CN114789398A - 安全停止装置、其工作方法与珩磨机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安全停止装置、其工作方法与珩磨机，该用于珩磨机的安全停止装置包括设置于对应所述滑板的运动路径的上止点位置的机械锁止单元，所述机械锁止单元用于使所述滑板在所述上止点位置机械锁止，设置于对应所述滑板的运动路径中段的变速点位置的变速点检测单元，所述变速点检测单元用于获取所述滑板经过变速点的信号，设置于对应所述滑板的运动路径的下止点位置的静止感应单元，所述静止感应单元用于获取所述滑板在下止点位置静止的信号。本发明能够平稳顺畅、精确可靠地将滑板在上止点机械固定。

Description

安全停止装置、其工作方法与珩磨机

技术领域

本发明涉及珩磨机以及珩磨机的停止装置领域，具体涉及一种安全停止装置、其工作方法与珩磨机。

背景技术

活塞环工作时，需要其外圆面与气缸套之间在相对运动时保持良好的密封，因此对活塞环的外圆面的圆度与表面质量提出了较高的要求，为了满足使用条件对活塞环外圆面在圆度与表面质量上的要求，在活塞环的生产制造中，可以通过珩磨工艺对活塞环的外圆面进行精加工。珩磨工艺中，活塞环在通入珩磨剂的旋转的珩磨腔中沿轴向做往复移动，产生类似于平面研磨的效果，提高外圆面圆度与表面粗糙度。

在活塞环珩磨过程中，活塞环的上下料通过珩磨腔的上口进行，因此要求带动活塞环往复移动的滑板停止在上止点附近，留出上下料的空间，便于活塞环上下料。由于滑板停止后的上下料操作或者设备后续维护更换珩磨腔的操作中，作业员必须将上肢伸入珩磨腔以及滑板运动区域内作业，因此要求停机后，滑板必须稳定可靠地停留在上止点位置，不论发生何种异常情况，都能可靠锁止，以免突发的滑板下行造成人身伤害。现有的珩磨机或者没有位置检测与上止点停止功能，导致上下料与维护困难；或者没有采用机械停止方式，从电路或者软件上实现，存在安全隐患。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种用于珩磨机的安全停止装置以及有于该用于珩磨机的安全停止装置的工作方法和使用该用于珩磨机的安全停止装置的珩磨机。

本申请的技术方案提供一种用于珩磨机的安全停止装置，该珩磨机包括做竖直方向往复直线运动的滑板以及驱动所述滑板运动的飞轮飞轮，所述用于珩磨机的安全停止装置包括：

设置于对应所述滑板的运动路径的上止点位置的机械锁止单元，所述机械锁止单元用于使所述滑板在所述上止点位置机械锁止；

设置于对应所述滑板的运动路径中段的变速点位置的变速点检测单元，所述变速点检测单元用于获取所述滑板经过变速点的信号；

设置于对应所述滑板的运动路径的下止点位置的静止感应单元，所述静止感应单元用于获取所述滑板在下止点位置静止的信号。

具体的，所述机械锁止单元包括设置在所述珩磨机的固定部件上的能够受控伸缩的销轴以及设置在对应的活动部件上的与所述销轴配合的销孔。

具体的，所述变速点检测单元设置在对应所述滑板运动路径的中点位置。

具体的，所述机械锁止单元、所述变速点检测单元与所述静止感应单元设置在飞轮运动范围内。

具体的，所述机械锁止单元、所述变速点检测单元与所述静止感应单元设置在滑板运动范围内。

本申请的技术方案还提供一种珩磨机，所述珩磨机设置有上述任一种用于珩磨机的安全停止装置。

本申请的技术方案还提供一种安全停止装置的工作方法，所述安全停止装置的工作方法包括：通过变速点202判断飞轮3的速度是否介于2～2.5rad/s，若滑板2的速度介于2～2.5rad/s时，停止动力输出，并同时控制机械锁止单元11的销轴释放。

本发明通过设置在珩磨机的运动部件上的机械锁止单元、变速点检测单元以及静止感应单元，能够在设备停机过程中精确可靠地将活塞环珩磨机的珩磨滑板机械锁止在上止点位置，排除滑板在设备断电或者其他异常情况下从上止点掉落到下止点的可能，感应器的存在可以在减速停机过程中，感应滑板的当前状态，使得滑板能够平稳顺畅地运行至上止点位置，降低运动冲击，使机械止动部件工作。

附图说明

图1为本申请的珩磨机示意图；

图2为本申请的用于珩磨机的安全停止装置的示意图。

1:安全停止装置2:滑板3:飞轮4:珩磨腔5:减速装置6:动力装置9:活塞环11:机械锁止单元12:变速点检测单元13:静止感应单元21:压板22:底板201:上止点202:变速点203:下止点P1:第一安装位置P2:第二安装位置P3:第三安装位置

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，在本说明书中，附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例，其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。

本发明的安全停止装置安装在活塞环珩磨机上用于实现活塞环珩磨机的安全停止功能。具体的，即实现活塞环珩磨机的滑板停止时能够在上止点定点停止，以便于上下料与设备维护，并且保证在断电、程序错误等情况下滑板在上止点处可靠的停止保持，保证作业人员的人身安全。

本发明所使用的活塞环珩磨机的基本结构如图1所示，活塞环珩磨机的珩磨组件包括能够绕其自身轴线转动的珩磨腔4以及能够沿珩磨腔体轴线上下同步往复移动的压板21与底板22，该压板21与底板22均设置在能够沿珩磨腔4的轴线方向往复移动的滑板2上，当将活塞环9设置于压板21与底板22之间时，滑板2能够带动活塞环9在珩磨腔4内往复移动。该滑板2通过与之连接的飞轮3驱动在珩磨机的机架上往复移动。飞轮3通过减速装置5与动力装置6连接，飞轮3与滑板2之间通过连杆组成曲柄滑块机构，因此当滑板2自上止点201经变速点202移动到下止点203并原路返回至下止点203，滑板2完成一个循环，同时飞轮3旋转一周。

本发明的用于珩磨机的安全停止装置包括设置于对应滑板2的运动路径的上止点201位置的机械锁止单元11，该机械锁止单元11的作用为使滑板2在上止点201位置机械锁止；设置于对应滑板2的运动路径中段的变速点202位置的变速点检测单元12，该变速点检测单元12用于获取滑板2经过变速点202的信号；设置于对应滑板2的运动路径的下止点203位置的静止感应单元13，静止感应单元13用于获取滑板2在下止点203位置静止的信号。由前段的描述可见在珩磨机的结构组成上包括多个串联传动的运动机构，所谓的对应是指当滑板2运动到其往复运动的路径中所指定的位置时，滑板2以及其他运动机构上根据传动关系所确定的与之对应的位置。所谓的运动路径中段指的是在滑板2的往复运动路径上位于平衡位置左右各1/6全程范围内的位置，这里的平衡位置指的是路径上距离上止点201与下止点203的距离均相等的中间点。

优选的，变速点202被设置在该中间点位置，即平衡位置。以动力源速度恒定的情况为例，滑板2做的是简谐运动，对此，在平衡位置滑板2的速度最大，途径时间短，因此能相应的提高变速点检测单元12采集的滑板2途径变速点202的信号精度。

图2为本发明的一个实施例中，用于珩磨机的安全停止装置安装在活塞环珩磨机的飞轮3上，安全停止装置1的机械锁止单元11设置在飞轮3的第一安装位置P1，机械锁止单元11为固定设置的能够受控伸缩的销轴销轴以及设置在飞轮上匹配该销轴的销孔，销孔的设置位置使得当销孔旋转到达第一安装位置P1时，销轴能够进入销孔而使飞轮止动，而此时滑板对应的处于上止点201位置。安全停止装置1的静止感应单元13可以使用光电感应、霍尔感应装置等常规的检测传感器实现，安装在飞轮的静止感应单元13，按照传感器的类型，该静止感应单元13可能包括固定设置的信号接收端与设置在飞轮上的信号发生端，该信号发生端的位置使得当飞轮旋转至静止感应单元13时，所述信号发生端产生的信号被信号接受端获取，此时，基于特定的传动关系，滑板相应的位于下止点203位置。上述的机械锁止单元11、变速点检测单元12与静止感应单元13与控制系统通讯连接，在控制系统的控制协调下，配合工作。

本发明的用于珩磨机的安全停止装置可以如上述实施例安装在活塞环珩磨机的飞轮3上，亦可以安装在活塞环珩磨机的滑板2上。当安全停止装置1安装在活塞环珩磨机的滑板2上时，将安全停止装置1的机械锁止单元11安装在滑板2运动路径的上止点201位置，将静止感应单元13安装在滑板运动路径的下止点203位置。若使用前述的销轴与销孔配合作为机械锁止单元11，则可以将销轴零件安装在滑板移动时的固定座上，将与销轴配合的销孔安装在工作时移动的滑板上，并使销孔的安装位置满足当销孔到达销轴位置，销孔与销轴发生配合时，滑板位于其运动路径上的上止点201；同样的，静止感应单元13的安装位置使滑板在下止点203位置时能够触发静止感应单元13的感应信号。由于活塞环珩磨机的飞轮运动路径与滑板运动路径在一个循环内存在一一对应的位置关系，不论是上述任意一个实施例，均能够保证机械停止装置工作在对应的上止点或者下止点位置。由于活塞环珩磨机的传动系统在飞轮的前段还需要采用减速系对驱动电机的输出速度减速，因此如果将安全停止装置的机械停止部件或者停止感应部件安装在飞轮前段的驱动电机或者减速系上均会导致无法正确的对应滑板的运动位置。当然建议的优选安装位置为活塞环珩磨机的飞轮，原因在于，飞轮在正常工作时，各处的旋转角速度是基本不变的，有利于安全停止部件的可靠工作。而滑板在正常工作时速度变化随其位置呈三角函数变化，在上止点、下止点位置发生反向，其实际速度接近零，不利于安全停止装置的工作。

需要说明的是本发明的安全停止装置的机械停止部件与停止感应部件分别实现以下功能：机械锁止单元11需要将活塞环珩磨机的在滑板运动路径的上止点201机械固定；静止感应单元13需要能够感应滑板在其运动路径的下止点203位置静止的信号。因此对于机械锁止单元11、静止感应单元13的安装位置均只有与滑板运动路径的相对移动位置的要求，而没有绝对位置要求。具体的说，对于机械锁止单元11不论其安装在飞轮3上亦或是安装在滑板2上，其在飞轮或者滑板上具体位置都是可以任意设置的，也就是对安装的绝对位置是不要求的，但是需要满足其执行部件能够在滑板处于上止点201位置时执行，如果是类似销轴与销孔的配合，即需要满足能够在滑板到达时，使定位孔与销轴正确的发生配合，而使滑板在上止点处机械固定，这就是所谓的相对位置要求。对于静止感应单元13同样如此，即静止感应单元13的相对位置，使得接收到检测信号时，滑板位于其运动路径上的下止点203位置。

对应该用于珩磨机的安全停止装置的工作方法为：在滑板2经过变速点202时，通过变速点202判断飞轮3的速度是否介于2～2.5rad/s，若滑板2的速度大于2.5rad/s，控制系统控制动力装置减速，所述的减速装置依据动力源的类型而定，比如电机的变频控制器、驱动板等控制电机电流参数使电机减速，或者机械变速装置等。当滑板2的速度介于2～2.5rad/s时，停止动力输出，使滑板2依靠惯性上行至上止点201，并同时控制机械锁止单元11的销轴释放，当滑板2由于重力影响，减速上行至上止点201时，其速度已经基本降低至0.5rad/s，随着机械锁止单元11的销孔运动到与销轴重合的位置，已经被释放的销轴弹出并嵌入销孔中，从而将滑板2机械锁止在上止点201位置，由于动力已经关闭，可以有效地避免因为堵转造成的电机烧毁的问题。由于采用了机械锁止的方式，可以避免因异常情况，比如断电，误操作造成的潜在安全风险。若滑板2在变速点202的速度低于2rad/s，停止动力输出后，滑板2将会由于初始速度不足，而在重力作用下反向回落至下止点203处，因此当滑板2在变速点202的速度低于2rad/s，控制动力系统加速，进入下一工作循环后确认。存在滑板2最终停止在下止点203的情况，因此通过静止感应单元13采集滑板2在下止点203的停留情况，当发生静止感应单元13在下止点203处静止或停留时，控制动力系统加速，使滑板2启动上行进入上述的判断过程，避免当滑板2错误地处于下止点203位置时，无法正常实现上行运动的问题。

在设备开机运行时，控制系统在启动驱动电机前，首先控制机械锁止单元11的销轴收缩，离开飞轮中的销孔孔，然后启动驱动电机，以避免在开机过程中发生电机堵转烧毁的问题。本发明的安全停止装置仅在设备停机与设备开机时介入工作，在设备运行过程中，安全停止装置处于停止状态，其机械停止部件则处于收缩状态，因此不影响运动部件的正常运转工作。

上述内容仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于珩磨机的安全停止装置，该珩磨机包括做竖直方向往复直线运动的滑板(2)以及驱动所述滑板(2)运动的飞轮飞轮(3)，其特征在于，所述用于珩磨机的安全停止装置包括：

设置于对应所述滑板(2)的运动路径的上止点(201)位置的机械锁止单元(11)，所述机械锁止单元(11)用于使所述滑板(2)在所述上止点(201)位置机械锁止；

设置于对应所述滑板(2)的运动路径中段的变速点(202)位置的变速点检测单元(12)，所述变速点检测单元(12)用于获取所述滑板(2)经过变速点(202)的信号；

设置于对应所述滑板(2)的运动路径的下止点(203)位置的静止感应单元(13)，所述静止感应单元(13)用于获取所述滑板(2)在下止点(203)位置静止的信号。

2.如权利要求1所述的用于珩磨机的安全停止装置，其特征在于，所述机械锁止单元(11)包括设置在所述珩磨机的固定部件上的能够受控伸缩的以及设置在对应的活动部件上的与所述销轴配合的。

3.如权利要求1所述的用于珩磨机的安全停止装置，其特征在于，所述变速点检测单元(12)设置在对应所述滑板(2)运动路径的中点位置。

4.如权利要求1所述的用于珩磨机的安全停止装置，其特征在于，所述机械锁止单元(11)、所述变速点检测单元(12)与所述静止感应单元(13)设置在飞轮(3)运动范围内。

5.如权利要求1所述的用于珩磨机的安全停止装置，其特征在于，所述机械锁止单元(11)、所述变速点检测单元(12)与所述静止感应单元(13)设置在滑板(2)运动范围内。

6.一种珩磨机，其特征在于，所述珩磨机设置有如权利要求1-5任一项所述的用于珩磨机的安全停止装置。

7.一种安全停止装置的工作方法，其特征在于，包括：通过变速点(202)判断飞轮(3)的速度是否介于2～2.5rad/s，若滑板(2)的速度介于2～2.5rad/s时，停止动力输出，并同时控制机械锁止单元(11)的销轴释放。

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