CN105531083A - 具有负载控制器的研磨设备 - Google Patents
具有负载控制器的研磨设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105531083A CN105531083A CN201480049140.6A CN201480049140A CN105531083A CN 105531083 A CN105531083 A CN 105531083A CN 201480049140 A CN201480049140 A CN 201480049140A CN 105531083 A CN105531083 A CN 105531083A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- milling apparatus
- grinding
- grinding machine
- arm
- linear actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 157
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B3/00—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools
- B24B3/24—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of drills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B3/00—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools
- B24B3/24—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of drills
- B24B3/33—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of drills of drills for stone
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B3/00—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools
- B24B3/60—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of tools not covered by the preceding subgroups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/10—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving electrical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
- B24B55/02—Equipment for cooling the grinding surfaces, e.g. devices for feeding coolant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于研磨岩石钻头的硬金属嵌入件的研磨设备,所述研磨设备有研磨机器,该研磨机器装备有研磨杯,该研磨杯由马达驱动,以便绕它的纵向轴线旋转,其中,支承系统包括:臂或操作杆系统,以便控制研磨机器的竖直运动;以及用于提供研磨压力的装置,其中,提供研磨压力的该装置可以是与臂或操作杆系统可枢转地连接的线性促动器和测压元件组件。
Description
技术领域
本发明涉及用于研磨岩石钻头(冲击或旋转)、隧道掘进机切刀(TBM)和天井钻机切刀(RBM)的硬金属嵌入件或工作尖端的设备的改进,更具体地说(但并不排他),用于研磨岩石钻头或切刀的切削齿或镶齿(button)的设备的改进。
背景技术
在钻井操作中,钻头或切刀上的切削齿(镶齿)在连续使用后变平(磨损)。通过重新研磨(磨尖)镶齿以便使它们基本回复至其原始轮廓而进行的钻头或切刀的定期维护将延长钻头/切刀的寿命、加速钻井和降低钻井成本。最好是在镶齿的磨损达到镶齿半径最大值的三分之一时进行重新研磨。
制造商已经发展了一系列不同的人工和半自动研磨机器,包括手持研磨机、单臂和双臂自定心研磨机器以及专门设计成用于安装在钻架、服务车辆上或者设置在车间中的研磨机。
这些类型的机器利用具有高速旋转的心轴或转子的研磨机器。安装在转子或心轴的端部上的研磨杯或研磨销(grindingpin)研磨镶齿以及通常钻头/切刀的、环绕镶齿基部的面,以便使得镶齿基本回复至它的原始轮廓,用于有效钻井。除了研磨杯的旋转,这些类型的研磨机器还可以包括这样的特征,其中,研磨机器安装成与镶齿的纵向轴线成一定角度,且研磨机器旋转,以便提供轨道运动,该轨道运动的旋转中心处于研磨杯的中心处。当研磨镶齿时,研磨机器的定心特性将使得研磨机器定心在镶齿的最高点上面。
普通的研磨机器在研磨压力和平衡压力之间转换,以便获得合适的效果。在普通的研磨机器中,最小研磨压力等效于臂或操作杆部分以及附接于其上的部件的重量。
对于这些类型的研磨机器,长久以来的问题是由于高转速而引起的振动和噪音、磨损、需要用于气动系统的大型压缩机和每个镶齿的较长研磨时间;以及较大的尺寸。
美国专利No.7402093解决了更早机器的多个问题,并提供了一种承载在支承系统上的研磨机器,其中,研磨杯以可变速度旋转,优选是从大约2200至6000RPM,且支承系统能够提供可变的进给压力,优选是或者可选择直到350千克。在这种类型的机器中,需要精确控制进给压力。
发明内容
因此,本发明提供了用于研磨岩石钻头的硬金属嵌入件的研磨设备的实施例。研磨设备有承载在支承系统上的研磨机器和用于保持一个或多个要研磨的钻头的装置。研磨机器装备有研磨杯,该研磨杯由马达驱动,以便绕它的纵向轴线旋转。支承系统包括:臂或操作杆系统,以便控制研磨机器的运动,用于使得研磨机器与要研磨的硬金属嵌入件对齐;用于提供研磨压力的装置;用于监测和控制研磨设备的一个或多个操作功能的装置,该操作功能从以下组选择,该组包括力、研磨压力、研磨机器在与硬金属嵌入件对齐时的运动和运动速度。用于监测和控制研磨设备的一个或多个功能的装置包括:一个或多个测压元件(loadcell),用于定量和测量在所述一个或多个功能过程中施加的力;以及可编程控制系统,该可编程控制系统能够根据来自该一个或多个测压元件的输入而监测和调节该一个或多个功能。
在一个实施例中,用于提供研磨压力的装置是线性促动器和测压元件,该线性促动器与臂或操作杆系统可枢转地连接,以便产生力,例如进给(研磨)压力,该测压元件用于定量和测量在研磨过程中施加的力。控制系统、线性促动器和测压元件的组合能够使得进给(研磨)压力从零开始。这与普通的研磨机器明显不同,因为在普通的研磨机器中,最小进给压力等于研磨机器和支承系统的重量。
本发明的另一方面涉及研磨设备的实施例,其中,提供了用于保持要研磨的一个或多个岩石钻头的装置,该装置包括用于各孔的可运动压力板,所述压力板的运动由线性促动器来控制。
本发明的还一方面涉及研磨设备的实施例,该研磨设备有水和废料收集系统,用于在研磨过程中回收冷却剂和从硬金属嵌入件上除去的金属。
本发明的进一步特征将在下面的详细说明中介绍,或者由下面的详细说明可知。
附图说明
为了可以更清楚地理解本发明,下面将参考附图通过示例来详细介绍实施例,附图中:
图1是根据本发明的研磨设备的一个实施例的右侧透视图,该研磨设备具有:研磨机器,该研磨机器由支承系统承载用于竖直和水平调节;以及用于保持要研磨的钻头的装置;图1还示意表示了大型的井下钻头(钻头视图没有表示要研磨的硬金属嵌入件或镶齿)。
图2是图1的研磨设备的左侧视图,其中除去了钻头周围的屏蔽件。
图3是图1的研磨设备的右侧透视图,其中钻头台板旋转。
图4是图3的研磨设备的左侧后部透视图。
图5是形成图1的研磨设备的一部分的水和废料收集系统的放大透视图。
图6是图1的研磨设备的正视图,其中除去了屏蔽件。
图7是图1的研磨设备的透视图,其中露出了第一臂部分和控制箱的内容物。
图8是图7的研磨设备的右侧视图。
图9是图1的支承系统的第一箱部分和第二臂部分的内部侧视图。
图10是用于图1的研磨设备的钻头保持器的一个实施例的俯视图。
图11是图10的钻头保持器的仰视图,其中孔关闭。
图12是图10的钻头保持器的仰视图,其中孔打开。
图13是根据本发明的研磨设备的另一实施例的左侧透视图,该研磨设备适用于移动应用,具有:研磨机器,该研磨机器由支承系统承载用于竖直和水平调节;以及用于保持要研磨的钻头的装置。
图14是图13的研磨设备的支承系统的一部分的正视图。
图15是图13的研磨设备的支承系统的一部分的侧视图。
图16是用于根据本发明一个实施例的控制系统实施例的电路图的一部分的示意图。
图17是用于图16的控制系统的电路图的另一部分的示意图。
图18是用于图16的控制系统的电路图的另一部分的示意图。
图19是使用图16的电路的控制板的实施例,具有操纵杆。
图20是用于根据本发明的控制系统的另一实施例的电路图的一部分的示意图。
具体实施方式
参考图1至12,根据本发明的研磨设备的一个实施例总体表示为1。研磨设备1包括研磨机器2、用于保持要研磨的一个或多个钻头的装置(总体表示为3)和支承系统(总体表示为4)。研磨机器2、用于保持钻头的装置3和支承系统4布置成使得在研磨机器2和要研磨的钻头之间能够相对运动,以便使得研磨机器2与钻头上的镶齿的纵向轴线能够对齐。研磨设备1有控制系统,该控制系统的部件总体表示为5,该控制系统有可编程的操作人员控制面板35,该操作人员控制面板35能够直接或间接地监测和调节一个或多个操作参数。操作参数可以包括进给压力、研磨杯RPM、研磨时间和其它参数,如这里所述。
在图1-12所示的研磨设备1的实施例中,研磨机器2由支承系统4承载,该支承系统4包括臂或操作杆系统6,该臂或操作杆系统6轴颈连接在支架7上,该支架7附接在开口箱9的后部8上。钻头保持器装置3包括安装在箱9内的台板10。
在所示实施例中,如前所述,用于承载和定位研磨机器2的臂或操作杆系统6轴颈连接在开口箱9的后部8处的支架7上。臂系统6包括第一臂部分11,该第一臂部分11的一端12与支架7轴颈连接。第一臂部分11的另一端13与第一控制箱15的后侧14轴颈连接。在该实施例中,第一臂部分11控制研磨机器2相对于要重新研磨的钻头的水平位置。第二臂部分17可枢转地安装在第一控制箱15的前侧16上。第二臂部分17包括一对平行臂18、19,各臂18、19的一端20、21可枢转地安装在第一控制箱15的前侧16上。各臂18、19的另一端22、23与第二控制箱25的后侧24可枢转地连接。第二臂部分17控制研磨机器2的上下竖直运动。
用于向支承系统部分提供平衡压力的装置处于第一控制箱15(图9)内部,当不使用时,该装置控制研磨机器2沿镶齿或钻头的纵向轴线方向的运动,当使用时,该装置控制进给(研磨)压力。在所示实施例中,用于提供研磨压力的装置是促动器,该促动器总体表示为26,与第二臂部分17的下部臂19的端部27可枢转地连接。下部臂19的端部27从枢转点28伸出,下部臂18在该枢转点28处与第一控制箱15连接。在所示实施例中,促动器是有螺杆38的电-机械线性促动器,该螺杆38的运行长度和速度由电马达39来控制。使用由电马达来提供动力的电-机械促动器的优点是它也许能够消除其它选择方式,例如气动或液压促动器,明显简化研磨设备的组装、提高相关功能的控制和精确性,同时可能降低制造成本。因为操作研磨设备所需的动力源可能减少至只有电动,因此安装和操作也简化。
在普通的研磨机器中,使用高进给力可能使得研磨机器在较大力的情况下离开镶齿。在本发明中,为了安全地产生高进给和控制进给压力,控制系统(总体表示为5)提供为用于监测和控制研磨设备的一个或多个操作功能,包括进给或研磨压力。进行监测和控制的其它功能可以包括在钻头保持在钻头保持器装置内时施加的力、研磨机器的运动、研磨机器在与硬金属嵌入件对齐时的运动速度。在所示实施例中,控制系统包括一个或多个测压元件,以便定量和测量在研磨设备的功能过程中(包括促动器运动速度、进给压力等)施加的力。当测压元件发出力减小的信号时(可能由于研磨杯离开被研磨的镶齿),来自测压元件的输出信号可以在需要时关闭研磨操作或者使得电-机械促动器反向,以便防止或最小化危险情况。测量操作人员的输入和与控制系统5连接的测压元件能够将施加于一个或多个操作人员输入部(例如手柄等)上的力转换成例如电-机械促动器的可变运动速度。这使得可编程的控制系统5能够根据来自一个或多个测压元件的输入而监测和调节研磨设备的功能。在所示实施例中,为了监测和控制进给压力,测压元件29设置于线性促动器26的螺杆38的端部30和下部臂19的端部27之间。测压元件29测量研磨机器2对着钻头的进给压力。来自测压元件29的输出信号直接或间接地传送给控制系统5。控制系统5通过马达39来控制线性促动器26的螺杆38的运动,从而控制进给压力。
为了适应要研磨的镶齿的表面可能不均匀磨损的情况,总体表示为42的装置提供为用于使得研磨机器2能够在不均匀镶齿表面上研磨时在并不由线性促动器调节的情况下稍微运动。这有利于更均匀和可控制地研磨作用,并降低了在研磨设备1中的负载尖峰,该研磨设备1包括研磨机器2、用于保持一个或多个要研磨的钻头的装置(总体表示为3)和支承系统(总体表示为4)。在所示实施例中,线性促动器26的、远离第二臂部分17的端部32用于在与第一控制箱15连接的点处装配至穿过块33的孔内。环绕线性促动器26穿过块33延伸的部分的弹簧31通过螺母34而抵靠块33偏压。弹簧31可以压缩和减压,类似于减振器,以便允许研磨机器2在没有调节线性促动器26的情况下在不均匀的镶齿表面上稍微运动。如上所述,当研磨机器在研磨过程中运动越过和离开镶齿表面时,来自测压元件的输出信号还将能够警告操作人员,需要时,机器可以自动关闭,或者线性促动器反向。
用于向研磨机器2提供轨道旋转的旋转马达、齿轮箱和齿轮处于第二控制箱25内。研磨机器2通过一对板43、44而附接在第二控制箱25上。各板43、44设有弓形狭槽45。研磨机器2相对于控制箱25的附接角度能够通过狭槽45来调节。通过使得研磨机器2稍微偏离竖直,将最小化在重新研磨的镶齿上形成乳状凸起,并避免在研磨杯上的不均匀磨损。
在控制箱25后部的导管46用于向研磨机器2传送电、水和/或空气供给,而并不扰乱研磨机器2的轨道旋转。导管46的远端与柔性导管47连接,该柔性导管47通过连接器48而与研磨机器2连接。
在控制箱25上的操作人员输入面板35也能够用于设置例如镶齿尺寸、研磨时间、镶齿类型、镶齿磨损、偏压侧负载的百分数以及进给压力。控制系统可以以预设的缺省值来编程。开始按钮36和停止按钮37设置于面板35上。
在附图中表示的研磨机器2使用在美国专利No.5639273和美国专利No.5727994中所述类型的六边形驱动系统。
可编程控制卡设置于第二控制箱25内,该第二控制箱25可选地附接在操作人员输入面板35的后部上,有用于研磨设备的控制系统的、包含中心处理器(即微处理器或者微控制器)的电路板。中心处理器能够根据适应用途而布置在任意位置,并能够合适地与其它子处理器相互连接,以便监测用于合适功能所需的多个功能。整个控制系统包括系统和控制器,该系统和控制器能够与微处理器或微控制器一起控制研磨设备的所有方面,包括在各镶齿上的研磨时间、研磨杯的转速、研磨压力、钻头保持器倾斜功能、操作灯和冷却剂流。微处理器或微控制器和控制系统能够用于提供人工或自动的其它功能。例如,在电马达的情况下,微处理器或微控制器和控制系统能够监测使用的安培数和/或温度,当它达到预设限制时,自动降低研磨压力,以便防止马达烧坏。微处理器或微控制器和控制系统还能够在研磨过程中控制冷却剂流向镶齿的面。
另外,控制面板软件能够设置成这样,用户可以选择例如优选是较长的研磨杯寿命还是研磨杯的较高材料去除速率。
图16-18示意表示了根据本发明用于控制系统的电路图的一部分的一个实施例。在图16中,输入/输出卡49示意表示为具有用于研磨压力的电路输入部61、防溅部控制器62、激光驱动器63和磨削压力64。在图17中,输入/输出卡65示意表示为具有用于控制操纵杆和研磨机器的轨道旋转的电路输入部66、67。在图19中,控制面板表示为具有操纵杆71、72,该操纵杆71、72作为测量操作人员输入的测压元件的替代,或者作为当认为由于某种原因(例如安全性等)而需要时用于实现双手控制的装置。操纵杆可以用于向下滚动菜单以及选择多种功能。通过需要操作人员移动两个操纵杆以起动合适功能,可以实现事物例如钻头保持器倾斜功能的双手控制。需要时,也可以使用操纵杆和测压元件的组合来实现某种控制功能。在图18中,输入/输出卡68示意表示为有用于通过输入部69、70来控制线性促动器的电路输入。
图20示意表示了根据本发明用于控制系统的电路图的一部分的另一实施例。在图20中,输入/输出卡299示意表示为具有用于进给压力促动器201、测压元件放大器/测压元件202、磨削头部104和操纵杆控制器206、208以及研磨机器的轨道旋转的电路输入。在图20中,表示了测压元件放大器。测压元件放大器优化向测压元件的输入。测压元件放大器是可选的,能够用于在需要时优化向测压元件的输入,并能够是单独装置或者内置于测压元件中。
上述原理的变化形式也在本发明的范围内,这些原理包括增加进给/研磨压力、降低研磨杯RPM、水冷马达、使用变频器、偏压侧负载、对重平衡和位置固定,它们能够选择地使用,以便能够用于在不同于竖直的角度进行研磨。增加进给/研磨压力、降低研磨杯RPM、水冷马达、使用变频器、偏压侧负载、对重平衡和位置固定的上述原理的变化形式的组合也能够用于当在中齿(facebutton)和边齿(gaugebutton)的研磨之间转换时基本不需要倾斜/枢转钻头。一些上述原理也可以用于例如气动和/或液压动力马达。另外,对于现有的空气冷却马达,心轴速度能够使用在马达输出和心轴驱动输入之间的齿轮箱结构而变化,以便降低心轴RPM,可选择为可变,直到45%或更多。
在研磨过程中,冷却剂(通常为水)喷射至进行研磨的镶齿上。所示的研磨设备可以包括水和废料收集系统,该水和废料收集系统在图4中总体表示为40。水和废料收集系统包括抽屉状件41,该抽屉状件41能够运动至在开口箱9下面的位置。过多的冷却剂水和在研磨过程中从镶齿上除去的材料收集在抽屉状件41中,从而使得水能够再循环回冷却系统中。
在所示实施例中,用于保持钻头3的装置是台板10,该台板10在箱9的各侧的枢转点处安装在箱9内,以便使得台板10能够倾斜。在图8中,线性促动器60表示为控制台板10的倾斜动作。钻头保持装置3(在本例中,台板10)可以设有用于保持一个或多个要研磨的钻头的一个或多个孔50。在所示实施例中,台板10有一个孔50(见图10-12)。当钻头定位在孔50内时,钻头的杆布置成抵靠孔50的前边缘51、52。前边缘51、52可以橡胶涂覆。钻头通过压力板53而抵靠前边缘51、52保持就位,该压力板53由第二线性促动器54和操作杆臂组件55来控制。还提供了用于监测和控制线性促动器的运行的装置。在所示实施例中,线性促动器54是电机械促动器。通过监测用于促动器54的电马达使用的安培数,当安培数出现尖峰时,控制系统5能够使得电马达停止使得促动器不进一步前进。当压力板53接触钻头的杆时当杆接触孔50的前边缘51、52时,安培数将出现尖峰。屏蔽件56附接在压力板53上和与该压力板53一起运动,并完全覆盖在压力板53的后部57和孔50的背部58之间的开口。屏蔽件56防止当压力板53退回时意外地夹住手指等。线性促动器54能够稍微后退,以便使得钻头(向要研磨的下一个镶齿)在孔50内旋转,而线性促动器54和压力板53并不完全退回。用于操作线性促动器54的控制器可以设置于箱9的侧部上。尽管将钻头保持在钻头保持器装置上的方法表示为压力板53和线性促动器54,但是其它结构也可以,本发明并不局限于所示的实施例。
图13至15表示了根据本发明的更紧凑研磨设备的另一实施例,该研磨设备可选地适用于移动应用。研磨设备总体表示为100。研磨设备100包括研磨机器102、用于保持一个或多个要研磨的钻头的装置(总体表示为103)和支承系统(总体表示为104)。研磨机器102、用于保持钻头的装置103和支承系统104布置成允许研磨机器102和要研磨的钻头相对运动,以便使得研磨机器102能够与在钻头上的镶齿的纵向轴线对齐。研磨设备100有控制系统,该控制系统的部件总体表示为105,具有可编程的操作人员控制面板,该操作人员控制面板能够直接或间接地监测和调节一个或多个操作参数。最感兴趣的操作参数从以下组中选择,该组包括进给压力、研磨杯RPM和研磨时间。
在所示的研磨设备100的实施例中,研磨机器102由支承系统104来承载,该支承系统104包括附接在框架107上的臂或操作杆系统106。
在所示实施例中,如前所述用于承载和定位研磨机器102的臂或操作杆系统106附接在框架107上。臂系统106包括一对平行臂108、109,且各臂108、109的一端110、111可枢转地安装在框架107上。各臂108、109的另一端112、113与控制箱115的后侧114可枢转地连接。臂系统106控制研磨机器102的上下竖直运动。
用于向支承系统部分提供平衡压力的装置处于框架107内部,当不使用时,该装置控制研磨机器102沿镶齿或钻头的纵向轴线方向的运动,当使用时,该装置控制研磨压力。在所示实施例中,用于提供研磨压力的装置是促动器,该促动器总体表示为116,与臂108可枢转地连接。在所示实施例中,促动器是有螺杆的电-机械线性促动器,该螺杆的运行长度和速度由电马达来控制。
应当知道,在普通的自定心研磨机器中,高进给力可能使得研磨机器在较大力的情况下离开镶齿。为了安全地产生高进给和控制进给压力,总体表示为120的装置提供为用于监测和控制进给压力。在所示实施例中,用于监测进给压力的装置是设置于线性促动器117的端部118和与臂109的连接点119之间的测压元件117。测压元件117测量研磨机器102对着钻头的进给压力。来自测压元件117的信号传送给控制系统105。控制系统105通过马达122来控制线性促动器116的螺杆121的运动,从而控制进给压力。控制系统、线性促动器和测压元件的组合也允许进给(研磨)压力从零开始,这与普通的研磨机器明显不同,因为在普通的研磨机器中,最小进给压力等于研磨机器和支承系统的重量。当测压元件发出负载突然降低的信号时(可能由于研磨杯运动离开要研磨的镶齿),控制系统可以编程,以便关闭研磨操作或者其它处理过程,以便最小化对于操作人员的危险。
为了适应要研磨的镶齿的表面可能不均匀磨损的情况,总体表示为123的装置提供为用于使得研磨机器102能够在不均匀镶齿表面上研磨时在并不由线性促动器调节的情况下稍微运动。在所示实施例中,用于使得研磨杯稍微运动的装置由臂108、109的设计来提供,以便提供一些弹性或弯曲。
已经表示和介绍了本发明的优选实施例以及一些可能的变化形式,本领域普通技术人员应当知道,本发明能够对结构和细节进一步变化,且并不局限于所示的特殊半自动研磨设备。
应当知道,上述说明只是通过示例介绍了优选实施例,本领域技术人员显然清楚本发明的多种变化形式,且这些显然的变化形式在所述和要求保护的本发明范围内,而不管是否明确说明。
Claims (26)
1.一种用于研磨岩石钻头的硬金属嵌入件的研磨设备,所述研磨设备具有承载在支承系统上的研磨机器和用于保持要研磨的一个或多个钻头的装置,所述研磨机器装备有研磨杯,所述研磨杯由马达驱动,以便绕它的纵向轴线旋转,其中,支承系统包括:臂或操作杆系统,以便控制研磨机器的运动,用于使得研磨机器与要研磨的硬金属嵌入件对齐;用于提供研磨压力的装置;用于监测和控制研磨设备的一个或多个操作功能的装置,所述操作功能从以下组选择,所述组包括研磨机器在与硬金属嵌入件对齐过程中的运动和运动速度及力、研磨压力,其中,用于监测和控制研磨设备的一个或多个功能的所述装置包括:一个或多个测压元件,用于定量和测量在所述一个或多个功能过程中施加的力;以及可编程控制系统,所述可编程控制系统能够监测所述一个或多个功能并根据来自所述一个或多个测压元件的输入而调节所述一个或多个功能。
2.根据权利要求1所述的研磨设备,其中:用于提供研磨压力的装置是线性促动器和测压元件,以便定量和测量在研磨过程中施加的力。
3.根据权利要求2所述的研磨设备,其中:用于监测和控制研磨设备的一个或多个功能的所述装置包括一个或多个另外的测压元件,所述另外的测压元件定量和测量操作人员的输入,所述可编程控制系统调节所述线性促动器的运行速度。
4.根据权利要求2所述的研磨设备,其中:线性促动器和测压元件与臂或操作杆系统可枢转地连接。
5.根据权利要求4所述的研磨设备,其中:线性促动器和测压元件组件还包括用于使得研磨机器能够在不均匀表面上研磨的过程中在没有线性促动器调节的情况下稍微运动的装置。
6.根据权利要求5所述的研磨设备,其中:用于使得研磨机器能够在不均匀表面上研磨的过程中在没有线性促动器调节的情况下稍微运动的装置是在线性促动器远离与臂或操作杆系统的连接部的端部上的弹簧组件。
7.根据权利要求4、5或6所述的研磨设备,其中:线性促动器是电-机械线性促动器。
8.根据权利要求7所述的研磨设备,其中:电-机械线性促动器具有螺杆和马达,可编程控制系统响应来自测压元件的输入而控制线性促动器的马达,以便控制用于线性促动器的螺杆的运行速度和长度。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的研磨设备,其中:研磨机器绕硬金属嵌入件的纵向轴线自定心。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的研磨设备,其中:研磨机器能够产生零进给压力。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的研磨设备,其中:研磨机器利用电马达。
12.根据权利要求10所述的研磨设备,其中:冷却剂在研磨过程中能通过在所述研磨销中的一个或多个出口而提供给硬金属嵌入件的表面,所述电马达通过相同冷却剂来冷却。
13.根据权利要求12所述的研磨设备,还包括:水和废料收集系统,用于在研磨过程中回收冷却剂和从硬金属嵌入件上除去的金属。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的研磨设备,其中:用于承载和定位研磨机器的所述支承系统轴颈连接至支架上。
15.根据权利要求14所述的研磨设备,其中:所述支承系统具有第一臂部分,所述第一臂部分的第一端轴颈连接在所述支架上,所述第一臂部分控制研磨机器相对于要研磨的钻头的水平位置。
16.根据权利要求15所述的研磨设备,其中:所述臂系统具有第二臂部分,所述第二臂部分的第一端用于与所述第一臂部分的第二端连接,第二臂部分控制研磨机器的上下竖直运动。
17.根据权利要求16所述的研磨设备,其中:所述支承系统包括第二臂部分。
18.根据权利要求17所述的研磨设备,其中:所述第二臂部分具有平行的上部臂和下部臂,各臂的第一端可枢转地安装在第一控制箱的前侧,各臂的第二端与第二控制箱的后侧可枢转地连接,线性促动器和测压元件组件与下部臂的第一端可枢转地连接,所述下部臂的所述第一端从下部臂与第一控制箱连接的枢转点伸出。
19.根据权利要求1至18中任意一项所述的研磨设备,其中:用于保持要研磨的一个或多个岩石钻头的装置具有一个或多个孔,以便保持要研磨的一个或多个岩石钻头,所述用于保持要研磨的一个或多个岩石钻头的装置可倾斜地安装在箱或框架内,还具有用于控制倾斜动作的装置。
20.根据权利要求19所述的研磨设备,其中:用于保持要研磨的一个或多个岩石钻头的装置包括用于各孔的可运动压力板,钻头的杆保持在所述压力板和其中一个所述孔的侧部之间,所述压力板的运动由线性促动器来控制。
21.根据权利要求1至13中任意一项所述的研磨设备,其中:用于承载和定位研磨机器的所述支承系统轴颈连接在框架上。
22.根据权利要求21所述的研磨设备,其中:所述支承系统具有平行的上部臂和下部臂,各臂的第一端可枢转地安装在所述框架的前侧,各臂的第二端与控制箱的后侧可枢转地连接,线性促动器和测压元件组件与上部臂可枢转地连接。
23.一种用于研磨岩石钻头的硬金属嵌入件的研磨设备的控制系统,所述研磨设备具有承载在支承系统上的研磨机器,所述支承系统在研磨过程中提供用于所述研磨机器的进给压力,所述研磨机器装备有研磨销,所述研磨销由马达驱动,以便绕它的纵向轴线旋转,用于提供研磨压力的装置是与臂或操作杆系统可枢转地连接的促动器以及用于监测和控制研磨压力的装置,所述控制系统具有可编程控制面板,所述可编程控制面板能够监测和调节一个或多个操作参数,所述操作参数从以下组中选择,所述组包括进给压力、研磨杯RPM和研磨时间。
24.根据权利要求23所述的控制系统,其中:促动器是具有螺杆和马达的电-机械线性促动器,用于监测和控制研磨压力的装置是测压元件,以便监测进给压力;和控制系统,用于控制促动器的马达,以便控制用于线性促动器的螺杆的运行速度和长度。
25.根据权利要求23或24所述的控制系统,其中:冷却剂在研磨过程中能通过在所述研磨杯中的一个或多个出口而提供给硬金属嵌入件的表面,所述研磨机器具有通过相同冷却剂来冷却的电马达。
26.根据权利要求23所述的控制系统,其中:提供了用于将钻头锁定在孔内的装置以及用于部分释放压力的装置,以便使得钻头能够在并不完全释放锁定装置的情况下旋转。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA2823643A CA2823643A1 (en) | 2013-08-12 | 2013-08-12 | Grinding apparatus with non-pneumatic load control |
CA2,823,643 | 2013-08-12 | ||
PCT/CA2014/000619 WO2015021531A1 (en) | 2013-08-12 | 2014-08-12 | Grinding apparatus with load control |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105531083A true CN105531083A (zh) | 2016-04-27 |
CN105531083B CN105531083B (zh) | 2018-09-18 |
Family
ID=52467871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201480049140.6A Active CN105531083B (zh) | 2013-08-12 | 2014-08-12 | 具有负载控制器的研磨设备 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10046435B2 (zh) |
CN (1) | CN105531083B (zh) |
AU (1) | AU2014306380B2 (zh) |
BR (1) | BR112016002514B1 (zh) |
CA (2) | CA2823643A1 (zh) |
RU (1) | RU2691442C2 (zh) |
SE (1) | SE541899C2 (zh) |
WO (1) | WO2015021531A1 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110744431A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-04 | 浙江工业大学 | 一种用于线性液动压抛光装置的压力检测系统 |
CN110757294A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-02-07 | 广州益鸟科技有限公司 | 一种抛光加工机械设备 |
CN111482852A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-08-04 | 中铁八局集团有限公司 | 一种层状软岩标准试块切割打磨一体化装置及使用方法 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020084517A1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 3M Innovative Properties Company | Multiple degree of freedom compliant actuator force control systems and methods used in robotic paint repair |
CN111015496B (zh) * | 2019-10-31 | 2024-05-07 | 浙江工业大学 | 一种立式线性液动压抛光装置 |
CN111251113B (zh) * | 2020-03-16 | 2024-09-13 | 浙江八达隧道工程股份有限公司 | 一种能有效去掉喷砂毛边的组合式隧道毛边系统及其操作方法 |
CN113211311B (zh) * | 2021-04-13 | 2022-08-09 | 巢湖市聚源机械有限公司 | 一种具有高度调节功能的可移动式机床身结构 |
CN114756939B (zh) * | 2022-04-21 | 2023-03-07 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种敞开式tbm开挖隧道的围岩荷载计算方法 |
CN115091288A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-23 | 广东石块链科技发展有限公司 | 一种方便调节角度的磨边机 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0356663B1 (en) * | 1988-09-02 | 1994-09-28 | Cincinnati Milacron-Heald Corporation | A grinding machine, and method and apparatus for controlling a grinding process |
WO2002004169A2 (en) * | 2000-07-10 | 2002-01-17 | C.M.E. Blasting & Mining Equipment Ltd. | Grinding apparatus with articulated arm |
US7402093B2 (en) * | 2003-02-19 | 2008-07-22 | C.M.E. Blasting & Mining Equipment Ltd | Grinding apparatus for buttons on rock drill bit |
CN101439491A (zh) * | 2008-12-25 | 2009-05-27 | 重庆三磨海达磨床有限公司 | 一种带反馈的压力可调的浮动砂带磨削装置 |
CN101693350A (zh) * | 2009-09-30 | 2010-04-14 | 深圳盟星科技有限公司 | 钻头研磨装置及检测方法 |
CN202846331U (zh) * | 2012-09-26 | 2013-04-03 | 济钢集团有限公司 | 一种在线直流电动机研磨器 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU931392A1 (ru) * | 1980-06-30 | 1982-05-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения | Заточный станок |
SE462901B (sv) * | 1988-10-17 | 1990-09-17 | Constr Mining Equip Cme | Anordning foer slipning av stiften paa borrkronor |
SE467399B (sv) * | 1990-08-17 | 1992-07-13 | Constr Mining Equip Cme | Anordning foer slipning exempelvis av stift paa borrkronor |
US5639273A (en) * | 1995-02-03 | 1997-06-17 | C.M.E. Blasting & Mining Equipment Ltd. | Grinding cup and holder device |
SE512081C2 (sv) * | 1998-06-26 | 2000-01-24 | Sandvik Ab | Fixtur och slipmaskin för att slipa stift hos en bergborrkrona |
SE526439C2 (sv) * | 2003-03-10 | 2005-09-13 | Atlas Copco Secoroc Ab | Slipmaskin för slipning av stiftborrkronor |
-
2013
- 2013-08-12 CA CA2823643A patent/CA2823643A1/en active Pending
-
2014
- 2014-08-12 CA CA2918678A patent/CA2918678C/en active Active
- 2014-08-12 US US14/910,939 patent/US10046435B2/en active Active
- 2014-08-12 WO PCT/CA2014/000619 patent/WO2015021531A1/en active Application Filing
- 2014-08-12 BR BR112016002514-8A patent/BR112016002514B1/pt active IP Right Grant
- 2014-08-12 RU RU2016108659A patent/RU2691442C2/ru active
- 2014-08-12 CN CN201480049140.6A patent/CN105531083B/zh active Active
- 2014-08-12 SE SE1650314A patent/SE541899C2/en unknown
- 2014-08-12 AU AU2014306380A patent/AU2014306380B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0356663B1 (en) * | 1988-09-02 | 1994-09-28 | Cincinnati Milacron-Heald Corporation | A grinding machine, and method and apparatus for controlling a grinding process |
WO2002004169A2 (en) * | 2000-07-10 | 2002-01-17 | C.M.E. Blasting & Mining Equipment Ltd. | Grinding apparatus with articulated arm |
CN1449321A (zh) * | 2000-07-10 | 2003-10-15 | 鼓风及采矿设备有限公司 | 改进的研磨设备 |
US7402093B2 (en) * | 2003-02-19 | 2008-07-22 | C.M.E. Blasting & Mining Equipment Ltd | Grinding apparatus for buttons on rock drill bit |
CN101439491A (zh) * | 2008-12-25 | 2009-05-27 | 重庆三磨海达磨床有限公司 | 一种带反馈的压力可调的浮动砂带磨削装置 |
CN101693350A (zh) * | 2009-09-30 | 2010-04-14 | 深圳盟星科技有限公司 | 钻头研磨装置及检测方法 |
CN202846331U (zh) * | 2012-09-26 | 2013-04-03 | 济钢集团有限公司 | 一种在线直流电动机研磨器 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110757294A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-02-07 | 广州益鸟科技有限公司 | 一种抛光加工机械设备 |
CN110744431A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-04 | 浙江工业大学 | 一种用于线性液动压抛光装置的压力检测系统 |
CN110744431B (zh) * | 2019-11-18 | 2024-05-03 | 浙江工业大学 | 一种用于线性液动压抛光装置的压力检测系统 |
CN111482852A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-08-04 | 中铁八局集团有限公司 | 一种层状软岩标准试块切割打磨一体化装置及使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR112016002514B1 (pt) | 2022-11-22 |
RU2691442C2 (ru) | 2019-06-13 |
RU2016108659A (ru) | 2017-09-18 |
CN105531083B (zh) | 2018-09-18 |
AU2014306380A1 (en) | 2016-03-03 |
SE541899C2 (en) | 2020-01-02 |
CA2918678A1 (en) | 2015-02-19 |
AU2014306380A2 (en) | 2016-03-24 |
SE1650314A1 (en) | 2016-03-09 |
US20160184962A1 (en) | 2016-06-30 |
CA2918678C (en) | 2020-07-07 |
WO2015021531A1 (en) | 2015-02-19 |
AU2014306380B2 (en) | 2018-07-19 |
CA2823643A1 (en) | 2015-02-12 |
US10046435B2 (en) | 2018-08-14 |
BR112016002514A2 (pt) | 2017-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105531083A (zh) | 具有负载控制器的研磨设备 | |
ZA200506626B (en) | Grinding apparatus for buttons on rock drill bit | |
KR100928749B1 (ko) | 개선된 연마 장치 | |
CN102089119B (zh) | 快速定位的用于钻头夹持器的手动夹紧装置 | |
US7220170B2 (en) | Blade sharpening machines | |
CN219357942U (zh) | 一种合金棒材削尖机 | |
CN216939773U (zh) | 一种修整打磨一体的刀盘磨床 | |
CN219403905U (zh) | 一种切丝机用金刚石可调结构 | |
CA3145042A1 (en) | Improved control system for grinding apparatus | |
CN118254107A (zh) | 一种砂轮修整器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |