80鉆床的設計制造

高健

(十一冶建設集團有限責任公司安裝工程分公司,廣西柳州　545007)

80鉆床的設計制造

高健

(十一冶建設集團有限責任公司安裝工程分公司,廣西柳州545007)

本文主要介紹了在電解鋁工程項目的施工中,為了更好地保證鋁電解槽的制作質量,提高施工工作效率,降低施工成本,進一步提高施工現場機械化制作水平,我單位在多年的施工實踐中總結設計制造出專用80鉆床用于電解槽槽殼的制作中,專用鉆床的應用不僅提高了工作效率,也大大提高了制作質量。本文主要針對80鉆床的傳動機構和平衡系統進行重點介紹。

鉆床電機傳動平衡

1　研制目的

近年來，由于電解鋁行業中大型電解槽的生產需要，全國各大鋁鎂設計院又對電解槽槽殼進行了改進，即在槽殼上沿板增加了大量的直徑為60mm的孔，現場施工只能使用火焰切割孔，不僅效率低，質量難以保證，而且成本高。為了降低成本，提高電解槽制造質量，增強我單位在電解市場的技術能力及水平，實現施工現場機械化制作，由本人帶領技術人員進行了專用80鉆床的設計、制造工作。

2　設備概述

專用80鉆床(見圖1示意)是針對生產需要設計的專用設備，用于施工現場直徑不大于80mm的大孔鉆削，在滿足使用要求的前提下，功能及結構盡可能的精簡，具有結構緊湊小巧，安裝方便，專用性強，便于維修保養，切削速度快，成形美觀等優點。

3　設計與計算

3.1整體設計

專用設備在滿足使用要求的前提下應盡量精簡，經過設計小組對現場施工要求的仔細了解并深入分析了普通鉆床的各各功能模塊后，決定取消搖臂，制作成固定式機架，取消變速功能，采用固定的主軸轉速與進給速度，最后專用鉆床保留的主要功能模塊有:主傳動機構、進給傳動機構、進刀機構、進給機構、主軸及主軸平衡機構。

圖1　80專用鉆床示意圖

圖2　傳動原理圖

3.2電機選擇

根據使用要求，專用鉆床最大鉆孔直徑80mm，參考普通80鉆床，選取轉速1450r/m in，功率7.5KW的三相異步電動機。

3.3傳動方案選擇

參考普通80鉆床常用主軸轉速及相配合的進給速度，設計出適合專用鉆床的幾種傳動速度及傳動比方案。

3.4選取方案

經過分析與對比，選取主軸轉速8 0轉/m in，進給速度0.067mm/轉的傳動方案。

3.5傳動機構原理設計

根據傳動比方案，進行傳動機構原理圖設計，為了精簡機構，部分齒輪使用了定軸轉動的安裝方式，使得一根軸上可以安裝兩組不同轉速的齒輪，大大減少了傳動軸的數量。(如圖2所示)

3.6傳動齒輪設計

齒輪材質選用45#鋼，表面高頻淬火。根據參考傳動比方案及傳動原理圖，初步設定各齒輪齒數，經校驗，最終確定滿足傳動比要求及強度要求的各級齒輪齒數及模數。

3.7送刀機構設計

送刀機構是在普通鉆床的基礎上簡化而來，具有切換手動進給及鎖定自動進給的功能，主要構成部分是一套增力裝置及一套離合裝置，其原理如附圖2左下角所示。

3.8平衡系統設計

平衡系統用于平衡主軸自重，減輕主軸上升阻力，使主軸可在任意高度位置懸停而不會快速滑落。本設備平衡系統使用的是圓柱彈簧凸輪平衡機構，圓柱彈簧產生拉力平衡主軸重量，由于主軸重量恒定不變，而彈簧拉力卻會隨著變形量改變，所以使用凸輪加以調節，凸輪的輪廓到中心距離也就是工作力臂，隨著彈簧拉力的增大而減小，使得最終作用在主軸上的拉力始終與主軸自重平衡。

4　結語

專用80鉆床試制成功后，在我公司各個施工項目的施工中試用，效果良好，該設備的研制成功，提高了工作效率，降低了施工成本，提高了電解槽的制造質量，增強了我單位在電解市場的技術能力及水平，實現了施工現場機械化制作，為我公司贏得更大的市場做出了努力。

[1]徐灝主編.機械設計手冊第1卷第2版[M].北京:機械工業出版社, 2000.6.

[2]徐灝主編.機械設計手冊第3卷第2版[M].北京:機械工業出版社, 2000.6.

[3]徐灝主編.機械設計手冊第4卷第2版 [M].北京:機械工業出版社, 2000.6.

[4]劉鴻文主編.材料力學第3版(修訂本)[M].北京:高等教育出版社, 1992.9(1999重印).

[5]濮良貴,紀名剛主編.機械設計第6版[M].北京:高等教育出版社. 1996.