具有負(fù)載控制器的研磨設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于研磨巖石鉆頭(沖擊或旋轉(zhuǎn))、隧道掘進(jìn)機(jī)切刀(TBM)和天井鉆機(jī)切刀(RBM)的硬金屬嵌入件或工作尖端的設(shè)備的改進(jìn)，更具體地說(但并不排他)，用于研磨巖石鉆頭或切刀的切削齒或鑲齒(button)的設(shè)備的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]在鉆井操作中，鉆頭或切刀上的切削齒(鑲齒)在連續(xù)使用后變平(磨損)。通過重新研磨(磨尖)鑲齒以便使它們基本回復(fù)至其原始輪廓而進(jìn)行的鉆頭或切刀的定期維護(hù)將延長鉆頭/切刀的壽命、加速鉆井和降低鉆井成本。最好是在鑲齒的磨損達(dá)到鑲齒半徑最大值的三分之一時(shí)進(jìn)行重新研磨。
[0003]制造商已經(jīng)發(fā)展了一系列不同的人工和半自動(dòng)研磨機(jī)器，包括手持研磨機(jī)、單臂和雙臂自定心研磨機(jī)器以及專門設(shè)計(jì)成用于安裝在鉆架、服務(wù)車輛上或者設(shè)置在車間中的研磨機(jī)。
[0004]這些類型的機(jī)器利用具有高速旋轉(zhuǎn)的心軸或轉(zhuǎn)子的研磨機(jī)器。安裝在轉(zhuǎn)子或心軸的端部上的研磨杯或研磨銷(grinding pin)研磨鑲齒以及通常鉆頭/切刀的、環(huán)繞鑲齒基部的面，以便使得鑲齒基本回復(fù)至它的原始輪廓，用于有效鉆井。除了研磨杯的旋轉(zhuǎn)，這些類型的研磨機(jī)器還可以包括這樣的特征，其中，研磨機(jī)器安裝成與鑲齒的縱向軸線成一定角度，且研磨機(jī)器旋轉(zhuǎn)，以便提供軌道運(yùn)動(dòng)，該軌道運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)中心處于研磨杯的中心處。當(dāng)研磨鑲齒時(shí)，研磨機(jī)器的定心特性將使得研磨機(jī)器定心在鑲齒的最高點(diǎn)上面。
[0005]普通的研磨機(jī)器在研磨壓力和平衡壓力之間轉(zhuǎn)換，以便獲得合適的效果。在普通的研磨機(jī)器中，最小研磨壓力等效于臂或操作桿部分以及附接于其上的部件的重量。
[0006]對(duì)于這些類型的研磨機(jī)器，長久以來的問題是由于高轉(zhuǎn)速而引起的振動(dòng)和噪音、磨損、需要用于氣動(dòng)系統(tǒng)的大型壓縮機(jī)和每個(gè)鑲齒的較長研磨時(shí)間；以及較大的尺寸。
[0007]美國專利N0.7402093解決了更早機(jī)器的多個(gè)問題，并提供了一種承載在支承系統(tǒng)上的研磨機(jī)器，其中，研磨杯以可變速度旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選是從大約2200至6000RPM，且支承系統(tǒng)能夠提供可變的進(jìn)給壓力，優(yōu)選是或者可選擇直到350千克。在這種類型的機(jī)器中，需要精確控制進(jìn)給壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明提供了用于研磨巖石鉆頭的硬金屬嵌入件的研磨設(shè)備的實(shí)施例。研磨設(shè)備有承載在支承系統(tǒng)上的研磨機(jī)器和用于保持一個(gè)或多個(gè)要研磨的鉆頭的裝置。研磨機(jī)器裝備有研磨杯，該研磨杯由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，以便繞它的縱向軸線旋轉(zhuǎn)。支承系統(tǒng)包括:臂或操作桿系統(tǒng)，以便控制研磨機(jī)器的運(yùn)動(dòng)，用于使得研磨機(jī)器與要研磨的硬金屬嵌入件對(duì)齊；用于提供研磨壓力的裝置;用于監(jiān)測和控制研磨設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)操作功能的裝置，該操作功能從以下組選擇，該組包括力、研磨壓力、研磨機(jī)器在與硬金屬嵌入件對(duì)齊時(shí)的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)速度。用于監(jiān)測和控制研磨設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)功能的裝置包括:一個(gè)或多個(gè)測壓元件(load cell)，用于定量和測量在所述一個(gè)或多個(gè)功能過程中施加的力；以及可編程控制系統(tǒng)，該可編程控制系統(tǒng)能夠根據(jù)來自該一個(gè)或多個(gè)測壓元件的輸入而監(jiān)測和調(diào)節(jié)該一個(gè)或多個(gè)功能。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，用于提供研磨壓力的裝置是線性促動(dòng)器和測壓元件，該線性促動(dòng)器與臂或操作桿系統(tǒng)可樞轉(zhuǎn)地連接，以便產(chǎn)生力，例如進(jìn)給(研磨)壓力，該測壓元件用于定量和測量在研磨過程中施加的力?？刂葡到y(tǒng)、線性促動(dòng)器和測壓元件的組合能夠使得進(jìn)給(研磨)壓力從零開始。這與普通的研磨機(jī)器明顯不同，因?yàn)樵谄胀ǖ难心C(jī)器中，最小進(jìn)給壓力等于研磨機(jī)器和支承系統(tǒng)的重量。
[0010]本發(fā)明的另一方面涉及研磨設(shè)備的實(shí)施例，其中，提供了用于保持要研磨的一個(gè)或多個(gè)巖石鉆頭的裝置，該裝置包括用于各孔的可運(yùn)動(dòng)壓力板，所述壓力板的運(yùn)動(dòng)由線性促動(dòng)器來控制。
[0011]本發(fā)明的還一方面涉及研磨設(shè)備的實(shí)施例，該研磨設(shè)備有水和廢料收集系統(tǒng)，用于在研磨過程中回收冷卻劑和從硬金屬嵌入件上除去的金屬。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步特征將在下面的詳細(xì)說明中介紹，或者由下面的詳細(xì)說明可知。
【附圖說明】
[0013]為了可以更清楚地理解本發(fā)明，下面將參考附圖通過示例來詳細(xì)介紹實(shí)施例，附圖中:
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的研磨設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的右側(cè)透視圖，該研磨設(shè)備具有:研磨機(jī)器，該研磨機(jī)器由支承系統(tǒng)承載用于豎直和水平調(diào)節(jié)；以及用于保持要研磨的鉆頭的裝置;圖1還示意表示了大型的井下鉆頭(鉆頭視圖沒有表示要研磨的硬金屬嵌入件或鑲齒)。
[0015]圖2是圖1的研磨設(shè)備的左側(cè)視圖，其中除去了鉆頭周圍的屏蔽件。
[0016]圖3是圖1的研磨設(shè)備的右側(cè)透視圖，其中鉆頭臺(tái)板旋轉(zhuǎn)。
[0017]圖4是圖3的研磨設(shè)備的左側(cè)后部透視圖。
[0018]圖5是形成圖1的研磨設(shè)備的一部分的水和廢料收集系統(tǒng)的放大透視圖。
[0019]圖6是圖1的研磨設(shè)備的正視圖，其中除去了屏蔽件。
[0020]圖7是圖1的研磨設(shè)備的透視圖，其中露出了第一臂部分和控制箱的內(nèi)容物。
[0021]圖8是圖7的研磨設(shè)備的右側(cè)視圖。
[0022]圖9是圖1的支承系統(tǒng)的第一箱部分和第二臂部分的內(nèi)部側(cè)視圖。
[0023]圖10是用于圖1的研磨設(shè)備的鉆頭保持器的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。
[0024]圖11是圖10的鉆頭保持器的仰視圖，其中孔關(guān)閉。
[0025]圖12是圖10的鉆頭保持器的仰視圖，其中孔打開。
[0026]圖13是根據(jù)本發(fā)明的研磨設(shè)備的另一實(shí)施例的左側(cè)透視圖，該研磨設(shè)備適用于移動(dòng)應(yīng)用，具有:研磨機(jī)器，該研磨機(jī)器由支承系統(tǒng)承載用于豎直和水平調(diào)節(jié)；以及用于保持要研磨的鉆頭的裝置。
[0027]圖14是圖13的研磨設(shè)備的支承系統(tǒng)的一部分的正視圖。
[0028]圖15是圖13的研磨設(shè)備的支承系統(tǒng)的一部分的側(cè)視圖。
[0029]圖16是用于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)實(shí)施例的電路圖的一部分的示意圖。
[0030]圖17是用于圖16的控制系統(tǒng)的電路圖的另一部分的示意圖。
[0031]圖18是用于圖16的控制系統(tǒng)的電路圖的另一部分的示意圖。
[0032]圖19是使用圖16的電路的控制板的實(shí)施例，具有操縱桿。
[0033]圖20是用于根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)的另一實(shí)施例的電路圖的一部分的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]參考圖1至12，根據(jù)本發(fā)明的研磨設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例總體表示為I。研磨設(shè)備I包括研磨機(jī)器2、用于保持要研磨的一個(gè)或多個(gè)鉆頭的裝置(總體表示為3)和支承系統(tǒng)(總體表示為4)。研磨機(jī)器2、用于保持鉆頭的裝置3和支承系統(tǒng)4布置成使得在研磨機(jī)器2和要研磨的鉆頭之間能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以便使得研磨機(jī)器2與鉆頭上的鑲齒的縱向軸線能夠?qū)R。研磨設(shè)備I有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)的部件總體表示為5，該控制系統(tǒng)有可編程的操作人員控制面板35，該操作人員控制面板35能夠直接或間接地監(jiān)測和調(diào)節(jié)一