賈攀,劉乾坤,李鵬濤,何文江,申幸衛(wèi),李高峰

(中南鉆石有限公司,河南南陽473264)

超硬材料合成設(shè)備鉸鏈銷軸裝拆裝置的研發(fā)和應(yīng)用①

賈攀,劉乾坤,李鵬濤,何文江,申幸衛(wèi),李高峰

(中南鉆石有限公司,河南南陽473264)

超硬材料合成設(shè)備的安裝修理過程中,鉸鏈銷軸的拆裝作業(yè)十分繁重。通過PLC可編程控制器,研發(fā)一種取代人工裝拆鉸鏈銷軸的裝置,實(shí)現(xiàn)超硬材料合成設(shè)備鉸鏈銷軸拆、裝的機(jī)械自動化。

超硬材料;鉸鏈銷軸;機(jī)械自動化

在超硬材料合成行業(yè)中,超硬材料合成壓機(jī)的工作組件通常由六個鉸鏈梁組件鉸鏈組合而成,每臺超硬材料的合成設(shè)備都需要將六個鉸鏈梁組件裝配到位,并在鉸鏈部位裝上銷軸將其位置固定,然后方能進(jìn)行加壓、加熱合成。在超硬材料合成設(shè)備的維修過程中,鉸鏈銷軸的拆、裝作業(yè)十分繁重。目前,鉸鏈銷軸的拆、裝普遍由人工使用銅棒撞擊,由于鉸梁工作中承受壓力巨大,銷軸與銷孔配合緊密,加之鉸鏈組件加工制造誤差;大型件安裝位置調(diào)整困難,安裝銷孔不易對正;使用過程中鉸鏈銷桿拉傷、變形等原因,造成銷桿拆、裝困難,工人勞動強(qiáng)度特別大,因此拆、裝工作耗時費(fèi)力,占去超硬材料合成設(shè)備維修全部時間的2/3以上,嚴(yán)重影響了超硬材料六面頂壓機(jī)合成的有效生產(chǎn)運(yùn)行,操作工人體力勞動繁重,而且,易發(fā)生安全事故。研發(fā)本產(chǎn)品的目的是提供一種能夠取代人工拆、裝,實(shí)現(xiàn)超硬材料合成設(shè)備鉸鏈銷軸拆、裝機(jī)械化,大幅度提高工作效率,減輕勞動強(qiáng)度、提高安全操作性能的超硬材料合成設(shè)備鉸鏈銷軸拆、裝裝置[1]。

1 超硬材料合成設(shè)備鉸鏈銷軸裝拆裝置的設(shè)計(jì)目標(biāo)

超硬材料合成設(shè)備鉸鏈銷軸裝拆裝置的設(shè)計(jì)目標(biāo)是提供一種提高行業(yè)工作效率;降低勞動強(qiáng)度;提高安全性能的自動化裝置。

2 具體方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本產(chǎn)品采用特殊(專用)操縱機(jī)構(gòu)(如圖1所示)通過快速提升沖錘達(dá)到一定高度,由(專用)離合器突然釋放,通過支架上端的定滑輪和導(dǎo)向裝置,使沖錘沿著指定方向快速滑落,沖錘做自由落體運(yùn)動,由于重力加速度的作用,在沖錘接近銷軸時,勢能轉(zhuǎn)變的巨大動能,撞擊銷軸,實(shí)現(xiàn)超硬材料合成設(shè)備銷軸的拆、裝。(注:在整個拆、裝過程中,有專用的導(dǎo)向裝置保證沖錘與銷軸上下、前后、左右位置對應(yīng))

實(shí)現(xiàn)本產(chǎn)品所采取的具體技術(shù)方案:如圖1、圖2所示,本產(chǎn)品的超硬材料合成設(shè)備鉸鏈銷軸裝拆裝置,包括提升支架、動力機(jī)構(gòu)2和沖錘6。

圖1 控制系統(tǒng)Fig.1 The control system

圖2 動力系統(tǒng)Fig.2 The power system

所述動力機(jī)構(gòu)2通過支撐座14安裝在支架底部,包括依次連接的驅(qū)動電機(jī)10、減速器11、卷繩輪12和與卷繩輪12連接的離合制動機(jī)構(gòu)。

所述驅(qū)動電機(jī)10設(shè)有變頻器15,減速器11,采用擺線針輪減速器,便于調(diào)節(jié)沖錘6的提升速度。通過PLC可編程控制器9,控制離合制動機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)沖錘6的上下運(yùn)動,達(dá)到鉸鏈銷軸的拆、裝效果。

所述卷繩輪12上的鋼繩4繞過所述支架1頂部的定滑輪3與沖錘6連接,在支架1上端設(shè)有接近感應(yīng)開關(guān),通過PLC控制器實(shí)現(xiàn)沖錘6的接近停止操作,防止其超程。

所述支架1底部設(shè)有安裝調(diào)節(jié)長孔,用于將裝拆裝置整體安裝在超硬材料壓力合成設(shè)備的頂部,并通過調(diào)整使沖錘6與鉸接銷軸上下對應(yīng)。

所述支架1上端設(shè)置定滑輪3和導(dǎo)向桿8,定滑輪3用于穿裝鋼繩4,以減少摩擦,鋼繩4帶動沖錘6通過定滑輪3可以快速、輕便滑動,同時可延長鋼繩4的使用壽命。

在支架1上安裝多支點(diǎn)鋼繩導(dǎo)輪1-1以防止錘擊時跳繩散亂,影響沖錘6的提升。沖錘6兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向套7,與所述導(dǎo)向桿8配合。為防止錘擊時跳繩,在卷繩輪12安裝有鋼絲繩罩(圖中未示)。在沖錘6上端設(shè)置活動接頭5,可以防止鋼繩扭勁,便于沖錘6的脫離以及鉸鏈銷軸拆、裝裝置的整體拆、裝。

本產(chǎn)品在使用時,只要將支架1安裝在超硬材料合成設(shè)備的頂部(通過上缸鉸鏈梁的吊裝孔固定支架),并通過安裝調(diào)節(jié)長孔的位置調(diào)整和專用導(dǎo)向裝置,使所述沖錘6與鉸鏈銷軸的上下、前后、左右位置對應(yīng),確保受力集中,通過沖錘自由落體的沖擊力,即可快捷地進(jìn)行鉸鏈銷軸的拆、裝作業(yè)。

該裝置實(shí)現(xiàn)了合成設(shè)備鉸鏈銷軸裝、拆的機(jī)械化,以較為簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)解決了鉸鏈銷軸拆、裝困難的問題,大幅度減輕了勞動強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)效率,而且使用方便快捷,安全可靠,較為理想地滿足了超硬材料大規(guī)模合成生產(chǎn)的需要。

3 應(yīng)用效益與分析

該產(chǎn)品適用于所有超硬材料六面頂壓機(jī)設(shè)備鉸鏈銷軸拆、裝。隨著社會對金剛石產(chǎn)品需求量的增加,超硬材料六面頂壓機(jī)設(shè)備的投產(chǎn)規(guī)模也將不斷擴(kuò)大,該產(chǎn)品必將為超硬材料合成設(shè)備的有效運(yùn)行提供有力的保障。

(1)提高了超硬材料六面頂壓機(jī)設(shè)備維修時的安全操作性能,杜絕了安全事故。

(2)提高了工作效率,每臺有效節(jié)省了設(shè)備維修時間70%,及時保證了合成設(shè)備的正常作業(yè),提高了生產(chǎn)效益。

(3)有效地節(jié)約了人力資源,由原來4個人以上的多人操作減少為單人操作,降低了人工成本。

(4)大幅度地降低了勞動強(qiáng)度,有效改善了勞動條件,實(shí)現(xiàn)了合成設(shè)備鉸鏈銷軸拆、裝的機(jī)械自動化。

[1] 方嘯虎,鄧福銘,鄭日升.現(xiàn)代超硬材料與制品[M].浙江大學(xué)出版社,2011.

[2] 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司.新技術(shù)新工藝[J].新技術(shù)新工藝, 2010.

[3] 鄭州磨料磨具磨削研究所.金剛石與磨料磨具工程[J].金剛石與磨料磨具工程,2013.

Research and application of the device of the hinge pin shaft used for the synthesis of superhard materials

JIA Pan,LIU Qian-kun,LI Peng-tao,HE Wen-jiang,SHEN Xing-wei,LI Gao-feng
(Zhongnan Diamond Co.,Ltd.,Nanyang 473264,China)

The disassembling operations of the hinge pin shaft is rather onerous during the installation and repair process of superhard material synthesis equipment.The device replacing the artificial dismanting hinge pin shaft was developed by PLC programmable controller,to realize the mechanical automation of disassembly and assembly of the hinge pin shaft in superhard material synthesis equipment.

superhard materials;the hinge pin shaft;mechanical automation

TQ164

A

1673-1433(2014)01-0036-03

2014-03-10

賈攀(1961-),男,中南鉆石有限公司研究員級高級工程師,長期從事高溫高壓生長金剛石及相關(guān)材料研究。