CN101750256A - 一种可调压调速气动弹射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调压调速气动弹射装置(见附图)，属于气动控制和动力仿真技术领域。该装置可应用于工业自动化控制系统和动力仿真实验中。该装置是由气源1、空气过滤器组合2、储气罐9、弹射气缸8、压力传感器、两个气控阀5(a，b)、三个电磁阀3(a，b，c)、一个主缸调速阀6、两个调速截流阀4(a，b)、带强力磁铁的活塞杆、撞击头、位移传感器及其辅助安装机构组成。该装置充分利用了反馈回路对储气罐进行稳压及其磁铁之间的磁引力等特性。本发明结构简单紧凑，各部件连接可靠，仿真度较高，具有十分好的控制调节性能。

Description

一种可调压调速气动弹射装置

1.技术领域

本发明属于气动控制和动力仿真技术领域。

2.背景技术

很多撞击试验中，需要高速的机械运动，这就要求使得运动的物体获得很高的动能。这种动能获得的方法有机械传动、气压和液压传动，其中机械和液压传动所获得的速度有限，不适合于较高速度的撞击实验，难于满足现今趋于高速化的工业时代，比如汽车零部件的撞击实验等等。

由于空气具有可压缩性，可以用于储存或传输巨大的能量，并在适当的时候进行快速的能量转换，可以使得物体在较短的时间里获得较高的速度。另一方面，由于它本身所具有的诸多优点，比如来源方便，节能高效无污染，动作迅速，反应快等，所以在很多场合还是作为很好的动力传递方式。本发明正是基于这些要求而发明的调速气动弹射装置，可用于各种连续或单次的撞击试验。

3.发明内容

本发明提供了一种可调压调速气动弹射装置，以解决目前工业控制和动力仿真实验中对定位、速度和工作压力等的较高要求。本发明采取的技术方案是：

当通压后，压缩空气经由空气过滤组合三元件2分成两路，一路为控制回路供压，另外一路经由一个电磁阀3(b)和智能压力传感器组成的稳压模块后进入储气罐9中，当储气罐9中压力达到压力传感器设定值后，传感器输出高电平使电磁阀动作。此时，储气罐中压力稳定在传感器设定的压力，储气罐9储存着巨大的能量。

控制回路中，常态时，两个电磁阀3(a，b)均处于失电状态：弹射回路处于断开状态，回收气缸7处于收缩状态。当弹射回路电磁阀3(c)收到弹射控制命令时处于得电状态，弹射回路接通，储气罐中储存的巨大能量瞬时爆发使弹射气缸8高速弹射出去，然后使弹射回路电磁阀3(c)复位。接着根据需要，向回收控制电磁阀3(a)发送控制命令，回收气缸7即伸开，当活塞杆铁套筒和撞击头上磁铁之间磁引力将两者连接起来后，使回收控制电磁阀复位，接着回收气缸就会拉着撞击头返回初始位置。

该弹射装置具有如下特点：

①压力二级可调，可恒压控制。利用闭环控制，控制精度高。即使掉电情况也可对装置进行调试。

②气缸行程小，速度可调范围大。可在气缸较小的行程内达到很高的速度，多次试验，速度平稳。在进气口处安装有速度微调阀，可对速度精确控制调节。

③采用电磁阀控制，方便实现电气控制，易于控制自动化。

④利用弹射气缸和回收气缸双缸控制，充分利用回收气缸的速度可调控制弹射气缸的返回速度。

⑤弹射气缸和回收气缸采用磁引力控制，使弹射气缸和回收气缸之间的连接和分离更加灵活。

本发明的优点在于：

⑥结构紧凑，在性能上，工作压力易控且稳定，运动加速度大，速度可调，控制精度高且稳定。

⑦充分利用磁引力进行弹射气缸的返回控制。

⑧方便电气结合控制，易于实现控制自动化。

4.附图说明

图1.气动原理图

图2.电磁控制原理图

图3.弹射气缸图

图4.弹射气缸和回收气缸连接装置

图5.撞击头及连接底座

5.具体实施方式

弹射气缸工作压力来源于经过两次调压后的储气罐气压，气压控制通过智能压力传感器控制电磁阀动作来稳定储气罐的压力。弹射气缸通过一个两位五通电磁阀控制两个三通大流量气控阀动作，弹射速度可通过控制压力传感器进行控制，在进气口处安装有速度微调阀可对速度进行精确调节控制。弹射气缸在缸体上开有通气孔，当活塞杆经过固定位置后就开始接近自由运动，进而稳定弹射气缸运行速度。回收气缸通过一个两位五通电磁阀控制进行相应动作，其气压直接来自于经过空气过滤器组合后的工作压力，可控速度范围较大，其速度控制是通过安装在进出气口位置处的两个调速截流阀进行控制。弹射气缸和回收气缸的结合是通过安装在撞击头背平面的吸铁石和回收气缸活塞杆顶端处的吸附铁块之间的相互作用。

图6为本发明的一个具体实施方案示意图。

6.有益效果：

本发明可应用于工业气动控制和撞击模拟仿真实验。实验效果较好。

7.使用方法：

调试之前，检查设备管路连线有无损坏漏气，如有损坏更换相应管路，然后接通传感器工作电源(+24V)，将传感器压力调定为实验值，接着接通空压机工作电源，通过调节气动三联件使控制回路内气压稳定在0.45～0.55MPa之间，最后根据相应动作，发送相应控制信号给电磁阀。调试中，可根据需要调节调速阀，使弹射气缸和回收气缸以比较理想的速度运行。实验结束后，注意清理现场，保护弹射设备。

Claims (10)

1.一种可调压调速的气动弹射装置，主要由储气罐、弹射气缸，撞击头和回收气缸组成。其特征是：弹射气缸与一个储气罐相连；弹射气缸的活塞杆前端装有撞击头，可用来对物体进行击打；撞击头反面装有强磁铁；回收气缸的活塞杆前端装有粘磁物体(铁套筒)。

2.根据权利要求1所述的气动弹射装置，其特征是：储气罐进气回路中装有智能压力传感器，储气罐中压力可通过智能压力传感器反馈控制达到设定值。可通过调节压力传感器来调节工作压力控制弹射气缸弹射速度。

3.根据权利要求1所述的气动弹射装置，其特征是：弹射回路安装有流量微调阀可对弹射速度进行微调。

4.根据权利要求1所述的气动弹射装置，其特征是：回收气缸两腔进出气口均装有流量调节旋钮，可对回收速度进行调节；撞击头和回收气缸之间通过强磁引力连接，由回收气缸拉回。

5.根据权利要求1所述的气动弹射装置，其特征是：通过安装在撞击头上的强磁铁和安装在回收气缸活塞杆上的铁套筒之间的强磁引力进行弹射气缸回收。

6.根据权利要求1所述的气动弹射装置，其特征是：撞击头连接有位移传感器，可对位移进行实时测量。

7.根据权利要求1所述的气动弹射装置，其特征是：弹射回路由两个气控阀和流量微调阀组成，通过控制气控阀进行弹射气缸弹射。

8.根据权利要求1所述的气动弹射装置，其特征是：控制回路由两个两位五通电磁阀组成，通过控制电磁阀进行气控阀和气缸回收控制。

9.根据权利要求1所述的气动弹射装置，其特征是：弹射气缸通过两个支撑座和四根长螺杆固定；回收气缸通过两个支撑架固定在弹射气缸支撑座上。

10.根据权利要求1所述的气动弹射装置，其特征是：撞击头两侧端装有导轨，防止撞击头旋转，导轨上装有轴向轴承以减小弹射过程中摩擦阻力。

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