盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置的制作方法

1.本实用新型涉及机械加工设备技术领域，尤其是涉及一种盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置。


背景技术：

2.滚刀是盾构机隧道掘进施工中的直接工作部件，同时也是消耗品，更换滚刀所产生的费用和所花费的时间占掘进施工总成本相当大的比例，其中，滚刀的刀圈磨损又是滚刀最主要的失效形式。
3.近年来，随着国产大功率激光器的快速发展以及包括粉末制备技术在内的激光熔覆技术的进步，国内的科研机构和盾构机刀具生产厂家开始尝试通过激光熔覆技术制备高耐磨的滚刀刀圈，以提高滚刀的使用寿命，减少施工过程中的换刀次数。
4.目前用来制备刀圈高耐磨激光熔覆涂层的粉末，多是碳化钨增强的镍基金属粉末。在未预热的情况下，在刀圈上进行大面积熔覆时易产生裂纹，后续使用过程中存在导致耐磨涂层剥落和刀圈断裂的风险。因此，有必要设计一种盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置。


技术实现要素：

5.针对上述情况，本实用新型提供一种盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置，其能够对刀圈进行预热，以免在刀圈上进行大面积熔覆时产生裂纹，降低在后续使用过程中，耐磨涂层剥落和刀圈断裂的风险。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置，主要可以包括：夹具、预热机构和激光熔覆头；夹具用于固定刀圈，并能够带动刀圈绕刀圈自身的轴线旋转；预热机构具有热量输出端，热量输出端靠近刀圈的表面；激光熔覆头靠近刀圈的表面；激光熔覆头和热量输出端在刀圈的表面上的投影不重合。
8.在本实用新型的一些实施例中，盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置还包括测温机构，测温机构用于检测刀圈的表面的温度。
9.在本实用新型的一些实施例中，测温机构包括红外测温仪。
10.在本实用新型的一些实施例中，红外测温仪在刀圈上的探测位置位于激光熔覆头和热量输出端之间。
11.在本实用新型的一些实施例中，刀圈能够以恒定的速度绕自身的轴线单向旋转。
12.在本实用新型的一些实施例中，激光熔覆头和热量输出端位于刀圈的同侧。
13.在本实用新型的一些实施例中，夹具包括三爪卡盘。
14.在本实用新型的一些实施例中，三爪卡盘的直径大于刀圈的内径。
15.在本实用新型的一些实施例中，预热机构包括高频感应发生器，热量输出端为与高频感应发生器相连的仿形线圈。
16.在本实用新型的一些实施例中，仿形线圈呈扁平状，仿形线圈与刀圈平行。
17.本实用新型实施例至少具有如下优点或有益效果：
18.使用时，将刀圈固定于夹具，并使刀圈绕自身的轴线旋转。在刀圈旋转的过程中，预热机构能够对刀圈的表面进行快速加热，当刀圈被加热的区域移动至激光熔覆头处时，激光熔覆头才对该区域进行熔覆加工。
19.盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置能够在对刀圈表面进行熔覆加工前，先对刀圈进行预热，以免在刀圈上进行大面积熔覆时产生裂纹，降低在后续使用过程中，耐磨涂层剥落和刀圈断裂的风险。
20.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例提供的盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置的结构示意图；
23.图2为图1中的刀圈的结构示意图。
24.图标：
25.1-热量输出端，
26.2-高频感应发生器，
27.3-红外测温仪，
28.4-刀圈，
29.5-激光熔覆头，
30.6-三爪卡盘。
具体实施方式
31.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
32.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
33.下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
实施例
34.请参照图1-图2，本实施例提供一种盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置，主要可以包括：夹具、预热机构和激光熔覆头5；夹具用于固定刀圈4，并能够带动刀圈4绕刀圈4自身的轴线旋转；预热机构具有热量输出端1，热量输出端1靠近刀圈4的表面；激光熔覆头5靠近刀圈4的表面；激光熔覆头5和热量输出端1在刀圈4的表面上的投影不重合。
35.盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置的工作原理是：
36.使用时，将刀圈4固定于夹具，并使刀圈4绕自身的轴线旋转。在刀圈4旋转的过程中，预热机构能够对刀圈4的表面进行快速加热，当刀圈4被加热的区域移动至激光熔覆头5处时，激光熔覆头5才对该区域进行熔覆加工。盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置能够在对刀圈4表面进行熔覆加工前，先对刀圈4进行预热，以免在刀圈4上进行大面积熔覆时产生裂纹，降低在后续使用过程中，耐磨涂层剥落和刀圈4断裂的风险。
37.上文大致介绍了盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置的主要部件和工作原理，下文将对盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置做更为详细的阐述。
38.预热机构主要可以包括高频感应发生器2，热量输出端1为与高频感应发生器2相连的仿形线圈。高频感应发生器2具有温度设置和控制功能，操作者可以通过自动或手动方式对加热功率进行无级调节。
39.为了保证快速地加热刀圈4表面，仿形线圈根据刀圈4刃口待熔覆部位的形状设计，具体而言，仿形线圈呈扁平状，仿形线圈与刀圈4平行，这样仿形线圈的覆盖面积更大，有助于快速地加热刀圈4表面。
40.在本实施例中，优选地，激光熔覆头5和热量输出端1位于刀圈4的同侧，以减少热量损耗。
41.在本实施例中，优选地，夹具主要可以包括三爪卡盘6。三爪卡盘6的三个卡爪抵接在刀圈4的内侧，以固定刀圈4。为了更好地固定刀圈4，三爪卡盘6的直径大于刀圈4的内径，这样，刀圈4便能抵接在三爪卡盘6上，以通过三爪卡盘6更好地支撑刀圈4。此外，为了使刀圈4受热均匀，刀圈4可以在三爪卡盘6的带动下，以恒定的速度绕自身的轴线单向旋转。
42.盾构机滚刀刀圈激光熔覆过程的预热装置还可以包括测温机构，测温机构用于检测刀圈4的表面的温度，以便于操作者知悉加热效果是否达到需求。具体而言，在本实施例中，优选地，测温机构包括红外测温仪3。更具体的是，红外测温仪3在刀圈4上的探测位置位于激光熔覆头5和热量输出端1之间。红外测温仪3可以与高频感应发生器2信号连接，红外测温仪3对刀圈4表面温度进行采集，并将获得的数据传输给高频感应发生器2，通过高频感应发生器2的反馈控制功能调节对刀圈4的加热温度，以实现加热温度的恒定。
43.最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。