厢式压滤机拉板机械手的设计与改进.pdf

1、过滤与分离 J o u r n a l o f F i l t r a t i o n&S e p a r a t i o n2 0 0 7V o l . 1 7N o 2 1 引言 压滤机作为一种间歇性的过滤设备，用于各种悬 浮液的固液分离； 广泛用于石油、 化工、 染料、 冶金、 医 药、 食品等工艺流程； 也适用于纺织、 印染、 制药、 皮革、 造纸行业的污水处理等各种需进行固液分离的领域。 每年在中国需求量将近有数万台之多。 该设备采用机、 电、 液一体化设计制造； 能实现滤板压紧、 进料过滤、 滤 饼洗涤、 拉板卸料等各道工序。 其中拉板卸料采用人工 手动或自动两种方式依靠重力下落到

2、料槽内（部分机 型配置有曲张、 振打等辅助卸饼装置） 。手动拉板过程 需配置两人同时进行操作， 不仅劳动强度大、 效率低， 而且不适于劳动环境恶劣的场合。为适应压滤机向大 型化、 自动化发展的要求， 配置自动拉板系统的机型必 将是大势所趋。 2 拉板机械手工作原理 自动拉板机构根据其附属的压滤机机型可分为侧 梁间歇拉板型、 悬梁连续拉板型、 一至三次开板的快开 型、 带小气( 油) 缸的异型机械手等几种类型， 本文针对 侧梁间歇拉板型进行论述。 侧梁间歇型拉板机械手， 由 液压马达或力矩电机通过减速装置进行驱动，通过时 间继电器或压力继电器控制、 溢流阀进行过载保护， 由 传动链条带动二侧梁上

3、的左、右机械手同步将滤板逐 一拉开。机械手在主梁前、 后终端位置靠拉板回、 停撞 块组进行限位， 并由行程 （接近） 开关进行位置电气检 测控制。 拉板系统中机械手是核心， 其性能的好坏直接 关系到拉板过程能否顺利实现。纵观国内外厂家研制 的机械手， 犹如百花齐放， 精彩纷呈。笔者就多年来设 计改造、 实际使用过的几种机械手的利弊展开讨论， 以 求剖析问题， 期待进一步改进与提高。 3 机械手的结构、 使用过程中的问题及改进措施 3 . 1普通拉板机械手 该机械手最初通过吸收国外压滤机机械手相关结 构基础上经变形改进设计而成， 结构如图 1 所示。 此机 械手拉板工作时靠停止爪在扭转弹簧牵引拨

4、动下来回 拉板。 具体当机械手去拉板触及滤板手柄右端面时， 停 止爪受压顺时针旋转避开手柄右端面从而通过手柄， 当到达手柄左端面瞬间停止爪在扭簧作用下逆时针转 动在两块滤板手柄空档间隙处复位停止；当达到时间 继电器中设定的拉板进时间后， 传动系统反转， 左、 右 机械手一起同步拉动一块滤板返回压紧板侧；当达到 时间继电器设定的拉板回时间后，机械手进入下一个 拉板循环 （一个循环约 6 秒左右） 。在拉板过程中为配 合人工辅助铲饼需随时控制拉板动作，一般需配置拉 线开关或推拉杆控制起停；另外可配置节流调速阀进 行速度调节。 厢式压滤机拉板机械手的设计与改进 周志根 （杭州兴源过滤机有限公司， 浙

5、江 杭州 3 1 1 1 1 3 ） 摘要： 介绍了厢式压滤机目前常用的几种拉板机械手的结构， 说明了其存在的问题， 提出了设计、 改进方案， 取得了良好效果。 关键词： 压滤机； 拉板机械手； 设计； 改进 中图分类号：T Q 0 5 1 . 8 + 5文献标识码： B文章编号： 1 0 0 5 - 8 2 6 5 ( 2 0 0 7 ) 0 2 - 0 0 4 2 - 0 3 收稿日期：2 0 0 7 - 0 3 - 2 0 作者简介：周志根（ 1 9 7 2 . ） ， 男， 工程师， 联系电话： 0 5 7 1 - 8 8 7 7 8 1 4 1 . 图 1 普通拉板机械手结构简图 1

6、 . 拨杆 2 . 限位块 3 . 拉板座 4 . 停止爪 5 . 中间摆杆6 . 移动爪7 . 中间销 8 . 轴用弹性挡圈 9 . 滚轮 1 0 . 连接块 1 1 . 柱销 1 2 . 拉板扭转弹簧 1 3 . 销轴 4 2 过滤与分离 J o u r n a l o f F i l t r a t i o n &S e p a r a t i o n2 0 0 7 V o l . 1 7 N o . 2 此机械手虽然推广较早，但在使用过程出现较多 问题。 首先， 因机械手靠滚轮在 T 形限位链槽内横向移 动拉板，但由于某些松散物料的滤饼在拉板过程中从 主梁手柄上侧溅入链槽内， 容易污染

7、链条， 造成链传动 润滑不良， 影响链条使用寿命。其次， 机械手上的扭簧 在频繁拉板状态下经常出现端部扭臂处因疲劳而发生 断裂现象。后查原因：一方面为追求美观防止生锈腐 蚀， 弹簧采用 Y B不锈钢丝制作， 但不锈钢丝的许用弯 曲应力、 弹性模量等低于同类碳素弹簧或琴钢丝； 另一 方面， 扭簧因安装空间限制造成其设计外径偏小、 有效 圈数偏少。 在同等工作扭矩及变形角内， 极易在承受扭 矩后抱紧导杆销轴而断裂。 针对上述情况， 为改善断裂处 弹簧钢丝的弯曲性能， 采用变径设计把端部扭臂处 1 2 圈外径加大， 经过多次试验及实际使用， 效果较佳。 3 . 2防护式拉板机械手 为克服普通机械手在

8、实际使用过程中定位链槽中 易积料液及拉板扭簧易断裂等多种弊端， 在参考、 吸收 国外先进结构基础上， 研发设计了防护式拉板机械手， 结构如图 2 所示。该机械手在拉板工作时靠拉板手在 限位挡销和拉伸弹簧共同作用下来回拉板。具体当机 械手去拉板触及滤板手柄右端面时，拉板手受压顺时 针旋转避开手柄右端面从而通过手柄，当到达手柄左 端面时， 拉板手在拉伸弹簧作用下逆时针旋转， 在两块 滤板手柄间隙处复位暂停。当达到拉板进设定时间值 后，左右机械手协同拉动一块滤板返回压紧板侧后暂 停； 当达到拉板回设定时间值后， 机械手再次起动进入 下一个拉板过程。 直至拉完最后一块滤板后， 拉板手触 及止推板侧撞杆

9、而顺时针转动到一定角度后被拨爪钩 住后返回； 当回退到油缸座位置时， 拨爪被两侧的撞板 触发后脱钩， 并在橡胶扭簧作用下复位。 与上一机械手相比， 不仅结构简单， 性能可靠， 有 利于延长弹簧使用寿命； 而且安装、 更换受损弹簧简易 快捷。 拉板手采用拇指圆弧状仿生形设计， 在拉板时具 备强制开板功能，特别适合于滤饼较粘物料的拉板卸 饼。 防护式机械手一改以往传统的开式定位链槽结构， 上下链槽均采用矩形方管。滚轮座在上链槽底部开有 一字槽的方管内部移动， 下链槽则全封闭， 从而使链条 在一个相对封闭的腔室内传动， 不易受外界灰尘、 杂物 的污染， 可得到良好的润滑； 尤其不必再采用价格较贵 的

10、不锈钢链条， 可大大降低制造成本； 另外链条采用倍 速链设计， 既可保证在一字槽中的定位， 又可降低传动 摩擦力；加上在上导座与方管接触滑移部位衬贴尼龙 与不锈钢板， 更进一步减小了摩擦力。 起初拉板手、顶块与联接销轴之间采用轴用弹性 挡圈进行轴向定位。 但在现场实际使用过程中， 因弹性 挡圈较小、 卡槽浅， 随着各部件之间的磨损与松动， 弹 性挡圈极易松脱酿成故障。 后改用轴端挡圈， 组合用螺 栓与销钉进行紧固与定位， 小小问题迎刃而解。 另外连 接在拨爪上的橡胶扭簧开始因设计硬度不够与撞杆相 碰挂上钩后， 在拉板回的过程中极易发生脱钩现象。 后 来通过改变橡胶材质增加扭簧硬度、增大外径和减

11、小 其长度来增加弹簧刚度等多种措施得以解决。但因橡 胶弹簧使用的是粘 - 弹性材料， 力学性能比较复杂， 设 计时难以精确计算，随着橡胶蠕变量的逐渐增加及老 化， 可靠性会逐渐降低。 3 . 3 简易型拉板机械手 上述二种机械手分别配置了扭转弹簧及拉伸弹 簧，那么有没有一种机械手不用上述弹簧而改用压缩 弹簧呢？通过搜集资料及对现有二种机械手拉板动作 的深度分析后，最终构思并设计出了新的变种简易 型拉板机械手。 简易型拉板机械手不但结构简单， 制造 安装也十分方便； 特别当弹簧损坏需更换时非常简便， 具体结构如图 3 所示。 拉板工作时， 拉板块在复位压缩 弹簧配合、 共同作用下来回拉板。具体过

12、程为： 拉板时 挡块首先将松开的滤板推向止推板侧未拉开的滤板， 拉板块受压顺时针旋转避开手柄右端面从而通过手 柄，当到达手柄左端面时拉板块在压缩弹簧作用下逆 时针在两块滤板手柄空档间隙处复位而停止，然后通 过电控所设定的程序来实现往复拉板过程。当拉完最 后一块滤板后，止推板侧拉板回撞块将定位销通过定 位销压缩弹簧滑入拉板块尾部定位键形孔内， 实现定、 复位后返回油缸座侧； 当返回到油缸座侧时， 通过梁上 的拉板停撞块使横销受力，从而将定位销从拉板块的 键形孔中拨出迫使拉板块复位。 在简易型拉板机械手工作过程中，定位销与拉板 图 2 防护拉板机械手结构简图 1 . 拨爪 2 . 限位挡销 3 .

13、 联接转轴 4 . 拉板手 5 . 上导座 6 . 拉伸弹簧7 . 顶块8 . 中间销 9 . 橡胶扭簧 1 0 . 滚轮座 1 1 . 滚轮 1 2 . 滚轮轴 1 3 . 上链槽 4 3 过滤与分离 J o u r n a l o f F i l t r a t i o n&S e p a r a t i o n2 0 0 7V o l . 1 7N o 2 D e v e l o p me n t a n dD e s i g no f t h e B L Z G 3 8A u t o ma t i c V e r t i c a l P r e s s u r e F i l t e

14、r H EJ u n ( E q u i p m e n t R e s e a r c hI n s t i t u t e o f J i n c h u a nG r o u pL t d , J i n c h a n g 7 3 7 1 0 2 , C h i n a ) A b s t r a c t :A c c o r d i n gt ot h ed e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no ft h ev e r t i c a lp r e s s u r ef i l t e ri nC h i n aa n da b

15、 r o a d , t h es t r u c t u r e , t h em a i n t e c h n o l o g i c a l p a r a m e t e r , o p e r a t i o np r i n c i p l ea n dp r o c e s s , k e yt e c h n o l o g yd e s i g na n dd e s i g nc h a r a c t e r o f t h eB L Z G 3 8a u t o m a t i cp r e s s u r e f i l t e r a r ei n t r o d

16、 u c e d . T h ea p p l i c a t i o nf i e l do f t h eB L Z G 3 8a u t o m a t i cp r e s s u r ef i l t e r i s w i d e . I t c a nb ew i d e l yp u t o nt h em a r k e t a san e w p r o d u c t . K e yw o r d s : v e r t i c a l ； h y d r a u l i c p r e s s u r e f i l t e r ； d e v e l o p m e

17、n t a n dd e s i g n 图 3 简易型拉板机械手结构简图 1 . 定位销座 2 . 定位销压缩弹簧 3 . 定销 4 . 拉板块 5 . 复位压缩弹簧 6 . 导杆螺钉 7 . 拉板座 8 . 挡块 9 . 销轴 1 0 . 滚轮 1 1 . 连接块 1 2 . 横销 1 3 . 滚轮轴 块之间的插、 拨销动作是关键； 定位与复位压缩弹簧的 刚度与压缩稳定性是灵魂。 第一次使用时， 因挡块长度 设计过短， 导致拉板时容易往回带板， 后增加了挡块长 度才解决问题。 为保持压缩稳定性， 导杆螺钉的长度应 合适， 其头部结构应带螺纹使之上下高度可调； 为使复 位压缩弹簧的刚度不致过

18、大及在拉板过程中保持有合 适的压缩变形量， 设计时应合理控制弹簧外径， 选择较 细的优质碳素弹簧钢丝，最好经喷丸表面处理以提高 强度。 3 . 4 对比分析 表 1 是对三种拉板机械手性能等方面分析。 4 结束语 通过对以上三种拉板机械手的结构原理、动作过 程的分析对比，以及多年来在实际使用过程中的不断 改进与提高， 性能日臻完善； 从反馈的信息来看， 不仅 得到了众多用户的认可， 而且在竞争中赢得了市场； 同 时为开发新一代的机械手理清了思路。 责任编辑： 邵耀亮 （0 7 9 1 - 3 7 0 8 0 5 9 ） 表 1三种拉板机械手对比分析表 类别 普通拉板 机械手 防护拉板 机械手

19、简易拉板 机械手 结构性 防护性能 使用故障率 选用弹簧类型 安全 &维护 性能 拉板过程中 是否带板 适用压滤机 类型 制造成本 复杂 差 高 扭转弹簧 差 否 小、 中、 大型 高 较简单 好 一般 拉伸弹簧与 扭簧组合 一般 有时 中、 大型 一般 简单 一般 低 压缩弹簧 好 有时 中、 大型 低 D e s i g na n dI mp r o v e me n t o f Ma n i p u l a t o r o f C h a mb e r F i l t e r P r e s s Z H O UZ h i - g e n g ( H a n g z h o u X i n

20、 g y u a n F i l t e r P r e s s C o . , L t d . ， H a n g z h o u 3 1 1 1 1 3 , C h i n a ) A b s t r a c t : T h e s t r u c t u r e s o f t h r e em a n i p u l a t o r s f o r a u t o m a t i cp u l l i n gp l a t ea r ei n t r o d u c e di nt h i s p a p e r a n dt h e i r d e f i c i e n c i e

21、 s a r ep r e s e n t e d . S o m e s o l u t i o n s t o s o l v e t h e e x i s t i n g p r o b l e m s a r e p u t f o r w a r d , a n dg o o dr e s u l t s h a v e b e e no n t a i n e d . K e yw o r d s : c h a m b e r f i l t e r p r e s s ； m a n i p u l a t o r o f a u t o m a t i c p u l l i n g p l a t e ； d e s i g n ； r e c o n s t r u c t i o n ! （ 上接第 4 1 页） 4 4