基于PLC的噴砂室刮板回收系統設計

欒先玉， 劉宏楠

（遼寧裝備制造職業技術學院a.實習實訓中心；b.機械工程學院，沈陽110164）

0 引言

隨著我國裝備制造業的不斷發展，噴砂室已在表面處理領域得到了廣泛普及。丸料回收系統作為噴砂室的重要組成部分，起到舉足輕重的作用。

現在我國普遍使用氣力式回收系統［1］與機械式回收系統［2－3］，本文介紹一種新型的丸料回收系統——刮板式回收系統。該系統與傳統的回收系統相比具有以下優點：1）不易積砂，不磨料，回收效率高；2）地基施工量小，采用壓縮空氣，節省成本；3）結構簡單，維修方便。

為實現該系統的功能，并達到高度自動化，引入了PLC的信號控制，可節省勞動力，提高效率。

1 機械系統設計

刮板式回收系統的機械系統（見圖1）主要由縱向刮板、橫向刮板、氣缸、平車軌道、料斗等組成。矩形刮板是由等距連接的橫向刮板以及結構連接桿組成。橫向刮板在氣缸的推動下往復運動，將落入矩形刮板內的丸料推到縱向刮板內，縱向刮板安裝在橫向刮板的下方，在氣缸的推動下將丸料推到料斗中，再由提升裝置將料斗內的丸料提升到儲料倉中循環利用。本系統設有平板車軌道，方便平板車出入噴砂室。

矩形刮板系統的關鍵部分為刮板（見圖2），刮板系統由刮板、圓軸、刮板框架、連接螺栓、刮板擋板等組成。刮板具有單向翻轉、反向刮砂功能，使丸料向指定的方向輸送。刮板1被連接螺栓4連接在圓軸2上，當矩形刮板向右運動時，使刮板1在地面丸料反作用力的作用下繞圓軸2旋轉。當矩形刮板向左運動時，刮板受自身重力下墜（如圖2所示），刮板擋板5阻止刮板旋轉，刮板將地面上的丸料推向下一級刮板。

圖1 平面布置圖

為了使橫向刮板中的丸料推向縱向刮板中，橫向刮板兩端的刮板安裝方向要相反。刮板的間距需小于氣缸的行程，這樣才能將地面上的丸料一級一級地推到指定的位置。

矩形刮板在氣缸的推動下可往復運動，故刮板框架的兩端安裝了數個十字交叉的軸承，分別起承載矩形刮板的重量與導向的作用。如圖3所示，該部分是由導向軸承、槽鋼、角鋼、承重軸承、刮板等組成。兩個軸承均有雙密封環，對軸承起保護作用；軸承軸焊接在固定于側壁的槽鋼上，槽鋼與地面有一定的距離，可以防止丸料堆積在軸承附近，延長軸承的使用壽命及減小運動的阻力。

1.刮板2.圓軸3.刮板框架4.連接螺栓5.刮板擋板6.地面鐵板

2 氣動系統設計

每個矩形刮板由1個氣缸驅動，氣缸的型號規格可根據噴砂量及壓縮空氣的壓強進行計算選取，氣缸的行程要與刮板的間隔相匹配。每個氣缸由一個中壓式三位五通雙向電磁閥控制，用戶可根據需求在電磁閥與氣缸之間安裝手動調速閥，調節刮板移動的速度、頻率。電磁閥由PLC進行控制，獨立工作，無相互干擾，氣缸兩端各設有一個接近開關，控制氣缸的行程。氣動系統原理如圖4所示。

1.導向軸承2.槽鋼3.角鋼4.承重軸承5.刮板

圖4 氣動原理圖

3 電氣系統設計

3.1 可編程控制器選型

根據系統所需的輸入輸出點，采用三菱FX1S-20MR型PLC，該產品價格低廉，功能強大，在解決用戶工業自動化問題時，具有很強的適用性。PLC的I/O分配表如表1，其外部接線圖如圖5所示。

表1 PLC的I/O分配表

圖5 電氣控制原理圖

圖6 PLC工作流程圖

3.2 PLC程序設計

PLC是控制系統的核心。該程序設計是根據自動線的控制要求和I/O點的各種信號，依據I/O變量的邏輯關系，編制PLC的控制程序。根據工作需要，本程序的工作過程為自動運行，4個氣缸初始狀態為同時伸出，氣缸通過接近開關進行換向，并獨立互不影響工作。自動運行功能工作流程如圖6所示。該流程圖說明，系統得電啟動，通過氣缸伸縮及刮板運動，將丸料推入料斗；通過氣缸運行時間檢測，分析刮板系統有無超時故障，如無故障，系統將循環運行。

4 結語

該系統結合了我國丸料回收系統的優點，設計了一種效率高、成本低、維修方便的刮板式回收系統，并通過PLC強大的控制能力，實現了刮板的自動運行，可廣泛用于大中型噴砂室。通過實踐應用表明，該系統具有推廣應用價值。

［1］ 王雪芳.氣力式噴砂系統分析［J］.電力機車與城軌車輛，2003，26（2）：30－32.

［2］ 王永利.通過式拋丸清理機在涂裝線中的應用實例［J］.現代涂裝，2013，16（3）：27－33.

［3］ 劉福貴.丸料螺旋輸送機的研制［J］.鐵道機車車輛工人，2001（11）：9－11.