专利名称：一种镐形截齿表面熔覆装置的制作方法
技术领域：
本发明属于工件表面处理设备技术领域，具体涉及一种采煤机滚筒上使用的镐形截齿表面熔覆装置。
背景技术：
截齿是滚筒式采煤机上直接切割煤岩的关键零件，也是易损件，由齿体和齿尖组成。在截齿工作过程中，煤岩反作用于镐形截齿所产生的冲击力、摩擦力主要由齿尖部分承担，因此，一般齿尖都是采用硬质合金头镶嵌在齿体上，以提高截齿的抗冲击、耐磨损性能， 延长截齿的使用寿命。但由于齿体材料是一般的合金结构钢，耐磨性能较硬质合金差，尤其是在与硬质合金头镶嵌结合部，极易出现磨损，导致硬质合金头脱落而使整个截齿报废，这是截齿损害的主要原因之一。为了提高镐形截齿齿体镶嵌部位的耐磨性，常用的方法是在其相应部位进行表面硬化处理，如等离子、激光熔覆耐磨材料等，尤其等离子熔覆技术以其设备不需真空系统，工件不需任何前处理，工艺过程简单，设备成本低，技术容易实现工业化等特点获得大量使用。等离子、激光熔覆技术是利用等离子弧或激光，使被熔覆区域表面瞬间熔化形成熔池，同时，熔覆设备的同步送粉机构将配制的硬质合金粉末送入熔池，与齿体的合金结构材料熔合成一体，表面熔覆形成高硬度的金属基复合材料表层。由于熔覆过程都需要瞬间高温和熔合反应，会产生高温、强光、烟雾等不利于操作人员健康的环境因素，而目前的镐形截齿熔覆过程，是将待熔覆截齿由人工装夹在可控制旋转的夹具上，开启熔覆设备和控制夹具旋转，进行设定表面的熔覆加工，加工完毕，停机， 取下已熔覆截齿，再装夹下一个待熔覆截齿，继续熔覆加工。因此，熔覆加工效率低下，严重影响操作人员身体健康。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术所存在的上述缺陷，提供一种结构简单、操作方便、熔覆加工效率高、实现连续加工的镐形截齿表面熔覆装置。本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的该镐形截齿表面熔覆装置，主要用于采煤机滚筒上使用的镐形截齿齿尖镶嵌结合部表面的等离子熔覆；它包括机座，在机座内安装有两台步进电动机，一台步进电动机通过安装于机座台面上的转轴装置与一个圆形拔盘连接，另一台步进电动机与安装于机座台面上的滑动卡爪装置连接；所述拔盘的圆周边缘设置有若干均勻分布的、其直径与截齿安装部分直径相近的半圆形缺口槽，在拔盘的圆周边外设有一个与拔盘同心的、其半径比拔盘半径大一个缺口槽半径的半圆环形滑道，该环形滑道的入口端连接有送料滑道，其出口端连接有出料滑道，所述送料滑道和出料滑道与水平面稍倾斜一定的角度，其倾斜角度满足于截齿依靠其自身的重力即可自溜滑入和滑出环形滑道；所述滑动卡爪装置安装于环形滑道中段的下面，环形滑道中段的上面外侧安装有一个等离子发生器喷嘴，滑动卡爪装置能沿与步进电动机轴伸端联结的滑道轴上下滑动和随滑道轴转动，通过其上端卡爪夹紧或松开待熔覆截齿；所述所有部件均安装于一个能打开的封闭空间内。更具体地说，所述滑动卡爪装置包括一个滑套，滑套通过滑动键套装于开有滑动键槽的所述滑道轴上；滑套通过拧在其下部的止退螺母安装在一个向心推力轴承的内圈上，滑环则通过由螺钉拧在其下面的压板安装在该向心推力轴承的外圈上，滑环的对称两边分别固定有竖直的导向轴；所述滑套上端固连有卡爪座，卡爪座的上部对称两边通过销轴连接有一对卡爪；所述卡爪是一个上轻下重的构件，两个卡爪上部内侧相对的面上设有凸块，凸块之上的两个卡爪内侧面是斜面，由此形成一个向上端外面开口的喇叭口的形状， 卡爪下部内侧面也是斜面，由此形成一个向上开口向底面收紧的喇叭口的形状；所述滑道轴的上端是一个倒锥形的结构，其下端与步进电动机轴伸端联结；所述与滑环两边固连的导向轴插在机座台面之上的安装座内的导向套内，滑环外部一侧固连有一个电磁铁，电磁铁通过电流的通断来控制滑动卡爪装置沿滑道轴和导向套上下滑动。所述转轴装置包括一个固装于机座台面之上的轴承座，通过轴承座内的上部安装一个向心轴承、轴承座内的下部安装一个向心轴承和一个推力轴承来支撑主轴，主轴上端固定拔盘，主轴下端与步进电动机的输出轴联结。本发明的镐形截齿表面熔覆装置，采用人工将待熔覆镐形截齿批量安放在送料滑道后，启动熔覆设备，拨盘在步进电动机的驱动下，从送料滑道中依次拨出待熔覆截齿，并与环形滑道配合，将其滑拨到熔覆位置。滑动卡爪装置的滑环在电磁铁的作用下沿导向套上升，通过向心推力轴承带动滑套、卡爪等上升，卡爪向上通过其设有的凸块托起截齿离开拨盘和环形滑道的上表面，并在滑道轴的作用下抱紧截齿下部，然后同时启动滑动卡爪装置的驱动步进电动机和等离子发生器，由程序控制截齿的转动和等离子的熔覆。熔覆结束后，等离子发生器和滑动卡爪装置的驱动步进电动机停止工作，电磁铁拉动滑动卡爪装置下行，卡爪松开已熔覆截齿，已熔覆截齿下落到拨盘和环形滑道的上表面，拨盘转动，将已熔覆截齿拨到出料滑道输出，同时拨盘已将下一个待熔覆截齿拨到熔覆位置了，由此实现待熔覆截齿的依次拨出、自动装夹、程控熔覆、顺序输出，达到镐形截齿连续熔覆加工的目的。本发明通过程序控制实现镐形截齿的连续熔覆加工，操作方便，工作效率得到了极大的提高，并且所有的设备均安装在一个封闭的空间内，避免了加工时产生的高温、强光、烟雾等不利因素对工作人员的侵害。
图1是本发明实施例的结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是图1中的转轴装置剖视图。图4是图1中的滑动卡爪装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。参见图1、图2，本实施例包括机座1，在机座1内安装有两台步进电动机2，由图1可见，左边这台步进电动机2通过安装于机座1台面上的转轴装置3与圆形拔盘5连接，步进电动机2按照程序指令驱动拔盘5转动。由图2可见，拔盘5的圆周边缘设置有八个均勻分布的、其直径与截齿7安装部分直径稍大的半圆形缺口槽，在拔盘5的圆周边外设有与拔盘5同心的、其半径比拔盘5半径大一个缺口槽半径的半圆环形滑道8，环形滑道8的入口端连接有送料滑道6，其出口端连接有出料滑道4。送料滑道6和出料滑道4与水平面稍倾斜一定的角度，其倾斜角度满足于截齿7依靠其自身的重力即可自溜滑入和滑出环形滑道8。送料滑道6和出料滑道4的槽宽与截齿安装部分直径相同或者稍大。待熔覆截齿由人工批量安放在送料滑道6上(批量大小与送料滑道6长度成正比)，由拨盘5通过其半圆形缺口槽依次拨出进入环形滑道8的预订位置进行熔覆加工；出料滑道4是将已熔覆截齿自溜输送到指定位置卸料。由图1可见，机座1内右边这台步进电动机2与安装于机座1 台面上的滑动卡爪装置10连接。滑动卡爪装置10安装于环形滑道8中段的下面，环形滑道8中段的上面外侧安装等离子发生器喷嘴9。上述所有装置均安装在一个可开关的封闭空间里运行。其中，等离子发生器及其喷嘴9单独安装，其他部件均直接或间接安装在机座 1上，并与等离子发生器进行联动控制，实现截齿的连续熔覆加工。参见图4，是本实施例的滑动卡爪装置10的结构示意图。滑动卡爪装置10是截齿7的自动装夹装置，由图4可见，滑动卡爪装置10包括滑套101，滑套101通过滑动键套装于开有滑动键槽的滑道轴109上。滑套101通过拧在其下部的止退螺母102安装在向心推力轴承105的内圈上，滑环104则通过由螺钉拧在其下面的压板103安装在向心推力轴承105的外圈上。滑套101的上端固连有卡爪座1010，卡爪座1010的上部对称两边通过销轴108连接有一对卡爪107，因此，卡爪107可绕销轴108自由转动。卡爪107是一个上轻下重的构件，两个卡爪107的上部内侧相对的面上设有凸块1012，凸块1012之上的两个卡爪内侧面是斜面，由此形成一个向上端外面开口的喇叭口的形状，卡爪107下部内侧面也是斜面，由此形成一个向上开口向底面收紧的喇叭口的形状。由图4可见，滑道轴109的上端是一个倒锥形的结构，其下端与步进电动机2的输出轴固接，并随其转动(但轴向不能运动)。滑环104的对称两边分别固定有竖直的导向轴1011，由图1可见，导向轴1011插在机座1台面之上的安装座内的导向套11内，滑环104的外部右侧固连电磁铁12，电磁铁 12通过电流的通断来控制滑动卡爪装置10沿滑道轴109的滑动键槽上下滑动。由于卡爪 107能自由转动，且下部重量较上部大，当未施加控制时，卡爪107呈松开状态，卡爪107上部内侧凸块1012的作用是滑动卡爪装置10在电磁铁12作用下的上升初期，滑道轴109的倒锥形部分尚未接触卡爪107下部内侧的斜面时，凸块1012已经接触镐形截齿7的底部并将其向上托起，使截齿7脱离拨盘5和环形滑道8的上表面，然后滑动卡爪装置10继续上升，卡爪107下部的内侧斜面与滑道轴109的倒锥形面接触并被推开，卡爪107转动，其上部内侧斜面压向截齿7的下部并抱紧，这时的截齿7已上升脱离拨盘和环形滑道的上表面， 可随卡爪107转动进行熔覆加工。当熔覆加工结束后，电磁铁12拉动滑动卡爪装置10下行，滑道轴109的倒锥形部分与卡爪下部内侧的斜面脱开，卡爪107下部在自身重力作用下向中间摆动，卡爪107上部斜面脱开截齿7下部并下行，截齿7 —并下落重新搁在拨盘和环形滑道的上表面上，从而完成了一个截齿的熔覆加工。参见图3，是本实施例的转轴装置剖视图。由图3可见，转轴装置3包括固装于机座台面之上的轴承座31，通过轴承座31内的上部安装一个向心轴承33、轴承座31内的下部安装一个向心轴承33和一个推力轴承34来支撑主轴32，主轴32上端固定拔盘5，主轴 32下端与步进电动机2的输出轴联结。本发明实施例的熔覆装置与等离子发生器及喷嘴9均安装在可开闭的封闭空间里，隔绝了强光、高温和烟雾的污染，所有设备均采用集中程序控制，连续自动对镐形截齿7 进行熔覆加工。本发明的镐形截齿表面熔覆装置的工作过程如下首先，采用人工方式将待熔覆镐形截齿7批量安放在送料滑道6后，启动熔覆设备，拨盘5在步进电动机2的驱动下，从送料滑道6中依次拨出待熔覆截齿7，并与环形滑道8配合，将其滑拨到熔覆位置。滑动卡爪装置10的滑环104在电磁铁12的作用下沿导向套11上升，通过向心推力轴承105带动滑套101、卡爪107等上升，卡爪107向上托起截齿7离开拨盘5和环形滑道8的上表面，并在滑道轴109的作用下抱紧截齿7下部，然后同时启动滑动卡爪装置10的驱动步进电动机2和等离子发生器，由程序控制截齿7的转动和等离子的熔覆。熔覆结束后，等离子发生器和滑动卡爪装置10的驱动步进电动机2停止工作，电磁铁12拉动滑动卡爪装置10下行，卡爪107松开已熔覆截齿7，已熔覆截齿7下落到拨盘5和环形滑道8的上表面，拨盘5转动，将已熔覆截齿7拨到出料滑道4输出，同时拨盘5已将下一个待熔覆截齿7拨到熔覆位置了，由此实现待熔覆截齿7的依次拨出、自动装夹、程控熔覆、顺序输出，达到镐形截齿7连续熔覆加工的目的。
权利要求
1.一种镐形截齿表面熔覆装置，主要用于采煤机滚筒上使用的镐形截齿齿尖镶嵌结合部表面的等离子熔覆，其特征在于它包括机座，在机座内安装有两台步进电动机，一台步进电动机通过安装于机座台面上的转轴装置与一个圆形拔盘连接，另一台步进电动机与安装于机座台面上的滑动卡爪装置连接；所述拔盘的圆周边缘设置有若干均勻分布的、其直径与截齿安装部分直径相近的半圆形缺口槽，在拔盘的圆周边外设有一个与拔盘同心的、其半径比拔盘半径大一个缺口槽半径的半圆环形滑道，该环形滑道的入口端连接有送料滑道，其出口端连接有出料滑道，所述送料滑道和出料滑道与水平面稍倾斜一定的角度， 其倾斜角度满足于截齿依靠其自身的重力即可自溜滑入和滑出环形滑道；所述滑动卡爪装置安装于环形滑道中段的下面，环形滑道中段的上面外侧安装有一个等离子发生器喷嘴， 滑动卡爪装置能沿与步进电动机轴伸端联结的滑道轴上下滑动和随滑道轴转动，通过其上端卡爪夹紧或松开待熔覆截齿；所述所有部件均安装于一个能打开的封闭空间内。
2.根据权利要求1所述的镐形截齿表面熔覆装置，其特征在于所述滑动卡爪装置包括一个滑套，滑套通过滑动键套装于开有滑动键槽的所述滑道轴上；滑套通过拧在其下部的止退螺母安装在一个向心推力轴承的内圈上，滑环则通过由螺钉拧在其下面的压板安装在该向心推力轴承的外圈上，滑环的对称两边分别固定有竖直的导向轴；所述滑套上端固连有卡爪座，卡爪座的上部对称两边通过销轴连接有一对卡爪；所述卡爪是一个上轻下重的构件，两个卡爪上部内侧相对的面上设有凸块，凸块之上的两个卡爪内侧面是斜面，由此形成一个向上端外面开口的喇叭口的形状，卡爪下部内侧面也是斜面，由此形成一个向上开口向底面收紧的喇叭口的形状；所述滑道轴的上端是一个倒锥形的结构，其下端与步进电动机轴伸端联结；所述与滑环两边固连的导向轴插在机座台面之上的安装座内的导向套内，滑环外部一侧固连有一个电磁铁，电磁铁通过电流的通断来控制滑动卡爪装置沿滑道轴和导向套上下滑动。
3.根据权利要求1或2所述的镐形截齿表面熔覆装置，其特征在于所述转轴装置包括一个固装于机座台面之上的轴承座，通过轴承座内的上部安装一个向心轴承、轴承座内的下部安装一个向心轴承和一个推力轴承来支撑主轴，主轴上端固定拔盘，主轴下端与步进电动机的输出轴联结。
全文摘要
本发明公开了一种采煤机滚筒上使用的镐形截齿表面熔覆装置。本发明的技术要点是，该熔覆装置包括机座，与机座内的步进电动机连接的圆形拔盘和滑动卡爪装置；拔盘的圆周边缘均匀设置有若干半圆形缺口槽，拔盘的圆周边外设有一个半圆环形滑道，该环形滑道的入口端连接有送料滑道，其出口端连接有出料滑道，送料滑道和出料滑道与水平面稍倾斜一定的角度；滑动卡爪装置安装于环形滑道中段的下面，环形滑道中段的上面外侧安装一个等离子发生器喷嘴；滑动卡爪装置能沿与步进电动机联结的滑道轴上下滑动和随滑道轴转动，通过其上端卡爪夹紧或松开待熔覆截齿。本发明通过程序控制实现镐形截齿的连续熔覆加工，操作方便，工作效率高。
文档编号C23C24/10GK102337535SQ201110280699
公开日2012年2月1日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者余以道, 李跃建, 王立勇 申请人:湖南科技大学