1998年科技开发重点项目（合同编号：桂科新9810001）作者负责TF-1350全自动离心机气动系统的设计与调试工作。现结合该离心机的生产工况，工艺及动作要求，可靠性、安全性、经济性等因素，介绍其气动系统回路设计，元器件的选择等方面的一些特点。

　　2TF-1350全自动离心机的生产循环和动作特点驱动，可逆变直流无级调速的形式。PLC接受现场主令信号和速度检测单元、位置传感器等送来的信号，经逻辑判断，然后按编制好的工艺程序发出指令，控制电机的转速及各执行器，实现全自动循环操作。为机器的典型速度运行图。

　　由可见在不同时间段电机达到不同的工艺速1）t0~t2，系统起动，电机转速加速到自动循环的低速度即卸料速度50r/min，正常连续循环后如t0~t1段的起动过程不再重复。

　　170r/min，并在t3~t4阶段由气缸驱动进料门启闭完成进料动作。进料门气缸要求能在其行程的任意位置（通过调节传感器位置来实现）停留，以控制进料门的开度而达到控制进料速度的目的。此时，气缸驱动防滴门置于开启状态，进料量探测器由气缸驱动置于测量位置，料满后置于复位位置。蜜水分离机构由气缸置位为“原蜜”收集状态（离心机在完成生产循环过程中有2种不同含糖量的蜜汁需要收集水洗前分离出的为较高含糖量的原蜜，蜜水分离机构由气缸置位为蜜。蜜水分离机构置位于“洗蜜”收集状态）。

　　~t6阶段完成水洗动作，此时蜜水分离机构由气缸置位变为“洗蜜”收集状态。

　　4）t6~t8，水洗完成后，电机转速加速到分离速度1200r/min.此时，气缸驱动防滴门置于关闭状态，防止白砂糖的色值因蜜水滴漏而超标。

　　作后，减速到卸料速度50r/min.在50r/min转速下士，主要从事液压，气动方面的科研和教学工作。

　　液压与气动由气缸驱动完成卸糖动作：卸糖罩提升，露出卸糖口，卸糖铲转动，径向切刃沿筛篮径向铲糖，卸糖铲转动到位后停留2s左右（以保证径向铲糖能铲完整个圆周）下行，由轴向切刃铲糖。卸糖完毕后，卸糖铲上行，转出，卸糖罩放下而实现卸糖机构复位。蜜水分离机构亦复位“原蜜”状态，机器进入下一个循环。

　　由于TF-1350全自动离心机采用可逆变直流无级调速的拖动形式，速度控制特性好，正常循环时无需机械刹车因此气缸驱动的机械刹车系统仅在异常情况时动作。

　　3气动系统的设计及特点系统中气缸动作逻辑关系可由软件完成，气动系统设计力求简单、可靠而实用。为保证机器的安全性能，在进行气动系统回路设计、元器件选择方面结合机器的生产工况，工艺特点进行了优化。为TF-1350全自动离心机气动系统的原理图。

　　该气动系统回路及元器件的特点主要是：1）每个由气缸驱动的机构动作的起止位置安装有接近开关，PLC根据这些接近开关的信号来监控机构的位置及动作的完成情况。

　　2）供气口安装了气压传感器、单向阀和蓄气罐，机器在供气中断或压力不足时，电控系统根据压力传感器发出的信号令机器复位，蓄气罐内的压缩空气能保证机器完成必要的复位循环或复位动作，避免出现漏糖、糖膏滞留等具有破坏性的情况。

　　3）防滴门气缸、进料门气缸、进料探测器气缸、卸糖阀气缸、糖铲转动气缸、蜜水分离气缸、刹车气缸等均采用常用的排气节流调速。而卸糖铲升降气缸则采用进气节流调速，主要是考虑到卸糖时的动作特点：首先，卸糖铲转动，转动到位后停留2s然后卸糖铲下行，如果采用排气节流调速，因节流阀节流关系建立的滞后性，气缸下行时会出现在开始一小段行程有快速前冲的现象，导致卸糖不干净（卸糖铲仅切出一条螺旋槽）。采用进气节流调速则能可靠控制糖铲开始下行时的运动速度。同时，铲升降气缸的控制阀V7的供气取自卸糖罩控制阀V5的输出口，从气动方面保证了仅在卸糖罩开启后卸糖铲升降才能动作。

　　1.气源2压力传感器3.单向阀4蓄气罐5分水器6气源调节装置7油雾器V1-V6二位五通阀V7，V8三位五通阀T1-T16单向节流阀TF-1350离心机气动系统原理）气动元件的选用充分考虑了制糖工艺过程中糖膏腐蚀性强的特点，所有气缸选用铝合金型，所有气阀均采用金属密封型。对于仅有2个动作状态的机构（蜜水分离，防滴门，进料探测，刹车，铲转动，卸糖罩），为减少PLC输出点数，其气缸的控制阀采用弹簧复位、单电磁铁的2位气阀。而进料及糖铲升降机构，由于要求机构能在行程的任意位置停留，因此选用双电磁铁、中位封闭式的三位气阀。气阀选用日本SMC公司VFS系列产品，采用板式结构，全部安装在同一汇流板上，简洁、可靠。

　　4结束语TF-1350全自动离心机研制获得了成功，在某糖厂进行两个榨季生产（测试）运行。其气动系统的运行灵活可靠故障率低，实践证明该气动系统设计是成功的。□