氣囊式氣墊的設計與應用

tags:    時間:2014-03-12 01:25:15
氣囊式氣墊的設計與應用簡介
      闡述了氣囊式氣墊的結構設計、參數選取和公式計算,並對其工作性能和優缺點進行了詳細的分析。     在壓力機……
氣囊式氣墊的設計與應用正文
      闡述了氣囊式氣墊的結構設計、參數選取和公式計算,並對其工作性能和優缺點進行了詳細的分析。

    在壓力機上裝置氣墊之後,能夠進行較深的拉深工藝,從而擴大了壓力機的工藝範圍。因此,中型以上壓力機廣泛採用氣墊裝置。

    氣墊的種類很多,根據結構形式的不同,可分為單活塞式、雙活塞式和三活塞式;固定氣缸式和活動氣缸式;氣墊自身導向式和工作台導向式;可調行程式和不可調行程式等。根據安裝位置的不同,可分為上氣墊和下氣墊。氣墊在壓力機進行拉深時,起到壓邊及卸件打料的作用;在壓力機進行沖裁時,起到頂件的作用。

    目前,國內外在一些小型壓力機上採用了無活塞式氣墊即氣囊式氣墊。這種氣墊的工作部分,是一個可摺疊的彈性氣囊。在壓縮空氣的作用下,氣囊膨脹伸長,將托板托起,使氣墊工作。這種氣墊的托板和底板等都是鋼板焊接結構,結構簡單、製造容易。本文以有6個氣囊組合使用的1000kN上氣墊為例,對氣囊式氣墊的結構、參數選取和工作性能等作一介紹。

    一、氣墊結構

    對於檯面較大,氣墊力要求大的氣墊,可選用多個氣囊組合使用,氣墊結構如圖1所示。筒座1兼作儲氣筒,以減小工作過程中氣囊2內氣壓的波動幅度,因此不必在氣墊外另設儲氣筒。氣墊帽3上鑲有導軌板4,材料採用自潤滑能力較強的聚四氟乙烯,潤滑性能好。氣墊帽3與滑塊墊板6間固有橡膠緩衝塊9,以減小工作中氣墊對滑塊墊板的衝擊。打料桿7固定在氣墊帽上。由於氣源( 空氣) 含有水氣,氣墊長期使用后,氣囊2內會積蓄一些水,故可通過放水閥8將水放出。

    二、氣墊參數的選取和工作性能

    氣墊氣囊的自然高度H0氣囊不受任何壓縮時的自然高度。氣囊安裝於滑塊后,受一預壓縮力,壓縮后高度Hmax即為其安裝高度。氣墊運行達到其要求行程后,其高度為Hmin,則氣墊的最大行程S = Hmax-Hmin,如圖2 所示。


    當壓縮空氣進入氣墊,使氣墊承受載荷時,壓力的作用面積稱為有效面積,用A表示。此時,氣囊的有效直徑為D0。

    1. 參數選取

    ( 1) 氣墊載荷與氣壓的關係

    W= nPA



    ( 2) 由於氣囊本身結構和撓曲變形範圍存在限制,因此應該校核在所需氣墊行程的要求下,達到所需載荷打料力的可能性。其關係式為:


    ( 3) 儲氣筒( 筒座) 容積的確定。氣墊在工作過程中,壓力不是恆定的,為了使氣墊波動量較小,用儲氣筒來穩定氣囊氣體的工作壓力。氣墊體積越大,氣壓波動係數越小,柔韌性越好,氣墊運行越平穩。增大氣缸容積,減少工作時所引起的氣壓周期性波動,以滿足工作需要。

    Q = KAS

    式中 Q ———儲氣筒容積,mm3;
         K ———氣壓波動係數,取0.8 ~0.9 。

    2. 工作性能探析

    如果8000kN壓力機需要1000kN的上氣墊力,便可採用氣囊式氣墊打料裝置,其具體參數為:氣囊自然高度H0=558mm,氣囊安裝高度Hmax=300mm,氣墊行程S=130mm,氣墊氣囊個數n=6,打料力W=1000kN (其氣路原理見圖3) 。從壓縮空氣站來的壓縮空氣,經閘閥、分水濾清器,然後經調壓閥、單相閥後進入氣墊筒座。氣墊壓力隨壓縮空氣的氣壓及氣墊行程的增大而增大。

    根據工藝需要,可通過調節減壓閥,使滑塊氣墊的打料力適應工藝要求。當氣壓調節至一定值時,氣墊壓力與氣墊行程基本成線性關係(見圖4) 。

    由圖4以看出,當打料行程S設計為130mm時,為了滿足工藝需要的1000kN打料力,空氣壓力需調至0.5MPa。如果用戶的需要發生變化,可根據曲線調節相應的氣墊壓力或氣墊行程。

    三、氣囊式氣墊裝置的優點

    氣囊式氣墊裝置的採用,使壓力機的性能產生了質的飛越,其優點如下:

    ( 1) 結構簡單、可靠,減少了加工和裝配環節。
    ( 2) 柔韌性好,承受載荷均勻,具有良好的防震效果。
    ( 3) 無需維護和潤滑,便能保證其使用性能。
    ( 4) 打料力大,可設計打料孔多,故打料範圍廣。
    ( 5) 氣墊運行平穩,性能可靠,可滿足用戶不同的工藝要求,便於配套使用機械手,為實現機械化和自動化創造了條件。
    ( 6) 由於沒有活塞,氣囊可摺疊,因此軸向尺寸較小。

    同時應注意,盡量避免在偏心載荷下使用氣墊,否則會使氣墊的工作條件惡化,氣墊墊板傾斜,給模具和製品的精度帶來不利的影響。

Bookmark the permalink ,來源:
One thought on “氣囊式氣墊的設計與應用