ZGC型振动输送机活门加装自锁联控装置

张胜利，焦 冉，张世强，赵明辉

（河南中烟工业有限责任公司洛阳卷烟厂，河南洛阳 471000）

ZGC型振动输送机活门加装自锁联控装置

张胜利，焦 冉，张世强，赵明辉

（河南中烟工业有限责任公司洛阳卷烟厂，河南洛阳 471000）

ZGC振动输送机活门加装自锁联控装置，当操作工踩踏此位置后，活门的开启缝隙由改进前的52 mm减小为2 mm左右，杜绝安全事件，提升现场操作人员的安全保障系数。

振动输送机；活门；脚踏开启；自锁装置

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.51

1 问题

ZGC型爬坡振动输送机侧板、槽底为不锈钢材料，形状为波纹结构，烟油、烟沫和烟土粘结在振槽底部，操作工日常清理、保养需要在振动输送机上进行。振动输送机与水平面有20°的倾角，支撑高度450～1900 mm。为保证保养效果，操作工由振动输送机高处倒退着用拖把进行清理，当脚踩踏在振动输送机活门时（图1），活门受到人体重力负荷的作用极易开启，容易夹伤腿脚，造成人身伤害。

图1 操作者作业位置

2 原因分析

（1）工作原理（图2）。ZGC型振动输送机是偏心连杆平衡式振动输送机，主要用于输送烟丝、烟叶、烟梗、叶片等物料。工作时，由电机通过皮带轮上的V形带带动偏心轴转动，偏心轴带动连杆运动，推动平衡体运动，平衡体通过摇杆组件带动槽体与平衡体做同步反向简谐振动，物料在槽体内沿输送方向作连续抛掷运动，物料向前移动，实现输送目的。

图2 ZGC型振动输送机传动原理示意

（2）过程分析。ZGC型振动输送机活门的开闭形式为翻转式，采用手动控制。手动换向阀改变气路，气缸驱动活门关闭/打开，给相应工序定点供料或排出不合格物料。当需排出不合格物料时，活门由手动换向阀控制气缸动作，通过压缩空气实现活门的快速开启；当不合格物料排完，合格物料通过时，快速关闭活门，合格物料正常通过，输送机气动原理见图3。

图3 ZGC型振动输送机气动原理

日常生产结束后，操作工倒退着清扫振槽底部烟垢，当脚踩踏活门时，由于人脚的长度小于活门宽度(活门的宽度270 mm，成年人的脚长约250 mm)，活门开启产生缝隙，操作工脚易被卡在其中，造成夹伤或擦伤事故。

（3）受力分析。输送机所用活门驱动气缸缸径40 mm，气源控制压力 0.3 M～0.5 MPa，查表得知气缸输出力为377～628 N，活门处受力分析见图4。

图4 活门处受力示意

如图4所示，重力G可分解为平行于斜面的力F1和垂直于斜面的力F2。当脚踩踏到活门时，活门受到重力负荷开启。以操作工体重75 kg为例做实验（查资料可知，一个体重为75 kg的成年人,产生的重力约为735 N）。根据物理学原理，如果物体静止不动，根据平衡条件可知，物体受到的摩擦力f=F1≈249.9 N，摩擦力等同于下滑力；F2≈690.9 N＞气缸输出力。采用推力测试仪现场测试，当活门受到300 N左右的负荷时就会开启。因此当操作人员踩踏活门时，活门开启。

3 改进措施

3.1 改进方案

（1）改造现有活门控制装置，加大支撑能力。改造部位多、较复杂且成本高。

（2）不改变现有活门控制装置，增加手动插销。操作工容易遗忘，开启、关闭不方便。

（3）不改变现有活门控制装置，增加一套活门联控自锁装置。通过改进，实现自动联锁联控。

通过对3个方案的优缺点进行比较，选择方案3，在不改变原有活门装置的前提下，增加一套活门自锁联控装置。

3.2 改进内容

（1）确定自锁装置安装位置。振动输送机槽底下方有4根 30 mm×30 mm甲字形排列的角钢，用于支撑和加固槽底，活门下方25 mm×25 mm角钢用于支撑活门。活门关闭后，下方没有其他装置，两支撑角钢间距为50 mm，可以将自锁装置安装于振动输送机槽底。

图5 自锁装置

（2）自锁装置（图5）。根据现场测量数据，选自锁气缸缸径25 mm，长100 mm；为避免自锁装置运动时与槽底支撑角钢发生碰撞，支撑杆支架制作成V形，可有效形成自锁支撑；滑座架长100 mm；2根平行的支撑杆长240 mm，直径12 mm，所用的材料为不锈钢。在平衡体加装相同重量的配重，消除简谐振动的不平衡。

（3）自锁气缸支架。利用30 mm的支撑角钢作为固定自锁气缸的支架，根据自锁装置的相关尺寸加工出支撑角钢的伸出孔，并在活门的 25 mm支撑角钢上加工支撑孔，同时保证在一个平面上做直线伸缩运动，使自锁装置对活门形成两点支撑（图6）。

图6 自锁装置工作示意图

（4）自锁装置气控系统改进。改造前，压缩空气管路只控制振动输送机活门的开启和关闭。加装活门自锁装置后，为实现活门关闭时，自锁装置处于自锁状态，活门开启排料时，自锁装置处于释放状态。对压缩空气管路进行改进，加装2个Φ8 mm三通接头，将原来的2路输出扩充为4路输出，并在其中的两条管路上加装2个控制速度的节流阀，用于调节、控制自锁气缸与活门气缸的工作次序，保证活门气缸到位后，自锁气缸快速到位自锁，改进后自锁控制气动原理见图7。

图7 改进后自锁控制气动原理图

（5）自锁装置工作过程。如图7所示，当压缩空气进入自锁气缸无杆腔，活塞向右运动，带动活塞杆将V形装置推出，经固定在振槽上滑座的导向，穿过槽底角钢的2个依托孔，2根平行支撑杆插入活门开口下端；当压缩空气从自锁气缸有杆腔进入，活塞向左运动，带动活塞杆缩回，V形装置退出，活门正常打开。

（6）实验验证。加装自锁装置后，对2个体重75 kg的操作工分别进行了5次实验，活门开启缝隙均值分别为2.06 mm和2.04 mm。

4 改进效果

在振动输送机活门处加装自锁联控装置，当操作工踩踏此位置后，活门的开启缝隙宽由原来的52 mm降低为2 mm。杜绝安全事件，提升了现场操作人员的安全保障系数。

［1］孙涛.液压与气动技术［M］.长沙：中南大学出版社，2010.

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〔编辑 李 波〕