超硬材料合成设备铰链销轴装拆装置的研发和应用①

贾攀,刘乾坤,李鹏涛,何文江,申幸卫,李高峰

(中南钻石有限公司,河南南阳473264)

超硬材料合成设备铰链销轴装拆装置的研发和应用①

贾攀,刘乾坤,李鹏涛,何文江,申幸卫,李高峰

(中南钻石有限公司,河南南阳473264)

超硬材料合成设备的安装修理过程中,铰链销轴的拆装作业十分繁重。通过PLC可编程控制器,研发一种取代人工装拆铰链销轴的装置,实现超硬材料合成设备铰链销轴拆、装的机械自动化。

超硬材料;铰链销轴;机械自动化

在超硬材料合成行业中,超硬材料合成压机的工作组件通常由六个铰链梁组件铰链组合而成,每台超硬材料的合成设备都需要将六个铰链梁组件装配到位,并在铰链部位装上销轴将其位置固定,然后方能进行加压、加热合成。在超硬材料合成设备的维修过程中,铰链销轴的拆、装作业十分繁重。目前,铰链销轴的拆、装普遍由人工使用铜棒撞击,由于铰梁工作中承受压力巨大,销轴与销孔配合紧密,加之铰链组件加工制造误差;大型件安装位置调整困难,安装销孔不易对正;使用过程中铰链销杆拉伤、变形等原因,造成销杆拆、装困难,工人劳动强度特别大,因此拆、装工作耗时费力,占去超硬材料合成设备维修全部时间的2/3以上,严重影响了超硬材料六面顶压机合成的有效生产运行,操作工人体力劳动繁重,而且,易发生安全事故。研发本产品的目的是提供一种能够取代人工拆、装,实现超硬材料合成设备铰链销轴拆、装机械化,大幅度提高工作效率,减轻劳动强度、提高安全操作性能的超硬材料合成设备铰链销轴拆、装装置[1]。

1 超硬材料合成设备铰链销轴装拆装置的设计目标

超硬材料合成设备铰链销轴装拆装置的设计目标是提供一种提高行业工作效率;降低劳动强度;提高安全性能的自动化装置。

2 具体方案设计与实现

本产品采用特殊(专用)操纵机构(如图1所示)通过快速提升冲锤达到一定高度,由(专用)离合器突然释放,通过支架上端的定滑轮和导向装置,使冲锤沿着指定方向快速滑落,冲锤做自由落体运动,由于重力加速度的作用,在冲锤接近销轴时,势能转变的巨大动能,撞击销轴,实现超硬材料合成设备销轴的拆、装。(注:在整个拆、装过程中,有专用的导向装置保证冲锤与销轴上下、前后、左右位置对应)

实现本产品所采取的具体技术方案:如图1、图2所示,本产品的超硬材料合成设备铰链销轴装拆装置,包括提升支架、动力机构2和冲锤6。

图1 控制系统Fig.1 The control system

图2 动力系统Fig.2 The power system

所述动力机构2通过支撑座14安装在支架底部,包括依次连接的驱动电机10、减速器11、卷绳轮12和与卷绳轮12连接的离合制动机构。

所述驱动电机10设有变频器15,减速器11,采用摆线针轮减速器,便于调节冲锤6的提升速度。通过PLC可编程控制器9,控制离合制动机构,实现冲锤6的上下运动,达到铰链销轴的拆、装效果。

所述卷绳轮12上的钢绳4绕过所述支架1顶部的定滑轮3与冲锤6连接,在支架1上端设有接近感应开关,通过PLC控制器实现冲锤6的接近停止操作,防止其超程。

所述支架1底部设有安装调节长孔,用于将装拆装置整体安装在超硬材料压力合成设备的顶部,并通过调整使冲锤6与铰接销轴上下对应。

所述支架1上端设置定滑轮3和导向杆8,定滑轮3用于穿装钢绳4,以减少摩擦,钢绳4带动冲锤6通过定滑轮3可以快速、轻便滑动,同时可延长钢绳4的使用寿命。

在支架1上安装多支点钢绳导轮1-1以防止锤击时跳绳散乱,影响冲锤6的提升。冲锤6两侧设有导向套7,与所述导向杆8配合。为防止锤击时跳绳,在卷绳轮12安装有钢丝绳罩(图中未示)。在冲锤6上端设置活动接头5,可以防止钢绳扭劲,便于冲锤6的脱离以及铰链销轴拆、装装置的整体拆、装。

本产品在使用时,只要将支架1安装在超硬材料合成设备的顶部(通过上缸铰链梁的吊装孔固定支架),并通过安装调节长孔的位置调整和专用导向装置,使所述冲锤6与铰链销轴的上下、前后、左右位置对应,确保受力集中,通过冲锤自由落体的冲击力,即可快捷地进行铰链销轴的拆、装作业。

该装置实现了合成设备铰链销轴装、拆的机械化,以较为简单的机械结构解决了铰链销轴拆、装困难的问题,大幅度减轻了劳动强度,提高了生产效率,而且使用方便快捷,安全可靠,较为理想地满足了超硬材料大规模合成生产的需要。

3 应用效益与分析

该产品适用于所有超硬材料六面顶压机设备铰链销轴拆、装。随着社会对金刚石产品需求量的增加,超硬材料六面顶压机设备的投产规模也将不断扩大,该产品必将为超硬材料合成设备的有效运行提供有力的保障。

(1)提高了超硬材料六面顶压机设备维修时的安全操作性能,杜绝了安全事故。

(2)提高了工作效率,每台有效节省了设备维修时间70%,及时保证了合成设备的正常作业,提高了生产效益。

(3)有效地节约了人力资源,由原来4个人以上的多人操作减少为单人操作,降低了人工成本。

(4)大幅度地降低了劳动强度,有效改善了劳动条件,实现了合成设备铰链销轴拆、装的机械自动化。

[1] 方啸虎,邓福铭,郑日升.现代超硬材料与制品[M].浙江大学出版社,2011.

[2] 中国兵器工业集团公司.新技术新工艺[J].新技术新工艺, 2010.

[3] 郑州磨料磨具磨削研究所.金刚石与磨料磨具工程[J].金刚石与磨料磨具工程,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

贾攀(1961-),男,中南钻石有限公司研究员级高级工程师,长期从事高温高压生长金刚石及相关材料研究。