简析解决方法QP型气动试验机锁闭机构失控理由及解决策略

论文导读：
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对QP型气动试验机锁闭机构失控原因进行分析，提出了相应的改进措施并介绍了改造后的效果。
Abstract： The paper analyzed the causes of QP pneumatic testing machine locking mechani out of control， proposed corresponding improvement measures， and introduced the effect after tranormation.
关键词： 气动试验机锁闭机构；密封失效；故障解决
Key words： pneumatic testing machine locking mechani；seal failure；troubleshooting
1006-4311（2013）13-0061-02
0 引言
QP型气动试验机是针对一种用于小型机械而设定的新型的机械设备，在其机锁闭机构失控过程中是有很多问题和原因伴随的，我们在测试和解决这些问题的时候，需要做好测量参数、气动力/力矩量值等各个方面的数据统计，同时引荐各种机械电气系统共同搭建起实验测试平台进行有效的系统分析。凡是实验所得到各种数据须经过模拟实验的方式进行有效的测试和衡量。
1 现状
QP型气动试验机可将试验件向空中高速弹出，再利用其它配套测试设备进行模拟测试试验，是一种较为安全可靠且费用低廉的试验设备。由于该机试验件锁闭机构设计存在很大的缺陷，导致在试验过程中，其锁闭机构的高压气缸漏气严重，密封圈寿命极短，保压效果差，试验时，易导致试验件提前失控飞出；还经常出现气缸卡死现象，最终导致该机存在较大的安全隐患，甚至无法使用。对于实验中和使用中这种现象的出现，我们应该寻找模拟实验中的各个环节和测量装置是否存在问题，另外针对气缸出现的漏气问题应该迅速准确的寻找出漏点所在，对于密封材料也是一个非常主要的环节，下面针对引起这些问题的主要原因加以分析总结。
2 原因分析
试验机锁闭机构三爪锁闭气缸密封采用牛皮碗和平板耐油橡胶圈组合密封形式，存在四个方面缺陷。
①牛皮碗属非标制造，制造成本高，弹性较差，且密封性能差。
②与气缸组装时十分困难。不是无法塞入气缸，就是塞入后运动阻力极大。
③故障率高。试验时，经常出现漏气卡死，活塞无法在弹簧作用下自动回位的现象，最终导致试验失败。所以说机械设备的密封性是一个非常重要的机械性能保证，我们在选取所用的材料中应该针对每种设备的具体特性加以选择，而不是忙乱的组装拼凑，各个设备的零部件都是我们应该重点维护和检查的部位。
④密封圈维修更换频繁，费工费时。为了便于安装和运动，以前采用的方法就是用机油将牛皮碗泡软，这样从表面上看，以上的缺点克服了，又产生了新的毛病。由于牛皮碗变软，气缸活塞往复使用中，牛皮碗的圆弧就变成了直角，牛皮碗总高度变矮。出现了如图1：改造前的气缸结构所示的4毫米左右的间隙，易导致橡胶板破裂，严重影响密封效果，导致密封失效。同时，破裂的橡胶板碎片又夹在牛皮碗与气缸内壁之间，导致活塞卡死，运动功能失效。
3 改进措施
3.1 针对原气缸结构，考虑改造周期和成本问题，我们决定只对其核心部分进行改造。改造思路是：利用原气缸、活塞主体也不动，只对活塞上的密封部分进行改造，根据活塞缸内径和活塞原有尺寸，设计专用活塞套，确保改动最少，效果最好。

3.2 密封件的密封形式：

3.2.1 活塞杆与活塞套之间的密封采用双道O型密封圈密封结构。O型密封圈采用国标生产，易于采购。
3.2.2 活塞套与活塞缸之间的密封采用双Yx型密封圈，唇口同时指向高压腔安装方向（参见图2：改造后气缸结构）。该圈的优点是能耐压31.5Pa，适用于中、高压使用环境。当系统加载压缩空气时，Yx型密封圈唇口张开，紧贴气缸内壁密封性能好；压力撤消时，密封圈唇口收缩，减少对气缸内壁的压力，又由于唇口与气缸内壁接触面积小，故往返运动阻力小。Yx型密封圈材料是聚氨脂，其耐油、耐磨损，性能十分良好。Yx型密封圈采用国标生产，易于采购。
3.2.3 组态软件技术的应用 在组态软件出现之前论文导读：工业出版社，2004.路甬祥主编.液压气动技术手册.机械工业出版社，2002.李丁，夏露.基于社会模型的改进粒子群优化算法气动设计.航空学报.陈占军，巴玉龙，王晋军.合成射流控制鼓包分离流动的数值模拟.北京航空航天大学学报.李治涛，韩景龙.间隙非线性气动弹性系统的辨识.航空学报.上一页12
，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现使用户可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。这种系统既提高了系统的成套速度，又保证了系统软件的成熟性和可靠性，同时在原来只有手动功能的基础上，增加了电脑软件监控功能，使用起来方便灵活。
4 改造效果
4.1 通过对该试验机进行改造，使设备的故障率大大降低，该设备锁闭机构部分几乎达到免维护。避免了我公司因此故障导致设备报废，而采购新设备造成的资源浪费。
4.2 该试验机锁闭机构改造也给改造其它类似结构的老式设备提供了思路，让老设备经改造重新焕发青春再利用，从而达到节约降耗的目的。
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