发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种自动化程度高、便于操作控制的单缸压制的切削废料分类压块机及其液压控制系统,本发明可完成对切削废料的分类以及预处理,能提高压块的致密性,满足结构的紧凑型,功能上的适用性,便于企业的普及应用。
本发明所采用的技术方案如下:一种单缸压制的切削废料分类压块机,包括机架;所述的机架上安装有压制腔;所述的压制腔内安装有上下滑动的压制元件;所述的压制元件上端连接有固定缸体在机架上的液压缸b;
所述的液压缸b与压制元件连接的活塞杆端安装有位移传感器和荷重传感器;
所述的压制腔下端的一侧面设有出料门;出料门连接有用于控制其关闭和打开的液压缸d;
所述的压制腔下端与出料门相对的一侧面设有推料门;推料门连接有用于推动其靠近或远离出料门的液压缸c;
所述的压制腔侧壁上还开有两个相邻的进料口,在两进料口上安装有进料门;进料门连接有用于控制其关闭和打开的液压缸a;
所述的压制腔进料口连接有进料与分料装置;所述的进料与分料装置包括进料漏斗;所述的进料漏斗下方设有两个相对滚动的圆滚a、圆滚b;所述的圆滚a、圆滚b采用非磁性材料,其中圆滚a内靠近圆滚b的一侧固定有不随圆滚a转动的半弧形强磁材料;在所述的圆滚a下方设有进料箱体a腔;所述的圆滚b下方设有进料箱体b腔;所述的进料箱体a腔、进料箱体b腔之间有隔板分开,所述的隔板靠近圆滚a一侧;所述的进料箱体a腔通过滑道连通压制腔一进料口,进料箱体b腔通过另一滑道连通压制腔另一进料口;所述的进料与分料装置还包括用于带动圆滚a、圆滚b滚动的电机、减速器。
其进一步是:所述的压制腔为方形的筒体;所述的压制元件包括与压制腔方形的筒体配合的方形压制块和固定连接在压制块上的压制杆;所述的压制块与压制腔进料口相近的一边固定有竖直的挡板。
所述的挡板下部朝向压制块一侧延伸出上、下两块横板;下横板嵌入到挡板内;上横板贴在压制块上表面并紧固螺钉固定;在上横板和挡板之间固定有起加强筋作用的支撑板。
所述的出料门是由一块底板和固定在底板上的立板组成的T型板,在底板上表面、立板的两侧各开有一条条形集液槽;所述的条形集液槽的底部开有集液孔。
所述的压制腔固定在机架底板上;在所述出料门两侧设有固定在机架底板上的滑道;在所述推料门处的机架底板上开有环形集液槽;所述的环形集液槽的底部开有集液孔。
所述的进料漏斗由四块相同的梯形板组成,在进料漏斗内设有与水平面呈一定角度的斜板;所述的斜板一边勾挂在漏斗内壁上。
所述的进料箱体a腔的封盖上设有与圆滚a配合的刮刀a;所述的进料箱体b腔的封盖上设有与圆滚b配合的刮刀b;所述的进料箱体a腔上设有视镜a,进料箱体b腔上设有视镜b。
所述的压制腔侧壁上的两进料口呈方形,上下布置;所述的进料门是一块方形板,在方形板上开有一个矩形孔。
一种单缸压制的切削废料分类压块机的液压控制系统,包括由电动机带动的单向液压泵;
所述的单向液压泵出油口分别连接有截止阀、溢流阀和调速阀;所述截止阀另一端连接有压力表;所述的调速阀另一端分别连接有减压阀Ⅰ、单向阀Ⅳ和减压阀Ⅱ;
所述的减压阀Ⅰ另一端分别连接有单向阀Ⅰ和单向阀Ⅲ;所述的单向阀Ⅰ另一端通过一个三位四通电磁阀Ⅱ控制连接液压缸a;在液压缸a的行程中设有行程开关S1、行程开关S2和行程开关S3;所述的单向阀Ⅲ另一端通过一个三位四通电磁阀Ⅲ控制连接液压缸d;在液压缸d的行程中设有行程开关S4和行程开关S5;
所述的单向阀Ⅳ另一端通过一个三位四通电磁阀Ⅳ控制连接液压缸b;在液压缸b有杆腔至三位四通电磁阀Ⅳ的油路中连接有一个节流阀Ⅱ;所述节流阀Ⅱ还并联有一个单向阀Ⅴ;在液压缸b无杆腔至三位四通电磁阀Ⅳ油路中连接有一个节流阀Ⅰ45;所述节流阀Ⅰ45还并联有一个单向阀Ⅲ;
所述的减压阀Ⅱ另一端连接有单向阀Ⅱ;所述单向阀Ⅱ另一端通过一个三位四通电磁阀Ⅰ控制连接液压缸c;在液压缸c行程中设有行程开关S6和行程开关S7;
所述的液压控制系统还包括与位移传感器和荷重传感器连接的控制器。
本发明包括设备部分和液压系统部分,设备部分主要包括进料模块、废料分类模块、液压压制模块和推料模块。
(1)进料模块,实现切削废料缓慢进入机器,以便于切削的分类。此模块由进料漏斗和缓冲用的斜板组成。
(2)废料分类模块,由于机加工的材料以金属为主,因此分类模块主要实现磁性金属废料和非磁性废料的分类,为接下来的废料分类压制做准备。此模块由两个圆滚组成,其中一个圆滚内采用强磁材料,另一个圆滚采用非磁性材料。两个圆滚做滚动运动,把磁性金属材料吸在磁性圆滚上,而非磁性金属材料直接落到收集腔内,从而实现切削废料的废料。同时两圆滚在滚动过程中,也可以对长丝和卷丝进行断削。
(3)液压压制模块,对进入压制腔内的废料分别进行多次压制,最终达到分类压块的目的。
(4)出料模块,将金属切削压块顶出压制腔,以进行压块的收集和处理。
本发明的有益效果是:结构简单紧凑、占地面积小;自动化程度高,使用方便;既可根据需要实现切削废料在缸体内的分类压制,也可不分类的情况下对切削废料进行压制;根据需要可对其它物体进行压制,适用范围广;可对压块的大小进行精确控制;可以有效防止可能出现的故障同时也为了提高效率,当压制过程中多次压缩后压制力都没有达到要求时,系统将把物料推出压制腔,同时系统停止,当压制力过大时,为保护系统、荷载传感器等,系统停止压制过程,液压缸b回程,系统停止运行。
具体实施方式
以下是本实用新型的一个具体实施例,现结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1和图2所示,一种单缸压制的切削废料分类压块机,包括机架5;机架5上安装有压制腔1;压制腔1内安装有上下滑动的压制元件2;压制元件2上端连接有固定缸体在机架5上的液压缸b6;液压缸b6与压制元件2连接的活塞杆端安装有位移传感器3和荷重传感器4;压制腔1下端的一侧面设有出料门8;出料门8连接有用于控制其关闭和打开的液压缸d7;压制腔1下端与出料门8相对的一侧面设有推料门23;推料门23连接有用于推动其靠近或远离出料门8的液压缸c22;压制腔1侧壁上还开有两个相邻的进料口,在两进料口上安装有进料门9;进料门9连接有用于控制其关闭和打开的液压缸a10。
压制腔1进料口连接有进料与分料装置;进料与分料装置包括进料漏斗13;进料漏斗13下方设有两个相对滚动的圆滚a14、圆滚b15;圆滚a14、圆滚b15采用非磁性材料,其中圆滚a14内靠近圆滚b15的一侧固定有不随圆滚a14转动的半弧形强磁材料;在圆滚a14下方设有进料箱体a腔18;圆滚b15下方设有进料箱体b腔19;进料箱体a腔18、进料箱体b腔19之间有隔板分开,隔板靠近圆滚a14一侧;进料箱体a腔18通过滑道25连通压制腔1一进料口,进料箱体b腔19通过另一滑道25连通压制腔1另一进料口;料箱体a腔18的封盖上设有与圆滚a14配合的刮刀a12;进料箱体b腔19的封盖上设有与圆滚b15配合的刮刀b16;进料箱体a腔18上设有视镜a11,进料箱体b腔19上设有视镜b17。进料与分料装置还包括用于带动圆滚a14、圆滚b15滚动的电机20、减速器21。
结合图1、图2和图11至图17所示,压制腔1为方形的筒体;压制元件2包括与压制腔1方形的筒体配合的方形压制块105和固定连接在压制块105上的压制杆106;压制块105与压制腔1进料口相近的一边固定有竖直的挡板107。挡板107下部朝向压制块105一侧延伸出上、下两块横板;下横板嵌入到挡板107内;上横板贴在压制块105上表面并紧固螺钉109固定;在上横板和挡板107之间固定有起加强筋作用的支撑板108。
如图8至图10所示,出料门8是由一块底板和固定在底板上的立板组成的T型板,在底板上表面、立板的两侧各开有一条条形集液槽104;所述的条形集液槽104的底部开有集液孔。
如图5至图6所示,压制腔1固定在机架5底板上;在出料门8两侧设有固定在机架5底板上的滑道101;在推料门23处的机架5底板上开有环形集液槽102;环形集液槽102的底部开有集液孔。
如图7所示,压制腔1侧壁上的两进料口呈方形,上下布置;进料门9是一块方形板,在方形板上开有一个矩形孔。
如图2和图3所示,进料漏斗13由四块相同的梯形板组成,在进料漏斗13内设有与水平面呈一定角度的斜板24;斜板24一边勾挂在漏斗13内壁上。
如图18所示,一种单缸压制的切削废料分类压块机的液压控制系统,包括由电动机29带动的单向液压泵28;的单向液压泵28出油口分别连接有截止阀30、溢流阀32和调速阀33;截止阀30另一端连接有压力表31;调速阀33另一端分别连接有减压阀Ⅰ35、单向阀Ⅳ43和减压阀Ⅱ36;
减压阀Ⅰ35另一端分别连接有单向阀Ⅰ34和单向阀Ⅲ40;单向阀Ⅰ34另一端通过一个三位四通电磁阀Ⅱ39控制连接液压缸a10;在液压缸a10的行程中设有行程开关S1、行程开关S2和行程开关S3;单向阀Ⅲ40另一端通过一个三位四通电磁阀Ⅲ41控制连接液压缸d7;在液压缸d7的行程中设有行程开关S4和行程开关S5;
单向阀Ⅳ43另一端通过一个三位四通电磁阀Ⅳ42控制连接液压缸b6;在液压缸b6有杆腔至三位四通电磁阀Ⅳ42的油路中连接有一个节流阀Ⅱ46;节流阀Ⅱ46还并联有一个单向阀Ⅴ47;在液压缸b6无杆腔至三位四通电磁阀Ⅳ42油路中连接有一个节流阀Ⅰ(45;节流阀Ⅰ(45还并联有一个单向阀Ⅲ44;
减压阀Ⅱ36另一端连接有单向阀Ⅱ37;单向阀Ⅱ37另一端通过一个三位四通电磁阀Ⅰ38控制连接液压缸c22;在液压缸c22行程中设有行程开关S6和行程开关S7;
液压控制系统还包括与位移传感器3和荷重传感器4连接的控制器,以及油箱26;在单向液压泵28和油箱26之间连接有过滤器27。
本发明的工作原理是:
圆滚a14、圆滚b15采用非磁性材料,其中圆滚a14内含不随其转动的独立半弧形强磁材料。电机20通过减速器21进行减速,并通过皮带带动圆滚a14转动。当金属碎屑成分及大小比较固定时,为了提高装置的可靠及运转平稳性,圆滚a14,圆滚b15端部之间通过齿轮啮合传递动力。当金属碎屑经过相对转动的圆滚a14和圆滚b15时,碎屑中的长丝和卷丝被挤压而断裂,便于后期压块的压制。磁性金属被吸附在圆滚a14上,随着圆滚a14的转动被带到进料箱体a腔18,此时由于磁性的丧失,磁性碎屑掉入到进料箱体a腔18内;非磁性材料直接掉入到进料箱体b腔19内。刮刀a12、刮刀b16用于刮掉黏附在圆滚a14、圆滚b15上的金属。两圆滚并非对中布置,而是整体朝进料箱体b腔19偏移,以使非磁性材料不落入进料箱体a腔18内。视镜a11、视镜b17分别用于观察进料箱体a腔18,进料箱体b腔19内物料的量和位置,为压制做准备。
通过位移传感器3和荷重传感器4采集液压缸b6的压制运行数据,并传递给控制器;通过各种开关、阀控制液压缸d7,液压缸c22,液压缸b6的运行情况。
进料门9的结构是中间开有一孔,当不需要金属进入压制腔1时,进料门9上部的实体部分封闭两个进料口,位置由行程开关S1控制。当需要非磁性金属进入压制腔1时,进料门9在液压缸a6的带动下上移,使进料门9的开孔部分与非磁性金属进料口(也就是下部的进料口)对应,位置由行程开关S2控制。当需要磁性金属进入压制腔1时,进料门9进一步上移,使进料门9的开孔部分与磁性金属进料口(也就是上部的进料口)对应,同时进料门9下部的实体部分封住磁性金属进料口,位置由行程开关S3控制。
切削废料中经常含有少量液体,当进行压块时,液体会沿着缝隙流出压制腔1外,造成环境的污染。压制腔1底端的缝隙有两个,一个是出料门8与压制腔1底端的缝隙,一个是推料门23与压制腔1底端的缝隙。为了收集从出料门8与压制腔1底端的缝隙流出的液体,本发明的出料门8的下端设置有条形集液槽104;条形集液槽104的底部设置有孔,孔上可以连接导管,将液体引入到液体汇集装置内。为了收集从推料门23与压制腔1底端的缝隙流出的液体,设置了环形集液槽102,集液槽102的底部设置有孔,孔上可以连接导管,将液体引入到液体汇集装置内。为了防止压块从压制腔底部103滑出时候,引起液体在机架5底板上的乱流,因此两端设置带有一定高度堰的滑道101,滑道的宽度与推料门23出口的宽度相适应。
压制元件2主要由压制块105,压制杆106,挡板107,支撑板108,紧固螺钉109组成。为了防止压制元件2压制物料的过程中,切削碎屑从进料口进入压制腔1内落到压制块105上,设置了挡板107。为了有效防止挡板107的竖板的变形,设置了支撑板108,竖板的高度要高于压制块105下压至压制腔1底部时压制块105上表面到磁性金属进料口上端的距离。挡板107的底横板插进压制块105的孔内,上横板在压制快105上并通过紧固螺钉109固定在压制快105上。
本发明的操作顺序如下:
如图19所示,先按启动键,机器复位;再按选择压制金属按钮,分为压制磁性金属和压制非磁性金属;再按分类按钮,对金属碎屑进行分类,使分类后的物料分别进入进料箱体a腔18,进料箱体b腔19内;再按压制按钮,进行金属碎屑的压制;最后按停机按钮,机器停止运行。当磁性金属与非磁性金属交替压缩时,为防止出现压制腔1内存不相同的金属,应先按启动按钮,再按压制按钮,最后停机。遇到紧急情况时候,按急停按钮,机器停止运行进行保护。
液压控制系统对本发明的整个运行过程进行控制。碎屑压块的设定高度为h0,h0小于压制腔1出料口的高度,压块的实际高度为h,压制碎屑时所产生的压制力为w,压块的压制力范围不小于w1,不大于w2,(即w1≤w≤w2)最低保压压制力w0,压制次数为n,连续压制的最多次数为nmax,每一次压制的保压时间为t1,回程到止点停留时间t2。压制力信息由荷重传感器4采集,压块的高度由位移传感器3采集,保压时间由时间继电器控制。
环节一 按启动按钮执行复位操作:液压缸a10运动,通过进料门9封住压制腔1的进料口,防止磁性金属碎屑和非磁性金属碎屑沿着滑道25进入压制腔1内;液压缸c22运动,通过推料门23将可能存在腔体内的东西推出,后回程;液压缸d7回程到止点,通过出料门8封住压制腔1的推料口;液压缸b6运动,带动压制元件2,位移传感器3,荷重传感器4向上运动。n清零。
环节二 按压制磁性金属按钮,进料液压缸a10运动,封住非磁性金属进料口; 按压制非磁性金属按钮,进料液压缸a10动作,封住磁性金属进料口;通过环节二可以选择何种金属进行压块操作;
环节三:按分类按钮,对金属碎屑进行分类,使分类后的物料分别进入进料箱体a腔18,进料箱体b腔19内;
环节四 按压制按钮,对金属进行压块;
环节五 按停止按钮,进料液压缸a10动作,封住压制腔1上的两个进料口,液压缸b6活塞往上运动到止点,电磁铁S1~S7失电,电机20、29失电,系统停止。
环节六 如需特殊情况按急停按钮:系统切断动力源,失去动力。
进一步的,环节三操作如下:
循环操作:
(1)当h>h0,
w=w2时,液压缸b6保压t1,执行推料操作,n清零(设计压制腔体结构,放置出现h大于出料口高度的情况),否则继续下压,执行(2)
(2)当h= h0,
① w<w0,液压缸b6回程,液压缸a10动作打开相应进料口,便于对应切削碎屑进入压制腔1内,n+1,液压缸b6停留t2后,液压缸a10下压封住进料口,液压缸b6动作继续压块;
② w0≤w<w1,液压缸b6保压t1,液压杆液压缸b6回程,停留t2,液压缸a10动作打开相应进料口,便于对应切削碎屑进入压制腔1,n+1,液压缸b6停留t2后,液压缸a10下压封住进料口,液压缸b6动作继续压块;
③ w1≤w≤w2,液压缸b6保压t1,执行推料操作,n清零(设计压制腔体结构,放置出现h大于出料口高度的情况);
④ n=nmax,执行推料操作,n清零,在出现多次压制仍不能达到要求的情况下,将压制腔1内的金属强制推出,系统停止。
(3) 出现异常情况w>w2时,液压缸b6回程,n清零,系统停止,便于检修。
进一步的,推料操作如下:
① 液压缸b6行程不动,液压缸d7带动出料门8向上运动打开出料口;液压缸c22带动推料门23运动,推出金属压块;
② 液压缸c22带动推料门23运动,封住压制腔1推料出口;液压缸d7带动出料门8运动,封住压制腔1出料口;液压缸b6运动,带动压制元件2上移,便于金属碎屑进入压制腔1内,上移的行程量可通过位移传感器3监测,进而进行控制。
结合图17详细介绍本液压控制系统的运行:
按启动按钮,电动机29启动,带动单向液压泵28运转。
电磁铁2YA得电,三位四通电磁阀Ⅱ39处于右位工作,液压缸a10活塞向下运动,当液压缸a 10运动到预定位置时,挡块压行程开关S1,电磁铁2YA失电,三位四通电磁阀Ⅱ39处于中位,活塞保持不动;
电磁铁8YA得电,三位四通电磁阀Ⅲ41处于右位,液压缸d7活塞向下运动,当液压缸d7运动到预定位置时,挡块压行程开关S4,电磁铁8YA失电,三位四通电磁阀Ⅲ41处于中位;
电磁铁6YA得电,三位四通电磁阀Ⅰ38处于右位工作,液压缸c22活塞向左移动,当液压缸c22运动到预定位置时,挡块压行程开关S7,电磁铁6YA失电,三位四通电磁阀Ⅰ38处于中位;
电磁铁5YA得电,三位四通电磁阀Ⅰ38处于左位工作,液压缸c22活塞向右移动,当液压缸c22运动到预定位置时,挡块压行程开关S6,电磁铁5YA失电,三位四通电磁阀Ⅰ38处于中位;
电磁铁7YA得电,三位四通电磁阀Ⅲ41处于左位,液压缸d7活塞向上运动,挡块压行程开关S5,电磁铁5YA失电,三位四通电磁阀Ⅲ41处于中位,活塞保持不动;
电磁铁3YA得电,三位四通电磁阀Ⅳ42左位工作,液压缸b6活塞向上运动,位移传感器3将采集的信号进行反馈,当运动到设定位置时,电磁铁3YA失电,三位四通电磁阀Ⅳ42处于中位。
按压制非磁性金属按钮,电磁铁1YA得电,液压缸a10活塞向上运动,当液压缸a 10运动到预定位置时,挡块压行程开关S2,电磁铁1YA失电,三位四通电磁阀Ⅱ39处于中位,活塞保持不动。
按压制磁性金属按钮,电磁铁1YA得电,液压缸a10活塞向上运动,当液压缸a 10运动到预定位置时,挡块压行程开关S3,电磁铁1YA失电,三位四通电磁阀Ⅱ39处于中位,活塞保持不动。
按压制按钮,4YA通电,液压缸b6活塞向下运动,通过位移传感器3和荷重传感器4采集金属压块的信息,并向控制系统反馈。(1)当h>h0,w=w2时,4YA失电,三位四通电磁阀Ⅳ42回到中位,液压缸b6上下腔密封,由于单向阀Ⅲ、Ⅴ44、47,可调式节流阀Ⅰ、Ⅱ45、46具有良好的密封性,使液压缸b6上腔实现保压,其保压时间由时间继电器调整实现。保压后执行推料操作,n清零;(2)当h= h0,w<w0,4YA失电,3YA得电,三位四通电磁阀Ⅳ42处于左位,液压缸b6活塞向上运动,运动到止点时,3YA断电,三位四通电磁阀Ⅳ42处于中位,活塞停止运动,由时间继电器调整实现停留时间t2,n+1;(3)当h= h0,w1≤w≤w2时,4YA失电,三位四通电磁阀Ⅳ42回到中位,液压缸b6上下腔密封,由于单向阀Ⅲ、Ⅴ44、47,可调式节流阀Ⅰ、Ⅱ45、46具有良好的密封性,使液压缸b6上腔实现保压,其保压时间由时间继电器调整实现,在上腔保压期间,单向液压泵28卸荷载。执行推料操作,n清零;(4)当h= h0,n=nmax,执行推料操作,n清零,电磁铁S1~S7失电,电机20、电动机29失电,系统停止。(5)w>w2时,4YA失电,3YA得电,三位四通电磁阀Ⅳ42回到左位,液压缸b6活塞向上运动电磁铁S1~S7失电,电机20、电动机29失电,系统停止。液压缸b6活塞的运动速度是可调的。
推料操作:7YA失电,8YA得电,三位四通电磁阀Ⅲ41处于右位,液压缸d7活塞向下运动,当运动到预定位置时,挡块压行程开关S4,电磁铁8YA失电,位四通电磁阀Ⅲ41处于中位;
5YA失电,6YA得电,三位四通电磁阀Ⅰ38处于右位,液压缸c22活塞向左运动,当运动到预定位置时,挡块压行程开关S7;6YA失电,5YA得电,三位四通电磁阀Ⅰ38处于左位,液压缸c22活塞向右运动,当运动到预定位置时,挡块压行程开关S6,5YA失电,三位四通电磁阀Ⅰ38处于中位,液压缸c22活塞停止运动;
8YA失电,7YA得电,三位四通电磁阀Ⅲ41处于左位,液压缸d7活塞向上运动,当运动到预定位置时,挡块压行程开关S5,电磁铁7YA失电,三位四通电磁阀Ⅲ41处于中位,液压缸d7活塞停止运动;
3YA得电,三位四通电磁阀Ⅳ42处于左位,液压缸b6活塞向上运动,通过位移传感器3和荷重传感器4采集金属压块的信息,并向控制系统反馈。
按停止按钮,执行停止操作。2YA得电,1YA失电,三位四通电磁阀Ⅱ39处于右位,液压缸a10活塞向下运动,当运动到预定位置时,挡块压行程开关S1,电磁铁2YA失电,三位四通电磁阀Ⅱ39处于中位,液压缸a10活塞停止运动;
3YA得电,4YA失电,三位四通电磁阀Ⅳ42处于左位,液压缸b6活塞向上运动,当运动到预定位置时,电磁铁3YA失电,三位四通电磁阀Ⅳ42处于中位;电磁铁1YA~8YA失电,电机20、电动机29失电,系统停止。
按急停按钮,磁铁1YA~8YA失电,电机20、电动机29失电,系统停止。
本发明可外接传送带、传送滑板等便于压制成型的压块的运输和搬运;本发明同样可以压制其它相关物料。