CN106607146A - 冲击式破碎机及其分料盘、分料盘的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工程机械领域，公开了一种用于冲击式破碎机的分料盘、冲击式破碎机以及分料盘的制造方法，其中，该分料盘包括基底部(1)和耐磨层(2)，所述耐磨层(2)设置在基底部(1)的上表面和侧面上。本发明提供的分料盘包括由不同材料形成并连接在一起的基底部和耐磨层。通过上述技术方案，该基底部通常选择容易获得且价格低廉的材料，能够减少耐磨层材料的用量，避免浪费，降低成本；而且基底部和耐磨层通过不同的工艺制造，一般地，耐磨层通过淬火工艺形成，相比于现有技术，本发明的耐磨层的厚度大大减小，可改善耐磨层的淬透性，使得本发明的耐磨层淬透性更好，避免现有技术中因耐磨层厚度较大而产生淬火时淬不透的情况发生。

Description

冲击式破碎机及其分料盘、分料盘的制造方法
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于冲击式破碎机的分料盘、冲击式破碎机以及分料盘的制造方法。
背景技术
在工业领域的矿石破碎工艺中主要采用冲击式破碎机，其原理主要是让石料由机器上部直接落入高速旋转的转盘，在高速离心力的作用下，与另一部分以伞形方式分流在转盘四周的靶石产生高速度的撞击与高密度的粉碎，石料在互相打击后，又会在转盘和机壳之间形成涡流运动而造成多次的相互打击、摩擦、粉碎，形成闭路多次循环，再从下部直接排出。
在冲击式破碎机中通常使用分料盘，例如立轴冲击式破碎机，如图1所示，物料从分料盘10上的孔进入连接在高速转动轴20上的转子30中，从而向分料盘四周发射，经过耐磨板4和5保护的流道口向外发射。高速发射的物料遇到转子周围的落料，发生碰撞而破碎。
发明内容
目前，分料盘采用整体高铬铸铁材料制成，而据发明人统计分析，分料盘的磨损主要集中在从顶部到底部的长度的2/3的范围内。而且分料盘的结构为顶部小、底部大，因此当分料盘磨损到失效时，剩余的高铬铸铁材料仍然占整体重量的一般左右，材料的有效利用率仅为50％左右，而高铬铸铁材料比较昂贵，因此造成了极大的材料浪费。
此外，高铬铸铁材料虽然具有优越的抗磨性能，但是由于高铬铸铁材料的脆性较大，在石料高速撞击使得高铬铸铁材料承受一定冲击力时，容易出现断裂失效，表现出整体的分料盘韧性不足的缺点。
本发明的目的是提供一种分料盘，该分料盘能够在保证耐磨性能的同时减少耐磨材料的用量。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于冲击式破碎机的分料盘，其中，该分料盘包括基底部和耐磨层，所述耐磨层设置在基底部的上表面和侧面上。
优选地，所述耐磨层包括耐磨材料和耐磨加强材料。
优选地，所述基底部的上部的横截面积小于下部的横截面积，所述基底部的倾斜的侧面为阶梯结构，与所述基底部的侧面相配合的所述耐磨层的表面也形成相应的阶梯结构。
本发明的另一个目的是提供一种冲击式破碎机，其中，该冲击式破碎机包括根据本发明所述的分料盘。
本发明的另一个目的是提供一种分料盘的制造方法，其中，该分料盘包括基底部和耐磨层，该制造方法包括：
制造所述基底部和所述耐磨层，并将所述耐磨层固定在所述基底部的上表面和侧面上。
优选地，所述基底部的上部的横截面积小于下部的横截面积，将所述基底部的倾斜的侧面形成为阶梯结构，将与所述基底部的侧面相配合的所述耐磨层的表面也形成相应的阶梯结构。
优选地，所述耐磨层包括耐磨材料和耐磨加强材料，所述制造方法还包括：
利用耐磨加强材料制造预制体，将该预制体设置在所述基底部上，并将预制体与基底部置于铸型模具中，再利用耐磨材料从所述预制体的上方向下浇铸，以形成所述耐磨层且使所述耐磨层与所述基底部连接。
优选地，所述耐磨加强材料包括陶瓷颗粒，将所述陶瓷颗粒与粘结剂混合并填充到模具中以获得蜂窝状的所述预制体。
优选地，所述基底部的底面的边缘上形成有凸台，当所述预制体设置在所述基底部上时，该凸台的宽度大于所述预制体的宽度。
优选地，在将所述耐磨层与所述基底部相互连接之后对所述分料盘进行热处理。
本发明提供的分料盘包括由不同材料形成并连接在一起的基底部和耐磨层。通过上述技术方案，该基底部通常选择容易获得且价格低廉的材料，能够减少耐磨层材料的用量，避免浪费，降低成本；而且基底部和耐磨层通过不同的工艺制造，一般地，耐磨层通过淬火工艺形成，相比于现有技术，本发明的耐磨层的厚度大大减小，可改善耐磨层的淬透性，使得本发明的耐磨层淬透性更好，避免现有技术中因耐磨层厚度较大而产生淬火时淬不透的情况发生。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明现有技术的分料盘的剖视图；
图2是根据本发明优选实施方式的基底部的剖视图；
图3是根据本发明优选实施方式的预制体的剖视图；
图4是根据本发明优选实施方式的基底部和预制体设置在铸型中的示意图，此时未浇铸高铬铸铁。
附图标记说明
1基底部；11凸台；2耐磨层；21预制体；31上砂型；32下砂型；4浇道；5型芯；6排气孔；10分料盘；20高速转动轴；30转子
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词应当结合说明书附图和实际应用中的方向进行适当解释。
本发明提供一种用于冲击式破碎机的分料盘，其中，该分料盘包括基底部1和耐磨层2，所述耐磨层2设置在基底部1的上表面和倾斜的侧面上。
根据本发明的技术方案，将分料盘分为两个部分，其中基底部1主要起到支撑耐磨层2的作用，该耐磨层2则设置在基底部1的上表面和侧面上，即耐磨层2作为分料盘整体的上表面和侧面，从而直接与物料接触。
该基底部1和耐磨层2可以根据需要选择适当的材料，并且基底部1和耐磨层2之间的连接可以采用现有技术中任意一种适用的方式。其中，由于基底部1不会受到磨损，而且起到主体支撑的作用，因此采用成本较低且抗冲击性能较好的材料，而且，该基底部1的材料可以选择为硬度较低并能较好地吸收震动、具有较高抗冲击性能的材料，例如中低碳钢材料。而耐磨层2则要与物料之间发生摩擦，因此需要选择硬度较高、耐磨性好的材料，例如高铬铸铁材料。在一个实施方式中，耐磨层2优选采用高铬铸铁材料，基底部1优选采用中低碳钢材料，该耐磨层2和基底部1之间的连接方法包括：先形成基底部1，再将基底部1置于模具中并从该基底部1的上方向下浇铸耐磨层2，从而使基底部1和耐磨层以冶金结合的方式连接在一起。具体制造方法将在下文进行详细描述。
本发明提供的分料盘包括由不同材料形成并连接在一起的基底部和耐磨层。通过上述技术方案，该基底部通常选择容易获得且价格低廉的材料，能够减少耐磨层材料的用量，避免浪费，降低成本；而且基底部和耐磨层通过不同的工艺制造，一般地，耐磨层通过淬火工艺形成，相比于现有技术，本发明的耐磨层的厚度大大减小，可改善耐磨层的淬透性，使得本发明的耐磨层淬透性更好，避免现有技术中因耐磨层厚度较大而产生淬火时淬不透的情况发生。
优选地，所述耐磨层2包括耐磨材料和耐磨加强材料。在本优选实施方式中，为了进一步提高耐磨层2的耐磨性，采用硬度和耐磨性好的材料作为耐磨材料，再选用耐磨性更好和硬度更高的材料作为耐磨加强材料。将该耐磨材料与耐磨加强材料混合形成的所述耐磨层2，其整体耐磨性能会更好，并且根据所选取的耐磨加强材料的不同，还能够提高耐磨性2的其他方面的性能。
优选地，该耐磨材料为高铬铸铁，该耐磨加强材料为陶瓷材料。其中，陶瓷材料的硬度和耐磨性高于高铬铸铁，但是由于陶瓷材料的韧性要比高铬铸铁更差，因此将该陶瓷材料形成为颗粒状，这样，在高铬铸铁与陶瓷材料形成的复合材料中，陶瓷材料不但使得整体的耐磨层2的硬度加强，而且使得耐磨层的韧性得到改善。
优选地，将该陶瓷颗粒与粘结剂混合并利用模具加工成与基底部1能够相互配合的预制体21，再将该预制体21设置在基底部1上，将该基底部1和预制体21置于铸型模具中，再用高铬铸铁材料从预制体21的上方向下浇铸。其中，该预制体21可以设置为具有孔隙的结构，高铬铸铁流入该孔隙之中并与预制体21共同形成了耐磨层，并且，预制体21的孔隙中优选地至少部分为上下贯通的通孔，高铬铸铁材料能够流入该通孔之中并与基底部1相连，这样不但使得高铬铸铁材料与陶瓷材料混合获得了耐磨层2，而且使得耐磨层2能够与基底部1紧密地连接在一起。更优选地，该预制体21为蜂窝状的，这里所说的蜂窝状指像蜂窝一样内部具有空洞结构，该空洞结构可以为规则形状也可以为不规则形状，并且多个空洞之间的尺寸可以为均匀的也可以为不均匀的，并且优选地，多个空洞中的至少部分的空洞能够相互连通，使得从上方浇铸的高铬铸铁能够在重力的作用下通过这些连通的空洞而到达基底部1。
通过上述的结构，一方面具有更强的耐磨性的预制体21能够作为耐磨层2的“骨架结构”，预制体21内部的孔隙中充满同样具有耐磨性的高铬铸铁，这样使得整个耐磨层2具有更好的耐磨新能；另一方面，预制体内部的空洞结构使得高铬铸铁能够流过预制体21而到达基底部1，从而实现了耐磨层2与基底部1之间的相互连接。
或者，预制体21还可以采用不具有贯穿的孔隙结构的实施方式，该高铬铸铁材料还能够在预制体21的上表面和侧表面上包裹该预制体21并从侧面与基底部1连接，以实现耐磨层2与基底部1的连接。现有技术中任意适用的结构都能应用于此，本发明对此不加以限制。
由于分料盘本身的功能，优选地，所述基底部1的上部的横截面积小于下部的横截面积，因此基底部1的侧面为倾斜的，即该分料盘基本上形成为截头圆锥体的形状，这样才能使得物料从分料盘均匀地向四周分散。
并且，所述基底部1的倾斜的侧面为阶梯结构，与所述基底部1的侧面相配合的所述耐磨层2的表面也形成相应的阶梯结构。这样，使得基底部1与耐磨层2在相互连接的过程中能够稳定地叠放在一起，基底部1与耐磨层2相互之间不容易发生位移窜动，且能够增加基底部1与耐磨层2之间的结合面积，进而增加两者之间的结合强度。
优选地，所述基底部1的底面的边缘上形成有凸台11。该凸台11的作用是基底部1与耐磨层2在相互连接的过程中能够对耐磨层提供可靠的支撑。而且根据上文所述的优选实施方式，当将预制体21设置在基底部1上时，该凸台11的宽度大于预制体21的宽度，为高铬铸铁的浇铸预留出一定的空间。
本发明还提供一种冲击式破碎机，该冲击式破碎机包括本发明提供的分料盘。
另外，本发明还提供一种分料盘的制造方法，其中，该分料盘包括基底部1和耐磨层2，该制造方法包括：
制造所述基底部1和所述耐磨层2，并将所述耐磨层2固定在所述基底部1的上表面和侧面上。
根据本发明的技术方案，将分料盘分为两个部分，其中基底部1主要起到支撑耐磨层2的作用，该耐磨层2则设置在基底部1的上表面和侧面上，即耐磨层2作为分料盘整体的上表面和侧面，从而直接与物料接触。因此，该基底部1和耐磨层2可以根据其各自的功能不同而选择适当的材料，并且基底部1和耐磨层2之间的连接可以采用现有技术中任意一种适用的方式。
其中，由于基底部1不会受到磨损，而且起到主体支撑的作用，因此采用成本较低且抗冲击性能较好的材料，而且，该基底部1的材料可以选择为硬度较低并能较好地吸收震动、具有较高抗冲击性能的材料，例如中低碳钢材料。优选地，该基底部1采用消失模铸造的方法进行制造。
而耐磨层2则要与物料之间发生摩擦，因此需要选择硬度较高、耐磨性好的材料，例如高铬铸铁材料。在一个实施方式中，耐磨层2优选采用高铬铸铁材料，基底部1优选采用中低碳钢材料，该耐磨层2和基底部1之间的连接方法包括：先形成基底部1，再将基底部1置于模具中并从该基底部1的上方向下浇铸耐磨层2，从而使基底部1和耐磨层连接在一起。具体制造方法将在下文进行详细描述。
由于分料盘本身的功能，优选地，所述基底部1的上部的横截面积小于下部的横截面积，因此基底部1的侧面为倾斜的，即该分料盘基本上形成为截头圆锥体的形状，这样才能使得物料从分料盘均匀地向四周分散。
并且，将所述基底部1的倾斜的侧面形成阶梯结构，并将与所述基底部1的侧面相配合的所述耐磨层2的表面也形成相应的阶梯结构。这样，使得基底部1与耐磨层2在相互连接的过程中能够稳定地叠放在一起，基底部1与耐磨层2相互之间不容易发生位移窜动，且能够增加基底部1与耐磨层2之间的结合面积，进而增加两者之间的结合强度。
优选地，所述耐磨层2包括耐磨材料和耐磨加强材料，所述制造方法还包括：
利用耐磨加强材料制造预制体21，将该预制体21设置在所述基底部1上，并将预制体21与基底部1置于铸型模具中，再利用耐磨材料从所述预制体21的上方向下浇铸，以形成所述耐磨层2且使所述耐磨层2与所述基底部1连接。
根据上文描述可知，优选地，该耐磨材料为高铬铸铁，该耐磨加强材料为陶瓷材料。其中，陶瓷材料的硬度和耐磨性高于高铬铸铁，但是陶瓷材料的韧性要比高铬铸铁更差。该陶瓷材料通常形成为颗粒状，这样，在高铬铸铁与陶瓷材料形成的复合材料中，陶瓷材料不但使得整体的耐磨层2的硬度加强，而且避免了由于陶瓷材料韧性差而导致的整体耐磨层的韧性降低。
此处，包括陶瓷材料的耐磨加强材料主要作为耐磨层2的“骨架结构”，使得耐磨材料与耐磨加强材料结合形成的耐磨层2的耐磨性能更好。
其中，该陶瓷材料所形成的陶瓷颗粒的主要包括ZrO2，Al2O3等物质，并且该陶瓷颗粒的直径为1-6mm。当陶瓷颗粒与粘结剂混合时，粘结剂覆盖在陶瓷颗粒的表面，从而使得陶瓷颗粒之间互相连接。
所述耐磨加强材料包括陶瓷颗粒，优选地将所述陶瓷颗粒与粘结剂混合并填充到模具中以获得所述预制体21。在利用该陶瓷材料制造所述预制体21时，需要首先制作预制体的模具，该模具的形状与基底部1的上表面和侧面相配合，例如当基底部1的的倾斜的侧面形成为阶梯结构，该模具的与所述基底部1的侧面相配合的表面也形成相应的阶梯结构，从而使得加工获得的预制体21也具有相应的阶梯结构。
然后将与粘结剂混合的陶瓷颗粒填充到模具中，当冷却凝固之后获得预制体21。
其中，该预制体21可以设置为具有孔隙的结构，高铬铸铁流入该孔隙之中并与预制体21共同形成了耐磨层，并且，预制体21的孔隙中优选地至少部分为上下贯通的通孔，高铬铸铁材料能够流入该通孔之中并与基底部1相连，这样不但使得高铬铸铁材料与陶瓷材料混合获得了耐磨层2，而且使得耐磨层2能够与基底部1紧密地连接在一起。
通过上述的结构，一方面具有更强的耐磨性的预制体21能够作为耐磨层2的“骨架结构”，预制体21内部的孔隙中充满同样具有耐磨性的高铬铸铁，这样使得整个耐磨层2具有更好的耐磨新能；另一方面，预制体内部的空洞结构使得高铬铸铁能够流过预制体21而到达基底部1，从而实现了耐磨层2与基底部1之间的相互连接。
或者，预制体21还可以采用不具有贯穿的孔隙结构的实施方式，该高铬铸铁材料还能够在预制体21的上表面和侧表面上包裹该预制体21并从侧面与基底部1连接，以实现耐磨层2与基底部1的连接。现有技术中任意适用的结构都能应用于此，本发明对此不加以限制。
该预制体21具有蜂窝状的结构。这里所说的蜂窝状指像蜂窝一样内部具有空洞结构，该空洞结构可以为规则形状也可以为不规则形状，并且多个空洞之间的尺寸可以为均匀的也可以为不均匀的，并且优选地，多个空洞中的至少部分的空洞能够相互连通，使得从上方浇铸的高铬铸铁能够在重力的作用下通过这些连通的空洞而到达基底部1。并且，该预制体21的蜂窝状结构是由于陶瓷颗粒本身的性质决定的，当陶瓷颗粒与粘结剂的混合物冷却之后就会形成该蜂窝状结构，即预制体21上具有相互连通的孔隙，从而使得从预制体21的上侧流入的流体能够在重力的作用下通过蜂窝状结构中的孔隙而从预制体的下侧流出。
接下来，将预制体21设置在基底部1上，使得预制体21与基底部1的上表面和侧面相对。具体地，该基底部1和预制体21置入铸型中，该铸型优选为砂模铸型，将基底部1放入下砂型32中，基底部1的中心孔内插入型芯5，再将预制体21放置在基底部1上的适当位置，然后再将上砂型31与下砂型32配合。当上砂型31安装好之后，预制体与上砂型31之间具有一定的间隙，该间隙优选为5-10mm，高铬铸铁液通过上砂型31上的浇道4注入铸型的型腔中直至充满该型腔，而型腔内的气体则通过排气孔6排出到铸型之外。由于预制体21为上文所述的蜂窝状的结构，因此高铬铸铁液能够流入到预制体21内部的的空洞中，当高铬铸铁液凝固之后就形成了耐磨层2，并且使得耐磨层2与基底部1相互连接。高铬铸铁的熔炼温度优选地控制在1500摄氏度左右，而利用所述高铬铸铁浇铸的温度为1430摄氏度-1480摄氏度。
为了使得基底部1与耐磨层2在相互连接的过程中基底部1能够对耐磨层2提供可靠的支撑，优选地，所述基底部1的底面的边缘上形成有凸台11，当所述预制体设置在所述基底部1上时，该凸台11的宽度大于所述预制体21的宽度。该凸台的宽度优选为5-20mm。
而且，在浇铸高铬铸铁的时候，该凸台11还能够辅助基底部1固定在下砂型32中，而且凸台11大于预制体21的宽度能够为高铬铸铁预留一定的空间。
优选地，在将所述耐磨层2与所述基底部1相互连接之后对所述分料盘进行热处理。该热处理工艺优选为：在1010摄氏度至1050摄氏度之间的温度下进行淬火，保温时间为3小时，之后进行风冷，冷却至室温之后再回火处理，回火温度为350摄氏度，保温时间为3小时。
耐磨层2的高铬铸铁的厚度能够根据实际需要设置，优选地设置为10-40mm，因此采用上述热处理工艺就能够使得耐磨层2的高铬铸铁淬透，使得耐磨层的硬度达到HRC58以上。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于冲击式破碎机的分料盘，其特征在于，该分料盘包括基底部(1)和耐磨层(2)，所述耐磨层(2)设置在基底部(1)的上表面和侧面上。
2.根据权利要求1所述的分料盘，其特征在于，所述耐磨层(2)包括耐磨材料和耐磨加强材料。
3.根据权利要求1所述的分料盘，其特征在于，所述基底部(1)的上部的横截面积小于下部的横截面积，所述基底部(1)的倾斜的侧面为阶梯结构，与所述基底部(1)的侧面相配合的所述耐磨层(2)的表面也形成相应的阶梯结构。
4.一种冲击式破碎机，其特征在于，该冲击式破碎机包括根据权利要求1-3中任意一项所述的分料盘。
5.一种分料盘的制造方法，其特征在于，该分料盘包括基底部(1)和耐磨层(2)，该制造方法包括：
制造所述基底部(1)和所述耐磨层(2)，并将所述耐磨层(2)固定在所述基底部(1)的上表面和侧面上。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述基底部(1)的上部的横截面积小于下部的横截面积，将所述基底部(1)的倾斜的侧面形成为阶梯结构，将与所述基底部(1)的侧面相配合的所述耐磨层(2)的表面也形成相应的阶梯结构。
7.根据权利要5所述的制造方法，其特征在于，所述耐磨层(2)包括耐磨材料和耐磨加强材料，所述制造方法还包括：
利用耐磨加强材料制造预制体(21)，将该预制体(21)设置在所述基底部(1)上，并将预制体(21)与基底部(1)置于铸型模具中，再利用耐磨材料从所述预制体(21)的上方向下浇铸，以形成所述耐磨层(2)且使所述耐磨层(2)与所述基底部(1)连接。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述耐磨加强材料包括陶瓷颗粒，将所述陶瓷颗粒与粘结剂混合并填充到模具中以获得蜂窝状的所述预制体(21)。
9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述基底部(1)的底面的边缘上形成有凸台(11)，当所述预制体设置在所述基底部(1)上时，该凸台(11)的宽度大于所述预制体(21)的宽度。
10.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在将所述耐磨层(2)与所述基底部(1)相互连接之后对所述分料盘进行热处理。
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