CN102230174A - 用于激光熔覆的合金粉末的输送装置 - Google Patents

用于激光熔覆的合金粉末的输送装置 Download PDF

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一种用于激光熔覆的合金粉末的输送装置，包含有储粉斗（1）、缓冲斗（2）、定量输出斗（3）、定量输出轮（4）和无级调速电机（5），缓冲斗（2）设置为与储粉斗（1）连通，定量输出斗（3）设置为与缓冲斗（2）连通，定量输出斗（3）设置有进粉口和出粉口并在进粉口和出粉口之间设置有腔体，在定量输出轮（4）的圆周表面上设置有均匀分布的凹槽，定量输出轮（4）设置在定量输出斗（3）的腔体中，定量输出轮（4）设置为与无级调速电机（5）的输出轴联接，因此增加了装入合金粉末的量，提高了生产效率。

Description

用于激光熔覆的合金粉末的输送装置
 
一、     技术领域
本发明涉及一种用于激光熔覆的合金粉末的输送装置，尤其是一种适用于大功率激光器在矿用液压支架立柱上进行激光熔覆时的送粉器。
二、     背景技术
激光熔覆亦称激光包覆或激光熔敷，是一种新的表面改性技术，是一种经济效益很高的新技术，近年来得到快速发展，已在众多工业领域得到广泛的应用。它是通过在基材表面添加熔覆材料，利用高能密度的激光束所产生的快速冷凝过程，在基材表面形成与基材冶金结合的具有完全不同成分与性能的添料覆层。激光打在基材表面，高温使基体局部微熔形成熔池，熔覆材料落入熔池被熔化，同时又快速冷却与基体一起形成熔覆层。熔覆层质量的好坏，不仅取决于材质特性和激光工艺参数，而且与熔覆材料的输送速率及均匀性密切相关。激光熔覆层的质量不仅与粉末材料的性能、激光功率密度分布和送粉头扫描速度、光斑直径的工艺参数等因素有关,而且送入熔池的粉末是否均匀、稳定,也是其重要的影响因素，其中粉末单位时间输送率和粉末的输送速度是由送粉器的特性决定的参数，粉末单位时间输送率是指送粉器单位时间内能传送的粉末流量，粉末的输送速度是粉末到达熔池时的速度，因此用于激光熔覆的合金粉末的输送装置是一个重要的机床附件。在现有的用于激光熔覆的合金粉末的输送装置中，通常采用的是气动式送粉器，其原理是粉末通过平面转盘传送至刮板，并通过氦气压力随之被输送到激光加工区域，该送粉器送粉率精确度较高，但其流量较小，且送粉器容量较小，若盛装粉末量较大则会对平面转盘施加较大压力，长时间会对电机造成损耗，同时若平面转盘转速过快，刮板也极易磨损，因此该送粉器盛装合金粉末量较少，生产中需要频繁停机，进行加粉作业，从而造成生产效率低下。
三、     发明内容
为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种用于激光熔覆的合金粉末的输送装置，因此增加了装入合金粉末的量，提高了生产效率。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：包含有储粉斗、缓冲斗、定量输出斗、定量输出轮和无级调速电机，缓冲斗设置为与储粉斗连通，定量输出斗设置为与缓冲斗连通，定量输出斗设置有进粉口和出粉口并在进粉口和出粉口之间设置有腔体，在定量输出轮的圆周表面上设置有均匀分布的凹槽，定量输出轮设置在定量输出斗的腔体中，定量输出轮设置为与无级调速电机的输出轴联接。
把合金粉末放到储粉斗中，合金粉末在自重力的作用下，进入缓冲斗，在进入到定量输出斗，通过定量输出轮的转动，通过锥槽定量地输出，由于设计了储粉斗、缓冲斗、定量输出斗、定量输出轮和无级调速电机，使合金粉末的重量不再影响定量系统的性能，因此增加了装入合金粉末的量，提高了生产效率。
本发明设计了，储粉斗设置为圆筒形，缓冲斗设置为圆锥形，缓冲斗的出口直径设置为小于储粉斗的出口直径。
本发明设计了，定量输出轮的圆周表面上设置有均匀分布4500-5000个深为0.15-0.25mm直径为Φ0.15-0.25mm的锥槽。
本发明设计了，储粉斗的出口直径d1:Φ150-170mm；缓冲斗的出口直径d2:Φ5-7mm；定量输出斗的进粉口直径d3:Φ5-7mm；输出斗的出粉口直径d4：Φ2.5-3.5mm；定量输出轮与定量输出斗3的出粉口之间的间隙的设置为0.1-0.2mm。
本发明设计了，无级调速电机的调速范围设置为90—1400转/分。
本发明设计了，定量输出轮的圆周表面上设置有均匀分布4800个深为0.20mm直径为Φ0.20mm的锥槽，储粉斗的出口直径d1:Φ160mm；缓冲斗的出口直径d2:Φ6mm；定量输出斗的进粉口直径d3:Φ6mm；输出斗的出粉口直径d4：Φ3mm：定量输出轮的锥槽的宽度为0.2mm；定量输出轮与定量输出斗的出粉口之间的间隙的设置为0.1-0.2mm，无级调速电机的调速范围设置为800转/分。
四、     附图说明
附图为本发明的示意图。
五、     具体实施方式
附图为本发明的一个实施例，结合附图具体说明本实施例，包含有储粉斗1、缓冲斗2、定量输出斗3、定量输出轮4、无级调速电机5，储粉斗1设置为透明圆筒形，缓冲斗2设置为圆锥形，缓冲斗2设置为与储粉斗1连通，缓冲斗2的出口设置为小于储粉斗1的出口，定量输出斗3设置为与缓冲斗2连通，定量输出斗3设置有进粉口和出粉口并在进粉口和出粉口之间设置有腔体，在定量输出轮4的圆周表面上设置有均匀分布的锥槽，定量输出轮4设置在定量输出斗3的腔体中，定量输出轮4设置为与无级调速电机5的输出轴联接。
在本实施例中，定量输出轮4的圆周表面上设置有均匀分布4500个深为0.15mm直径为Φ0.15mm的锥槽。
在本实施例中，储粉斗1的出口直径d1:Φ150mm；缓冲斗2的出口直径d2:Φ5mm；定量输出斗3的进粉口直径d3:Φ5mm；输出斗3的出粉口直径d4：Φ2.5mm；定量输出轮4与定量输出斗3的出粉口之间的间隙的设置为0.1mm。
在本实施例中，无级调速电机5的调速范围设置为90转/分。
在本实施例中，锥槽是指使用钻头的端面为圆锥形进行加工后的孔。
本发明的第二个实施例中：
在本实施例中，定量输出轮4的圆周表面上设置有均匀分布5000个深为0.25mm直径为Φ0.25mm的锥槽。
在本实施例中，储粉斗1的出口直径d1:Φ170mm；缓冲斗2的出口直径d2: 7mm；定量输出斗3的进粉口直径d3: 7mm；输出斗3的出粉口直径d4：Φ3.5mm；定量输出轮4与定量输出斗3的出粉口之间的间隙的设置为0.2mm。
在本实施例中，无级调速电机5的调速范围设置为1400转/分。
本发明的第三个实施例中：
在本实施例中，定量输出轮4的圆周表面上设置有均匀分布4800个深为0.20mm直径为Φ0.20mm的锥槽。
在本实施例中，储粉斗1的出口直径d1:Φ160mm；缓冲斗2的出口直径d2:Φ6mm；定量输出斗3的进粉口直径d3:Φ6mm；输出斗3的出粉口直径d4：Φ3mm：定量输出轮4的锥槽的宽度为0.2mm；定量输出轮4与定量输出斗3的出粉口之间的间隙的设置为0.1-0.2mm。
在本实施例中，无级调速电机5的调速范围设置为800转/分。
把合金粉末放到储粉斗1中，合金粉末在自重力的作用下，进入缓冲斗2，
在进入到定量输出斗3，通过定量输出轮4的转动，通过锥槽定量地输出。
本发明采用变频调速电机，外接面板式调速器，送粉精度偏差为±2％，送粉量调整范围广0g/s-16g/s，对粉末要求低，粒度为2～200μ，电机调速范围90—1400转/分，送粉量连续可调。同时，变频调速电机可与激光控制机床PLC集成控制，可采用特殊程序指令来控制送粉器，使之更具自动化、人性化，同时该本发明具备盛装25kg粉末的超大容量，减少了装粉频率，生产效率大幅度提高。
本发明具有下特点：
1、由于设计了储粉斗1、缓冲斗2、定量输出斗3、定量输出轮4和无级调速电机5，使合金粉末的重量不再影响定量系统的性能，因此增加了装入合金粉末的量，提高了生产效率。
2、本发明的容量大、送粉稳定，特别适合对大型工件的激光熔覆。
3、本发明采用的自重式送粉原理，通过精确控制调速电机的转速来控制送粉，同时，容量大，解决了需频繁停机加料而影响熔覆质量的弊端。
4、操作简单、界面友好。可直接通过面板的开关及调速旋钮控制送粉，也可通过数控机床指令控制。
在用于激光熔覆的合金粉末的输送装置技术领域内；凡是包含有缓冲斗2设置为与储粉斗1连通，定量输出斗3设置为与缓冲斗2连通，定量输出斗3设置有进粉口和出粉口并在进粉口和出粉口之间设置有腔体，在定量输出轮4的圆周表面上设置有均匀分布的凹槽，定量输出轮4设置在定量输出斗3的腔体中，定量输出轮4设置为与无级调速电机5的输出轴联接的技术内容都在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于激光熔覆的合金粉末的输送装置；其特征是：包含有储粉斗（1）、缓冲斗（2）、定量输出斗（3）、定量输出轮（4）和无级调速电机（5），缓冲斗（2）设置为与储粉斗（1）连通，定量输出斗（3）设置为与缓冲斗（2）连通，定量输出斗（3）设置有进粉口和出粉口并在进粉口和出粉口之间设置有腔体，在定量输出轮（4）的圆周表面上设置有均匀分布的凹槽，定量输出轮（4）设置在定量输出斗（3）的腔体中，定量输出轮（4）设置为与无级调速电机（5）的输出轴联接。
2.根据权利要求1所述的用于激光熔覆的合金粉末的输送装置；其特征是：储粉斗（1）设置为圆筒形，缓冲斗（2）设置为圆锥形，缓冲斗（2）的出口直径设置为小于储粉斗（1）的出口直径。
3.根据权利要求1所述的用于激光熔覆的合金粉末的输送装置；其特征是：定量输出轮（4）的圆周表面上设置有均匀分布4500-5000个深为0.15-0.25mm直径为Φ0.15-0.25mm的锥槽。
4.根据权利要求1所述的用于激光熔覆的合金粉末的输送装置；其特征是：储粉斗（1）的出口直径d1:Φ150-170mm；缓冲斗（2）的出口直径d2:Φ5-7mm；定量输出斗（3）的进粉口直径d3:Φ5-7mm；输出斗（3）的出粉口直径d4：Φ2.5-3.5mm；定量输出轮（4）与定量输出斗（3）的出粉口之间的间隙的设置为0.1-0.2mm。
5.根据权利要求1所述的用于激光熔覆的合金粉末的输送装置；其特征是：无级调速电机（5）的调速范围设置为90—1400转/分。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的用于激光熔覆的合金粉末的输送装置；其特征是：定量输出轮（4）的圆周表面上设置有均匀分布4800个深为0.20mm直径为Φ0.20mm的锥槽，储粉斗（1）的出口直径d1:Φ160mm；缓冲斗（2）的出口直径d2:Φ6mm；定量输出斗（3）的进粉口直径d3:Φ6mm；输出斗（3）的出粉口直径d4：Φ3mm：定量输出轮（4）的锥槽的宽度为0.2mm；定量输出轮（4）与定量输出斗（3）的出粉口之间的间隙的设置为0.1-0.2mm，无级调速电机（5）的调速范围设置为800转/分。
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