陳 庚,吳修文,趙金星,吳孝紅

(驚天智能裝備股份有限公司,安徽 馬鞍山 243000)

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銷軸拆除機(jī)器人在六面頂壓機(jī)上的應(yīng)用

陳 庚,吳修文,趙金星,吳孝紅

(驚天智能裝備股份有限公司,安徽 馬鞍山 243000)

針對六面頂壓機(jī)鉸鏈梁銷軸安裝拆解過程中存在的難拆解問題，通過對銷軸連接工藝進(jìn)行研究，設(shè)計了一種銷軸拆除機(jī)器人設(shè)備，實現(xiàn)了六面頂壓機(jī)鉸鏈梁銷軸拆除的機(jī)械化。該機(jī)器人樣機(jī)經(jīng)客戶試驗，滿足使用要求，性能可靠，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，為該產(chǎn)品在金剛石行業(yè)的應(yīng)用和普及提供了一定的參考。

銷軸拆除機(jī)器人；六面頂壓機(jī)；銷軸拆除；金剛石

六面頂壓機(jī)是我國金剛石材料合成的最主要設(shè)備，具有簡單易操作，工程師培訓(xùn)周期短，設(shè)備制作耗費低，運行投資少的優(yōu)點，適合大規(guī)模生產(chǎn)超硬材料。六面頂壓機(jī)的工作組件通常由六個鉸鏈梁組件組合而成，鉸鏈梁之間通過銷軸固定，每臺六面頂壓機(jī)有12根銷軸，銷軸與銷軸孔配合緊密，間隙為0.08mm～0.10mm，由于鉸鏈梁在工作中承受壓力較大，有的銷軸表面甚至出現(xiàn)拉傷變形等情況，在設(shè)備的安裝和維修過程中，鉸鏈銷軸的拆、裝作業(yè)十分繁重[1-5]。

目前，六面頂壓機(jī)的鉸鏈銷軸的拆解普遍采用榔頭打擊、撞鐘式等人工拆解方式，勞動強(qiáng)度大，安全隱患較為突出，每臺六面頂壓機(jī)的12根銷軸的拆解需要5～6人約兩天的時間，拆解工作效率低下，費時費力，嚴(yán)重影響生產(chǎn)成本。本文設(shè)計了一種銷軸拆除機(jī)器人裝置，能夠取代人工拆解的方式，進(jìn)而實現(xiàn)六面頂壓機(jī)鉸鏈銷軸拆解機(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。

1　技術(shù)性能及特點

1.1性能參數(shù)

整車重量(kg)：345

沖擊能量(J)：900～1500

沖擊頻率(次/min)：≤125

沖擊桿直徑(mm)：Φ56～Φ85

拆解建議直徑(mm)：≥Φ180

電機(jī)型號：M2QA180L

功 率(kw)： 22

轉(zhuǎn) 速(r/min)：1470

電 流(A)： 42

啟動裝置：Y-△啟動

系統(tǒng)最大工作壓力(MPa)：20

液壓油箱容積(L)：100

液壓泵：負(fù)載敏感控制變量軸向柱塞泵

輸出流量(L/min)： 0～100

1.2 性能特點

(1)動力系統(tǒng)采用電動機(jī)驅(qū)動，無有害氣體排放，液壓系統(tǒng)采用負(fù)載敏感控制方式，系統(tǒng)發(fā)熱?。?/p>

(2)動力系統(tǒng)載體使用輪式載體，能夠輕松隨沖體移動，操作方式使用人性化的手柄設(shè)計，通過人手的握緊和松開控制沖體的打擊和停止，操作簡單，成本低；

(3)使用銷軸沖輪式機(jī)架，將沖體放置其上，能夠拆除一些行車無法吊取位置的銷軸；

(4)機(jī)器人擁有水平吊具和豎直吊具，外加導(dǎo)向套的輔助作用，能夠順利地拆除水平和豎直銷軸；

(5)整機(jī)裝備經(jīng)濟(jì)實用、設(shè)計精巧、質(zhì)量可靠、維護(hù)保養(yǎng)簡單；工作和運行成本低，操作環(huán)境舒適，勞動強(qiáng)度低；

(6)整機(jī)還專門配備了銷軸筐，防止銷軸在最后拆除時彈出而造成人員和銷軸、六面頂壓機(jī)管路的損傷，安全可靠。

2　機(jī)械結(jié)構(gòu)

銷軸拆除機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)主要包括兩部分：泵站裝置、銷軸沖裝置和機(jī)架裝置，結(jié)構(gòu)裝置如圖1所示。

2.1泵站裝置

泵站裝置主要由電器箱、手柄、流量調(diào)節(jié)閥組、空濾、磁棒、回油濾油器、油箱、油冷器、液壓泵、車架、萬向輪、過濾器和電機(jī)組成，結(jié)構(gòu)如圖2所示；泵站裝置為整個設(shè)備提供液壓源動力，由電機(jī)帶動泵站工作，提供給銷軸沖液壓油，泵站的開關(guān)是通過電器箱來控制的。

圖2　泵站裝置結(jié)構(gòu)圖Fig.2　the structure chart of pump station device1.電器箱　2.手柄　3.流量調(diào)節(jié)閥組　4.空濾　5.磁棒　6.回油濾油器　7.油箱　8.冷卻器　9.液壓泵　10.車架　11.萬向輪　12.高壓濾油器　13.電機(jī)

2.2銷軸沖裝置

銷軸沖裝置主要用于銷軸的拆除，由操作機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、沖體、側(cè)減震墊、殼體、控制桿、尼龍?zhí)?、輔助手柄、釬桿銷、空氣彈簧、缸體后蓋、缸體、活塞桿、換向閥、釬桿座、釬桿、護(hù)罩、蓄能器、水平打擊吊鉤、釬桿套、前減震墊等組成，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。操作機(jī)構(gòu)為整機(jī)的輔助部件，其主要作用是控制整機(jī)油路進(jìn)出的開關(guān)，操作手柄主要是供操作人通過手握來控制整機(jī)的方向以及對拆除對象的校準(zhǔn)；沖體為整機(jī)的核心部件，為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要完成能量的轉(zhuǎn)換和輸出；側(cè)減震墊主要是控制沖體左右晃動的幅度，起緩沖定位的效果；操作桿負(fù)責(zé)整機(jī)工作的開關(guān)，手握操作手柄握緊控制開關(guān)，沖擊器打擊，松手，則沖擊器停止打擊；輔助手柄主要是輔助后方控制人員，在沖體工作時，方便輔助人員控制整機(jī)的前后左右的運動；換向閥控制活塞往復(fù)運動，是沖擊器的核心部件；蓄能器內(nèi)充氮氣，用以補(bǔ)償液壓油路中的壓力損失并可減少油壓瞬間脈動。

圖3　銷軸沖裝置結(jié)構(gòu)圖Fig.3　the structure chart of axis pin impactor1.控制閥　2.操作手柄　3.沖體　4.側(cè)減震墊　5.殼體　6.控制桿　7.尼龍?zhí)住?.輔助手柄　9.釬桿銷　10.空氣彈簧　11.缸體后蓋　12.缸體　13.活塞桿　14.換向閥　15.釬桿座　16.釬桿　17.護(hù)罩　18.蓄能器　19.吊具　20.釬桿套　21.前減震墊

2.3機(jī)架裝置

機(jī)架裝置是用來放置銷軸沖裝置的，結(jié)構(gòu)主要由萬向輪、前拉桿、前支撐桿、下機(jī)架、上機(jī)架、滾軸、耳環(huán)、螺栓、樓梯和后拉桿組成，如圖4所示。機(jī)架可以升降，可以在1250mm和1880mm兩個高度面工作，銷軸沖工作時，前支撐桿和樓梯末端撐地，以保證機(jī)架穩(wěn)定；當(dāng)然也可以做成自動升降，移動式支架，但是成本較高。

3　應(yīng)用

銷軸拆除機(jī)器人在河南金渠黃金股份有限公司進(jìn)行多輪的六面頂壓機(jī)鉸鏈梁銷軸拆解試驗，對機(jī)器人的拆除效率、穩(wěn)定性、可靠性、安全性進(jìn)行了全面測試。使用銷軸拆除機(jī)器人拆解鉸鏈梁銷軸，每臺六面頂壓機(jī)能夠有效節(jié)省時間80%，及時保證設(shè)備的正常作業(yè)，提高了生產(chǎn)效益；有效地節(jié)約了人力資源，由原來5～6人操作減少為1～2人操作，降低了人工成本，改善了勞動環(huán)境、減輕了勞動強(qiáng)度，降低了拆除成本。圖5所示為銷軸拆除機(jī)器人，圖6所示為六面頂壓機(jī)鉸鏈銷軸拆解示意。

圖4　機(jī)架裝置結(jié)構(gòu)圖Fig.4　the structure chart of the rack1.萬向輪　2.前拉桿　3.前支撐桿　4.下機(jī)架　5.上機(jī)架　6.滾軸　7.耳環(huán)　8.螺栓　9.樓梯　10.后拉桿

圖5　銷軸拆除機(jī)器人Fig.5　axis pin dismantling robot

4　結(jié)論

銷軸拆除機(jī)器人的設(shè)計解決了六面頂壓機(jī)鉸鏈梁銷軸難拆解的難題，能在銷軸的拆除過程中，實現(xiàn)鉸鏈梁銷軸拆解的機(jī)械化。樣機(jī)經(jīng)過測試和客戶的使用，表明其性能良好，能滿足在實際工況下的功能、經(jīng)濟(jì)和安全方面的要求。隨著社會對金剛石產(chǎn)品需求量的增加，該產(chǎn)品將為金剛石合成設(shè)備的有效運行提供有力的保障。

[1]李志宏，趙清國,等.發(fā)展中的中國六面頂壓機(jī)和人造金剛石[J],磨料磨具通訊，2007(1)：1-5.

[2]秦東晨，陳江義，梁 穎,等.金剛石六面頂壓機(jī)鉸鏈梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J], 金剛石與磨料磨具工程,2005，149(5):70-72.

[3]李杰,譚鑫.大噸位六面頂壓機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)的研究 [J]. 礦冶工程 [J]， 2006 ，26(3):61-64.

[4]郭滇生，徐祖全,等.我國超硬材料六面頂液壓機(jī)在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)勢[J]，超硬材料工程，2008，20(6)：33-37.

[5]賈攀，劉乾坤，李鵬濤,等.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[J]. 超硬材料工程.2014,26(1)：36-38.

Application of the Axis Pin Dismantling Robot on Cubic Press

CHEN Geng, WU Xiu-wen, ZHAO Jin-xing, WU Xiao-hong

(Giant Intelligent Equipment Co., Ltd., Maanshan, Anhui, China 243000)

The axis pin of hinge beam of the cubic press is difficult to dismantle. In order to solve this difficulty, an axis pin dismantling robot equipment has been developed through a study of the axis pin connecting technique, hence the mechanization of dismantlement of axis pin of hinge beam on the cubic press has been realized. The robot prototype has been tested by clients and the result shows that it can meet the requirement and its performance is reliable. It helps improve the production efficiency and reduces the production cost. This provides a certain reference for the application and popularization of the product in diamond industry.

axis pin dismantling robot; cubic press; dismantlement of axis pin; diamond

2016-01-20

陳庚(1974-)，男，驚天智能裝備股份有限公司，副總經(jīng)理，高級工程師，現(xiàn)從事智能裝備，液壓系統(tǒng)應(yīng)用方面的研究。E-mail：547406836@qq.com

TQ164

A

1673-1433(2016)03-0045-04

引文格式：陳 庚,吳修文,趙金星,等.銷軸拆除機(jī)器人在六面頂壓機(jī)上的應(yīng)用[J].超硬材料工程，2016，28(3)：45-48.