CN114888256A - 一种用于制造新型刀圈的离心装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种用于制造新型刀圈的离心装置，包括底座、机座和支撑架，使用时先把设备组装好，启动电机，带动主带轮转动，通过皮带带动从带轮、连接转轴和转盘转动，从而带着下模具和上模具转动，下模具和上模具组合形成浇筑腔，把浇筑原料倒进浇筑腔内，运用离心原理制造刀圈，支撑盘和环形保护壳形成一个工作空间，下模具和上模具在工作空间内转动，为刀圈制造工作提供安全防护，浇筑通道和浇筑斗沿中心线上下对应，为人们添加浇筑原料提供便利，便于把浇筑原料快速安全的倒进模具内，避免原料洒溅，密封固定套用于固定下模具和上模具，避免离心铸造时模具上下分离，保障产品生产质量，同时便于人们安装拆卸模具和刀圈，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种用于制造新型刀圈的离心装置。
背景技术
盾构机刀圈是隧道挖掘专用设备，在工作时直接接触岩石表面，在承受刀盘对它的推力和扭矩的同时，还要接受岩石的强烈冲击和磨损，以及复杂的地下环境对刀圈的腐蚀。因此盾构机刀圈其极易产生磨损、崩刀或断裂的情况，是挖掘过程中最易损坏的零部件，也是制约掘进效率的瓶颈。
现有的盾构机刀圈在保证韧性的同时不能兼顾高硬度和高耐磨性的要求，导致工作时需频繁更换刀圈，不仅提高了施工成本，也大大降低了盾构机的工作效率，目前，为了提高刀圈的使用寿命的主要方式有两种方式，第一种方式是在现有的刀圈喷涂耐磨层，用于提高整个刀圈的使用寿命，但是加工时间周期较长，成本高；第二种方式是改变现有刀圈的材料，使用些单金属高耐磨合金钢作为刀圈的材料，此类方法虽然能够提高刀圈的耐磨性，但其韧性低，易出现刀圈断裂增加人工成本，基于此，研究一种用于制造新型刀圈的离心装置是必要的。
发明内容
针对现有设备存在的缺陷和问题，本发明提供一种用于制造新型刀圈的离心装置，有效的解决了现有设备中存在的盾构机刀圈在保证韧性的同时不能兼顾高硬度和高耐磨性的要求，导致工作时需频繁更换刀圈，不仅提高了施工成本，也大大降低了盾构机的工作效率的问题。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种用于制造新型刀圈的离心装置，包括底座、机座和支撑架，所述机座和支撑架均固定在底座上，所述机座上固定有电机，电机的输出端传动连接有主带轮，支撑架的中部安装有连接转轴，连接转轴的下端固定有从带轮，主带轮和从带轮位置相对应，且两者之间通过皮带连接，支撑架上固定有支撑盘，支撑盘上安装有环形保护壳，支撑盘和环形保护壳形成一个工作空间，连接转轴向上延伸至工作空间内，其上端固定有转盘，转盘上固定有下模具，下模具上对接有上模具，下模具和上模具组合形成浇筑腔，上模具的中部开设有浇筑通道，下模具和上模具外套装有密封固定套，用于固定下模具和上模具，环形保护壳上设置有浇筑斗，浇筑斗与浇筑通道沿中心线上下对应。
进一步的，所述连接转轴与支撑架的上下连接处均通过支承和滚子轴承连接。
进一步的，所述浇筑通道的内壁设置有防护板，用于防止浇筑物料溢出。
进一步的，所述转盘的下端设置有限位导向块，限位导向块与环形保护壳适配相接，用于对转盘转动进行导向限位。
进一步的，所述电机和主带轮之间设置有变速器，用于调控主带轮的转速。
进一步的，所述底座的正下方设置有固定架，固定架的中部套装有横轴，横轴与底座下表面的中心线平行设置，横轴的一端与驱动机构相连，横轴的中部均匀固定有固定轴套，固定轴套的上端固定在底座的下表面。
进一步的，所述浇筑通道内安装有可上下活动的套管，套管与浇筑斗沿中心线上下对应。
进一步的，所述套管外壁的中部固定有环形盘，环形盘把密封固定套与上模具之间的空间分隔为上环腔和下环腔。
进一步的，所述上环腔和下环腔的内设置有连通的气管，气管的中部设置有风机，风机固定在环形保护壳上。
进一步的，所述固定架上均布有限位保护组件，限位保护组件包括下铰接座、上铰接座和伸缩柱，下铰接座固定在固定架上，上铰接座固定在底座上，伸缩柱固定在下铰接座和上铰接座之间。
本发明的有益效果：本发明主要用于新型刀圈的制造工作中，通过机座、支撑架、连接转轴、下模具和上模具的配合设置，使用时先把设备组装好，启动电机，带动主带轮转动，通过皮带带动从带轮、连接转轴和转盘转动，从而带着下模具和上模具转动，下模具和上模具组合形成浇筑腔，把浇筑原料倒进浇筑腔内，运用离心原理制造刀圈，支撑盘和环形保护壳形成一个工作空间，下模具和上模具在工作空间内转动，为刀圈制造工作提供安全防护，浇筑通道和浇筑斗沿中心线上下对应，为人们添加浇筑原料提供便利，便于把浇筑原料快速安全的倒进模具内，避免原料洒溅，密封固定套用于固定下模具和上模具，避免离心铸造时模具上下分离，保障产品生产质量，同时便于人们安装拆卸模具和刀圈，提高工作效率，这样设置可以把刀圈制作原料分开浇筑，将其有效部位所需材料用有衬电炉熔炼成钢水，同时将刀体所需材质使用另一台有衬电炉熔炼成钢水，然后先后倒进浇筑腔内进行离心成型，即可得到双金属复合刀圈，有效提高了刀圈的耐磨程度，在保证韧性的同时又兼顾了高硬度和高耐磨性的要求，避免工作时需频繁更换刀圈，不仅减少了施工成本，也大大提高了盾构机的工作效率，进而提高了企业效益。
连接转轴与支撑架的上下连接处均通过支承和滚子轴承连接，通过支承和滚子轴承可以使连接转轴的安装更加稳固安全，带着模具转动更加稳定顺畅，提高设备使用安全性；浇筑通道的内壁设置有防护板，用于防止浇筑物料溢出，保障浇筑原料顺利进入浇筑腔；转盘的下端设置有限位导向块，限位导向块与环形保护壳适配相接，用于对转盘转动进行导向限位，避免密封固定套发生偏移影响刀圈质量；电机和主带轮之间设置有变速器，用于调控主带轮的转速，可以根据实际需求调节设备转动速率，提高设备实用性。
由于浇筑原料具有自重和流动性，在浇筑腔内会产生上侧窄斜下侧宽的情况，这样会影响刀圈的成型质量，通过固定架、横轴和套管的配合设置，使用时通过驱动机构控制横轴转动，可以通过固定轴套带着底座进行转动，从而可以对浇筑腔内浇筑原料的状态进行调整，保障刀圈成型质量，提高刀圈制作效率。
通过套管、环形盘和风机的配合设置，使用时套管安装在浇筑通道内，与浇筑斗沿中心线上下对应便于浇筑原料进入浇筑腔内，环形盘把密封固定套与上模具之间的空间分隔为上环腔和下环腔，风机配合气管可以根据实际所需控制套管的位置，浇筑原料时，控制风机配合气管给下环腔充气，使套管保持在最高位置，使浇筑腔与套管连通，便于倒进浇筑原料，当倒进足够的浇筑原料后，控制风机配合气管给上环腔充气，使套管向下移动，隔断浇筑腔与套管，当转动设备时避免浇筑原料溢出，使刀圈的制作更加安全。
通过限位保护组件的设置，下铰接座固定在固定架上，上铰接座固定在底座上，伸缩柱固定在下铰接座和上铰接座之间，当设备转动时，伸缩柱可以随着转动角度而伸缩，为设备提供限位支撑，提高设备使用安全性。
由此，本发明结构新颖，使用时先把设备组装好，启动电机，带动主带轮转动，通过皮带带动从带轮、连接转轴和转盘转动，从而带着下模具和上模具转动，下模具和上模具组合形成浇筑腔，把浇筑原料倒进浇筑腔内，运用离心原理制造刀圈，支撑盘和环形保护壳形成一个工作空间，下模具和上模具在工作空间内转动，为刀圈制造工作提供安全防护，浇筑通道和浇筑斗沿中心线上下对应，为人们添加浇筑原料提供便利，便于把浇筑原料快速安全的倒进模具内，避免原料洒溅，密封固定套用于固定下模具和上模具，避免离心铸造时模具上下分离，保障产品生产质量，同时便于人们安装拆卸模具和刀圈，提高工作效率，这样设置可以把刀圈制作原料分开浇筑，将其有效部位所需材料用有衬电炉熔炼成钢水，同时将刀体所需材质使用另一台有衬电炉熔炼成钢水，然后先后倒进浇筑腔内进行离心成型，即可得到双金属复合刀圈，有效提高了刀圈的耐磨程度，在保证韧性的同时又兼顾了高硬度和高耐磨性的要求，避免工作时需频繁更换刀圈，不仅减少了施工成本，也大大提高了盾构机的工作效率，进而提高了企业效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中套管的第一状态结构示意图；
图3为本发明中套管的第二状态结构示意图；
图4为本发明中固定架的结构示意图；
图5为本发明中刀圈的结构示意图。
图中的标号为：1为底座，2为机座，3为支撑架，4为电机，5为主带轮，6为连接转轴，7为从带轮，8为支撑盘，9为环形保护壳，10为下模具，11为上模具，12为浇筑腔，13为浇筑通道，14为密封固定套，15为浇筑斗，16为支承，17为滚子轴承，18为防护板，19为限位导向块，20为变速器，21为固定架，22为横轴，23为固定轴套，24为套管，25为环形盘，26为上环腔，27为下环腔，28为气管，29为风机，30为转盘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：本实施例旨在提供一种用于制造新型刀圈的离心装置，主要用于新型刀圈的制造工作中，以便解决目前盾构机刀圈在保证韧性的同时不能兼顾高硬度和高耐磨性的要求，导致工作时需频繁更换刀圈，不仅提高了施工成本，也大大降低了盾构机的工作效率的问题，基于此，本实施例主要针对离心装置，设置了机座2和支撑架3。
具体的结构中，如图1-5中所示，一种用于制造新型刀圈的离心装置，包括底座1、机座2和支撑架3，机座2和支撑架3均固定在底座1上，机座2上固定有电机4，电机4的输出端传动连接有主带轮5，支撑架3的中部安装有连接转轴6，连接转轴6的下端固定有从带轮7，主带轮5和从带轮7位置相对应，且两者之间通过皮带连接，支撑架3上固定有支撑盘8，支撑盘8上安装有环形保护壳9，支撑盘8和环形保护壳9形成一个工作空间，连接转轴6向上延伸至工作空间内，其上端固定有转盘30，转盘30上固定有下模具10，下模具10上对接有上模具11，下模具10和上模具11组合形成浇筑腔12，上模具11的中部开设有浇筑通道13，下模具10和上模具11外套装有密封固定套14，用于固定下模具10和上模具11，环形保护壳9上设置有浇筑斗15，浇筑斗15与浇筑通道13沿中心线上下对应；通过机座2、支撑架3、连接转轴6、下模具10和上模具11的配合设置，使用时先把设备组装好，启动电机4，带动主带轮5转动，通过皮带带动从带轮7、连接转轴6和转盘30转动，从而带着下模具10和上模具11转动，下模具10和上模具11组合形成浇筑腔12，把浇筑原料倒进浇筑腔12内，运用离心原理制造刀圈，支撑盘8和环形保护壳9形成一个工作空间，下模具10和上模具11在工作空间内转动，为刀圈制造工作提供安全防护，浇筑通道13和浇筑斗15沿中心线上下对应，为人们添加浇筑原料提供便利，便于把浇筑原料快速安全的倒进模具内，避免原料洒溅，密封固定套14用于固定下模具10和上模具11，避免离心铸造时模具上下分离，保障产品生产质量，同时便于人们安装拆卸模具和刀圈，提高工作效率，这样设置可以把刀圈制作原料分开浇筑，将其有效部位所需材料用有衬电炉熔炼成钢水，同时将刀体所需材质使用另一台有衬电炉熔炼成钢水，然后先后倒进浇筑腔12内进行离心成型，即可得到双金属复合刀圈，有效提高了刀圈的耐磨程度，在保证韧性的同时又兼顾了高硬度和高耐磨性的要求，避免工作时需频繁更换刀圈，不仅减少了施工成本，也大大提高了盾构机的工作效率，进而提高了企业效益。
连接转轴6与支撑架3的上下连接处均通过支承16和滚子轴承17连接，通过支承16和滚子轴承17可以使连接转轴6的安装更加稳固安全，带着模具转动更加稳定顺畅，提高设备使用安全性；浇筑通道13的内壁设置有防护板18，用于防止浇筑物料溢出，保障浇筑原料顺利进入浇筑腔12；转盘30的下端设置有限位导向块19，限位导向块19与环形保护壳9适配相接，用于对转盘30转动进行导向限位，避免密封固定套14发生偏移影响刀圈质量；电机4和主带轮5之间设置有变速器20，用于调控主带轮5的转速，可以根据实际需求调节设备转动速率，提高设备实用性。
本实施例中，通过机座2、支撑架3、连接转轴6、下模具10和上模具11的配合设置，使用时先把设备组装好，启动电机4，带动主带轮5转动，通过皮带带动从带轮7、连接转轴6和转盘30转动，从而带着下模具10和上模具11转动，下模具10和上模具11组合形成浇筑腔12，把浇筑原料倒进浇筑腔12内，运用离心原理制造刀圈，支撑盘8和环形保护壳9形成一个工作空间，下模具10和上模具11在工作空间内转动，为刀圈制造工作提供安全防护，浇筑通道13和浇筑斗15沿中心线上下对应，为人们添加浇筑原料提供便利，便于把浇筑原料快速安全的倒进模具内，避免原料洒溅，密封固定套14用于固定下模具10和上模具11，避免离心铸造时模具上下分离，保障产品生产质量，同时便于人们安装拆卸模具和刀圈，提高工作效率，这样设置可以把刀圈制作原料分开浇筑，将其有效部位所需材料用有衬电炉熔炼成钢水，同时将刀体所需材质使用另一台有衬电炉熔炼成钢水，然后先后倒进浇筑腔12内进行离心成型，即可得到双金属复合刀圈，有效提高了刀圈的耐磨程度，在保证韧性的同时又兼顾了高硬度和高耐磨性的要求，避免工作时需频繁更换刀圈，不仅减少了施工成本，也大大提高了盾构机的工作效率，进而提高了企业效益。
实施例2：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对固定架21具体结构的进一步说明。
具体的结构中，如图1-4中所示，底座1的正下方设置有固定架21，固定架21的中部套装有横轴22，横轴22与底座1下表面的中心线平行设置，横轴22的一端与驱动机构相连，横轴22的中部均匀固定有固定轴套23，固定轴套23的上端固定在底座1的下表面；由于浇筑原料具有自重和流动性，在浇筑腔12内会产生上侧窄斜下侧宽的情况，这样会影响刀圈的成型质量，通过固定架21、横轴22和套管24的配合设置，使用时通过驱动机构控制横轴22转动，可以通过固定轴套23带着底座1进行转动，从而可以对浇筑腔12内浇筑原料的状态进行调整，保障刀圈成型质量，提高刀圈制作效率。
浇筑通道13内安装有可上下活动的套管24，套管24与浇筑斗15沿中心线上下对应，套管24外壁的中部固定有环形盘25，环形盘25把密封固定套14与上模具11之间的空间分隔为上环腔26和下环腔27，环腔26和下环腔27的内设置有连通的气管28，气管28的中部设置有风机29，风机29固定在环形保护壳9上；通过套管24、环形盘25和风机29的配合设置，使用时套管24安装在浇筑通道13内，与浇筑斗15沿中心线上下对应便于浇筑原料进入浇筑腔12内，环形盘25把密封固定套14与上模具11之间的空间分隔为上环腔26和下环腔27，风机29配合气管28可以根据实际所需控制套管24的位置，浇筑原料时，控制风机29配合气管28给下环腔27充气，使套管24保持在最高位置，使浇筑腔12与套管24连通，便于倒进浇筑原料，当倒进足够的浇筑原料后，控制风机29配合气管28给上环腔26充气，使套管24向下移动，隔断浇筑腔12与套管24，当转动设备时避免浇筑原料溢出，使刀圈的制作更加安全。
固定架21上均布有限位保护组件，限位保护组件包括下铰接座、上铰接座和伸缩柱，下铰接座固定在固定架21上，上铰接座固定在底座1上，伸缩柱固定在下铰接座和上铰接座之间；通过限位保护组件的设置，下铰接座固定在固定架21上，上铰接座固定在底座1上，伸缩柱固定在下铰接座和上铰接座之间，当设备转动时，伸缩柱可以随着转动角度而伸缩，为设备提供限位支撑，提高设备使用安全性。
实施例3：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对刀圈生产工艺的说明，其具体步骤如下：
一、首先将高硬度合金和韧性好的合金分别熔化；
二、在钢水内加入硅钙钡等原料孕育处理改善合金的机械性能；
三、将熔炼好的高硬度合金钢水倒入离心旋转的刀圈模具中，离心成型：
四、在高硬度合金钢水离心后的5～10s内向刀圈模具中倒入熔炼好的高韧性钢水，离心成型，即可得到双金属复合滚刀刀圈。
Claims (10)
1.一种用于制造新型刀圈的离心装置，包括底座（1）、机座（2）和支撑架（3），所述机座（2）和支撑架（3）均固定在底座（1）上，其特征在于：所述机座（2）上固定有电机（4），电机（4）的输出端传动连接有主带轮（5），支撑架（3）的中部安装有连接转轴（6），连接转轴（6）的下端固定有从带轮（7），主带轮（5）和从带轮（7）位置相对应，且两者之间通过皮带连接，支撑架（3）上固定有支撑盘（8），支撑盘（8）上安装有环形保护壳（9），支撑盘（8）和环形保护壳（9）形成一个工作空间，连接转轴（6）向上延伸至工作空间内，其上端固定有转盘（30），转盘（30）上固定有下模具（10），下模具（10）上对接有上模具（11），下模具（10）和上模具（11）组合形成浇筑腔（12），上模具（11）的中部开设有浇筑通道（13），下模具（10）和上模具（11）外套装有密封固定套（14），用于固定下模具（10）和上模具（11），环形保护壳（9）上设置有浇筑斗（15），浇筑斗（15）与浇筑通道（13）沿中心线上下对应。
2.根据权利要求1所述的一种用于制造新型刀圈的离心装置，其特征在于：所述连接转轴（6）与支撑架（3）的上下连接处均通过支承（16）和滚子轴承（17）连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于制造新型刀圈的离心装置，其特征在于：所述浇筑通道（13）的内壁设置有防护板（18），用于防止浇筑物料溢出。
4.根据权利要求1所述的一种用于制造新型刀圈的离心装置，其特征在于：所述转盘（30）的下端设置有限位导向块（19），限位导向块（19）与环形保护壳（9）适配相接，用于对转盘（30）转动进行导向限位。
5.根据权利要求1所述的一种用于制造新型刀圈的离心装置，其特征在于：所述电机（4）和主带轮（5）之间设置有变速器（20），用于调控主带轮（5）的转速。
6.根据权利要求1所述的一种用于制造新型刀圈的离心装置，其特征在于：所述底座（1）的正下方设置有固定架（21），固定架（21）的中部套装有横轴（22），横轴（22）与底座（1）下表面的中心线平行设置，横轴（22）的一端与驱动机构相连，横轴（22）的中部均匀固定有固定轴套（23），固定轴套（23）的上端固定在底座（1）的下表面。
7.根据权利要求1所述的一种用于制造新型刀圈的离心装置，其特征在于：所述浇筑通道（13）内安装有可上下活动的套管（24），套管（24）与浇筑斗（15）沿中心线上下对应。
8.根据权利要求7所述的一种用于制造新型刀圈的离心装置，其特征在于：所述套管（24）外壁的中部固定有环形盘（25），环形盘（25）把密封固定套（14）与上模具（11）之间的空间分隔为上环腔（26）和下环腔（27）。
9.根据权利要求8所述的一种用于制造新型刀圈的离心装置，其特征在于：所述上环腔（26）和下环腔（27）的内设置有连通的气管（28），气管（28）的中部设置有风机（29），风机（29）固定在环形保护壳（9）上。
10.根据权利要求6所述的一种用于制造新型刀圈的离心装置，其特征在于：所述固定架（21）上均布有限位保护组件，限位保护组件包括下铰接座、上铰接座和伸缩柱，下铰接座固定在固定架（21）上，上铰接座固定在底座（1）上，伸缩柱固定在下铰接座和上铰接座之间。
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