CN205785740U - 一种气动钢球连续发射系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气动钢球连续发射系统，包括空气压缩机(1)、常开电磁阀(14)、气缸(13)、常闭电磁阀(12)、炮筒(7)、曲柄滑块机构和舵机拨球机构；曲柄滑块机构包括步进电机(2)、曲柄(3)和连杆(4)，连杆(4)一端固连在气缸(13)上，曲柄(3)一端固连在步进电机(2)上；舵机拨球机构包括拨盘(11)、舵机(10)，拨盘(11)为半圆盘结构，拨盘(11)的圆心和舵机(10)的输出轴固连，可以实现钢球的连续发射。
Description
技术领域
本实用新型属于球磨机钢球技术领域，尤其涉及一种气动钢球连续发射系统，主要用于钢球的气动发射，可以实现自动的供球和连续的发射。
背景技术
随着球磨机的体积越来越大，其滚筒的直径也相应的增大。球磨机体积的增大，导致内部的钢球的冲击碰撞也变得更加剧烈。为了有效地模拟检测钢球的抛落过程中的冲击和摩擦，有必要实用新型一种的钢球连续发射装置。目前使用的较多的是结构复杂，体积庞大的钢球加速装置，这些装置的加速原理涉及电磁加速，气体的爆炸膨胀加速以及提升钢球利用重力势能加速的方法。这些装置都不能准确地得到冲击碰撞过程的动态力学性能，并且体积过于庞大，不能实现多个钢球的连续发射，不能模拟球磨机实际工作中钢球连续冲击的特点。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决已有的发射装置中所存在的问题：装置的体积过于庞大、发射的速度不满足要求，不能准确地得到冲击碰撞过程的动态力学性能、不能实现钢球的连续发射。本实用新型的装置具有体积小、发射速度快、钢球能够连续发射的特点，准确地模拟了球磨机冲击碰撞过程的动态力学性能。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种气动钢球连续发射系统，包括空气压缩机1、常开电磁阀14、气缸13、常闭电磁阀12、炮筒7、曲柄滑块机构和舵机拨球机构；曲柄滑块机构包括步进电机2、曲柄3和连杆4，连杆4一端固连在气缸13上，曲柄3一端固连在步进电机2上；舵机拨球机构包括拨盘11、舵机10，拨盘11为半圆盘结构，拨盘11的圆心和舵机10的输出轴固连。
所述的气动钢球连续发射系统，空气压缩机1出气口连接阀门18，阀门18连接减压阀16，减压阀16和常开电磁阀14之间通过橡胶软管15连接，气缸13的进气口通过外螺纹管接头接常开电磁阀14，气缸13的出气口接常闭电磁阀12。
所述的气动钢球连续发射系统，气缸13、常开电磁阀14及常闭电磁阀12连接构成整体，气缸13安装在导轨5上。
本装置的工作原理为：空气压缩机为气缸充气，并且可以通过调节减压阀来改变气缸中空气的压力值，在开始工作之前将多个钢球放入停球台中，气缸进气端与炮筒相接合，启动空气压缩机，步进电机，随着步进电机的转动，气缸往左运动与炮筒分开，此时，常闭电磁阀关闭，常开电磁阀打开，空气压缩机为气缸充气，随着气缸向左的运动，舵机将球拨出，钢球落在落球板上；气缸向右运动直到出气口与炮筒接合并联通，此时，钢球刚好处在炮筒的入口处，接合的同时气缸出气口上的接触开关与炮筒接触被触发，使常闭电磁阀打开，常开电磁阀关闭，气缸中的压缩空气会推动炮筒入口处的钢球在炮筒内加速运动并发射出去。步进电机转动带动曲柄转动，曲柄带动连杆，连杆带动气缸在导轨左右移动，当气缸在导轨上向左运动，接触开关会复位断开，常闭电磁阀关闭，常开电磁阀打开，空气压缩机为气缸充气，气缸随电机的转动运动到最右端，常闭电磁阀打开，常开电磁阀关闭，通过上述过程的进行，从而实现了钢球的连续发射。
本实用新型的显著优点在于：结构简单紧凑、体积小，调节方便；控制精准可靠，能够实现钢球的连续发射；通过调节减压阀实现钢球发射速度的改变；使用的曲柄滑块机构和两个电磁阀的配合实现钢球的连续发射，并保证钢球发射速度稳定；使用压缩空气作为发射的动力源，环保节能，安全无污染，廉价易获得；通过简单的调整，可以实现钢球以不同速度发射。因此本实用新型特别适合在模拟球磨机内钢球的抛落冲击碰撞实验或相关实验时使用。
附图说明
图1为本实用新型的总体结构示意图；
图2为舵机拨球机构主视图；
图3为舵机拨球机构俯视图；
图4为舵机拨球机构左视图；
图5为舵机拨球机构落球阶段示意图；
图6为舵机拨球机构补球阶段示意图。
1.空气压缩机 2.步进电机 3.曲柄 4.连杆 5.导轨 6.落球板 7.炮筒 8.接触开关 9.停球台 10.舵机 11.拨盘 12.常闭电磁阀 13.气缸 14.常开电磁阀15.橡胶软管 16.减压阀 17.压力表 18.阀门；
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
参考图1-图6，本实用新型是一种气动钢球连续发射系统，包括空气压缩机1、常开电磁阀14、气缸13、常闭电磁阀12、炮筒7、曲柄滑块机构和舵机拨球机构；
空气压缩机1通过常开电磁阀14连接气缸13，为气缸13充气，通过阀门18连接减压阀16，减压阀16和常开电磁阀14之间通过橡胶软管15连接，气缸13的进气口通过外螺纹管接头接常开电磁阀14，气缸13的出气口接常闭电磁阀12，常开电磁阀14用于控制气缸13的充气，常闭电磁阀12用来控制钢球的发射；
曲柄滑块机构用于实现落球板6周期性的向炮筒7给球和后退，舵机拨球机构用于实现钢球周期性地下落。通过舵机10与步进电机2的协调运动，气缸13向左运动过程中，舵机10将停球台12上的钢球推落到落球板6上，同时常开电磁阀14打开，常闭电磁阀12关闭，空气压缩机1给气缸13充气；气缸13向右运动将落球板6上的钢球送入炮筒7，气缸出气口上的接触开关8与炮筒接触被触发，使常开电磁阀14关闭，常闭电磁阀12打开，高压气体进入炮筒7，钢球发射。曲柄3和连杆4带动气缸13向左，被触发的接触开关8复位，常开电磁阀14打开，常闭电磁阀12关闭，空气压缩机1为气缸13充气，不断地重复上述的工作过程，从而实现钢球的连续发射。
曲柄滑块机构包括步进电机2、曲柄3和连杆4，连杆4一端固连在气缸13上，曲柄3一端固连在步进电机2上。曲柄滑块机构带动气缸13在导轨5上左右往复运动。
舵机拨球机构包括拨盘11、舵机10，拨盘11为半圆盘结构，半圆盘圆心和舵机10的输出轴固连，在舵机10带动下拨盘11做逆时针转动(以图1为准定义逆时针)，拨盘11进入停球台9将一个钢球拨落到落球板6；
舵机10与曲柄滑块机构的协调运动，实现在气缸13向左运动即气缸远离炮筒时，拨盘11将钢球拨落到落球板6上；气缸13向右运动即气缸接近炮筒时，拨盘11回退，下一个钢球进入准备落球的位置；
通过舵机10与步进电机2的协调运动，气缸13向左运动过程中，舵机10将停球台12上的钢球推落到落球板6上，同时常开电磁阀14打开，常闭电磁阀12关闭，空气压缩机1给气缸13充气；气缸向右运动将落球板6上的钢球推入炮筒7，气缸出气口上的接触开关8与炮筒接触被触发，使常开电磁阀14关闭，常闭电磁阀12打开，高压气体进入炮筒7，钢球被发射。之后，曲柄3和连杆4带动气缸13向左运动，被触发的接触开关8复位，常开电磁阀4打开，常闭电磁阀8关闭，空气压缩机1为气缸15充气，往复不断地重复上述的工作过程，从而实现钢球的连续发射。
气缸13中的空气压力通过减压阀16调定到一定数值，实现钢球以不同速度发射。
通过控制常闭电磁阀12和常开电磁阀14的开闭来实现钢球的发射以及保证气缸13的密闭。
拨球盘10将一枚钢球推出后，后面的钢球无法进入待发射位置，保证一次只能有一个球落下。
所述的钢球连续发射系统，空气压缩机1通过常开电磁阀14为气缸13充气，通过阀门18连接减压阀16，减压阀16和常开电磁阀14通过橡胶软管15连接，气缸13的进气口通过外螺纹管接头接常闭电磁阀12。
舵机拨球机构运动过程：
(a)初始阶段：由于停球台9内壁的支持力和导槽内壁的约束，钢球会依次排列在落球导槽与停球台组成的通道内，如图3。
(b)落球阶段：考虑到落球时炮筒7和电磁阀的距离限制，落球时刻选择在拨盘11(相当于一个凸轮)回程时，通过单片机给舵机输入一定脉宽的PWM，控制舵机逆时针旋转一定角度，带动拨盘末端由下往上运动，从而将钢球拨出停球台如图5。
(c)补球阶段：当钢球被拨出时，由于停球台9存在微小坡度，在重力作用下，下一个钢球顺停球台9滚至半圆形的拨盘，再通过单片机给舵机输入一定脉宽的PWM使舵机迅速恢复原来角度，钢球落在停球台9的拨球的位置，如图6。
拨盘11将一枚钢球推出后，后面的钢球无法进入待发射位置，保证一次只能有一个钢球落下。
所述的钢球连续发射气动系统，其特征在于，气缸13与炮筒7为可分离的机械连接，通过曲柄滑块机构控制气缸13与炮筒7之间机械连接或断开，气缸13与炮筒7连接时触发接触开关8。
本实用新型的具体动作及原理是：空气压缩机1为气缸13充气，并且可以通过调节减压阀16来改变气缸中空气的压力值，在开始工作之前将多个钢球放入停球台9中，气缸13进气端与炮筒7相接合，启动空气压缩机1，步进电机2，随着步进电机2的转动，气缸13往左运动与炮筒7分开，此时，常闭电磁阀12关闭，常开电磁阀14打开，空气压缩机1为气缸13充气，随着气缸13向左运动，舵机10带动拨盘11将球拨出，钢球落在落球板6上；气缸13向右运动直到进气端与炮筒接合并联通，此时，钢球刚好处在炮筒7的入口处，气缸出气口上的接触开关8与炮筒接触并被触发，使常闭电磁阀12打开，常开电磁阀14关闭，气缸13中的压缩空气会推动炮筒7入口处的钢球在炮筒7内加速运动并发射出去。步进电机2转动带动曲柄3转动，曲柄3带动连杆4，连杆4带动气缸13在导轨5左右移动，当气缸在导轨5上向左运动，接触开关8会复位断开，常闭电磁阀12关闭，常开电磁阀14打开，空气压缩机1为气缸13充气，气缸在随电机的转动下运动到最右端，常闭电磁阀14打开，常开电磁阀12关闭，通过上述过程的反复进行，从而实现了钢球的连续发射。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种气动钢球连续发射系统，其特征在于，包括空气压缩机(1)、常开电磁阀(14)、气缸(13)、常闭电磁阀(12)、炮筒(7)、曲柄滑块机构和舵机拨球机构；曲柄滑块机构包括步进电机(2)、曲柄(3)和连杆(4)，连杆(4)一端固连在气缸(13)上，曲柄(3)一端固连在步进电机(2)上；舵机拨球机构包括拨盘(11)、舵机(10)，拨盘(11)为半圆盘结构，拨盘(11)的圆心和舵机(10)的输出轴固连。
2.根据权利要求1所述的气动钢球连续发射系统，其特征在于，空气压缩机(1)出气口连接阀门(18)，阀门(18)连接减压阀(16)，减压阀(16)和常开电磁阀(14)之间通过橡胶软管(15)连接，气缸(13)的进气口通过外螺纹管接头接常开电磁阀(14)，气缸(13)的出气口接常闭电磁阀(12)。
3.根据权利要求1所述的气动钢球连续发射系统，其特征在于，气缸(13)、常开电磁阀(14)及常闭电磁阀(12)连接构成整体，气缸(13)安装在导轨(5)上。
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| CN108801813A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-13 | 兰州理工大学 | 单点连续冲击试验装置 |
| CN110702566A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-17 | 中国石油大学(华东) | 一种电磁式颗粒发射装置 |
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| CN110702566A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-17 | 中国石油大学(华东) | 一种电磁式颗粒发射装置 |
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