CN104284729B - 压辊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于辊压机的压辊(1)，所述辊压机尤其是用于破碎强烈磨损性的材料，其包括辊本体(2)，其中在所述辊本体(2)的一个或两个辊边缘上可脱开地紧固有作为可替换的边缘保护元件(5)的硬质体。边缘保护元件(5)完全或局部地由金属基体复合材料(MMC)制造。

Description

压辊

技术领域

本发明涉及一种用于辊压机的压辊，所述辊压机尤其是用于破碎强烈磨损性的材料，所述辊压机包括辊本体，其中在所述辊本体的一个或两个辊边缘上为了边缘保护可脱开地紧固有多个硬质体作为可替换的边缘保护元件。

背景技术

辊压机通常具有两个压辊。辊压机以特别的程度用于破碎并且尤其是用于高压破碎粗的矿物的任务材料、例如矿石、水泥熟料、矿渣、金伯利岩、煤或陶瓷原材料。这样的辊压机也称为物料床碾磨机。但本发明也包括用于对材料压紧或压块的辊压机。

在利用这样的辊压机处理并且尤其是破碎易碎的、粒状的材料时出现高的力并且辊表面被强烈加负荷，从而实际中辊表面的磨损保护有特别的意义。这样在实际中已知，为了辊表面的磨损保护使用“耙状”地加入辊本体的对应的盲孔中并且与压入的待碾磨物料一起形成自然发生的磨损保护层(参考EP 0 516 952 A1)的圆柱形的硬金属销或结点栓。在辊边缘的区域中，这样的磨损保护通常是不理想的，因为销在边缘区域中的折断危险是大的。出于这个原因已经提出用于边缘保护或用于辊的边缘区域中的磨损保护的特别的措施。

这样EP 1 502 650 B1说明一种包括在辊边缘上设置的、环绕的环肩形式的空隙的压辊，其中，在每个这些空隙中沿周向相继地设置有多个磨损保护元件。磨损保护元件以这种方式形成类似封闭的环，所述环应该提供高的磨损保护。这些磨损保护元件由硬金属制造。所述磨损保护元件可以通过粘接、夹紧或钎焊直接紧固在环绕的环肩中。

类似的适用于由EP 1 684 907 B1已知的用于压力破碎粒状的物料的压辊或磨辊，其中，为了边缘保护，在辊外罩的环绕的环肩中在辊前边缘上设置多个硬质体，其中，这些硬质体不仅轴向从端面而且径向从辊外罩的表面伸出。所述硬质体尤其是由烧结硬金属制成。

在EP 0 659 108 B1中说明一种备选的磨损保护设计。压辊的磨损层具有由高耐磨的材料制成的基本上面状的区，所述区例如可以由面砖或瓷砖形成。各高耐磨的区之间的间隙以另一种耐磨性的材料填充。所述面砖或瓷砖例如可以由金属基体复合材料通过热等静压的挤压制造。这些预制的硬质体然后与间隙材料共同通过热等静压的挤压持久在基体上紧固。

与开头所述以结点栓的磨损保护设计相关联，在EP 0 578 239 B1中提出，辊本体中的接纳销形的结点栓的空隙在其最深的区域中具有向外弯曲的面，并且加入的材料件的下面的轮廓在其几何形状方面对应于所述空隙在其最深的区域中的形状。以这种方式，作用的高的挤压力应该均匀分布地传递到辊本体的辊材料上。补充地提出，两部分式地设计加入的材料件，其中，在辊本体的空隙中在加入的销形的材料件之下分别引入由至少一个由另一种材料制成的衬垫，所述衬垫在其几何形状方面对应于所述空隙在其最深的区域中的形状。这样的建议对存在的边缘保护设计没有影响。

这在考虑EP 0 699 479 B1的情况下也适用，该文献基于以结点栓的已知的磨损设计提出，将结点栓分别由径向内部的以辊表面可良好磨损的栓部分和由保护地遮盖所述径向内部的栓部分的径向外部的较硬的螺栓部分组成。所述外部的栓部分由硬质材料制成并且材料锁合地与径向内部的栓部分连接。所述径向外部的栓部分可以由硬金属和/或陶瓷材料和/或硬质焊接材料制成。

发明内容

由开头解释的在先已知的现有技术出发，本发明的技术问题在于，提供一种用于辊压机的压辊，所述压辊的特征在于辊边缘上的特别耐磨的并且然而可替换的磨损保护。

该任务在开头所述类型的同类的压辊中如下解决，即，所述(可脱开地)在辊本体上紧固的边缘保护元件完全或局部地由金属基体复合材料(MMC)制造。

金属基体复合材料指的是如下材料，在所述材料中硬质颗粒集成到(连续的)金属基体中，其中所述硬质颗粒优选通过(连续的)金属基体彼此分开地设置在复合材料内。这样的由金属基体复合材料制成边缘保护元件优选通过烧结和/或热等静压的挤压制造。在此，一方面用于硬质颗粒的粉末状的成分和另一方面金属基体首先混合并且然后被加热，而且在热等静压的挤压的情况下在高的压力下。以这种方式，粉末状的成分相互在高的温度时以及在热等静压的挤压的情况下在高的压力时连接。在所述通过烧结和/或热等静压的挤压制造的、完成的材料中，所述非金属的硬质颗粒均匀分布地并且分别由金属基体的金属材料包围地存在。因此金属基体复合材料另外通过相对小的份额的硬质颗粒与硬金属区分。在硬金属中，具有大约80％至96％的体积含量的硬质材料与作为好像韧性成分的金属结合剂混合，而金属基体复合材料的特征在于显著较小的份额的硬质材料颗粒，从而所述硬质材料颗粒彼此分开地嵌入连续的金属基体中。金属基体复合材料的硬质颗粒此外显著大于硬金属的硬质颗粒。优选在本发明的范围中使用如下金属基体复合材料，其中使用具有多于20μm、例如多于40μm、优选多于60μm、然而最大1000μm的大小和少于50％、优选少于40％的体积含量的硬质颗粒，所述硬质颗粒(不连续地)嵌入(连续的)金属基体中。分别指的是在(挤压的)硬质体中的体积含量。

优选使用包括选择碳化物和硼化物的硬质颗粒的金属基体复合材料。但备选地也可以使用包括选自氮化物和氧化物的硬质颗粒的金属基体复合材料。此外原则上也处于本发明的范围中的是，对于边缘保护元件使用包括由硬金属制成的硬质颗粒的金属基体复合材料。这表示，在这些金属基体复合材料中，由硬金属制成的以上所述尺寸的硬质颗粒以上面所述的体积含量嵌入金属基体中。然而不是明确地涉及由硬金属制成的边缘保护元件，而是涉及由金属基体复合材料制成的边缘保护元件，其中仅硬质颗粒并且因此仅加强相由硬金属制成。

本发明在此从以下认识出发，即，在辊压机的边缘区域中能够实现明显有利的磨损保护，当边缘保护元件完全亦或部分地由这样的金属基体复合材料制造的话。这样的金属基体复合材料在合适地选择材料时比硬金属较不易碎并且对于弯曲较不敏感。此外有特别意义的是如下事实，即，金属基体复合材料的磨损在一定的界限中“可调节”，从而可以使用具有磨损的金属基体复合材料，所述磨损以合适的方式与(其余的)辊表面适配。这具有优点，即，辊在运行期间保持其(圆柱形的)形状。因为在辊压机运行期间存在问题，即，在辊边缘上的压力通常小于在辊中心的压力。在使用由硬金属制成的边缘保护元件时原则上存在问题，即，所述边缘保护元件在边缘上(由于小的压力)较缓慢地磨损。借此在辊中心中的辊直径相对于在辊边缘上的直径减少，从而产生具有好像“凹的”几何结构的辊。这可能在极端情况中到这样的程度，使得材料在辊中心没有得到足够的破碎。该问题能够在使用由金属基体复合材料制成的边缘保护元件时被避免。

按照本发明的由MMC制成的边缘保护元件能够原则上在辊本体中使用，所述辊本体在一个或两个辊边缘上具有以已知的方式沿周向延伸的空隙或环肩，分别多个边缘保护元件嵌入所述空隙或环肩中。备选地，边缘保护元件也可以侧向紧固在基体的端侧上。

然而，优选按照本发明的由MMC制成的边缘保护元件在如下实施形式中使用，其中辊本体在一个或两个辊边缘上具有多个在周边上分布的并且沿周向或切向方向彼此间隔开的袋状的空隙，所述空隙分别侧向和在上面敞开地构成，其中，分别仅一个MMC硬质体作为可替换的边缘保护元件嵌入各个袋状的空隙中。优选袋状的空隙的长度和嵌入的边缘保护元件的长度沿周向大于两个直接相邻的空隙之间的距离。

带有局部限定的接纳袋状部的这样的实施形式相对于具有环绕的环肩的解决方案具有优点，即，尽管存在非常高的挤压力，各个边缘保护元件不接触并且因此也不能毗连或相互挤压。借此避免各个边缘保护元件的损坏，并且更确切地说是尤其是也避免通过折断的损坏，该损坏原则上在易碎的硬质材料中可能出现。边缘保护元件在各个局部限定的袋中的布置结构此外具有优点，即，边缘保护元件不仅在阶梯状的肩部上在下侧和内侧被支承，而是也侧向被支承。因为带有各个局部限定的袋状部的辊边缘的构造方式导致，各个空隙通过“分离桥接部”彼此分开，从而边缘保护元件切向通过这些分离桥接部支承。出现的高的压力可以良好导出到基体中。最后具有局部限定的袋状部的实施形式具有优点，即，在分离桥接部的区域中并且因此在各个袋状部和边缘保护元件之间的区域中可以形成自然发生的磨损保护，所述磨损保护以特别的程度保护嵌入的磨损保护元件的边缘。借此自然发生的磨损保护不仅可以在其余的辊区域中、而是也在边缘区域中和各个边缘保护元件之间形成。这导致，在这些区中的冲刷式的磨损被避免。

但原则上本发明――如已经说明地――备选地也包括在环绕的环肩中使用由MMC制成的边缘保护元件或类似措施。

所述边缘保护元件可以具有在几何上各种各样的形状。优选使用在到辊表面的俯视图中有角地、例如矩形构成的边缘保护元件。在此处在本发明的范围中的是，边缘保护元件也在到辊上的侧视图中有角地、例如矩形地构成，从而边缘保护元件例如可以具有直角平行六面体的形状。

尤其是与局部限定的接纳袋状部关联优选使用如下边缘保护元件，所述边缘保护元件的形状与直角平行六面体的形状偏离。这样侧向的空隙可以在侧视图中具有至少局部地弯曲的壁面并且所述边缘保护元件至少局部地具有与弯曲的壁区域适配的弯曲的外轮廓。这样所述空隙的(局部地)弯曲的壁面和所述(局部地)弯曲的外轮廓可以在横截面中圆弧形或备选地也在横截面中抛物线形或双曲线形地构成。在任何情况下，由此能够优化边缘保护元件的已经描述的侧向的或切向的支承并且借此优化压力到基体中的导出。此外具有弯曲的壁区域的这样的袋状部能够特别简单地制出基体中，例如通过磨削。

按照本发明，边缘保护元件完全或局部地由金属基体复合材料(MMC)制造。在第一备选方案的范围中，边缘保护元件可以作为基本上均匀的实心体构成，也就是说它们这时完全由MMC制造。

在一种备选的第二实施形式中，边缘保护元件可以具有复合构造并且为此具有包括在其上设置的磨损层的支承元件，其中所述支承元件由比磨损层具有较小的硬度的可延展的材料制成。所述磨损层本身再次由MMC制造。这样的实施形式具有优点，即，支承元件可以由可良好加工的材料、例如钢制造，所述材料尤其是能够实现边缘保护元件在辊本体上的优化的紧固。由MMC制成的磨损层于是形成磨损保护。该磨损层在在边缘保护元件的制造过程中优选固定地与支承元件连接，例如通过烧结和/或热等静压的挤压(HIP)。

磨损层可以在上侧完全遮盖支承元件。然而备选地，磨损层可以也仅局部限定地施加到支承元件上或例如引入支承元件的对应的空隙中。

边缘保护元件按照本发明可脱开地紧固在辊本体上，从而边缘保护元件原则上可替换。这样的紧固例如通过螺纹连接实现。为此边缘保护元件可以具有合适的穿通部、例如孔，对应的紧固元件、例如螺钉可以通过所述穿通部引入辊本体中。当边缘保护元件具有由可延展的材料、例如钢制成的支承元件时，这样的构造方式于是尤其是被考虑。备选地也处在本发明的范围中的是，将边缘保护元件通过粘接或焊接(可脱开地)在袋状部中紧固。备选或补充地，可以此外也实现边缘保护元件在袋状部中的形锁合的连接，并且更确切地说是例如通过“燕尾连接”。为此边缘保护元件可以配备有(燕尾状的)形锁合接片，所述形锁合接片嵌接到对应的阴模、例如辊的径向延伸的槽中。

压辊可以此外作为实心辊构成，这表示辊本体作为实心体构成。备选地，辊本体也可以具有基体和在其上设置的套壳，从而所述磨损保护这时装配在该套壳上/中。

为了进一步优化边缘保护元件在侧向环绕的环肩上或尤其是也在局部限定的袋状部中的紧固和挤压力到辊本体中的引入，可以使用边缘保护元件，所述边缘保护元件具有至少局部地朝辊中心的方向扩张的横截面。这时优选也设置空隙，所述空隙同样具有至少局部地朝辊中心的方向指向的横截面。

如已经说明的，边缘保护元件按照本发明可脱开地紧固在辊本体上。可脱开在本发明的范围中指的是，所述边缘保护元件为了更换的目的能够无破坏地从辊本体中、例如从空隙中去除。在这里也包括通过粘接或焊接实现的连接部，因为所述连接部例如通过加热可再次脱开。

本发明的主题不仅是所述压辊本身，而且在优选的进一步构成中,也是包括两个这样的压辊的辊压机。

附图说明

接着借助仅示出实施例的附图进一步解释本发明。示出：

图1是按照本发明的压辊的第一实施形式的透视图(一部分)；

图2是按照图1的主题的变形的第二实施形式；

图3是按照图1的主题的变形的第三实施形式；

图4是本发明的变形的实施形式的横截面以及

图5是本发明的另一个选择。

具体实施方式

在图中分别示出用于尤其是用于高压破碎易碎的、矿物的任务材料的辊压机的压辊1。所述辊压机通常包括两个压辊，然而所述两个压辊中在图中只示出一个的一部分。这样的压辊1可以――如在图中示出的――作为实心辊构成，其中，辊本体2于是作为实心体构成。然而备选地辊本体2也可以具有基体以及包围该基体的套壳。这在各图中未示出。

在任何情况下这样的压辊1配备有适合的磨损保护，所述磨损保护可以以各种各样的方式设计。各图中的示图限制于(端侧的)辊边缘的区域中的磨损保护措施。

按照本发明，在辊本体2的一个或两个辊边缘上为了边缘保护可脱开地紧固有多个硬质体作为可替换的边缘保护元件5。这些边缘保护元件5按照本发明完全或局部地由金属基体复合材料(MMC)制造。

在图中示出各实施例，其中，辊本体2在一个或两个辊边缘上具有多个在周边上分布的并且沿周向或切向方向T彼此间隔开的袋状的空隙3。各个袋状的空隙3沿周向T通过分离桥接部4彼此分开。空隙3分别不仅侧向而且在上面敞开。在各个袋状的空隙3中分别可脱开地嵌入唯一的硬质体作为可替换的边缘保护元件5。各图在此在部分装配的状态中示出压辊1，即，为了更好的理解，一些空隙3没有嵌入的边缘保护元件地示出。周向或切向方向T、轴向方向A和径向方向R在图1中示出。在所述实施形式中，空隙3分别不仅侧向而且在上面敞开。侧向敞开在本发明的范围中指的是在辊的端侧的区域中敞开，即在沿轴向方向A与辊中心背离的一侧上敞开。上面敞开在本发明的范围中指的是在沿径向方向R上与辊轴线背离的一侧上敞开。长度L、l和距离a关于辊的切向方向T，并且更确切地说是在边缘保护元件的外部的上面的边缘的区域中。

因此在示出的实施形式中放弃辊边缘上的已知的环绕的环肩。而是使用各个袋状的空隙和因此使用接纳袋状部3，分别仅唯一的边缘保护元件5嵌入所述接纳袋状部中。袋状的空隙的长度L并且还有嵌入的边缘保护元件5的长度l按照本发明大于两个直接相邻的空隙3之间的距离a。长度L、l和距离a在此关于辊的周向方向T。因此各个袋3之间的距离a对应于在空隙3之间并且因此也在边缘保护元件5之间设置的桥接部4的厚度，所述桥接部是辊本体2的一部分。袋状的空隙3在辊本体2中例如通过切削加工引入。

示出的具有各个袋状部3的实施形式具有优点，即，各个作为硬质体由MMC构成的边缘保护元件5不毗连并且尽管存在出现的大的力也不会相互挤压，从而避免边缘保护元件的损坏。此外能够通过该构成方式将出现的压力无问题地引入辊本体2中。这以特别的程度适用于在图中示出的构成方式，在所述构成方式中，侧向的空隙3在侧视图中具有弯曲的壁面3a并且边缘保护元件5具有弯曲的外轮廓5a，其中，弯曲的外轮廓5a与弯曲的壁面3a适配。在按照图1至3的实施例中，不仅弯曲的壁面3a而且弯曲的外轮廓5a分别(部分)圆柱形地构成。

图1示出本发明的第一实施形式，其中，边缘保护元件5均匀地由一种并且相同的材料、即MMC制造。在图1中示出的实施例中，由MMC制成的边缘保护元件或硬质体5在所述空隙中没有螺钉地、例如通过粘接或焊接(钎焊)紧固。

图2在一种备选的实施形式中示出边缘保护元件5，所述边缘保护元件作为复合结构分别具有支承元件5b和在其上设置的由MMC制成的磨损层5c。支承元件5b由可延展的材料、例如钢制成。借此支承元件5b首先用于将边缘保护元件5紧固在空隙3中，而磨损层5c确定边缘保护特性或磨损特性。为此磨损层5c由金属基体复合材料制造。在此有利的是，将由MMC制成的磨损层5c通过烧结和/或热等静压的挤压紧固在支承元件5b上。因此在制造的范围中具有支承元件5b和磨损层5c的各个边缘保护元件5被预制并且然后在空隙3中装配。图2在此示出一种实施形式，其中，边缘保护元件5借助螺钉紧固在辊本体2上。边缘保护元件5因此具有合适的穿通部6或孔，通过所述穿通部或孔，螺钉可以引入辊本体2中。在按照图2示出的实施例中，用于螺钉的孔6在支承元件5的区域中并且因此在所述可延展的材料的区域中设置。

图3示出一种备选的实施形式，其中，边缘保护元件5形锁合地紧固在辊本体2上，并且更确切地说是借助燕尾结构。为此，边缘保护元件5分别具有装配接片7并且在各个空隙3的区域中分别沿径向方向延伸的槽8设置到辊本体2中，其中不仅装配接片而且槽8可以燕尾形地设计。尽管存在该形锁合的连接，可能适宜的是，将边缘保护元件5附加地通过粘接或钎焊紧固在空隙3中。

可选地在图3中示出，这些元件也可以作为包括磨损层5c和支承元件5b的复合构件构成，其中磨损层形成磨损嵌件5c，所述磨损嵌件引入支承元件5b的预备的空隙中。

在图中示出的边缘保护元件5在向辊的俯视图中示例性地矩形地构成。然而在到辊的端侧的侧视图中，边缘保护元件5在该实施例中――如说明的――局部地倒圆。本发明原则上也包括如下实施形式，其中边缘保护元件在到端侧的侧视图上多角地、例如矩形地构成，从而于是例如也可以实现直角平行六面体形的边缘保护元件。这在图中未示出。

此外在本发明的范围中的是，为边缘保护元件备选或补充地在上侧上设有弯曲的轮廓，从而尤其是进行与辊的曲率半径的适配。该选项同样未示出。

图4和5此外强烈简化并且示意性地示出变形的实施形式，其中空隙3和边缘保护元件5分别具有至少局部地朝辊中心的方向扩张的横截面。图4示例性地示出一种实施形式，其中所述空隙的下面的壁面3a和边缘保护元件的对应的外轮廓5a在辊边缘的轴向剖面中朝辊中心的方向下降，从而形成倾斜的下面的边沿。该边沿具有如下效果，即，边缘保护元件5通过出现的挤压力可靠地挤压到空隙3中。这样的实施形式能够在边缘保护元件中以各种形式实现，例如也在图1至3中示出的边缘保护元件中。图5可选地示出如下可能性，即，空隙3和边缘保护元件5备选或补充地具有“侧向”朝辊中心的方向扩张的横截面。按照图4和5的措施也可以相互组合。

在本发明中重要的是，由金属基体复合材料(MMC)制成的边缘保护元件5的实施方式。这在各图中示例性地以实施形式图解，其中边缘保护元件嵌入局部限定的袋状部3中。但本发明也包括如下实施形式，其中由MMC制成的边缘保护元件嵌入环绕的环肩中，其中于是例如在两个辊边缘上分别设置有沿周向延伸的、(完全)环绕的空隙，边缘保护元件嵌入所述空隙中。在其他备选方案中，由MMC制成的边缘保护元件也可以侧向紧固在辊本体的端侧上。这些实施形式在各图中未示出。

Claims (13)

1.用于辊压机的压辊(1)，所述压辊包括辊本体(2)，其中，在所述辊本体(2)的一个或两个辊边缘上紧固有硬质体作为可替换的边缘保护元件(5)，其特征在于，所述边缘保护元件(5)完全或局部地由金属基体复合材料(MMC)制造，辊本体(2)在一个或两个辊边缘上具有多个在周边上分布的并且沿周向(T)相继地间隔开的袋状的空隙(3)，所述空隙分别侧向并且在上面敞开地构成，其中分别仅一个硬质体作为可替换的边缘保护元件(5)嵌入各个袋状的空隙(3)中。

2.按照权利要求1所述的压辊，其特征在于，所述边缘保护元件侧向紧固在辊本体(2)的端侧上。

3.按照权利要求1或2所述的压辊，其特征在于，边缘保护元件(5)由金属基体复合材料通过烧结和/或热等静压的挤压制造。

4.按照权利要求1或2所述的压辊，其特征在于，金属基体复合材料包含具有多于20μm的大小的并且具有少于50％的体积含量的硬质颗粒，所述硬质颗粒彼此分开地嵌入连续的金属基体中。

5.按照权利要求1或2所述的压辊，其特征在于，使用包括选自碳化物和硼化物的硬质颗粒的金属基体复合材料。

6.按照权利要求1或2所述的压辊，其特征在于，使用包括基于铁或基于镍的金属基体的金属基体复合材料。

7.按照权利要求1或2所述的压辊，其特征在于，边缘保护元件(5)分别具有支承元件(5b)和在所述支承元件上设置的磨损层(5c)，其中，支承元件(5b)由比由金属基体复合材料制成的磨损保护元件具有更小的硬度的可延展的材料制成。

8.按照权利要求7所述的压辊，其特征在于，支承元件(5b)由钢制成。

9.按照权利要求7所述的压辊，其特征在于，由金属基体复合材料制成的磨损层(5c)通过烧结和/或热等静压的挤压紧固在支承元件(5b)上。

10.按照权利要求1所述的压辊，其特征在于，边缘保护元件(5)可脱开地通过螺钉连接、粘接、钎焊紧固在辊本体(2)上。

11.按照权利要求7所述的压辊，其特征在于，边缘保护元件(5)的支承元件(5b)可脱开地通过螺钉连接、粘接、钎焊紧固在辊本体(2)上。

12.按照权利要求1或2所述的压辊，其特征在于，边缘保护元件(5)借助形锁合连接可脱开地紧固在辊本体(2)上。

13.辊压机，包括两个按照权利要求1至12之一所述的压辊。