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当气囊式气垫的设计与应用

发布时间:2021-09-11 17:39:07 阅读: 来源:熔接机厂家
当气囊式气垫的设计与应用

气囊式气垫的设计与应用

【摘要】 阐述了气囊式气垫的结构设计、参数选取和公式计算,并对其工作性能和优缺点进行了详细的分析。

在压力机上装置气垫之后,能够进行较深的拉深工艺,从而扩大了压力机的工艺范围。因此,中型以上压力机广泛采用气垫装置。

气垫的种类很多,根据结构形式的不同,可分为单活塞式、双活塞式和三活塞式;固定气缸式和活动气缸式;气垫自身导向式和工作台导向式;可调行程式和不可调行程式等。根据安装位置的不同,可分为上气垫和下气垫。气垫在压力机进行拉深时,起到压边及卸件打料的作用;在压力机进行冲裁时,起到顶件的作用。

目前,国内外在一些小型压力机上采用了无活塞式气垫即气囊式气垫。这种气垫的工作部分,是一个可折叠的弹性气囊。在压缩空气的作用下,气囊膨胀伸长,将托板托起,使气垫工作。这种气垫的托板和底板等都是钢板焊接结构,结构简单、制造容易。本文以有6个气囊组合使用的1000kN上气垫为例,对气囊式气垫的结构、参数选取和工作性能等作一介绍。

一、气垫结构

对于台面较大,气垫力要求大的气垫,可选用多个气囊组合使用,气垫结构如图1所示。筒座1兼作储气筒,以减小工作过程中气囊2内气压的波动幅度,因此不必在气垫外另设储气筒。气垫帽3上镶有导轨板4,材料采用自润滑能力较强的聚四氟乙烯,润滑性能好。气垫帽3与滑块垫板6间固有橡胶缓冲块9,以减小工作部份地区涨50⑻0元/吨中气垫对滑块垫板的冲击。打料杆7固定在气垫帽上。由于气源( 空气) 含有水气,气垫长期使用后,气囊2内会积蓄一些水,故可通过放水阀8将水放出。

二、气垫参数的选取和工作性能

气垫气囊的自然高度H0气囊不受任何压缩时的自然高度。气囊安装于滑块后,受一预为挤出机企业带来了信心压缩力,压缩后高度Hmax即为其安装高度。气垫运行达到其要求行程后,其高度为Hmin,则气垫的最大行程S = Hmax-Hmin,如图2 所示。

当压缩空气进入气垫,使气垫承受载荷时,压力的作用面积称为有效面积,用A表示。此时,气囊的有效直径为D0。

1. 参数选取

( 1) 气垫载荷与气压的关系

W= nPA

( 2) 由于气囊本身结构和挠曲变形范围存在限制,因此应该校核在所需气垫行程的要求下,达到所需载荷打料力的可能性。其关系式为:

( 3) 储气筒( 筒座) 容积的确定。气垫在工作过程中,压力不是恒定的,为了使气垫波动量较小,用储气筒来稳定气囊气体的工作压力。气垫体积越大,气压波动系数越小,柔韧性越好,气垫运行越平稳。增大气缸容积,减少工作时所引起的气压周期性波动,以满足工作需要。

Q = KAS

式中 Q 储气筒容积,mm3;

K 气压波动系数,取0.8 ~0.9 。

2. 工作性能探析

如果8000kN压力机需要1000kN的上气垫力,便可采用气囊式气垫打料装置,其具体参数为:气囊自然高度H0=558mm,气囊安装高度Hmax=300mm,气垫行程S=130mm,气垫气囊个数n=6,打料力W=1000kN (其气路原理见图3) 。从压缩空气站来的压缩空气,经闸阀、分水滤清器,然后经调压阀、单相阀后进入气垫筒座。气垫(称之为下拉伸实验压力随压缩空气的气压及气垫行程的增大而增大。

根据工艺需要,可通过调节减压阀,使滑块气垫的打料力适应工艺要求。当气压调节至一定值时,气垫压力与气垫行程基本成线性关系(见图4) 。

由图4以看出,当打料行程S设计为130mm时,为了满足工艺需要的1000kN打料力,空气压力需调至0.5MP1、液压万能实验机的配件a。如果用户的需要发生变化,可根据曲线调节相应的气垫压力或气垫行程。

三、气囊式气垫装置的优点

气囊式气垫装置的采用,使压力机的性能产生了质的飞越,其优点如下:

( 1) 结构简单、可靠,减少了加工和装配环节。

( 2) 柔韧性好,承受载荷均匀,具有良好的防震效果。

( 3) 无需维护和润滑,便能保证其使用性能。

( 4) 打料力大,可设计打料孔多,故打料范围广。

( 5) 气垫运行平稳,性能可靠,可满足用户不同的工艺要求,便于配套使用机械手,为实现机械化和自动化创造了条件。

( 6) 由于没有活塞,气囊可折叠,因此轴向尺寸较小。

同时应注意,尽量避免在偏心载荷下使用气垫,否则会使气垫的工作条件恶化,气垫垫板倾斜,给模具和制品的精度带来不利的影响。

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