CN103223596A

CN103223596A - 液压支架活塞杆微弧等离子熔覆与机加工一体化设备

Info

Publication number: CN103223596A
Application number: CN2013101782444A
Authority: CN
Inventors: 张天顺; 白宏峰; 刘鸣放; 张兵权; 郭友生; 魏洪亮
Original assignee: HENAN IGOOD WEAR-RESISTING TECHNOLOGY Co Ltd; SHANXI LUAN COAL TECHNOLOGY EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: HENAN IGOOD WEAR-RESISTING TECHNOLOGY Co Ltd; SHANXI LUAN COAL TECHNOLOGY EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-07-31

Abstract

本发明涉及液压支架活塞杆微弧等离子熔覆与机加工一体化设备，有效解决活塞杆表面既定性能要求，节约成本的问题，结构是，底座左右分别装有尾座和前座，尾座上有固定体，前座上有电机总成及卡盘，卡盘的凹槽内有与固定体相对应的顶头，底座左右两端的支撑架上装有摆动器，摆动器的喷嘴置于活塞杆的外表面，摆动器同装在支撑架上的送粉器相连，控制器与微弧等离子的第一电源相连，控制器分别与用于感应的第二电源、冷水机、氮气瓶、送粉器摆动器和电机总成相连，活塞杆的外表面分别装有前感应线圈和后保温线圈，活塞杆外表面在底座上面的支架上装有刀具和超声波装置，本发明节能环保，成本低，易操作，生产效率高，使用寿命长。

Description

液压支架活塞杆微弧等离子熔覆与机加工一体化设备

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别是一种液压支架活塞杆微弧等离子熔覆与机加工一体化设备。

背景技术

综合机械化采煤是煤炭开采技术进步的标志，是煤矿增加产量、提高工作效率、增加经济效益的重要手段。液压支架是综采设备的重要组成部分，由于煤矿井下采掘工作面的工作环境比较恶劣，煤层中相对湿度几乎为100%，包含着大量的SO₂、H₂CO₃和Cl₂等有害物质，在这种环境下工作时，液压支架活塞杆将受到硬质煤块的撞击、腐蚀性介质以及液压支架乳化液的多重作用，其摩擦段表面因磨损和晶间腐蚀而形成麻坑、划伤、锈蚀等缺陷，影响密封效果，导致活塞杆因举升力下降而报废，甚至造成整个采煤工作面停产，经济损失巨大。

在国内，镀鉻是液压支架活塞杆常见的表面处理方式之一，但是该工艺对人体健康和环境都造成恶劣的影响，且镀鉻层易出现起皮及脱皮现象，效果并不明显。另外，公告102677044A、102777193A、101942657A、102703899A、101338427等专利均采用CO₂激光熔覆设备对液压支架活塞杆摩擦段进行处理，均取得了良好的效果，明显的提高了活塞杆的使用寿命，但是也存在设备价格昂贵、占地面积大、不利于工业化推广等问题。因此，设备上的改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的一种液压支架活塞杆微弧等离子熔覆与机加工一体化设备，可有效解决既满足活塞杆表面既定性能要求，又节约成本，易于实现工业化生产的问题。

本发明解决的技术方案是，包括电源、控制器（或称控制器，以下同）、冷却机、氩气源、底座、送粉装置、等离子炬、刀具和超声波滚压装置，底座左右分别装有尾座和前座，尾座上装有固定活塞杆一端的固定体，前座上装有电机总成（电机总成包括电机和电机上装的旋转动力头）及由电机总成带动的卡盘，卡盘的凹槽内装有与固定体相对应的顶头，活塞杆顶装在卡头与在同一直线上的固定体顶头上，底座左右两端上装有支撑架，支撑架上装有摆动器，摆动器的喷嘴置于活塞杆的外表面，摆动器同装在支撑架上的送粉器相连，控制器与微弧等离子的第一电源相连，控制器分别与用于感应的第二电源、冷水机、氮气瓶、送粉器摆动器和电机总成相连，活塞杆的外表面分别装有与用于感应的第二电源、冷水箱相连的前感应线圈和后保温线圈，活塞杆外表面在底座上面的支架上装有刀具和超声波装置（现有设备），电机总成带动卡盘为活塞杆的旋转提供稳定的动力，微弧等离子的第一电源为等离子炬供电，产生等离子束流，用于感应的第二电源为前感应圈和后感应圈提供感应电流，保证活塞杆熔覆前的预热和熔覆后的保温，等离子炬在控制器的控制下沿底座上的支架横梁做横向移动，摆动器控制等离子炬横向摆动幅度和频率，合金粉末在送粉器的控制下通过等离子炬在活塞杆表面形成合金熔覆层，熔覆完成后，打开特制刀具和超声波滚压装置，对合金层的表面（又称镜面）进行处理，实现对活塞杆的熔覆与表面一体化加工处理；感应线圈的感应预热温度为100~300℃之间，后保温线圈的电流为10~80A。

本发明节能环保，成本低，易操作，生产效率高，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的结构主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1给出，本发明包括电源、控制器13、冷却机15、氩气源12、底座9、送粉装置5、等离子炬3、刀具17和超声波滚压装置18，底座9左右分别装有尾座20和前座21，尾座上装有固定活塞杆一端的固定体11，前座上装有电机总成10及由电机总成带动的卡盘8，卡盘8的凹槽内装有与固定体11相对应的顶头19，活塞杆1顶装在卡头19与在同一直线上的固定体顶头上，底座9左右两端上装有支撑架22，支撑架22上装有摆动器4，摆动器的喷嘴3置于活塞杆的外表面，摆动器同装在支撑架22上的送粉器5相连，控制器与微弧等离子的第一电源相连，控制器分别与用于感应的第二电源、冷水机、氮气瓶、送粉器摆动器和电机总成10相连，活塞杆1的外表面分别装有与用于感应的第二电源、冷水箱相连的前感应线圈6和后保温线圈7，活塞杆外表面在底座上面的支架上装有刀具17和超声波装置18（现有设备），电机总成10带动卡盘8为活塞杆1的旋转提供稳定的动力，微弧等离子的第一电源14为等离子炬3供电，产生等离子束流，用于感应的第二电源16为前感应圈6和后感应圈7提供感应电流，保证活塞杆1熔覆前的预热和熔覆后的保温，等离子炬3在控制器的控制下沿底座上的支架横梁做横向移动，摆动器4控制等离子炬3横向摆动幅度和频率，合金粉末在送粉器5的控制下通过等离子炬3在活塞杆1表面形成合金熔覆层2，熔覆完成后，打开特制刀具17和超声波滚压装置18，对合金层的表面（又称镜面）进行处理，实现对活塞杆的熔覆与表面一体化加工处理；感应线圈6的感应预热温度为100~300℃之间，后保温线圈7的电流为10~80A。

为了保证使用效果和使用方便，所述的底座9下面均布有调频螺丝23；所述的底座9，尾座20，前座21及其上面装的固定体11，驱动卡盘8和电机总成10构成执行机构；所述的固定体11是由本体及其本体后部上装的摇动手柄24，前部的顶头26和上部的顶头固定柄25构成。

本发明的工作情况是，将待加工液压支架活塞杆1安装在微弧等离子熔覆设备的卡盘8上，并通过固定体11控制其中心位置，调整等离子炬3的喷嘴位置距离活塞杆1的高度为5~20mm，等离子炬3的喷嘴中心与活塞杆1反转的反方向偏离1~15mm，然后将合金粉末装至送粉器5中。

对活塞杆1摩擦段进行微弧等离子熔覆处理，打开氩气12开关，调节熔覆设备的控制器13，设定送粉器5将送粉量调整到15~100g/min之间，离子气和送粉流量调整到0.4~1.0m³/h之间，熔覆电流调整到30~300A之间，等离子炬3的熔覆速度调整到200~800mm/min，摆动器4的摆动幅度为10~50mm，摆动电机总成电压10~50V，卡盘8转速设置在0.3~3.0r/min，冷却水流量控制在0.4~1.5m³/h；

开启控制器13的启动按钮，微弧等离子的第一电源14、冷却机15、氩气12、送粉器5、摆动器4、等离子炬3、电机总成10、卡盘8和尾座11按既定程序协调工作，电机总成10带动卡盘8为活塞杆1的旋转提供稳定的动力，微弧等离子第一电源14为等离子炬3供电产生等离子束流，控制器控制等离子炬3前的感应圈6的感应预热温度设定在100~300℃，后保温线圈7的电流设定在10~80A，执行机构9上的横向电机驱动等离子炬沿横梁做横向移动，摆动器4控制等离子炬3横向摆动幅度和频率，合金粉末在送粉器5的控制下通过等离子炬3在活塞杆1表面形成搭接率控制在10~40%，制备0.5~2.0mm厚的合金熔覆层；

对活塞杆熔覆层2进行机械加工时无需拆卸，在执行机构9上利用刀具17和超声波滚研装置18一次成型达到镜面光洁度。

所述的液压支架活塞杆合金熔覆层2与基体1呈冶金结合，单道宽度为10~50mm。

本发明与现有技术相比具有以下突出的特点：

（1）本发明使用中无环境污染，且成本可降低30%以上，有效替代目前污染严重的镀鉻技术和价格昂贵的激光熔覆技术；

（2）用该设备制备的合金熔覆层具有优良的耐磨性和耐腐蚀性能，增加了活塞杆的强度，延长了液压支架活塞杆的使用寿命5倍以上；

（3）本发明结构简单，易操作，能批量生产，生产效率提高3倍以上，具有显著的经济效益和社会效益，是液压支架活塞杆生产设备上的一大创新。

Claims

1.一种液压支架活塞杆微弧等离子熔覆与机加工一体化设备，包括电源、控制器（13）、冷却机（15）、氩气源（12）、底座（9）、送粉装置（5）、等离子炬（3）、刀具（17）和超声波滚压装置（18），其特征在于，底座（9）左右分别装有尾座（20）和前座（21），尾座上装有固定活塞杆一端的固定体（11），前座上装有电机总成（10）及由电机总成带动的卡盘（8），卡盘（8）的凹槽内装有与固定体（11）相对应的顶头（19），活塞杆（1）顶装在卡头（19）与在同一直线上的固定体顶头上，底座（9）左右两端上装有支撑架（22），支撑架（22）上装有摆动器（4），摆动器的喷嘴（3）置于活塞杆的外表面，摆动器同装在支撑架（22）上的送粉器（5）相连，控制器与微弧等离子的第一电源相连，控制器分别与用于感应的第二电源、冷水机、氮气瓶、送粉器摆动器和电机总成（10）相连，活塞杆（1）的外表面分别装有与用于感应的第二电源、冷水箱相连的前感应线圈（6）和后保温线圈（7），活塞杆外表面在底座上面的支架上装有刀具（17）和超声波装置（18），电机总成（10）带动卡盘（8）为活塞杆（1）的旋转提供稳定的动力，微弧等离子的第一电源（14）为等离子炬（3）供电，产生等离子束流，用于感应的第二电源（16）为前感应圈（6）和后感应圈（7）提供感应电流，保证活塞杆（1）熔覆前的预热和熔覆后的保温，等离子炬（3）在控制器的控制下沿底座上的支架横梁做横向移动，摆动器（4）控制等离子炬（3）横向摆动幅度和频率，合金粉末在送粉器（5）的控制下通过等离子炬（3）在活塞杆（1）表面形成合金熔覆层（2），熔覆完成后，打开特制刀具（17）和超声波滚压装置（18），对合金层的表面进行处理，实现对活塞杆的熔覆与表面一体化加工处理；感应线圈（6）的感应预热温度为100~300℃，后保温线圈（7）的电流为10~80A。

2.根据权利要求1所述的液压支架活塞杆微弧等离子熔覆与机加工一体化设备，其特征在于，所述的底座（9）下面均布有调频螺丝（23）。

3.根据权利要求1所述的液压支架活塞杆微弧等离子熔覆与机加工一体化设备，其特征在于，所述的底座（9），尾座（20），前座（21）及其上面装的固定体（11），驱动卡盘（8）和电机总成（10）构成执行机构。

4.根据权利要求1所述的液压支架活塞杆微弧等离子熔覆与机加工一体化设备，其特征在于，固定体（11）是由本体及其本体后部上装的摇动手柄（24），前部的顶头（26）和上部的顶头固定柄（25）构成。