矿用双履带全液压自动钻机的研制

矿用双履带全液压自动钻机的研制

1钻机自动上、下钻杆实现全液压自动收割机主要由动力组件、传输车、动态头和机械手组成。如图1所示，结构。其中机械手结构如图2所示,主要功能是实现钻机自动上、下钻杆。机械手倾角调节范围-15°～+97°。机械手倾角调节通过蜗轮蜗杆回转减速器实现,机械手水平垂直位置翻转通过回转马达实现。上钻杆过程:机械手抓钻杆→倾角增大→翻转→伸出→倾角减小→后夹持器夹紧钻杆→机械手松开;卸钻杆过程:机械手抓钻杆→倾角增大→机械手缩回→机械手翻转至垂直→倾角减小→伸出→机械手松开→机械手缩回。2关键零件的加工工艺旋转轴、回转定位套、活动爪机构是机械手的关键零部件。2.1旋转轴加工工艺旋转轴是联接液压马达和回转臂,并带动回转臂旋转的关键零件,结构如图3所示。(1)温退火处理调质是一种用以改善金属材料综合力学性能的热处理工艺,即在淬火后再经高温回火处理,其目的是使工件具有良好的综合机械性能。通常有效调质层深度为3～5mm,为了防止调质层被后续加工去除,调质前先将工件进行粗加工,按图纸尺寸单边留1.5mm的加工余量。调质硬度HB240～280。(2)车的外部开口和内部开口(1)要保证在车床上三爪夹持大端外圆,校正,平另一端端面。钻、车内孔(2)要保证内孔调头,三爪夹持(3)四轴三联动立加加工中心(1)该轴加工的难点是剖视图C-C所示的圆周方向的45°凸台,这个凸台在普通机床上无法加工。经研究,采用四轴三联动的立加加工中心来加工这个凸台。(2)按图铣(4)内部孔限制槽内孔线切割有2个缺陷:一个是键槽尺寸键槽用插床加工能保证公差和表面粗糙度要求。针对(5)外圆面的测量(1)在外圆磨床上,三爪夹持(2)为了保证各外圆轴肩侧面的垂直度,磨外圆时,用砂轮的侧面靠磨轴肩侧面即可保证。(3)设计要求(6)镀层不均匀。采用胶布打包或胶布发展设计要求只有(1)双极性电镀这种电镀方法就是使零件出现阴极和阳极,使阴极区镀上,而阳极区镀不上。优点:镀层均匀,质量稳定。(2)用胶布包扎或者涂料保护用胶布把不电镀的区域包扎起来或者在非电镀区涂上涂料,进行电镀。缺点:操作繁琐,镀层不均匀。(3)铁皮壳保护把要保护的部分放进铁皮筒里进行电镀。缺点:要做专用的铁皮筒工装。经过研究,结合旋转轴的结构特点,采用双极性电镀。镀层厚度0.08～0.10mm(留精磨加工余量)。(7)镀层表面粗糙度由于电镀层的厚度很难控制在公差要求范围内,同时镀层表面粗糙度也难保证。这就要求电镀后,要对镀层表面进行精加工。在磨床上精磨电镀层,以保证尺寸公差、表面粗糙度、同轴度的要求。2.2线切割加工方法回转定位套是对机械手回转角度进行精确定位的零件,其结构如图4所示。(1)机械手转动的角度是靠回转定位套内孔上的45°凸块定位的。凸块用机加工的方法加工较困难,经研究采用线切割加工。(2)回转定位套4个角的定位孔与凸块的相对位置对机械手转动的角度定位也很重要,为了保证位置度,做钻孔工装钻、铰4个定位孔。(3)机械手1个工作日旋转的动作要重复成千上万次,要求回转定位套具有较高的使用寿命和耐磨性。为了提高机械性能,进行整体调质处理,HBS241～286;提高耐磨性,表面进行氮化处理,氮化层深度不小于0.2mm。白亮层深不小于3m,氮化层硬度HV1≥520。2.3固定加快机械抛光工作活动爪机构用来抓、放钻杆,由固定爪、联接销和活动爪组成,结构如图5所示。(1)自动钻机使用的钻杆长度有800mm、1000mm、1200mm,外径有因此,加工时一方面要保证固定爪和活动爪的抓取弧面要与钻杆外圆表面保持一致;另一方面还要保证联接销孔和抓取弧面的平行度,并且固定爪和活动爪的外形不规则,经研究采用数控铣床加工,保证弧度和平行度。(2)抓取钻杆这个动作每个工作日要重复数万次,固定爪和活动爪易磨损,属于易损件。一方面采取调质、渗氮处理,加强机械性能和耐磨性;另一方面把固定爪和活动爪的抓取弧面改成为可拆换的部分,即在固定爪和活动爪的弧面增加卡瓦,用联接螺钉把卡瓦和固定爪和活动爪联接在一起,定期更换卡瓦即可,卡瓦也用数控铣床加工,进行调质、渗氮处理。3动施工钻孔特点机械手是自动钻机的关键部件,通过机械手的自动上、下钻杆,使钻机具有劳动强度低、综合钻孔效率高、