淺談同步裝置在平板硫化機中的應用

摘要:機械設備的運行總是存在不同步的問題，本文介紹了輸送帶平板硫化機活動平臺三種不同結構型式的同步裝置的工作原理及結構特點。

關鍵詞:同步液壓缸活動平臺脹緊套

中圖分類號:TQ330文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)03(a)-0041-01

平板硫化機主機是輸送帶生產線中關鍵的設備，它由受力框架以及橫跨于框架上的液壓缸、固定平臺、活動平臺、熱板、管路等組成。主機的工作性能直接影響輸送帶的硫化質量，液壓缸是以液壓油作為動力傳遞運動和力的，來自液壓站的高壓油液進入主液壓缸推動柱塞及柱塞上的活動平臺向上運動，將液體的壓力能轉換為輸送帶的硫化的機械能，在一定的壓力、溫度和時間作用下完成對產品的硫化。在活動平臺的升降過程中要求同步升降，運動平穩，無卡阻現象。隨著輸送帶行業的不斷發展，平板硫化機的規格不斷加寬加長，如寬達2.7m，長達17m，活動平臺重達100噸，如此大的活動平臺需要多排多組液壓缸產生壓力來推動運動。由于裝配過程中，液壓缸和柱塞的加工精度不一致，液壓缸密封圈質量不一致，有松有緊，形成的磨擦阻力不同，磨擦阻力計入負載側負載不等。以及液壓管路進入液壓缸的距離不同，液壓阻力不一樣，雖然在每個液壓缸的進油口安裝了截止閥，手動調節閥開口的大小調節液壓缸的進油量，手動調節不精確。活動平臺可能有一端上升快一端上升慢，存在活動平臺上升發生傾斜現象。會造成搓帶子現象，影響輸送帶的硫化質量，另一方面加速柱塞與液壓缸的磨損，縮短密封圈的壽命。因此控制活動平臺上升的同步精度非常重要，下面對三種不同結構型式的同步裝置逐一分析。

1 采用齒輪齒條同步裝置控制活動平臺的升降

在平板硫化機框架四角上安裝齒條，齒輪安裝于固定在活動平臺上以帶座軸承支撐的軸上，隨著活動平臺的升降，齒輪在固定的齒條上嚙合滾動保持活動平臺的同步升降。此種型式要求活動平臺具有良好的導向結構。雖結構簡單，制造方便，但齒輪齒條傳動重疊系數小，傳動不夠平穩，同步精度低，負載較大時容易產生卡死現象，所以只適應小型平板硫化機負載不大的情況。

2 采用由脹緊聯接套、扭力軸等到組成的同步裝置

其結構如圖1所示。

脹緊聯結套作為一種先進的聯結件在工業發達的國家如德國、美國在重型載荷下的機械聯結廣泛應用這一新技術。此種結構的同步裝置，最初在青島橡膠六廠從德國Siempelkamp公司引進的輸送帶生產線上。它由脹緊聯接套、扭力軸、剛性聯軸器、平衡桿、擺動支座、連扳、銷軸等組成，平衡桿上端與活動平臺聯結在一起，為防止緩沖在聯結中使用了蝶形彈簧，平衡桿下端由連板和銷軸形成轉動鉸鏈，連扳的另一端由擺動支座與銷軸鉸接，組成一個連桿機構。當活動平臺升降時，連桿機構繞擺動支座向上擺動，由于脹緊聯接套內環與軸之間外環與固定支座產生結合力以及相互產生的摩擦力帶動軸轉動傳遞扭矩，經機械強制作用使活動平臺同步升降。軸的剛性越大，傳遞的扭矩越大，在超載荷時，脹緊聯接套打滑將失去聯結作用，取到過載保護作用。

該連桿機構中，各連接件之間為面接觸，單位面積所受的壓力小，且便于潤滑摩擦損失小，連接件之間的接觸為圓柱面，制造簡單，能獲得較高的精度。在此機構中使用脹緊聯接套具有其它機械聯結無可比擬的優點，與安裝脹套的軸和孔無需像過盈配合那樣要求高的精度公差，脹套安裝時無需冷卻和加熱設備，只需將螺栓按要求的力矩擰緊，且調整方便。脹套使用壽命長，強度高，依靠摩擦傳動，被聯結件沒有鍵槽削弱強度，也無相對運動，動作中不會產生磨損，脹套拆卸方便，具有良好的互換性。這種結構型式的同步裝置在平板硫化機活動平臺的升降中得到廣泛應用。

3 采用同步缸控制活動平臺的同步升降

它由4個同步缸、壓力表、液壓管路、電磁閥、液壓站等組成。在活動平臺底部的四角各安裝有規格相同的雙作用雙活塞桿液壓缸。液壓缸的直徑和工作壓力的大小由負載決定。即考慮活動平臺導向的阻力，主液壓缸密封的摩擦阻力和背壓阻力的大小以及自重的影響。從同步缸的原理上分析，要保持四個同步液壓缸同步的前提是液壓缸必須提供等量等壓的液壓油。由于規格相同同步缸上下各腔容積相等，且對稱布置，在活動平臺的升降過程中同步缸Ⅰ上腔的液壓油等量進入同步缸Ⅳ的下腔，同步缸Ⅱ上腔的液壓油等量進入同步缸Ⅲ的下腔，同理可知，或同步缸Ⅰ下腔的液壓油等量進入平同步缸Ⅳ的上腔，同步缸Ⅱ下腔的液壓油等量進入同步缸Ⅲ的上腔。在沒有泄漏的理想狀態下，四個液壓缸處于動平衡狀態。但是同步缸的內泄漏總是不可避免的，且泄漏情況不一樣，任何的泄漏都將影響到同步效果。所以每個同步缸都安裝了補油兩位兩通電磁閥，從壓力表的讀數可看出壓力差，進行補油，從而保證活壓動平臺同步升降。此結構傳動平穩可靠，根據負載大小調節系統壓力。且液系統具有壓力過載溢流功能，同時液壓油具有自潤滑功能。但此同步機構中必須保證所有補油閥功能、管路、接頭等連接處不得有泄漏，且所有氣體必須排除干凈，液壓油過濾精度高，工作壓力不得超過額定壓力，同步缸安裝基礎牢固。

4 結語

以上三種不同結構型式的同步裝置滿足不同負載的硫化機的同步要求，由于液壓技術在功率質量比，結構組成，響應速度，調整范圍過載保護及機電液一體化等方面具有獨特的技術優勢，成為現代傳動與控制的重要手段，對大型壓力機有速度、力、位置控制要求時可采用位移傳感器與比例伺服閥組成閉環系統更大提高活動平臺在偏載糾偏的調平性和同步性。

參考文獻

[1]橡膠工業手冊 修訂版 第九分冊(下冊) 橡膠機械，化學工業出版社，1992.

[2]機械設計手冊，第五版，第四卷，聞邦椿主編制，機械工業出版社，2010.