摘 要:我公司通过采用气压传动与控制的设备生产,特别是雷管激光编码机的应用,不仅在金属壳雷管打码生产的安全监控、操作者的人身安全的综合保护及安全生产过程自动控制等方面都得到了有效的保证和控制,同时还能够获得可观的技术、安全、经济和社会效益。因此,得到了广泛的应用。
关键词:气压传动与控制;雷管激光编码机;应用
前言
火工企业作为一种高危险行业,受到静电、药尘、火灾、粉尘、机电事故等重大危险源的威胁,再加上复杂的生产工艺和生产作业过程中的不可预知性,导致安全事故时有发生。随着民爆企业生产不断向深部水平发展,对其控制水平和安全生产的要求越来越高,如何保证安全生产显得至关重要,气压传动与控制系统是指以压缩空气为工作介质,实现动力传递和工程控制的系统。由于它具有经济、安全可靠、便于操作的特性,利用气动技术实现工业自动化,可提高劳动生产率、提高产品质量、改善劳动条件,因此在现代工业中,气动自动化被称为低成本的自动化手段,得到越来越广泛的应用。
1 气压传动与控制的特点
通过对气压传动方式与其它传动方式的相互比较,可知气动易于集中控制、程序控制和实现工序自动化,气压传动具有以下特点:
(1)气动元件结构简单、紧凑、易于制造、元件便于标准化、使用维修简单、寿命长。工作介质是空气,来源方便,使用后可直接排至大气,不污染环境。空气在管道内的流动损失小,可远距离输送,压缩空气便于贮存,故气动常被作为低成本自动化气动的最佳手段。
(2)在易燃、易爆、粉尘大、强磁、潮湿、温度变化大、存在腐蚀性气体等恶劣场合,工作安全可靠,易于实现快速的直线往复运动、摆动和高速转动,输出力和运动速度的调节都很方便,安装和控制的自由度都很大,故气动具有非常广泛应用。
(3)工作适应性。压缩空气工作压力一般在0.4~0.8MPa,故输出力和力矩不太大,使用安全可靠工作。
2 气动传动与控制系统的构成
气压网络系统由空气压缩机和动力气缸组成,在这两部分之间根据设备工作循环运动的需要,通过管道按一定顺序连接各种控制阀及其它辅助装置,具体顺序如下:空气压缩机→清净元件(清除压缩空气中的水分、油分及杂质等,以得到清洁干燥的压缩空气)→气动辅助元件(空气过滤器是减少悬浮在压缩空气中的粒子,减压阀用于调节所需的压力,油雾器是将润滑油雾化,随压缩空气流至需要润滑的部位)→方向控制元件(供给气缸等的压缩空气流向由电磁阀来切换)→执行元件(切换方向控制阀,向执行元件导入压缩空气,以推动执行元件作直线往复运动)。
3 气动系统中元件的选择
3.1 执行元件的选择
(1)气缸类型的选择:根据气缸承担任务的要求、动作方式、使用条件和场合来确定气缸的类型,如双作用式和单作用式,如要求气缸到达行程终端减速且无冲击,应选用缓冲气缸。
(2)气缸缸径的确定:根据气缸的负载状况、气源供气条件、气缸的平均运动速度、气缸动作方向确定气缸缸径,并符合国标规定的缸筒内径尺寸系列。
(3)气缸行程的确定:根据气缸的操作距离及传动机构的行程比来确定,为便于安装调试,对于计算出的行程要加一些行程余量,如10~20mm,并要确定气缸的额定行程值。
(4)选定气缸系列:将使用目的及需要的缸径及行程作为条件,选出完全适合的系列。
(5)安装形式的选择:不同系列的气缸有不同的安装形式,而各种系列也有多种安装形式可供选择,应根据气缸的不同用途来选择安装形式,一般情况下采用固定式气缸。
另外还要根据用途和机械设计的需要选择缓冲形式、磁性开关及其活塞杆端的配件。
3.2 控制元件的选择
合理选择各种控制元件是设计气动控制系统的重要环节,它能保证气动系统准确、可靠、成本低、耗气量少、便于维修。根据行业特点选低压、直流(24伏)电磁阀,以提高系统的安全性,对集中控制的气动系统,各电磁阀配备在相应的汇流板上,安装调试非常方便,为了便于安装、调试和维修,尽量减少阀的品种和规格。
3.3 气源系统及气源处理系统的选择
不同的气动设备,对空气质量的要求不同,在气动系统设计中应了解其不同的应用场合及其对空气质量的要求,选择必要的气源处理系统,电子专用设备中压缩空气一般要清除水分、油分和粉尘。要按照空气质量要求及其气动系统的工作需求选择该系统的元件。
3.4 辅助元件的选择
压缩空气在送入气动工作机械和仪表之前,一般需要进行除水和过滤,并需控制其压力、流速和流向,有时还要注入润滑剂和消除排气噪音等,以达到延长气动机械和仪表的寿命、降低设备修理费用、提高设备利用率的目的。因此,气压传动还需完成这些功能的辅助元件,这些附件的选择需根据用途、性能、维护要求及价格等来考虑决定。
4 气动传动与控制系统在激光编码机中的应用
近几年来,公司投入了大量资金,更新改造了老旧杂及高耗能设备,随着自动控制技术的发展和可编程序控制器的广泛应用以及气动技术和电子技术的结合,气压传动与控制在雷管激光编码机上已得到越来越广泛的应用,如送模、回模、挡模、开、关防爆安全门等,采用气压传动与控制产品,不仅提高了安全生产系数,还降低了能耗成本,提高了效率和经济效益,尤其是在激光编码机的应用。为了实现公司的安全快速发展,经过实地考察和论证,我公司在新的毫秒雷管生产线选用了2台武汉大华激光科技有限公司自主研发生产的MYLP-20激光雷管编码机,它采用了免维护MOPFA和Q-开关的脉冲掺镱光纤激光器,无需水冷,能忍受一定的冲击、振动、灰尘、潮湿和较宽范围的温度(0~50C°)。因而具有工作稳定、性能可靠、使用寿命长的优点。
激光编码机工作原理:操作者把排满40发雷管的模板通过排模室的气控安全门有推出气缸送入皮带输送线上,再由皮带输送线送至激光打码台的模板进口处,当进口传感器检测到有模时,通过电脑程序控制挡料气缸自动关闭,进模气缸自动将模板从皮带上钩到进模处,当进模处传感器检测到有模时,通过电脑程序控制推模气缸自动将模板从进模处推动打标处,当打标处传感器检测到有模时,通过电脑程序控制自动关闭防爆安全门、雷管激光编码机自动编码,编码结束后,自动开启防爆安全门、推模气缸自动将模板从打标处推到出模处、当出模处传感器检测到有模时,通过电脑程序控制出模气缸自动将模板从出模处推到皮带输送线上,皮带输送线上的模板通过气控安全门经气缸推入验号室,合格品传到卸模室,操作者从已编码雷管的模板中取合格的雷管,再将空模板通过升降台,由气缸带入下层的回模皮带,再由推模气缸送入排模室的升降平台,返回排模者的手中,如此循环往复便完成了雷管自动编码的生产过程。该结构简单紧凑、操作可靠,使用非常广泛。
结束语
了解和掌握气压传动和控制的性能、规格和特点,选用合适的气压传动和控制结构,就一定能使气压传动与控制系统满足安全生产的需要求,从而促进激光专用设备向精密化、自动化、高性能发展,并随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,气压传动与控制技术的发展与在火工生产中的应用也将更加广阔。