80钻床的设计制造

高健

(十一冶建设集团有限责任公司安装工程分公司,广西柳州　545007)

80钻床的设计制造

高健

(十一冶建设集团有限责任公司安装工程分公司,广西柳州545007)

本文主要介绍了在电解铝工程项目的施工中,为了更好地保证铝电解槽的制作质量,提高施工工作效率,降低施工成本,进一步提高施工现场机械化制作水平,我单位在多年的施工实践中总结设计制造出专用80钻床用于电解槽槽壳的制作中,专用钻床的应用不仅提高了工作效率,也大大提高了制作质量。本文主要针对80钻床的传动机构和平衡系统进行重点介绍。

钻床电机传动平衡

1　研制目的

近年来，由于电解铝行业中大型电解槽的生产需要，全国各大铝镁设计院又对电解槽槽壳进行了改进，即在槽壳上沿板增加了大量的直径为60mm的孔，现场施工只能使用火焰切割孔，不仅效率低，质量难以保证，而且成本高。为了降低成本，提高电解槽制造质量，增强我单位在电解市场的技术能力及水平，实现施工现场机械化制作，由本人带领技术人员进行了专用80钻床的设计、制造工作。

2　设备概述

专用80钻床(见图1示意)是针对生产需要设计的专用设备，用于施工现场直径不大于80mm的大孔钻削，在满足使用要求的前提下，功能及结构尽可能的精简，具有结构紧凑小巧，安装方便，专用性强，便于维修保养，切削速度快，成形美观等优点。

3　设计与计算

3.1整体设计

专用设备在满足使用要求的前提下应尽量精简，经过设计小组对现场施工要求的仔细了解并深入分析了普通钻床的各各功能模块后，决定取消摇臂，制作成固定式机架，取消变速功能，采用固定的主轴转速与进给速度，最后专用钻床保留的主要功能模块有:主传动机构、进给传动机构、进刀机构、进给机构、主轴及主轴平衡机构。

图1　80专用钻床示意图

图2　传动原理图

3.2电机选择

根据使用要求，专用钻床最大钻孔直径80mm，参考普通80钻床，选取转速1450r/m in，功率7.5KW的三相异步电动机。

3.3传动方案选择

参考普通80钻床常用主轴转速及相配合的进给速度，设计出适合专用钻床的几种传动速度及传动比方案。

3.4选取方案

经过分析与对比，选取主轴转速8 0转/m in，进给速度0.067mm/转的传动方案。

3.5传动机构原理设计

根据传动比方案，进行传动机构原理图设计，为了精简机构，部分齿轮使用了定轴转动的安装方式，使得一根轴上可以安装两组不同转速的齿轮，大大减少了传动轴的数量。(如图2所示)

3.6传动齿轮设计

齿轮材质选用45#钢，表面高频淬火。根据参考传动比方案及传动原理图，初步设定各齿轮齿数，经校验，最终确定满足传动比要求及强度要求的各级齿轮齿数及模数。

3.7送刀机构设计

送刀机构是在普通钻床的基础上简化而来，具有切换手动进给及锁定自动进给的功能，主要构成部分是一套增力装置及一套离合装置，其原理如附图2左下角所示。

3.8平衡系统设计

平衡系统用于平衡主轴自重，减轻主轴上升阻力，使主轴可在任意高度位置悬停而不会快速滑落。本设备平衡系统使用的是圆柱弹簧凸轮平衡机构，圆柱弹簧产生拉力平衡主轴重量，由于主轴重量恒定不变，而弹簧拉力却会随着变形量改变，所以使用凸轮加以调节，凸轮的轮廓到中心距离也就是工作力臂，随着弹簧拉力的增大而减小，使得最终作用在主轴上的拉力始终与主轴自重平衡。

4　结语

专用80钻床试制成功后，在我公司各个施工项目的施工中试用，效果良好，该设备的研制成功，提高了工作效率，降低了施工成本，提高了电解槽的制造质量，增强了我单位在电解市场的技术能力及水平，实现了施工现场机械化制作，为我公司赢得更大的市场做出了努力。

[1]徐灝主编.机械设计手册第1卷第2版[M].北京:机械工业出版社, 2000.6.

[2]徐灝主编.机械设计手册第3卷第2版[M].北京:机械工业出版社, 2000.6.

[3]徐灝主编.机械设计手册第4卷第2版 [M].北京:机械工业出版社, 2000.6.

[4]刘鸿文主编.材料力学第3版(修订本)[M].北京:高等教育出版社, 1992.9(1999重印).

[5]濮良贵,纪名刚主编.机械设计第6版[M].北京:高等教育出版社. 1996.