銷軸拆除機器人在六面頂壓機上的應用

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)

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銷軸拆除機器人在六面頂壓機上的應用

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行研究，設計了一種銷軸拆除機器人設備，實現了六面頂壓機鉸鏈梁銷軸拆除的機械化。該機器人樣機經客戶試驗，滿足使用要求，性能可靠，提高了生產效率，降低了生產成本，為該產品在金剛石行業的應用和普及提供了一定的參考。

銷軸拆除機器人；六面頂壓機；銷軸拆除；金剛石

六面頂壓機是我國金剛石材料合成的最主要設備，具有簡單易操作，工程師培訓周期短，設備制作耗費低，運行投資少的優點，適合大規模生產超硬材料。六面頂壓機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拉傷變形等情況，在設備的安裝和維修過程中，鉸鏈銷軸的拆、裝作業十分繁重[1-5]。

目前，六面頂壓機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，勞動強度大，安全隱患較為突出，每臺六面頂壓機的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，嚴重影響生產成本。本文設計了一種銷軸拆除機器人裝置，能夠取代人工拆解的方式，進而實現六面頂壓機鉸鏈銷軸拆解機械化，大幅度提高工作效率，減輕勞動強度、提高安全操作性能。

1　技術性能及特點

1.1性能參數

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

電機型號：M2QA180L

功 率(kw)： 22

轉 速(r/min)：1470

電 流(A)： 42

啟動裝置：Y-△啟動

系統最大工作壓力(MPa)：20

液壓油箱容積(L)：100

液壓泵：負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)動力系統采用電動機驅動，無有害氣體排放，液壓系統采用負載敏感控制方式，系統發熱小；

(2)動力系統載體使用輪式載體，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)機器人擁有水平吊具和豎直吊具，外加導向套的輔助作用，能夠順利地拆除水平和豎直銷軸；

(5)整機裝備經濟實用、設計精巧、質量可靠、維護保養簡單；工作和運行成本低，操作環境舒適，勞動強度低；

(6)整機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、六面頂壓機管路的損傷，安全可靠。

2　機械結構

銷軸拆除機器人主體結構主要包括兩部分：泵站裝置、銷軸沖裝置和機架裝置，結構裝置如圖1所示。

2.1泵站裝置

泵站裝置主要由電器箱、手柄、流量調節閥組、空濾、磁棒、回油濾油器、油箱、油冷器、液壓泵、車架、萬向輪、過濾器和電機組成，結構如圖2所示；泵站裝置為整個設備提供液壓源動力，由電機帶動泵站工作，提供給銷軸沖液壓油，泵站的開關是通過電器箱來控制的。

圖2　泵站裝置結構圖Fig.2　the structure chart of pump station device1.電器箱　2.手柄　3.流量調節閥組　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

2.2銷軸沖裝置

銷軸沖裝置主要用于銷軸的拆除，由操作機構、執行機構、沖體、側減震墊、殼體、控制桿、尼龍套、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、護罩、蓄能器、水平打擊吊鉤、釬桿套、前減震墊等組成，具體結構如圖3所示。操作機構為整機的輔助部件，其主要作用是控制整機油路進出的開關，操作手柄主要是供操作人通過手握來控制整機的方向以及對拆除對象的校準；沖體為整機的核心部件，為執行機構，主要完成能量的轉換和輸出；側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；操作桿負責整機工作的開關，手握操作手柄握緊控制開關，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的前后左右的運動；換向閥控制活塞往復運動，是沖擊器的核心部件；蓄能器內充氮氣，用以補償液壓油路中的壓力損失并可減少油壓瞬間脈動。

圖3　銷軸沖裝置結構圖Fig.3　the structure chart of axis pin impactor1.控制閥　2.操作手柄　3.沖體　4.側減震墊　5.殼體　6.控制桿　7.尼龍套　8.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.護罩　18.蓄能器　19.吊具　20.釬桿套　21.前減震墊

2.3機架裝置

機架裝置是用來放置銷軸沖裝置的，結構主要由萬向輪、前拉桿、前支撐桿、下機架、上機架、滾軸、耳環、螺栓、樓梯和后拉桿組成，如圖4所示。機架可以升降，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，以保證機架穩定；當然也可以做成自動升降，移動式支架，但是成本較高。

3　應用

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

圖4　機架裝置結構圖Fig.4　the structure chart of the rack1.萬向輪　2.前拉桿　3.前支撐桿　4.下機架　5.上機架　6.滾軸　7.耳環　8.螺栓　9.樓梯　10.后拉桿

圖5　銷軸拆除機器人Fig.5　axis pin dismantling robot

4　結論

銷軸拆除機器人的設計解決了六面頂壓機鉸鏈梁銷軸難拆解的難題，能在銷軸的拆除過程中，實現鉸鏈梁銷軸拆解的機械化。樣機經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、經濟和安全方面的要求。隨著社會對金剛石產品需求量的增加，該產品將為金剛石合成設備的有效運行提供有力的保障。

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

[2]秦東晨，陳江義，梁 穎,等.金剛石六面頂壓機鉸鏈梁的結構優化設計[J], 金剛石與磨料磨具工程,2005，149(5):70-72.

[3]李杰,譚鑫.大噸位六面頂壓機主機結構的研究 [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在國內外的應用現狀及優勢[J]，超硬材料工程，2008，20(6)：33-37.

[5]賈攀，劉乾坤，李鵬濤,等.超硬材料合成設備鉸鏈銷軸裝拆裝置的研發和應用[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，副總經理，高級工程師，現從事智能裝備，液壓系統應用方面的研究。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.銷軸拆除機器人在六面頂壓機上的應用[J].超硬材料工程，2016，28(3)：45-48.