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深孔钻的安全保护与控制技术

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文章编号:167325196(2006)0420050203深孔钻的安全保护与控制技术蔡善乐,马志宏,赵　学,张伟强(兰州理工大学机电工程学院,甘肃兰州　730050)摘要:对深孔钻削过程中出现扭矩增大及折断钻头钻杆问题进行了分析,介绍了一种钻杆主轴与电机轴的连接中安装扭矩传感器,进给系统的传动链中安装电磁离合器的深孔钻削安全保护与控制技术.当扭矩增大时,可以快速检测扭矩参数,并控制离合器迅速脱开,停止进给,保护钻头钻杆.关键词:深孔钻;扭矩;保护;扭矩传感器;电磁离合器中图分类号:T G523 文献标识码:ASafety protection and control of deep w ell drillingCA I Shan2le,MA Zhi2hong,ZHAO Xue,ZHAN G Wei2qiang(College of Mechano2Electronic Engineering,Lanzhou Univ.of Tech.,Lanzhou　730050,China)Abstract:The p roblem of torque increase and drill f ract ure during t he process of deep well drilling was analyzed,and a safety p rotection and cont rol technique was introduced,where a torque sensor was fixed between drilling bar and motor axis,while an electro magnetic clutch was fixed in t he transmission chain of feed system.When t he torque was being increased,t his equip ment would quickly measure t he data of torque,making elect romagnetic clutch opened and feed stopped,so t hat t he driller and drilling bar would be protected.K ey w ords:deep well drilling;torque;protection;torque sensor;elect romagnetic clutch 压光辊是造纸行业配置设备压光机的主要零件,其形状特征是大而长,而且圆周横截面上分布有许多细小而深的孔.一般常见的压光辊零件长度为2000～4000mm,辊径为<500～<1000mm,压光辊圆周上分布小孔数为10～20个,小孔孔径为<30～<50mm.一般当孔深与直径之比超过5～10倍的孔都可称为深孔,因此压光辊小孔钻削是典型的深孔钻削.对压光辊这样的大型零件加工难度是很大的,尤其是深孔的加工,由于其细而深,加工过程中容易折断钻头,且无法取出,使整个零件报废,从而造成很大损失.如何有效地、安全地完成此类深孔零件的加工,一直是技术人员研究的难题.1　深孔钻削过程的分析常见的深孔钻削方法有枪钻、喷吸钻、B TA内排屑深孔钻.特点是钻孔直径小而又长,刀具细长,刚度差,钻削时容易引偏和产生振动;刀具冷却散热 收稿日期:2005209227 作者简介:蔡善乐(19542),男,安徽合肥人,副教授.条件差,切削温度容易升高,钻头磨损加剧;排屑困难,容易崩刃及折断钻头钻杆[1].根据深孔钻削特点分析其过程,可以发现在钻头钻杆折断时,可能由以下几种原因引起:1)进给量过大造成加工阻力过高,以至扭矩超过钻杆承受能力.2)由于出屑不顺利,以至加工过程中发生堵塞,使切削扭矩增大.3)由于加工工件材质不均匀,加工时遇到硬质点,从而使钻头钻削扭矩增大.4)在钻削过程中,刀刃出现磨损、崩刃等损坏现象而使扭矩瞬时增大[2].5)进给系统的不稳定、爬行现象等,使进给量瞬时增大引起扭矩增大.2　目前几种深孔钻的保护方法针对深孔钻削加工中存在的排屑困难、钻杆易折断和钻头易烧伤的技术难题,技术人员寻求了许多办法,经归纳主要分以下3类:第32卷第4期2006年8月兰　州　理　工　大　学　学　报Journal of Lanzhou University of TechnologyVol.32No.4Aug.20061)选用优质钻头钻杆材料为了加强钻头钻杆的强度,技术人员尽力寻找耐磨、耐冲击的材料,甚至于价格昂贵的合金材料,如CuNi TiBe合金、20Cr11Mo WV耐热钢等,极大地增加了成本.2)增加钻杆刚度为避免由于钻削深度过大,给钻杆带来失稳弯曲,于是在钻杆外围加一定厚度的套筒,避免钻杆在钻削过程中弯曲,且为加工起导向作用.3)选择合适的加工工艺及工艺参数(1)随着加工深度的增加,可以逐渐减小进给量和降低转速,从而减小钻头钻杆的轴向力和扭矩.(2)在钻削时加大冷却液的灌注,在加大散热的同时,加大强迫排屑,既避免烧伤又减小阻力和扭矩.(3)采取分段进给.对很深的孔钻削一段深度后,先退回一段距离再继续钻削,往返几次,可避免切屑堵塞[3].3　钻削过程中的安全保护深孔加工由于其技术特性,安全问题尤为突出,虽然采取了上述的各种方法,但还是不能根本解决问题.特别是在大型零件加工过程中,一旦钻头折断在孔内且很难取出,造成零件报废,而且深孔钻的钻杆价格昂贵,所以损失太大.深孔钻削过程中各种引起钻头钻杆损坏的原因都存在着随机性.据统计,若有百分之一的随机性出现,一个有20个孔的压光辊零件就可能有20%的报废率.因此必须研究一种有效的办法、措施保证在深孔钻削的过程中不发生钻头钻杆的折断.研究钻头钻杆折断不难发现,钻头钻杆折断都是发生在钻削扭矩急速增大、切削阻力快速增高的瞬间.如果寻求一种方案:跟踪测量钻杆扭矩,在扭矩快速增大的瞬间,从而快速采取措施,停止加工或减少进给量,降低扭矩,达到保护钻头钻杆和零件的安全.3.1　切断电机电源的保护方法根据电机扭矩电流的特性[4]可知道当切削扭矩增大时电机电流也随之增大,因此通过检测控制电流,就可以控制钻头所受的扭矩.当电流增大到一定值时立即切断电源,使电机停止运转,从而起到保护钻头的作用.在理论上,该方法是可行的,只要在钻削系统的电气控制主电路中安装过电流继电器,在控制电路中接入过电流继电器的常闭触头即可实现.但在实际应用时常出现以下两个问题:1)由于是交流电机,扭矩与电流之间的关系不是线性的,而且与电机功率因数有关[4],其准确性不易掌握.2)当电机被切断电源时,由于惯性不能立即停止,存在缓冲时间.切断电机电源的保护方法其结果在加工过程中出现扭矩快速增大时,常常是钻头折断后电机转子才停止,所以此方法不可靠.3.2　切断扭矩传递的保护措施根据以上讨论的几种情况,可以进行针对性的解决.1)在钻头主轴与电机轴的连接中安装扭矩传感器.在扭矩迅速增大时,可快速准确地检测扭矩参数,并输入控制系统.2)在进给系统传动链中安装电磁离合器.当扭矩迅速增大的信号传入时,电磁离合器迅速脱离,钻头停止进给,达到保护钻头钻杆的目的.加装扭矩传感器、电磁离合器的传动原理图如图1所示.本设计为了使结构简化,主轴旋转和进给运动由2个电动机分别驱动.喷注出屑液压系统未讨论,所以图中未标出.传动原理如下:图1　传动原理图Fig.1　T ransmission principle diagram主轴系统:由主轴调速电机,经过扭矩传感器和齿轮1、齿轮2减速,驱动钻杆主轴旋转.在钻孔过程中,如发生扭矩增大,可由扭矩传感器迅速发出信号.进给系统:进给调速电机经过电磁离合器、减速器、丝杠、螺母驱动滑台,实现进给,完成钻削过程.在钻孔过程中,若发生扭矩增大紧急状况时,可由扭矩传感器迅速发出信号,并通过控制系统快速控制电磁离合器脱开,切断电机扭矩传递,进给系统立即停止,并切断进给调速电机电源,停止供电,从而保护钻杆.4　深孔钻的控制系统深孔钻控制系统框图如图2所示.该系统采用・15・第4期 蔡善乐等:深孔钻的安全保护与控制技术 图2　控制系统框图Fig.2　B lock diagram control system立石C 40P 型PL C 作为控制核心部件.C40P 型是一种增强型小型机,指令功能大大增强,具有24点输入16点输出,可以进行I/O 单元扩展和A/D 单元扩展,使用灵活方便.操作面板由各种按钮开关组成.扭矩传感器选择C Y B 2803型,输出量是4～20mA 的电流信号,负责检测钻孔过程中的扭矩.S/H 是采样保持器,A/D 是模数扩展单元,负责将扭矩传感器检测的模拟量转换为数字量输入PL C.变频图3　钻孔流程图Fig.3　Flow 2ch art of hole drilling器选用三菱FR 2A200系列型号,负责对主电机、进给电机变频调速.其工作过程是由操作面板输入操作指令进入PL C ,经程序运行后,由PL C 发出指令,控制电机按要求进行工作.在钻孔过程中,由扭矩传感器检测钻杆扭矩,经S/H 、A/D 进入PL C ,并与扭矩标定值比较,如果小于标定值,继续工作;若大于标定值,则发出指令,控制电磁离合器脱开、报警并停止电机,起到保护作用.其钻孔流程图如图3所示.5　结语在深孔钻机床中,钻杆主轴与电机轴的连接中安装扭矩传感器,进给系统的传动链中安装电磁离合器;采用PL C 作为控制核心部件;当扭矩增大超过规定值时,可以快速检测扭矩,并控制离合器迅速脱开,停止进给,保护钻头钻杆.在研制压光辊深孔钻专机中采用了切断扭矩传递的结构传动原理和控制系统.钻头钻杆采用B TA 内排屑深孔钻结构,对实际零件钻孔效果良好,起到良好的安全保护作用.该机床已稳定运行一年以上无故障.参考文献:[1]　李长胜.深孔钻削机床的结构[J ].机床与液压,2002(2):1382139.[2]　杜宏祺,戴　伟,钱　琳,等.深孔钻镗床刀具的扭矩保护设计[J ].制造技术与机床,2004(3):24225.[3]　李　琦,裴宏伟,于勇波,等.B TA 深孔钻切削过程实验研究[J ].机械设计与制造,2004(1):1052106.[4]　邓星钟.机电传动控制[M ].武汉:华中科技大学出版社,2003.・25・ 兰州理工大学学报 第32卷。

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利工立卧一体深孔钻安全操作及保养规程

利工立卧一体深孔钻安全操作及保养规程

利工立卧一体深孔钻安全操作及保养规程1. 引言深孔钻是一种重要的工业切削设备，在金属加工行业中广泛应用。

为了保证操作人员的安全以及设备的正常运行，有必要制定深孔钻的安全操作及保养规程。

本文将从操作安全和设备保养两个方面进行详细介绍。

2. 操作安全2.1 穿戴个人防护装备在操作深孔钻之前，操作人员应穿戴以下个人防护装备：•安全帽：保护头部免受伤害；•护目镜：防止切屑、溅射物等进入眼睛造成伤害；•防护手套：用于操作时保护双手；•防护鞋：防止重物或尖锐物品砸到脚部。

2.2 熟悉深孔钻操作步骤在操作深孔钻之前，操作人员应熟悉以下操作步骤：1.开始之前，确保机器连接到电源且电源处于关闭状态；2.检查冷却液和润滑剂的供给情况，如有需要，及时添加；3.根据加工需求选择合适的钻头并安装好；4.测量工件尺寸，并根据测量结果调整加工参数；5.将工件固定在工作台上，并确保工件与钻头之间有足够的间隙；6.打开电源，启动深孔钻机；7.进行试钻操作，确保钻头正确插入工件并开始加工；8.观察加工过程中的指示灯和仪表，保持监控；9.加工完毕后，关闭电源，清洁设备。

2.3 防止事故发生在深孔钻操作中需要注意以下事项以避免事故发生：•不要将手指、手臂等身体部位伸入运转的机床内部；•不要触摸钻头或运动部件，以免受伤；•避免操作人员与设备夹持物件的接触，防止夹伤；•确保操作人员保持集中注意力，不要分心。

3. 设备保养3.1 日常保养日常保养是保持深孔钻设备正常运行的重要环节。

以下是一些常见的日常保养操作：•定期检查润滑系统，确保润滑剂供给正常；•清洁输送系统，防止切屑堆积影响加工质量；•定期检查电源线路等电气设备，确保安全；•定期清洁机器内部，防止灰尘积聚损坏零部件。

3.2 定期维护为了确保深孔钻长时间稳定运行，需要定期进行更全面的维护。

以下是一些定期维护的建议：•根据设备的使用频率和工作情况，制定定期维护计划，并记录维护记录；•检查电气控制系统，确保电源稳定，控制系统正常；•检查传动系统，包括皮带、齿轮等零部件的磨损情况，并适时更换；•对润滑系统进行全面检查，包括润滑油的添加、替换，润滑管路的畅通等。

深孔钻床深孔钻床安全操作及保养规程

深孔钻床深孔钻床安全操作及保养规程

深孔钻床安全操作及保养规程深孔钻床作为一种重要的金属加工设备，在工业生产中被广泛应用。

然而，由于深孔钻床的操作难度和安全风险较高，使用者必须具备丰富的经验和安全意识，以确保生产过程中的安全和高效。

本文将介绍深孔钻床的安全操作及保养规程，以帮助使用者更好地掌握深孔钻床的使用方法和维护技巧。

一、深孔钻床的安全操作规程1.操作前准备在使用深孔钻床之前，必须进行如下的操作前准备工作：•检查机床各部位的紧固件是否已经固定，如机床底座、工作台、卡盘等；•检查电气装置的接线是否牢固、接触器是否正常，同样地，检查校直装置、冷却泵、润滑装置等设备；•调整电动机启动按钮，使之符合要求；•告诉同事、工人等人员要远离机床，并张贴明示标语。

2.操作中的安全事项在使用深孔钻床的过程中，必须遵守以下安全规定：•操作人员必须穿着安全鞋、安全裤、安全帽等必要保护设备；•需要使用防护眼镜、口罩等设备，以避免灰尘、切屑等工件对身体的侵害；•在操作过程中，不得将手、头部或身体等部分插入机床内部；•当工件出现卡住或异常情况时，操作人员不得使用任何方式清理，必须停机，并进行排除。

•防止切削液溅到天花板和墙上，以免降低车间卫生、影响员工健康、引起火灾等事故；•机床必须靠墙或固定柱安装，以免设备位移。

•机床应具有干燥通风处所，以使用时防止安全隐患。

二、深孔钻床的保养规程除了安全操作以外，深孔钻床的保养对于其长期稳定性和性能保持也是非常重要的。

以下是深孔钻床的具体保养方法。

1.对深孔钻床进行定期清洁在使用深孔钻床之前，应首先对机床进行清洗。

清洁工作的目的在于，清除切屑，润滑油污垢等杂物。

操作者需要使用干净的布条、螺袋刷等工具，将切削液池、床身、铁塔、进料箱等部分进行内外清洁。

这样不仅可以在生产过程中避免切削液污染，并且有利于延长机器的使用寿命。

2.深孔钻床润滑及冷却系统的保养深孔钻床的润滑和冷却系统是保证机器正常运行的重要保障措施。

因此，在使用深孔钻床之前，需要检查润滑和冷却系统是否正常工作。

大型数控深孔钻安全操作及保养规程

大型数控深孔钻安全操作及保养规程

大型数控深孔钻安全操作及保养规程数控深孔钻是一种功能强大的机械设备。

它可以高效率地进行钻孔操作。

然而，安全是广大用户必须关注的事项。

在操作前，请务必了解大型数控深孔钻的安全操作规程、保养规程。

本文将为您介绍这些规程，以确保您的安全和钻孔操作的成功。

一、安全操作规程1.在进行操作之前，请穿戴好防护设备，如手套、护目镜、安全鞋等。

同时，禁止在使用机器时戴长发，宽松的衣物和珠宝等物品。

2.在开始操作之前，请务必先检查深孔钻的电气线路、液压系统、刀具、零件以及整个机器的连续性。

确保设备在良好的状态下操作。

如果您发现任何的故障或问题，请立即停止使用设备，进行维修或联系技术支持人员。

3.在操作过程中，请时刻关注安全。

避免手部、头部或身体其他部分进入深孔钻孔道内。

在操作过程中，只有正确的钻孔姿势、正确的工具和适当的工作方式才能保证操作安全。

4.在设备出现状况时，请立即停止操作。

如果您经常使用设备，最好每隔一段时间做一次检查，以确保设备的正确和可靠性。

使用安全设备、信号器材等。

5.在操作完毕后，应及时切断电源、清洁工作面和处理设备。

如果设备长期不被使用，请及时恢复上下料额定值、清洁冷却液、清洗润滑油等。

二、保养规程1.对深孔钻进行定期的维护。

要使用干净的抹布或纱布进行擦拭，尤其在打孔机械零件、导轨、螺钉等位置，以排除灰尘。

2.保持深孔钻的清洁。

每次使用设备后，应将设备的工作面、液压系统、电气线路等部件清洗干净，以确保设备的良好运行。

3.定期对深孔钻进行润滑或更换润滑油。

使用高品质润滑油，严格按照设备制造商的推荐标准进行操作。

4.及时处理设备的故障和问题。

如果您发现设备的液压缸、测试钻头磨损等情况，应及时联系技术支持人员，进行维修或更换操作。

5.定期检查和更换设备的耗材，如夹头、深孔钻头、刀片等。

保持设备的良好状态，以确保正常运行和操作效率。

三、总结大型数控深孔钻是一种功能强大的机械设备，可以高效率地进行钻孔操作。

卧式深孔钻系列安全操作及保养规程

卧式深孔钻系列安全操作及保养规程

卧式深孔钻系列安全操作及保养规程前言深孔钻是一种高精度及高效率的物料开孔方式，广泛应用于航空航天、船舶、机床、模具等行业中。

卧式深孔钻作为深孔钻中的一种，其结构紧凑，稳定性好，且适用于工件重量大，长度长的情况。

然而，具有高效率高精度的深孔钻操作中有高风险，在操作安全上必须严格遵守操作规程。

本文将为您提供卧式深孔钻的安全操作及保养规程，以确保您的运营安全操作。

安全操作规程1. 预检查在您操作卧式深孔钻之前，首先必须对其整体进行检查。

为此需遵循以下步骤：1.1 检查钻床的地脚螺丝在使用前需检查钻床的地脚螺丝情况；如果螺丝有松动，需要重新拧紧。

1.2 检查液压站深孔钻使用液压站用来给切削油及夹具施加压力。

因此，在使用前需检查所有气管、油管和润滑油管的连接情况，以确保其充分提供卧式深孔钻的液压力和气压力。

1.3 检查各旋钮、液压阀、加注口等在使用前检查各旋钮、液压阀和加注口等的正常工作情况，以确保他们能够在运行过程中正常操作。

1.4 检查切削油输送管切削油输送管主要用于维持钻头温度和清洗工件。

在进行操作前必须检查输送管的连接情况是否紧固。

2. 开始操作钻前检查预备完毕后，将进行操作。

为确保安全，操作必须遵守以下规程。

2.1 清空操作区在开始操作前，必须将操作区内的杂物清理干净，以避免杂物等外物伤人或损坏设备的情况。

2.2 操作过程保持规定姿式当钻孔开始加工后，操作员需要确保钻头及工件的水平，保证沉积物可以顺利脱离钻头面，防止发生钻头偏航、粘钻等事故。

2.3 防护升降平台钻孔操作过程中，必须确保安全切换升降平台。

操作人员必须保持在升降平台以外的安全区域，并使用额外的保护设施，以避免发生掉落事故。

2.4 确保质量操作员在钻孔过程中必须保证操作区域干燥及清洁，防止木屑、锈屑、水等灰尘粒子对工件品质产生影响。

3. 维护钻床是一种高耗能设备，需要在正确使用后保养及维护，以确保设备正常使用，并延长其使用寿命。

遵循以下几点，进行日常的保养和维护：3.1 设备清洁将设备的表面及零部件清洁干净，以确保孔底清理器正常运行。