所示，所述碼盤12為圓盤狀，在碼盤12的邊緣設(shè)置若干個梯形齒，相鄰梯形齒之間形成梯形槽體，一個梯形齒和一個相鄰的梯形槽體形成一個循環(huán)周期，該循環(huán)周期的角度為a，該a角根據(jù)具體的情況來確認(rèn)，如4° ;所述碼盤12和凸輪軸3同步轉(zhuǎn)動，通過光電傳感器14檢測碼盤12的轉(zhuǎn)動并將信號反饋給壓力機(jī)的安全控制系統(tǒng)，這樣一旦凸輪控制器發(fā)生故障(包括斷軸和開關(guān)失效)，壓力機(jī)的安全控制系統(tǒng)就立即發(fā)出停機(jī)信號，達(dá)到了對凸輪控制器的動態(tài)監(jiān)測效果，使壓力機(jī)安全控制系統(tǒng)對凸輪控制器的工作實現(xiàn)“異模”控制(速動開關(guān)可避免電磁干擾造成的故障，光電傳感器可避免機(jī)械沖擊振動造成的故障)，從而有效地提高了壓力機(jī)的安全系數(shù)；光電傳感器檢測碼盤轉(zhuǎn)動并將信號反饋給壓力機(jī)的安全控制系統(tǒng)是利用了壓力機(jī)安全控制系統(tǒng)中已有的PLC，從而使本實用新型相比現(xiàn)有的機(jī)械-電子凸輪控制器在滿足機(jī)械壓力機(jī)安全功能的前提下，同時具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、性價比高等特點；作為動態(tài)監(jiān)控裝置的第二種方案，如圖28所示，所述碼盤12和光電傳感器14也可以由同軸安裝在凸輪軸3上的旋轉(zhuǎn)變壓器16代替，旋轉(zhuǎn)變壓器16同軸套設(shè)在凸輪軸3的軸端上，旋轉(zhuǎn)變壓器16為筒套式結(jié)構(gòu)直接安裝在凸輪軸3上，從而旋轉(zhuǎn)變壓器16的安裝軸相對較粗，并且不需要其它的聯(lián)軸器和安裝件，可以克服現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中普通編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器輸出軸較細(xì)容易斷裂的缺陷；所述旋轉(zhuǎn)變壓器16的轉(zhuǎn)子與凸輪軸3連接，旋轉(zhuǎn)變壓器16的定子與控制器罩殼2之間通過彈簧片17柔性固定；所述旋轉(zhuǎn)變壓器16是一種測量角度用的小型交流電動機(jī)，用來測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度，其中定子繞組作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓，轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應(yīng)電壓；所述旋轉(zhuǎn)變壓器16的工作過程為旋轉(zhuǎn)變壓器16的轉(zhuǎn)子和凸輪軸3同步轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子繞 組將信號反饋給壓力機(jī)的電氣控制回路，實現(xiàn)對凸輪運動狀態(tài)、開關(guān)動作狀態(tài)的監(jiān)控，這樣一旦凸輪控制器發(fā)生故障(包括斷軸和開關(guān)失效)，壓力機(jī)的安全控制系統(tǒng)就立即發(fā)出停機(jī)信號，達(dá)到了對凸輪控制器的動態(tài)監(jiān)測效果；作為動態(tài)監(jiān)控裝置的第三種方案，如圖29所示，所述凸輪軸3的軸端通過聯(lián)軸器18與旋轉(zhuǎn)變壓器16的輸出軸19連接，旋轉(zhuǎn)變壓器16的轉(zhuǎn)子與輸出軸19固定，旋轉(zhuǎn)變壓器16的定子通過安裝法蘭20與控制器罩殼2固定；所述旋轉(zhuǎn)變壓器16也可以由編碼器代替，即編碼器的輸出軸19與凸輪軸3由聯(lián)軸器18連接，編碼器的中心碼盤與輸出軸19固定；編碼器是把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號的一種裝置，在工作時，編碼器的中心碼盤與凸輪軸3同步轉(zhuǎn)動，并將獲得的信號發(fā)出給壓力機(jī)的電氣控制回路，實現(xiàn)對凸輪及開關(guān)動作狀態(tài)的監(jiān)控；如圖28、30所示，所述旋轉(zhuǎn)變壓器16或編碼器可以安裝在控制器罩殼2的內(nèi)部；如圖29所示，所述旋轉(zhuǎn)變壓器16或編碼器也可以安裝在控制器罩殼2的外部。
權(quán)利要求1.一種具有機(jī)械限位、強制斷開及動態(tài)監(jiān)控的凸輪控制器，包括控制器罩殼(2)、設(shè)于控制器罩殼(2)內(nèi)的凸輪軸組件(10)和開關(guān)組件；所述凸輪軸組件(10)包括兩端通過軸承安裝在控制器罩殼(2)內(nèi)的凸輪軸(3)，在凸輪軸(3)上安裝多組凸輪組件(11)，在相鄰的凸輪組件(11)之間設(shè)有壓簧(4);所述凸輪組件(11)包括套設(shè)在凸輪軸(3)上的軸套(3c)、套設(shè)在軸套(3c)上的外凸輪片(3a)和內(nèi)凸輪片(3b)，所述內(nèi)凸輪片(3b)的兩側(cè)端面設(shè)置齒圈，外凸輪片(3a)的一側(cè)端面設(shè)有齒圈，軸套(3c)的一側(cè)端面設(shè)有齒圈；所述內(nèi)凸輪片(3b) 一側(cè)端面的齒圈與軸套(3c)的端面齒圈哨合，內(nèi)凸輪片(3b)另一側(cè)端面的齒圈與外凸輪片(3a)的端面齒圈嚙合；所述開關(guān)組件包括多個安裝在凸輪軸(3)—側(cè)的開關(guān)(9)，每組凸輪組件(11)對應(yīng)安裝一只開關(guān)(9);其特征是在至少兩組凸輪組件(11)中，內(nèi)凸輪片(3b)兩端面齒圈的內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一限位裝置(5)和第二限位裝置(6)，外凸輪片(3a)的端面齒圈內(nèi)側(cè)設(shè)有可相對第一限位裝置(5)在小于360°的范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動的第三限位裝置(7)，軸套(3c)的端面齒圈內(nèi)側(cè)設(shè)有可相對第二限位裝置(6)在小于360°范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動 的第四限位裝置(8);在所述凸輪軸(3)上安裝有碼盤(12)，在所述碼盤(12)的一側(cè)通過安裝支架(13)安裝可接受碼盤(12)轉(zhuǎn)動信號的光電傳感器(14);所述設(shè)有限位裝置的凸輪組件(11)所對應(yīng)安裝的開關(guān)(9)為帶有常閉觸點強制斷開功能的開關(guān)。
2.如權(quán)利要求I所述的凸輪控制器，其特征是所述第三限位裝置(7)相對第一限位裝置(5)在(T60。范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，第四限位裝置(8)相對第二限位裝置(6)在(T60°范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
3.如權(quán)利要求I或2所述的凸輪控制器，其特征是所述第一限位裝置(5)為第一弧形擋塊(51)，第二限位裝置(6)為第二弧形擋塊(61)，第三限位裝置(7)為第三弧形擋塊(71)，第四限位裝置(8)為第四弧形擋塊(81);所述第三弧形擋塊(71)嵌入第一弧形擋塊(51)兩端面之間的圓弧形空腔中，所述第四弧形擋塊(81)嵌入第二弧形擋塊(61)兩端面之間的圓弧形空腔中；所述第一弧形擋塊(51)與第三弧形擋塊(71)之間形成圓弧形空腔，第二弧形擋塊(61)與第四弧形擋塊(81)之間形成圓弧形空腔；所述第三弧形擋塊(71)可在第一弧形擋塊(51)兩端面之間的圓弧形空腔中轉(zhuǎn)動，所述第四弧形擋塊(81)可在第二弧形擋塊(61)兩端面之間的圓弧形空腔中轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求I或2所述的凸輪控制器，其特征是所述第三限位裝置(7)為設(shè)置在外凸輪片(3a)端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個第一弧形槽(72)，第四限位裝置(8)為設(shè)置在軸套(3c)端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個第二弧形槽(82)，第一限位裝置(5)為設(shè)置在內(nèi)凸輪片(3b)—側(cè)端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個與第一弧形槽(72)相對應(yīng)的第一限位銷(52)，第二限位裝置(6)為設(shè)置在內(nèi)凸輪片(3b)另一側(cè)端面齒圈內(nèi)側(cè)的一個或多個與第二弧形槽(82)相對應(yīng)的第二限位銷(62);所述第一限位銷(52)依次嵌入相對應(yīng)的第一弧形槽(72)內(nèi)，第二限位銷(62)依次嵌入相對應(yīng)的第二弧形槽(82)內(nèi)；所述第一限位銷(52)可沿相對應(yīng)的第一弧形槽(72)的弧長方向來回轉(zhuǎn)動，所述第二限位銷(62)可沿相對應(yīng)的第二弧形槽(82)的弧長方向來回轉(zhuǎn)動。
5.如權(quán)利要求I或2所述的凸輪控制器，其特征是所述第一限位裝置(5)為第三弧形槽(53)，第二限位裝置(6)為第四弧形槽(63)，第三限位裝置(7)為第三限位銷(73)，第四限位裝置(8 )為第四限位銷(83 );所述第三限位銷(73 )嵌入第三弧形槽(53 )內(nèi)，第四限位銷(83)嵌入第四弧形槽(63)內(nèi)；所述第三限位銷(73)可沿第三弧形槽(53)的弧長方向來回轉(zhuǎn)動，所述第四限位銷(83)可沿第四弧形槽(63)的弧長方向來回轉(zhuǎn)動。
6.如權(quán)利要求I或2所述的凸輪控制器，其特征是所述碼盤(12)和光電傳感器(14)由同軸套設(shè)在凸輪軸(3 )上的旋轉(zhuǎn)變壓器(16 )代替。
7.如權(quán)利要求6所述的凸輪控制器，其特征是所述旋轉(zhuǎn)變壓器(16)的轉(zhuǎn)子與凸輪軸(3)連接，旋轉(zhuǎn)變壓器(16)的定子與控制器罩殼(2)之間通過彈簧片(17)柔性固定。
8.如權(quán)利要求6所述的凸輪控制器，其特征是所述凸輪軸(3)的軸端通過聯(lián)軸器(18)與旋轉(zhuǎn)變壓器(16)的輸出軸(19)連接，旋轉(zhuǎn)變壓器(16)的轉(zhuǎn)子與輸出軸(19)固定，旋轉(zhuǎn)變壓器(16)的定子通過安裝法蘭(20)與控制器罩殼(2)固定。
9.如權(quán)利要求8所述的凸輪控制器，其特征是所述旋轉(zhuǎn)變壓器(16)由編碼器代替。
10.如權(quán)利要求I或2所述的凸輪控制器，其特征是所述碼盤(12)為圓盤狀，在碼盤(12)的邊緣設(shè)置若干個梯形齒，相鄰梯形齒之間形成梯形槽體，一個梯形齒和一個相鄰的梯形槽體形成一個循環(huán)周期。
專利摘要本實用新型涉及一種具有機(jī)械限位、強制斷開及動態(tài)監(jiān)控的凸輪控制器，包括凸輪軸，在凸輪軸上安裝凸輪組件，相鄰?fù)馆喗M件之間設(shè)有壓簧，凸輪組件包括軸套、外凸輪片和內(nèi)凸輪片；每組凸輪組件對應(yīng)安裝一只開關(guān)；特征是至少兩組凸輪組件中，內(nèi)凸輪片兩端面齒圈的內(nèi)側(cè)設(shè)置第一限位裝置和第二限位裝置，外凸輪片端面齒圈內(nèi)側(cè)設(shè)有可相對第一限位裝置轉(zhuǎn)動的第三限位裝置，軸套端面齒圈內(nèi)側(cè)設(shè)有可相對第二限位裝置轉(zhuǎn)動的第四限位裝置；在所述凸輪軸上安裝碼盤，在碼盤一側(cè)安裝光電傳感器；至少兩個開關(guān)為速動開關(guān)。本實用新型限定了凸輪的旋轉(zhuǎn)角度，同時可對凸輪運動狀態(tài)監(jiān)控，實現(xiàn)強制斷開。
文檔編號H01H3/42GK202796507SQ20122041576
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者錢功, 榮昉, 莊敏 申請人:無錫市拓發(fā)自控設(shè)備有限公司