一种主驱动密封跑道激光熔覆修复自适应切削打磨装置

技术领域

本发明涉及打磨修复技术领域，具体涉及一种主驱动密封跑道激光熔覆修复自适应切削打磨装置。

背景技术

盾构机在隧道内掘进时，主轴承密封跑道与唇形密封圈相对旋转摩擦，由于施工条件恶劣，难免有硬质颗粒渗入主轴承密封系统，且由于密封跑道的外圈线速度大，因而其外圈常出现磨损沟槽，当沟槽达到一定深度时，主轴承密封跑道与唇形密封圈不能紧密接触，主轴承密封失效，整台盾构机将不能继续服役，而盾构机密封跑道换新成本高昂，鉴于其受损形式单一，因而再制造修复是其保价增值的重要途径之一。

由于激光熔覆技术具有能量集中、热影响区小、材料利用率高、涂层与基体结合强度高等优点，常规的盾构机密封跑道在磨损后，常使用该技术进行修复，在对受损的密封跑道激光熔覆后，需要对密封跑道表面的粗糙以及多余部分进行切削打磨，一般的主驱动密封跑道激光熔覆修复切削打磨装置在使用时，对密封跑道定位后，无法同时对密封跑道同一区域的上、下及侧向表面进行切削打磨，而需要对各个方向的表面逐步切削打磨，并且切削打磨过程中还需要对密封跑道的上、下面进行翻转掉换操作，不仅操作不便，还严重影响打磨修复效率。

发明内容

本发明的目的在于：为解决一般的主驱动密封跑道激光熔覆修复切削打磨装置在使用时，存在难以同时实现多面的切削打磨，导致修复效率低的问题，本发明提供了一种主驱动密封跑道激光熔覆修复自适应切削打磨装置。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种主驱动密封跑道激光熔覆修复自适应切削打磨装置，包括承座，所述承座前端固定安装有控制器，所述承座表面边缘圆周阵列有多列钢珠，所述承座左侧开设有工作槽，所述工作槽两侧开设有负吸槽，所述承座顶部设置有三爪定位机构，所述三爪定位机构能够自动旋转；

所述工作槽中滑动安装有卡框，所述卡框前后两侧均与所述承座侧壁之间活动铰接有伸缩缸A，所述卡框内壁上下两侧均滑动连接有能够沿着上下方向自动移动的活动框，所述活动框内壁滑动安装有能够沿着左右方向自动移动的卡块，所述卡块之间活动插接有打磨辊，所述活动框右侧转动连接有转辊，所述转辊能够与所述打磨辊同步运转，所述转辊底部固定连接有打磨盘，所述打磨盘底部滑动卡接有打磨条，所述打磨条转动外径构成的圆与所述打磨辊表面相切；

所述承座内腔驱动安装有驱动蜗杆，所述驱动蜗杆传动连接在所述三爪定位机与所述转辊之间。

进一步地，所述三爪定位机构包括转动安装在所述承座顶部的卡盘，所述卡盘与所述承座共轴，所述卡盘边缘滑动安装有顶推件，所述卡盘中心固定安装有液压缸，所述液压缸的伸缩端与所述顶推件之间活动铰接有连杆，所述卡盘底部中心固定连接有活动贯设所述承座的蜗轮轴。

进一步地，所述顶推件用以对密封跑道挤压定心，所述顶推件呈T型且外端表面包括有一层用以增大表面摩擦系数的弹性材料，所述顶推件的数量有三个且圆周阵列。

进一步地，所述负吸槽延伸至所述承座的外围表面，且所述负吸槽外端连接废屑抽吸机构。

进一步地，所述卡框中驱动连接有调节丝杆A、调节丝杆B，所述调节丝杆A与上侧的所述活动框螺纹连接，所述调节丝杆B与下侧的所述活动框螺纹连接；

所述调节丝杆A活动贯设下侧的所述活动框，所述调节丝杆B活动贯设上侧的所述活动框。

进一步地，所述活动框上滑动卡接有卡环，所述卡环活动套接在所述转辊外围，所述卡环与所述卡块之间活动连接有一号铰杆，所述卡环与所述活动框侧壁之间固定连接有伸缩缸B。

进一步地，所述转辊左壁滑动连接有活动条，所述活动条与所述打磨条之间活动连接有二号铰杆，所述活动条于所述卡环内壁转动卡接。

进一步地，所述卡框底部滑动安装有齿轮减速器，所述齿轮减速器上下两侧分别包括有共轴的两个输出端，其中上侧输出端与所述打磨辊固定连接，下侧输出端为减速输出端，减速输出端固定连接有蜗齿轮；

所述驱动蜗杆分别与所述蜗齿轮及所述蜗轮轴啮合连接。

进一步地，所述卡框内腔上壁和下壁均滑动安装有横楔块、纵楔块，所述横楔块能够沿左右方向移动，所述纵楔块能够沿前后方向移动，所述横楔块与所述纵楔块之间包括有互相活动抵触的斜面，且所述横楔块与所述纵楔块之间活动卡接，所述卡框内腔上壁和下壁靠近所述横楔块斜面的一侧转动连接有卡套；

所述横楔块与所述打磨辊转动连接，所述卡套与所述转辊滑动卡接，所述纵楔块底部转动连接有凸轴，所述凸轴、所述打磨辊及所述卡套之间活动套接有传动带。

进一步地，所述控制器分别与所述调节丝杆A、所述调节丝杆B及所述驱动蜗杆的驱动源电性连接，且所述控制器分别与所述伸缩缸A及所述伸缩缸B电性连接。

本发明的有益效果如下：

1、本发明，通过控制器预先获取密封跑道正常的内、外径及厚度数据，控制将密封跑道吊装至承座表面，且利用三爪定位机构对密封跑道定心固定后，控制器能够根据计算得到的密封跑道各部分点位，自动调节打磨条的伸出长度，控制打磨盘、打磨条及打磨辊与密封跑道切削打磨的相对位置，后续同时控制打磨辊及打磨盘转动，从而能够对不同规格的密封跑道同时进行上下面及侧面的自适应切削打磨，提升了修复效率。

2、本发明，通过三爪定位机构对密封跑道定位后，利用驱动蜗杆同时对三爪定位机与转辊的传动，配合转辊与打磨辊同步运转的性质，能够实现同时对密封跑道多面切削打磨的同时，控制密封跑道自动转动，进行切削打磨区域的调整，使用方便快捷。

3、本发明，通过打磨辊相对于打磨条紧密贴合实现对密封跑道的切削打磨，密封跑道的上、下面与外表面的拐角连接区域多余的熔覆材料，能够被两个方向的切削打磨动作同时作用，保证了切削修复的充分及可靠性，避免了多余熔覆材料的存在。

4、本发明，利用圆周阵列多列钢珠的设计，在将密封跑道吊装至承座表面的钢珠上后，利用三爪定位机构对密封跑道定心固定时，密封跑道能够在挤压力的作用下，沿着承座的表面任意方向以较小的阻力快速移动，不仅减小了密封跑道的定位磨损，还提升了对密封跑道定位的便捷性。

附图说明

图1是本发明切削打磨装置立体结构图；

图2是本发明切削打磨装置局部立体剖切图；

图3是本发明切削打磨装置卡框立体结构图；

图4是本发明切削打磨装置卡框立体剖切图；

图5是本发明切削打磨装置活动框立体剖切图；

图6是本发明切削打磨装置横楔块纵楔块、纵楔块的立体结构图；

图7是本发明切削打磨装置卡环立体结构图。

附图标记：1、承座；11、控制器；12、钢珠；13、工作槽；14、负吸槽；15、驱动蜗杆；2、卡盘；21、顶推件；22、液压缸；23、连杆；24、蜗轮轴；3、卡框；31、伸缩缸A；32、调节丝杆A；33、调节丝杆B；34、横楔块；35、纵楔块；36、凸轴；37、卡套；38、传动带；39、齿轮减速器；310、蜗齿轮；4、活动框；41、卡块；42、打磨辊；43、转辊；44、打磨盘；45、打磨条；46、活动条；47、二号铰杆；48、卡环；49、一号铰杆；410、伸缩缸B。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

依本发明一较佳实施例的一种主驱动密封跑道激光熔覆修复自适应切削打磨装置将在以下被详细地阐述。

实施例一

如图1-图7所示，一种主驱动密封跑道激光熔覆修复自适应切削打磨装置，包括承座1，承座1前端固定安装有控制器11，承座1表面边缘圆周阵列有多列钢珠12，承座1左侧开设有工作槽13，工作槽13两侧开设有负吸槽14，承座1顶部设置有三爪定位机构，三爪定位机构能够自动旋转；

工作槽13中滑动安装有卡框3，卡框3前后两侧均与承座1侧壁之间活动铰接有伸缩缸A31，卡框3内壁上下两侧均滑动连接有能够沿着上下方向自动移动的活动框4，活动框4内壁滑动安装有能够沿着左右方向自动移动的卡块41，卡块41之间活动插接有打磨辊42，活动框4右侧转动连接有转辊43，转辊43能够与打磨辊42同步运转，转辊43底部固定连接有打磨盘44，打磨盘44底部滑动卡接有打磨条45，打磨条45转动外径构成的圆与打磨辊42表面相切；

承座1内腔驱动安装有驱动蜗杆15，驱动蜗杆15传动连接在三爪定位机与转辊43之间。

进一步地，负吸槽14延伸至承座1的外围表面，且负吸槽14外端连接废屑抽吸机构，利用负吸槽14隐藏在工作槽13中的设计，能够对工作槽13内部及附近产生的废屑集中收取。

在进行密封跑道的切削打磨时，将激光熔覆修复后的密封跑道吊装至承座1表面的钢珠12上，再利用三爪定位机构对密封跑道定心固定，固定过程中利用圆周阵列多列钢珠12的设计，密封跑道能够在三爪定位机构的挤压力的作用下，沿着承座1的表面任意方向以较小的阻力快速移动调节，不仅减小了对密封跑道的定位磨损，还提升了对密封跑道定位的便捷性，在密封跑道定心定位完毕后，利用控制器11控制驱动蜗杆15同时对三爪定位机与转辊43传动，同时控制打磨辊42带动打磨条45转动；

操作对控制器11输入密封跑道未磨损状态下的内、外径及厚度数据，由于钢珠12顶点对应的高度已知，控制器11根据密封跑道的上、下表面厚度信息及内、外侧表面相对承座1轴心的距离信息，即能够对应计算出密封跑道在承座1上各个区域的点位，随即控制器11自动控制两侧的伸缩缸A31定量收缩，卡框3即被拉动朝向工作槽13内部移动，转辊43自动跟随卡框3移动至密封跑道上、下表面对应的一侧，且转辊43轴心处于密封跑道的内、外侧面之间的中心上，同时控制器11控制打磨辊42自动靠向密封跑道外围，直至打磨辊42外围所构成的圆刚好与密封跑道的正常外径所构成的圆相切的位置，届时打磨条45转动的范围刚好相对覆盖密封跑道的上、下表面，后续控制器11继续控制上下两侧的活动框4自适应相靠近移动，两侧的打磨盘44表面能够刚好与密封跑道的正常的上、下面高度重合，由于打磨辊42及打磨盘44均在持续运转，配合打磨条45的使用，从而能够同时对密封跑道的上下面及侧面进行切削打磨，提升修复效率，由于切削打磨均在工作槽13中进行，利用负吸槽14，能够对废屑集中收取，期间由于密封跑道跟随三爪定位机构自动转动，从而能够进行切削打磨区域的调整，使用方便快捷。

实施例二，在上述实施例的基础上，提供一种三爪定位机构；

如图1-图2所示，三爪定位机构包括转动安装在承座1顶部的卡盘2，卡盘2与承座1共轴，卡盘2边缘滑动安装有顶推件21，卡盘2中心固定安装有液压缸22，液压缸22的伸缩端与顶推件21之间活动铰接有连杆23，卡盘2底部中心固定连接有活动贯设承座1的蜗轮轴24。

进一步地，顶推件21用以对密封跑道挤压定心，顶推件21呈T型且外端表面包括有一层用以增大表面摩擦系数的弹性材料，顶推件21的数量有三个且圆周阵列。

具体的，在密封跑道坐落在承座1表面时，通过液压缸22收缩拉动连杆23，利用均匀设置的顶推件21，即能够对密封跑道进行定心定位，方便后续对密封跑道各个部分的点位确定。

实施例三，在上述实施例的基础上，提供一种切削打磨点位的调节机构；

如图3-图5所示，卡框3中驱动连接有调节丝杆A32、调节丝杆B33，调节丝杆A32与上侧的活动框4螺纹连接，调节丝杆B33与下侧的活动框4螺纹连接；

调节丝杆A32活动贯设下侧的活动框4，调节丝杆B33活动贯设上侧的活动框4。

具体的，利用调节丝杆A32对上侧的活动框4上下调节，以及利用调节丝杆B33对下侧的活动框4上下调节，能够控制打磨盘44带动打磨条45抵接至密封跑道的上、下侧面进行切削打磨。

进一步地，活动框4上滑动卡接有卡环48，卡环48活动套接在转辊43外围，卡环48与卡块41之间活动连接有一号铰杆49，卡环48与活动框4侧壁之间固定连接有伸缩缸B410。

进一步地，转辊43左壁滑动连接有活动条46，活动条46与打磨条45之间活动连接有二号铰杆47，活动条46于卡环48内壁转动卡接。

进一步地，控制器11分别与调节丝杆A32、调节丝杆B33及驱动蜗杆15的驱动源电性连接，且控制器11分别与伸缩缸A31及伸缩缸B410电性连接。

具体的，在控制器11控制两个伸缩缸B410分别带动卡环48上下移动时，与卡环48转动卡接的活动条46同步上下移动，利用对二号铰杆47的带动，从而能够实现对打磨条45相对打磨盘44伸出长度的调节，从而使得打磨盘44与打磨条45自动根据实际密封跑道的宽度变换打磨范围，与此同时，卡环48移动时一号铰杆49同二号铰杆47进行相同动作，从而带动卡块41使得打磨辊42相对打磨条45同向移动同样距离，以保证打磨条45转动外径构成的圆与打磨辊42表面相切，提升切削打磨效果。

实施例四，在上述实施例的基础上，提供一种切削打磨的传动机构；

如图1-图7所示，卡框3底部滑动安装有齿轮减速器39，齿轮减速器39上下两侧分别包括有共轴的两个输出端，其中上侧输出端与打磨辊42固定连接，下侧输出端为减速输出端，减速输出端固定连接有蜗齿轮310；

驱动蜗杆15分别与蜗齿轮310及蜗轮轴24啮合连接。

具体的，利用齿轮减速器39的设置，能够保证在利用驱动蜗杆15为主输出源的基础下，卡盘2能够带动密封跑道以较慢的速度转动，而打磨辊42、打磨盘44及打磨条45能够以较快的速度转动，保证了打磨的可靠稳定以及连接性。

进一步地，卡框3内腔上壁和下壁均滑动安装有横楔块34、纵楔块35，横楔块34能够沿左右方向移动，纵楔块35能够沿前后方向移动，横楔块34与纵楔块35之间包括有互相活动抵触的斜面，且横楔块34与纵楔块35之间活动卡接，卡框3内腔上壁和下壁靠近横楔块34斜面的一侧转动连接有卡套37；

横楔块34与打磨辊42转动连接，卡套37与转辊43滑动卡接，纵楔块35底部转动连接有凸轴36，凸轴36、打磨辊42及卡套37之间活动套接有传动带38。

具体的，在打磨辊42间接被驱动蜗杆15带动旋转时，利用传动带38能够带动卡套37同步旋转，相应的卡套37带动转辊43使得打磨盘44及打磨条45旋转，在打磨辊42相对转辊43距离改变时，打磨辊42带动横楔块34偏移，对应的纵楔块35受横楔块34卡接作用自适应偏移，以自动调节传动带38保证传动稳定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。