销轴拆除机器人在六面顶压机上的应用

陈 庚,吴修文,赵金星,吴孝红

(惊天智能装备股份有限公司,安徽 马鞍山 243000)



销轴拆除机器人在六面顶压机上的应用

陈 庚,吴修文,赵金星,吴孝红

(惊天智能装备股份有限公司,安徽 马鞍山 243000)

针对六面顶压机铰链梁销轴安装拆解过程中存在的难拆解问题，通过对销轴连接工艺进行研究，设计了一种销轴拆除机器人设备，实现了六面顶压机铰链梁销轴拆除的机械化。该机器人样机经客户试验，满足使用要求，性能可靠，提高了生产效率，降低了生产成本，为该产品在金刚石行业的应用和普及提供了一定的参考。

销轴拆除机器人；六面顶压机；销轴拆除；金刚石

六面顶压机是我国金刚石材料合成的最主要设备，具有简单易操作，工程师培训周期短，设备制作耗费低，运行投资少的优点，适合大规模生产超硬材料。六面顶压机的工作组件通常由六个铰链梁组件组合而成，铰链梁之间通过销轴固定，每台六面顶压机有12根销轴，销轴与销轴孔配合紧密，间隙为0.08mm～0.10mm，由于铰链梁在工作中承受压力较大，有的销轴表面甚至出现拉伤变形等情况，在设备的安装和维修过程中，铰链销轴的拆、装作业十分繁重[1-5]。

目前，六面顶压机的铰链销轴的拆解普遍采用榔头打击、撞钟式等人工拆解方式，劳动强度大，安全隐患较为突出，每台六面顶压机的12根销轴的拆解需要5～6人约两天的时间，拆解工作效率低下，费时费力，严重影响生产成本。本文设计了一种销轴拆除机器人装置，能够取代人工拆解的方式，进而实现六面顶压机铰链销轴拆解机械化，大幅度提高工作效率，减轻劳动强度、提高安全操作性能。

1　技术性能及特点

1.1性能参数

整车重量(kg)：345

冲击能量(J)：900～1500

冲击频率(次/min)：≤125

冲击杆直径(mm)：Φ56～Φ85

拆解建议直径(mm)：≥Φ180

电机型号：M2QA180L

功 率(kw)： 22

转 速(r/min)：1470

电 流(A)： 42

启动装置：Y-△启动

系统最大工作压力(MPa)：20

液压油箱容积(L)：100

液压泵：负载敏感控制变量轴向柱塞泵

输出流量(L/min)： 0～100

1.2 性能特点

(1)动力系统采用电动机驱动，无有害气体排放，液压系统采用负载敏感控制方式，系统发热小；

(2)动力系统载体使用轮式载体，能够轻松随冲体移动，操作方式使用人性化的手柄设计，通过人手的握紧和松开控制冲体的打击和停止，操作简单，成本低；

(3)使用销轴冲轮式机架，将冲体放置其上，能够拆除一些行车无法吊取位置的销轴；

(4)机器人拥有水平吊具和竖直吊具，外加导向套的辅助作用，能够顺利地拆除水平和竖直销轴；

(5)整机装备经济实用、设计精巧、质量可靠、维护保养简单；工作和运行成本低，操作环境舒适，劳动强度低；

(6)整机还专门配备了销轴筐，防止销轴在最后拆除时弹出而造成人员和销轴、六面顶压机管路的损伤，安全可靠。

2　机械结构

销轴拆除机器人主体结构主要包括两部分：泵站装置、销轴冲装置和机架装置，结构装置如图1所示。

2.1泵站装置

泵站装置主要由电器箱、手柄、流量调节阀组、空滤、磁棒、回油滤油器、油箱、油冷器、液压泵、车架、万向轮、过滤器和电机组成，结构如图2所示；泵站装置为整个设备提供液压源动力，由电机带动泵站工作，提供给销轴冲液压油，泵站的开关是通过电器箱来控制的。

图2　泵站装置结构图Fig.2　the structure chart of pump station device1.电器箱　2.手柄　3.流量调节阀组　4.空滤　5.磁棒　6.回油滤油器　7.油箱　8.冷却器　9.液压泵　10.车架　11.万向轮　12.高压滤油器　13.电机

2.2销轴冲装置

销轴冲装置主要用于销轴的拆除，由操作机构、执行机构、冲体、侧减震垫、壳体、控制杆、尼龙套、辅助手柄、钎杆销、空气弹簧、缸体后盖、缸体、活塞杆、换向阀、钎杆座、钎杆、护罩、蓄能器、水平打击吊钩、钎杆套、前减震垫等组成，具体结构如图3所示。操作机构为整机的辅助部件，其主要作用是控制整机油路进出的开关，操作手柄主要是供操作人通过手握来控制整机的方向以及对拆除对象的校准；冲体为整机的核心部件，为执行机构，主要完成能量的转换和输出；侧减震垫主要是控制冲体左右晃动的幅度，起缓冲定位的效果；操作杆负责整机工作的开关，手握操作手柄握紧控制开关，冲击器打击，松手，则冲击器停止打击；辅助手柄主要是辅助后方控制人员，在冲体工作时，方便辅助人员控制整机的前后左右的运动；换向阀控制活塞往复运动，是冲击器的核心部件；蓄能器内充氮气，用以补偿液压油路中的压力损失并可减少油压瞬间脉动。

图3　销轴冲装置结构图Fig.3　the structure chart of axis pin impactor1.控制阀　2.操作手柄　3.冲体　4.侧减震垫　5.壳体　6.控制杆　7.尼龙套　8.辅助手柄　9.钎杆销　10.空气弹簧　11.缸体后盖　12.缸体　13.活塞杆　14.换向阀　15.钎杆座　16.钎杆　17.护罩　18.蓄能器　19.吊具　20.钎杆套　21.前减震垫

2.3机架装置

机架装置是用来放置销轴冲装置的，结构主要由万向轮、前拉杆、前支撑杆、下机架、上机架、滚轴、耳环、螺栓、楼梯和后拉杆组成，如图4所示。机架可以升降，可以在1250mm和1880mm两个高度面工作，销轴冲工作时，前支撑杆和楼梯末端撑地，以保证机架稳定；当然也可以做成自动升降，移动式支架，但是成本较高。

3　应用

销轴拆除机器人在河南金渠黄金股份有限公司进行多轮的六面顶压机铰链梁销轴拆解试验，对机器人的拆除效率、稳定性、可靠性、安全性进行了全面测试。使用销轴拆除机器人拆解铰链梁销轴，每台六面顶压机能够有效节省时间80%，及时保证设备的正常作业，提高了生产效益；有效地节约了人力资源，由原来5～6人操作减少为1～2人操作，降低了人工成本，改善了劳动环境、减轻了劳动强度，降低了拆除成本。图5所示为销轴拆除机器人，图6所示为六面顶压机铰链销轴拆解示意。

图4　机架装置结构图Fig.4　the structure chart of the rack1.万向轮　2.前拉杆　3.前支撑杆　4.下机架　5.上机架　6.滚轴　7.耳环　8.螺栓　9.楼梯　10.后拉杆

图5　销轴拆除机器人Fig.5　axis pin dismantling robot

4　结论

销轴拆除机器人的设计解决了六面顶压机铰链梁销轴难拆解的难题，能在销轴的拆除过程中，实现铰链梁销轴拆解的机械化。样机经过测试和客户的使用，表明其性能良好，能满足在实际工况下的功能、经济和安全方面的要求。随着社会对金刚石产品需求量的增加，该产品将为金刚石合成设备的有效运行提供有力的保障。

[1]李志宏，赵清国,等.发展中的中国六面顶压机和人造金刚石[J],磨料磨具通讯，2007(1)：1-5.

[2]秦东晨，陈江义，梁 颖,等.金刚石六面顶压机铰链梁的结构优化设计[J], 金刚石与磨料磨具工程,2005，149(5):70-72.

[3]李杰,谭鑫.大吨位六面顶压机主机结构的研究 [J]. 矿冶工程 [J]， 2006 ，26(3):61-64.

[4]郭滇生，徐祖全,等.我国超硬材料六面顶液压机在国内外的应用现状及优势[J]，超硬材料工程，2008，20(6)：33-37.

[5]贾攀，刘乾坤，李鹏涛,等.超硬材料合成设备铰链销轴装拆装置的研发和应用[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

陈庚(1974-)，男，惊天智能装备股份有限公司，副总经理，高级工程师，现从事智能装备，液压系统应用方面的研究。E-mail：547406836@qq.com

TQ164

A

1673-1433(2016)03-0045-04

引文格式：陈 庚,吴修文,赵金星,等.销轴拆除机器人在六面顶压机上的应用[J].超硬材料工程，2016，28(3)：45-48.