專利名稱：全液壓鉆機雙金屬配油套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鉆探機械領(lǐng)域，是應用于全液壓鉆機上的一種新型雙金屬配油 套，即全液壓鉆機雙金屬配油套。二背景技術(shù)：
目前，全液壓動力頭鉆機液壓卡盤工作中，需要通過配油套將高壓油從不旋轉(zhuǎn)的 動力頭箱體送入旋轉(zhuǎn)的主軸，再經(jīng)主軸上的軸向油孔到達卡盤。配油套與主軸之間既要允 許有高速相對運動，又要實現(xiàn)保壓配油。煤礦坑道全液壓鉆機的配油套在使用過程中出現(xiàn) 磨損較快，造成液壓系統(tǒng)泄漏較大，致使鉆機效率降低。配油套基體與內(nèi)套之間采用機械壓 入的鑲嵌式聯(lián)接方式經(jīng)常出現(xiàn)液壓油從聯(lián)接縫隙處泄漏，使鉆機液壓傳動效率降低。同時， 基體與內(nèi)套之間的由于聯(lián)接方式所限，易產(chǎn)生松動拔套現(xiàn)象。三
實用新型內(nèi)容為了克服上述背景技術(shù)中存在的配油套耐磨性能較低、易產(chǎn)生泄漏、拔套等不足， 本實用新型提供了一種全液壓鉆機雙金屬配油套。提高配油套的耐磨性及其使用壽命，解 決配油套的泄漏、套磨損快、易抱死、拔套等問題。解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是(為了更好的理解技術(shù)內(nèi)容，同時參看附 圖，零部件標號放在括號內(nèi)表示)全液壓鉆機雙金屬配油套，其特征是由基體(11)和銅合金內(nèi)套(12)緊密結(jié)合為 一體組成，基體(11)和銅合金內(nèi)套(12)之間為冶金擴散層(16)，配油套上有配油孔(14)， 環(huán)內(nèi)分布有多組(以徑向中心為對稱中心，中心兩側(cè)各一道為一組，多組指按實際需要制 作的多組均壓槽，例如可為3組、4組、5組等)環(huán)狀均壓槽(15)。所述的全液壓鉆機雙金屬配油套，其特征是可實現(xiàn)配油套在工作中浮動于動力 頭主軸狀態(tài)的對稱雙配油孔(14)和排列的環(huán)狀均壓槽(15)形成工作狀態(tài)下的貫通浮動式 油膜。研制新型PQT銅合金內(nèi)套替代傳統(tǒng)錫青銅內(nèi)套，采用離心澆注、加壓真空燒結(jié)工 藝技術(shù)，使PQT銅合金內(nèi)套與優(yōu)質(zhì)碳素鋼基體有機焊合，形成雙金屬復合體，然后按設計圖 紙加工成配油套。其中PQT含義P指鉛，Q指青銅，T指銅。本實用新型的有益效果是1、新型PQT銅合金內(nèi)套，具有高耐磨性和抗咬合性，游離分布于銅合金層中的鉛 可起到邊界潤滑劑的作用，在潤滑的條件下摩擦系數(shù)大幅降低，性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)錫青銅。2、PQT銅合金內(nèi)套采用離心鑄造工藝制作，由于在澆鑄時離心力的作用，改善了補 縮條件，氣體和非金屬夾雜也易于自液體金屬中排出，得到的離心鑄件的組織致密，減少了 縮松孔、氣孔、夾雜等缺陷；同時由于采取了金屬鑄型，排除了砂型本身所帶來的浮砂問題， 提高了鑄造質(zhì)量。新型配油套內(nèi)套和外套采用真空加壓高溫燒結(jié)而成，3、配油套內(nèi)套與外套兩種不同材質(zhì)之間焊接結(jié)合，形成了明顯的雙金屬擴散層， 結(jié)合為一個整體，牢不可分。4、徹底消除了傳統(tǒng)機械鑲嵌式結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的兩種不同金屬間結(jié)合間隙，解決了配油套磨損快、泄漏大、易抱死拔套等問題。四
圖1為新型配油套離心鑄造銅合金內(nèi)套示意圖。 圖2為新型配油套在真空、加壓條件下燒結(jié)示意圖。
圖3為新型配油套的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3中Al部的放大圖，也是配油套潤滑油道(均壓槽)及其形成的雙金屬結(jié)合層局部 放大圖。上述圖中標號說明1.澆包，2.鑄型，3.液體銅合金，4.皮帶輪和皮帶，5.旋 轉(zhuǎn)軸，6.剖視銅合金毛坯，7.電動機；8.液壓油缸，9.真空燒結(jié)爐，10.加壓芯，11.基 體，12.銅合金內(nèi)套，13.支撐環(huán)鐵；14.配油孔，15.均壓槽，16.擴散層。五具體實施方式
圖1中，是離心鑄造銅合金內(nèi)套示意圖，在立式離心鑄造機上運用金屬模鑄造銅 合金內(nèi)套。電動機7經(jīng)過皮帶輪和皮帶4帶動旋轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)軸5上固定的鑄型2也隨 之轉(zhuǎn)動，澆包1將液體銅合金3以一定的速度和溫度澆灌在鑄型2內(nèi)，由于離心力的作用， 液體銅合金3得到充分的流動，在鑄型2型腔內(nèi)填充能力加強，形成了組織非常致密的銅合 金內(nèi)套毛坯6。同時離心力的存在改善了銅合金內(nèi)套毛坯6的補縮條件，氣體及雜質(zhì)也易于 從液體中排出，得到的是鑄件組織致密、缺陷較少的銅合金內(nèi)套毛坯6。圖2中，是配油套在真空、加壓條件下燒結(jié)示意圖。配油套是由基體11和銅合金 內(nèi)套12緊密相固定組成。銅合金內(nèi)套毛坯6粗加工后與粗加工的45#鋼基體11相配合，即 45#鋼基體11與銅合金層內(nèi)套12按設計圖紙初加工后形成的，在消除應力和去除氧化層的 前提下，將銅合金層內(nèi)套12壓入45#鋼基體11，放置于真空燒結(jié)爐9中支撐環(huán)鐵13之上。 真空燒結(jié)爐9開始運行，爐內(nèi)氣體被逐漸抽空形成真空狀態(tài)(真空度為2-3*10_3!^)。在爐 體升溫至790°C時保溫lOmin，確保爐內(nèi)溫度與爐內(nèi)物體溫度趨于一致。加壓油缸8開始加 壓給漲芯10，漲芯10與銅合金層內(nèi)套12設計有微小的配合錐度(錐度為1:10，形成錐度是 為了給加壓提供條件)形成細微的相對運動。40min后真空燒結(jié)爐9爐內(nèi)溫度升至890°C， 此時加壓油缸8施于漲芯10上的壓力達lOMPa，保溫60 min后關(guān)閉真空燒結(jié)爐9，逐漸降 低加壓油缸8的壓力至常壓狀態(tài)，約30min后即可達到出爐溫度，工件出爐。圖3和圖4中，在真空、高溫條件下，經(jīng)加壓油缸加壓，在45#鋼基體11與銅合金 層內(nèi)套12之間產(chǎn)生了冶金擴散，形成了明顯的擴散層16 (見圖4)。45#鋼基體11與銅合 金層內(nèi)套12兩部分通過擴散層16結(jié)合為一個整體，牢不可分。加工后的銅合金內(nèi)套毛坯6在真空、加壓條件下燒結(jié)后制成雙金屬配油套坯體， 雙金屬配油套的碳素鋼基體與銅合金內(nèi)套采用加壓真空燒結(jié)工藝有機焊合后，再利用專用 工裝、金剛石車刀在數(shù)控機床上按圖紙進行加工，車削形成均壓槽15，制成配油套成品，其 銅合金層厚度不大于4mm。最后需要說明的是1、配油套由基體(11)和銅合金內(nèi)套(12)通過加壓真空燒結(jié)復合成一體，配油套 設有配油孔(14)和多組環(huán)狀均壓槽(15)。2、要求雙金屬配油套的新型銅合金內(nèi)套成分(質(zhì)量分數(shù)，％)為9. 24C.2. 44 2. 68 Ni,3. 3 3. 6 Zn,5. 1 6. 5 Sn,6 7 Pb、余量為Cu，采用金屬模高速離心澆注工藝形成坯體，加工制得銅合金體內(nèi)套(12 )。3、雙金屬配油套采用對稱雙配油孔(14)以及多組環(huán)狀均壓槽(15)設計，實現(xiàn)配 油套在工作中浮動于動力頭主軸狀態(tài)。4、基體(11)采用碳素鋼，包括45#鋼、A3鋼等碳素鋼。
權(quán)利要求1.全液壓鉆機雙金屬配油套，其特征是由基體(11)和銅合金內(nèi)套(12)緊密結(jié)合為一 體組成，基體(11)和銅合金內(nèi)套(12)之間為冶金擴散層(16)，配油套上有配油孔(14)，環(huán) 內(nèi)分布有環(huán)狀均壓槽(15)。
專利摘要本實用新型涉及煤礦坑道鉆探機械領(lǐng)域，是應用于全液壓動力頭鉆機上為鉆機液壓卡盤實現(xiàn)配油的雙金屬浮動式配油套。目前配油套基體與內(nèi)套之間采用機械壓入的鑲嵌式聯(lián)接方式經(jīng)常出現(xiàn)液壓油從聯(lián)接縫隙處泄漏，使鉆機液壓傳動效率降低。本實用新型目的是研制一種全液壓鉆機雙金屬配油套。結(jié)構(gòu)是由基體和銅合金內(nèi)套緊密結(jié)合為一體組成，基體和銅合金內(nèi)套之間為冶金擴散層，配油套上有配油孔，環(huán)內(nèi)分布有環(huán)狀均壓槽。其優(yōu)點是配油套具有高耐磨性和抗咬合性，同時PQT銅合金材料中游離分布于合金層中的鉛起到邊界潤滑劑的作用，在潤滑條件下摩擦系數(shù)大幅降低，解決了配油套磨損快、泄漏量大、易抱死拔套等難題。
文檔編號C22C9/08GK201902162SQ20102064343
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者喬小紅, 馮達暉, 姚寧平, 殷新勝, 竇文浩, 藺高峰 申請人:煤炭科學研究總院西安研究院