一種機械壓力機分體式離合器制動器的控制氣路

張劍平，朱從武，韓 江，劉 杰，端武治

（揚州鍛壓機床股份有限公司，江蘇 揚州 225128）

隨著壓力機噸位的不斷增大，單體的離合制動器已經不能滿足設備需求，分體式離合器制動器的使用需求則越來越大。對于分體式離合制動器來說，如果控制不當，則可能會對設備和人員造成傷害。

本文從對設備的使用安全和對人的操作安全的角度，提供了一種較為經濟的不需要電氣程序延時處理的純氣路控制方案，相較于互鎖控制氣路，安全性更好，特別是對人的操作更安全。

1 分體式離合器制動器工作原理

如圖1所示，分體式離合器制動器理論上可以同時動作，但是實際工作時，無法確保兩者動作同時。離合器工作時是靠氣壓推動彈簧使摩擦盤與摩擦塊結合帶動傳動軸運動；制動器制動時是靠彈簧力推動摩擦盤與摩擦塊緊緊貼合，將運動中的傳動軸停下。而二者無法保證同時動作便是因為離合器與制動器的彈簧力大小不同、活塞面積不同造成的。

圖1 分體式離合器制動器結構圖

壓力機正常工作動作過程為：工作時，制動器先通氣，推開彈簧，制動器脫開，此時傳動軸處于自由狀態，然后離合器通氣，離合器合上將電機帶動的飛輪能量傳遞給傳動軸帶動傳動軸運動，實現滑塊運動；制動時，離合器先排氣，脫開后，制動器排氣，制動，傳動軸運動停止。

2 氣路原理

圖2 控制氣路原理圖

如圖2所示，該氣路由儲氣筒、雙聯閥、單閥、快排閥組成，制動時雙聯閥與單閥均不通電；在開動機床時，雙聯閥與單閥同時得電，雙聯閥A口出氣一部分直接輸送到制動器，另一部分通往離合器單閥，經過單閥后輸送到離合器，完成制動器脫開，離合器接合的動作。制動器和離合器安裝于傳動軸的兩端，儲氣筒位置放置于制動器側，供氣距離短，離合器管路長且比制動器管路小，離合器相比制動器延時動作；在機床制動時，雙聯閥與單閥同時失電，單閥排氣，引起快排閥動作，離合器里的壓縮空氣經過快排閥快速排出，離合器分開，制動器里的壓縮空氣和雙聯閥出口到單閥進口之間的管路里的壓縮空氣從雙聯閥排出，制動器制動，由于離合器的壓縮空氣通過快排閥快速排出，離合器相比制動器更早動作；雙聯閥出口到單閥進口之間的管路里的壓縮空氣量也變相地增加了制動器的排氣時間，使得制動器在制動時動作能夠慢一些。該原理的特點是如果單閥卡住不能排氣，離合器制動器的壓縮空氣均會通過雙聯閥排出，這種情況下會產生短時間的輕微干涉，可能會有干涉時的嘯叫，會造成壓機上死點停不準，但對于操作人員、模具等是安全的。

從實際使用中驗證，這種氣路控制方式安裝布置方便，裝完即可使用，在不作任何調整的情況下干涉曲線100%啟動時達標，98%以上制動時達標，對于制動時制動器沒有晚于離合器動作的情況可在制動器管路中增加單向節流閥，控制制動器排氣速度，進而控制制動器動作晚于離合器動作時長在規定范圍內。由于在制動器管路中增加了單向節流閥，使整個氣路的安全性大大降低，所以如圖3所示，需要同時增加一個外控的二位二通常通電磁閥，以防單向節流閥卡死造成機床不能制動的情況出現。該閥在啟動機床時與雙聯閥、單閥同時通電，制動時設定晚于雙聯閥、單閥t ms斷電，如果單向節流閥卡死，制動器壓縮空氣則由該二位二通電磁閥排出，保證了操作人員、模具、送料機等的安全。時間t由離合器動作曲線計算得出，理論上由離合器脫開時間加上40ms左右即可。圖3的原理同時還有能防止雙聯閥失效時不能排氣時的最后一道安全屏障，雙聯閥會不停地往制動器供氣，由于外控二位二通閥的存在，使得這些供到制動器的壓縮空氣從該閥排出，壓力不能建立，制動器制動，但會影響制動角，同時排氣的噪聲都會使操作人員注意到有故障產生。

圖3 增加單向節流閥原理圖

3 實際應用中的干涉曲線分析

如圖4所示，該曲線圖為機床啟動時的離合器和制動器摩擦盤的位移－時間曲線圖，A曲線為制動器動作曲線，B曲線為離合器動作曲線，由圖中可以看出，制動器摩擦盤完全動作到位后離合器摩擦盤開始動作，延時時間為56ms，符合要求。

圖4 啟動曲線

如圖5所示，該曲線圖為機床制動時的離合器和制動器摩擦盤的位移－時間曲線圖，A曲線為制動器動作曲線，B曲線為離合器動作曲線，可以看出，離合器摩擦盤完全脫開后，制動器摩擦盤開始動作，延時時間27ms，符合要求。

圖5 制動曲線

4 結論

該氣路控制系統組成、控制簡單，經濟可靠，能夠保證分體式離合制動器按要求動作，尤其能夠保證機床操作人員的安全。