超硬材料合成設備鉸鏈銷軸裝拆裝置的研發和應用①

賈攀,劉乾坤,李鵬濤,何文江,申幸衛,李高峰

(中南鉆石有限公司,河南南陽473264)

超硬材料合成設備鉸鏈銷軸裝拆裝置的研發和應用①

賈攀,劉乾坤,李鵬濤,何文江,申幸衛,李高峰

(中南鉆石有限公司,河南南陽473264)

超硬材料合成設備的安裝修理過程中,鉸鏈銷軸的拆裝作業十分繁重。通過PLC可編程控制器,研發一種取代人工裝拆鉸鏈銷軸的裝置,實現超硬材料合成設備鉸鏈銷軸拆、裝的機械自動化。

超硬材料;鉸鏈銷軸;機械自動化

在超硬材料合成行業中,超硬材料合成壓機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,然后方能進行加壓、加熱合成。在超硬材料合成設備的維修過程中,鉸鏈銷軸的拆、裝作業十分繁重。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,工人勞動強度特別大,因此拆、裝工作耗時費力,占去超硬材料合成設備維修全部時間的2/3以上,嚴重影響了超硬材料六面頂壓機合成的有效生產運行,操作工人體力勞動繁重,而且,易發生安全事故。研發本產品的目的是提供一種能夠取代人工拆、裝,實現超硬材料合成設備鉸鏈銷軸拆、裝機械化,大幅度提高工作效率,減輕勞動強度、提高安全操作性能的超硬材料合成設備鉸鏈銷軸拆、裝裝置[1]。

1 超硬材料合成設備鉸鏈銷軸裝拆裝置的設計目標

超硬材料合成設備鉸鏈銷軸裝拆裝置的設計目標是提供一種提高行業工作效率;降低勞動強度;提高安全性能的自動化裝置。

2 具體方案設計與實現

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

實現本產品所采取的具體技術方案:如圖1、圖2所示,本產品的超硬材料合成設備鉸鏈銷軸裝拆裝置,包括提升支架、動力機構2和沖錘6。

圖1 控制系統Fig.1 The control system

圖2 動力系統Fig.2 The power system

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

所述驅動電機10設有變頻器15,減速器11,采用擺線針輪減速器,便于調節沖錘6的提升速度。通過PLC可編程控制器9,控制離合制動機構,實現沖錘6的上下運動,達到鉸鏈銷軸的拆、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上端設有接近感應開關,通過PLC控制器實現沖錘6的接近停止操作,防止其超程。

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

所述支架1上端設置定滑輪3和導向桿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上安裝多支點鋼繩導輪1-1以防止錘擊時跳繩散亂,影響沖錘6的提升。沖錘6兩側設有導向套7,與所述導向桿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。

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

該裝置實現了合成設備鉸鏈銷軸裝、拆的機械化,以較為簡單的機械結構解決了鉸鏈銷軸拆、裝困難的問題,大幅度減輕了勞動強度,提高了生產效率,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模合成生產的需要。

3 應用效益與分析

該產品適用于所有超硬材料六面頂壓機設備鉸鏈銷軸拆、裝。隨著社會對金剛石產品需求量的增加,超硬材料六面頂壓機設備的投產規模也將不斷擴大,該產品必將為超硬材料合成設備的有效運行提供有力的保障。

(1)提高了超硬材料六面頂壓機設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,每臺有效節省了設備維修時間70%,及時保證了合成設備的正常作業,提高了生產效益。

(3)有效地節約了人力資源,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度,有效改善了勞動條件,實現了合成設備鉸鏈銷軸拆、裝的機械自動化。

[1] 方嘯虎,鄧福銘,鄭日升.現代超硬材料與制品[M].浙江大學出版社,2011.

[2] 中國兵器工業集團公司.新技術新工藝[J].新技術新工藝, 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材料研究。