[發(fā)明專利]一種用于修復(fù)盾構(gòu)密封環(huán)件的裝備及其工作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210130647.0
• 申請(qǐng)日: 2022-02-12
• 公開（公告）號(hào): CN114535924A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱木森;田文堯;王高磊;蔡輝;張國(guó)良;孫偉;石小偉;常巍峰;于金達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)（天津）有限公司
• 主分類號(hào): B23P6/00
• 分類號(hào): B23P6/00;C23C24/10;B23K26/342
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于修復(fù)盾構(gòu)密封環(huán)件的裝備及其工作方法。該裝備包括安裝主驅(qū)動(dòng)和密封環(huán)件的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)以及修復(fù)密封環(huán)件用的修復(fù)平臺(tái)；修復(fù)平臺(tái)上設(shè)有缺陷識(shí)別器、控制系統(tǒng)、機(jī)械手、激光熔覆裝置以及打磨裝置；旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)用于支撐不同直徑的盾構(gòu)密封環(huán)件；缺陷識(shí)別器通過采用三維掃描的方式，檢測(cè)和識(shí)別密封環(huán)件上的缺陷位置，并傳輸信息給控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)控制機(jī)械手的路徑、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速以及打磨裝置的動(dòng)作；機(jī)械手上安裝有激光熔覆裝置，由機(jī)械手控制激光熔覆裝置移動(dòng)，并通過激光熔覆裝置對(duì)密封環(huán)件缺陷處進(jìn)行激光熔覆處理；打磨裝置對(duì)旋轉(zhuǎn)中的所述密封環(huán)件上凸出的激光熔覆層進(jìn)行打磨處理，以保證環(huán)件表面精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，是一種以激光熔覆技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用機(jī)器人的三維度柔性加工優(yōu)勢(shì)，用于修復(fù)盾構(gòu)密封環(huán)件的裝備及其工作方法。

背景技術(shù)

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地鐵建設(shè)成為城市軌道交通行業(yè)迅猛發(fā)展的一面旗幟。因此地鐵隧道盾構(gòu)機(jī)的需求量逐年增加。盾構(gòu)機(jī)是一種集隧道挖掘、加固、襯砌等功能于一體的隧道施工設(shè)備，可在地下幾十米甚至上百米的位置進(jìn)行施工。盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被稱為盾構(gòu)機(jī)的“心臟”，那么，主驅(qū)動(dòng)的密封環(huán)件則為“心臟的隔膜”，以用于阻止泥渣進(jìn)入主驅(qū)動(dòng)的潤(rùn)滑系統(tǒng)中，對(duì)整個(gè)主驅(qū)動(dòng)密封系統(tǒng)造成嚴(yán)重的磨損，甚至對(duì)盾構(gòu)機(jī)主軸承滾子、滾道及保持架造成損壞。因此，密封環(huán)件在實(shí)際應(yīng)用中承受的磨損較為嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致主驅(qū)動(dòng)密封性能不斷下降直至失效，因此經(jīng)常需要進(jìn)行修復(fù)。

傳統(tǒng)的密封環(huán)件修復(fù)采用焊機(jī)堆焊，該方法效率低，且固定密封環(huán)件的設(shè)備尺寸固定，不可采用同一臺(tái)設(shè)備對(duì)大直徑、變直徑的盾構(gòu)密封環(huán)件進(jìn)行修復(fù)作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于修復(fù)盾構(gòu)密封環(huán)件的裝備及其工作方法，運(yùn)用機(jī)器人的三維度柔性加工優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大直徑、可變直徑盾構(gòu)機(jī)盾構(gòu)密封環(huán)件的修復(fù)作業(yè)。

本發(fā)明的目的之一在于提供了一種用于修復(fù)盾構(gòu)密封環(huán)件的裝備，密封環(huán)件套設(shè)在盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)的外側(cè)；該裝備包括安裝主驅(qū)動(dòng)和密封環(huán)件的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)以及修復(fù)密封環(huán)件用的修復(fù)平臺(tái)；所述修復(fù)平臺(tái)上設(shè)有缺陷識(shí)別器、控制系統(tǒng)、機(jī)械手、激光熔覆裝置以及打磨裝置；

所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)用于支撐不同直徑的盾構(gòu)密封環(huán)件；

所述缺陷識(shí)別器通過采用三維掃描的方式，檢測(cè)和識(shí)別密封環(huán)件上的缺陷位置，并傳輸信息給控制系統(tǒng)；

所述控制系統(tǒng)控制機(jī)械手的路徑、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)速以及打磨裝置的動(dòng)作；

所述機(jī)械手上安裝有激光熔覆裝置，由機(jī)械手控制激光熔覆裝置前后上下移動(dòng)，并通過激光熔覆裝置對(duì)密封環(huán)件缺陷處進(jìn)行激光熔覆處理；

所述打磨裝置對(duì)旋轉(zhuǎn)中的所述密封環(huán)件上凸出的激光熔覆層進(jìn)行打磨處理，以保證環(huán)件表面精度。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)包括支座，回轉(zhuǎn)架、回轉(zhuǎn)支承、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和驅(qū)動(dòng)組。

所述支座位于整個(gè)工作臺(tái)的底部；所有支座上端通過支座法蘭連接有所述回轉(zhuǎn)架，回轉(zhuǎn)架的上端連接有一個(gè)圓形的回轉(zhuǎn)支承，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)固定在回轉(zhuǎn)支承的上方；所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上用于安裝不同規(guī)格直徑的主驅(qū)動(dòng)和密封環(huán)件；所述驅(qū)動(dòng)組用于驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)支承旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)整個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的圓形上端面沿軸向設(shè)有多個(gè)定位主驅(qū)動(dòng)及密封環(huán)件的卡口組，每個(gè)卡口組包括沿周向均勻分布的多個(gè)下沉卡口；待修復(fù)的密封環(huán)件套設(shè)在環(huán)形主驅(qū)動(dòng)外側(cè)，所述主驅(qū)動(dòng)的底部設(shè)有與所述卡口插接配合的凸塊，不同直徑的主驅(qū)動(dòng)卡在不同大小的止口上，實(shí)現(xiàn)密封環(huán)件定位。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在密封環(huán)件的內(nèi)側(cè)設(shè)有固定件，所述固定件的底部與其他所述卡口固定，以防止主驅(qū)動(dòng)移位。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，不同規(guī)格的主驅(qū)動(dòng)使用不同的固定件進(jìn)行定位；3060、3200規(guī)格的主驅(qū)動(dòng)使用卡塊進(jìn)行定位，所述卡塊設(shè)在主驅(qū)動(dòng)底部凸塊所在的卡口內(nèi)，起到使凸塊緊密貼合卡口內(nèi)壁。