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(zhì)量,提高施工工作效率,降低施工成本,進一步提高施工現(xiàn)場機械化制作水平,我單位在多年的施工實踐中總結(jié)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(zhì)量。本文主要針對80鉆床的傳動機構(gòu)和平衡系統(tǒng)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(yè)中大型電解槽的生產(chǎn)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(xiàn)場施工只能使用火焰切割孔，不僅效率低，質(zhì)量難以保證，而且成本高。為了降低成本，提高電解槽制造質(zhì)量，增強我單位在電解市場的技術(shù)能力及水平，實現(xiàn)施工現(xiàn)場機械化制作，由本人帶領技術(shù)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(chǎn)需要設計的專用設備，用于施工現(xiàn)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(jié)構(gòu)盡可能的精簡，具有結(jié)構(gòu)緊湊小巧，安裝方便，專用性強，便于維修保養(yǎng)，切削速度快，成形美觀等優(yōu)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(jīng)過設計小組對現(xiàn)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(zhuǎn)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(gòu)、進給傳動機構(gòu)、進刀機構(gòu)、進給機構(gòu)、主軸及主軸平衡機構(gòu)。

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(jù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jīng)過分析與對比，選取主軸轉(zhuǎn)速8 0轉(zhuǎn)/m in，進給速度0.067mm/轉(zhuǎn)的傳動方案。

3.5傳動機構(gòu)原理設計

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

3.6傳動齒輪設計

齒輪材質(zhì)選用45#鋼，表面高頻淬火。根據(jù)參考傳動比方案及傳動原理圖，初步設定各齒輪齒數(shù)，經(jīng)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(shù)及模數(shù)。

3.7送刀機構(gòu)設計

送刀機構(gòu)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(gòu)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(tǒng)設計

平衡系統(tǒng)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(tǒng)使用的是圓柱彈簧凸輪平衡機構(gòu)，圓柱彈簧產(chǎn)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(diào)節(jié)，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(jié)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(zhì)量，增強了我單位在電解市場的技術(shù)能力及水平，實現(xiàn)了施工現(xiàn)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(yè)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(yè)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(yè)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.