機床防護門防夾裝置結構

孫彬

摘 要：機床外防護的氣動拉門是用來分隔加工區與操作者操作區的部件。氣動拉門由氣缸作為氣動執行元件，來完成機床外防護氣動拉門的打開和關閉，但由于氣缸只能剛性執行前進和后退命令，很容易因操作者誤操作造成氣動拉門誤關閉而造成對操作者的損傷。因此本發明就是為了避免操作者在誤操作情況下對人身的傷害。

關鍵詞：氣動拉門；避免誤操作；人身傷害

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A

本發明的目的是提供一種在氣動拉門關閉時產生緩沖防夾緊，避免剛性關閉的結構，用于操作者工作時候，因誤操作而起到防護措施的方法。

本發明是關聯機床的氣動拉門，所以一般位于機床防護氣動拉門上，防夾裝置隨氣動拉門運動，當氣動拉門遇到阻礙時，這時由于氣缸聯接到防夾裝置結構上，彈簧受到壓縮力而向后移動。防夾裝置結構上的圓柱晃動無觸點開關，反饋一個信號命令換向電磁閥驅動氣缸往回運動，打開氣動拉門。這樣就能避免因氣動門剛性關閉夾傷操作者。

本發明是關聯機床的氣動拉門結構具備以下功能：在保證氣動門能夠自動開關門的前提下，避免操作者因誤操作造成氣動門對操作者的傷害，保證氣動門安全工作。

具體實施方式：

本發明是提供一種在氣動拉門關閉時產生緩沖防夾緊的結構，如圖1、圖2所示，包括主殼體、彈簧、桿、支撐座合裝組件、支架、無觸點開關等，從支撐座體9內孔右端穿入桿11，右邊擰軸向定位螺母10，讓軸向定位螺母10的左面與支撐座合裝組件右面接觸定位；支撐座9左側與圓柱螺旋壓縮彈簧6右側端面接觸，圓柱螺旋壓縮彈簧6左側端面與主殼體2內右側接觸。桿11，主殼體2外左邊和軸向定位螺母1接觸，軸向定位螺母1擰到桿11前端螺紋上起到定位作用。支架12頂部通過螺紋連接到支撐座體9上，再將支架12通過螺紋連接到機床防護氣動拉門頂部。支撐座體9外形是由一個方形體，支撐座合裝組件由銅套7，支撐座體9，和兩個開槽錐端緊定螺釘組合而成。銅套7壓入支撐座體9體內過渡配合，并由上下兩個開槽錐端緊定螺釘8定位。支撐座體9上有4個螺紋孔，與支架12頂部連接固定。

當氣動拉門由打開狀態向關閉狀態運動時候，氣缸桿3驅動主殼體2，而殼體2壓縮彈簧后，通過彈簧力向支撐座體9及支架12來驅動氣動門向右運動，假如這時有物體阻礙氣動門運動，那么氣動門相對靜止，而主殼體2還會繼續運動，當推力達到許用力上限時，這時主殼體2上焊接一個晃動柱體2與無觸點開關5重合時，無觸點開關5穿過無觸點開關支架6的長孔內，通過無觸點開關5體上螺紋和兩螺母夾緊在無觸點開關支架6上，開關支架6與支架12側面把接。它們都與氣動門此時相對靜止。

根據圓柱螺旋壓縮彈簧尺寸及參數GB/T2078-1994標準，選取碳素彈簧鋼絲的圓柱螺旋壓縮彈簧為該結構的彈簧。根據經驗，氣動拉門關閉所需的力為8N～15N范圍內，在此范圍內，能把氣動門帶動并且不會對操作者造成傷害。在推薦負荷類型為103～105次及沖擊負荷下，根據公式：允許負荷Ps=（πd3X0.5σb）/8D，其中查表得：彈簧材料直徑d=3mm，彈簧中徑D=32mm，抗拉強度下限值σb=1370N/mm2，經過計算得到Ps=227N，遠遠大于所需力的上限15N。當允許負荷Ps取上限15N時，負荷下變量FS=τsπD2n/Gd，其中試驗切應力τs=8PsD/πd 3，代入數值，得到τs=45.3N/mm2。查表得：彈簧有效圈數n=14.5，切變模量G=79000N/mm2，代入數值，得到FS=9mm。因此，如圖1所示，主殼體2上的晃動柱體2與無觸點開關5的距離就是9mm，也就是說當氣動拉門關閉時受到阻力載荷為上限15N時，圓柱螺旋將彈簧壓縮了9mm，無觸點開關5與主殼體2上的晃動柱體2重合，這時，就會產生一個反饋信號使得三位五通電磁閥氣動換向閥換向，氣動拉門氣缸反向運動，氣動拉門打開，避免了操作者在誤操作下對人身的傷害。

為避免操作者在氣動門關閉后由于拉動氣動門晃動無觸點開關，還需要設計電氣防夾程序，在氣動門關閉后鎖死氣動門，避免關門后誤操作的發生。電氣防夾程序具體如下：控制電路中有兩個繼電器KA1與KA2分別控制兩個閥YV1與YV2。檢測電路共有兩個門開到位開關SQ1與SQ3、兩個門關到位開關SQ2與SQ4、及兩個防夾開關SQ5與SQ6。

從程序1可看出，當發出關門指令時，只要防夾開關1和2都沒有來時，關門輸出控制Q10.2=1，門關閉，從程序2可看出，當防夾開關1或2有一個為1的時候且關門到位開關都為0，則關門輸出控制Q10.2被復位，開門輸出控制Q10.1=1，這樣就成功做到了防夾控制。即只要門到位開關不為1，防夾開關有為1的時候就執行開門輸出控制。

參考文獻

[1]成大先.機械設計手冊（第五版）[M].北京：化學工業出版社，2008.

[2]路甬祥.液壓氣動技術手冊[M].北京：機械工業出版社，2002.