一种折叠式气动提升门的设计

（江苏六维智能装备股份有限公司，江苏 南京 210019）

1 引言

近年来随着人力成本不断增加，加之自动化技术日趋成熟，越来越多企业开始向机械化和自动化靠拢。为了减少仓储用地，减轻劳动强度，加快货物存储速度，便于实现系统的整体优化，提高生产和管理水平，选择智能设备已是必然。折叠式气动提升门（简称提升门）作为设备与设备、人与设备之间的安全纽带，在钣金行业智能仓储系统中得到广泛应用。

2 提升门描述

提升门主要用于钣金行业智能仓储系统中的堆垛机与周边自动化设备的对接中，以实现设备联动、设备与人之间的安全防护功能。

提升门是由气源压力为动力来现实升降的。结构紧凑、占用空间小、整体高度低、提升高度高、跨距大、安全可靠。其穿梭车在电控系统控制下，（可与其它设备进行互锁控制）通过调整气缸上的磁性开关位置来调节提升高度。该提升门在断电断气的情况下，悬停在任意位置而不坠落。

2.1 提升门主要技术指标

提升门的主要技术指标见表1。

2.2 提升门的结构及工作原理

提升门由门网（一）、门网（二）、悬臂支架、立柱、定滑轮组件、横梁、钢丝绳（一）、定滑轮、钢丝绳（二）、导轨、气缸以及气动辅助元件组成，如图1所示。

门网（一）型材焊接而成，两侧装有导向轮，利用导向轮在导轨槽内侧滚动使门网（一）在导轨内平稳运行，门网（一）上方装有动滑轮组。门网（二）两侧也装有导向轮，目的也是使门网（二）在导轨内平稳运行。悬臂支架固定在立柱上。横梁与两根立柱之间使用螺栓连接，横梁上面装有两组定滑轮组。钢丝绳（一）一端提升连接门网（一）一端连接气缸活塞杆，中间经过横梁上的定滑轮。钢丝绳（二）一端提升连接门网（二）一端连接固定在立柱上的悬臂支架，中间经过门网（一）上的动滑轮。

表1 提升门主要技术指标

图1 提升门结构示意图

折叠式气动提升门采用双气缸同步控制，通过调节气缸进出口调速阀来实现双气缸的同步上升及下降，在电气控制下利用电磁换向阀控制上升与下降间的切换。当换向阀左侧通电时，压缩空气进入气缸无杆腔，活塞杆伸出，与钢丝绳（一）连接的门网（一）在向下移动，与钢丝绳（二）连接的门网（二），由于动滑轮特性门网（二）以门网（一）的两倍速度向下移动。如果中途突遇断气断电等情况，门网（一）和门网（二）悬停，不坠落，不下滑。下降到设定位置触发磁性开关CK2和CK4后停止，当换向阀右侧通电时，压缩空气进入气缸有杆腔，活塞杆缩回，门网（一）和门网（二）提升，提升到设定的位置触发CK1和CK4后停止，两扇门折叠合并起来，如图2所示。

2.3 提升门的参数计算

门网（一）：m1=50Kg；

图2 气动控制原理图

门网（二）：m2=50Kg；

气源压力：P=0.6MPa；

门网的提升速度为S=0-20m/min；

提升高度：H=2m；

重力加速度：g=10m/s2

定滑轮半径r1/动滑轮半径r2：r1=3cm，r2=8.2cm；

μ--滚动摩擦系数，取0.05；

η--机械传动效率，取0.9；

由于采用的是双气缸同步工作，所以只需要分析单气缸受力情况：

F=（m1g+m2g+f）（1+μ/r1）（1+μ/r2）/η

=（50·10+50·10+50·10)(1+0.05/3)（1+0.05/8.2）/0.9

=1 705N；

气缸有效行程T计算：

T=H/2=2/2=1m；

根据F=1 705N，T=1m选定合适的气缸。

提升门受力示意图如图3所示。

2.4 提升门特点

（1）折叠式气动提升门结构紧凑、占用空间小、整体高度低、提升高度高、跨距大；

（2）双气缸同步控制，气缸自带缓冲装置，运行平稳、可靠、噪音小；

（3）折叠式气动提升门安全性能高，在断电断气情况下不坠落、不下滑；

图3 提升门受力示意图

（4）采用压缩空气作为动力源既环保又经济；

（5）定位准确：电气控制后通过调整磁性开关的位置，可改变门提升高度；

（6）调速：调节调速阀可改变提升门上升和下降的速度；

（7）安装迅速快捷，操作简单。

3 结束语

折叠式气动提升门是根据滑轮原理演变而来，由于其结构紧凑、跨距大、快速、安全、节能、环保等特点，广泛应用于国家电网数控钣金线与智能物仓储系统中，得到用户的一致好评。