CN110813433A - 一种磨辊辊套及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种磨辊辊套及其制造方法，其中，一种磨辊辊套，包括磨辊辊芯、金属辊套、金属陶瓷块以及调整垫片，所述磨辊辊芯和所述金属辊套的轴向截面均为中空圆台结构，所述磨辊辊芯设置于所述金属辊套的内侧，于所述金属辊套上间隔均匀地设置有多个嵌槽，于多个所述嵌槽内分别嵌入与所述嵌槽形状和大小相适配的金属陶瓷块，于所述金属陶瓷块和所述磨辊辊芯的间隙中插入所述调整垫片，通过调整垫片调整金属陶瓷块与磨辊辊芯的抵紧状况。通过机械结合的方式获得的磨辊辊套，该磨辊辊套耐磨材料占磨损表面积大、抗脱落且陶瓷颗粒分布均匀，有效改善现有方法制造的磨辊辊套所具有的缺陷。

Description

一种磨辊辊套及其制造方法

技术领域

本发明涉及磨煤机领域，尤其涉及一种磨煤机用磨辊辊套及其制造方法。

背景技术

磨煤机磨辊辊套是电站制粉设备中的关键易损件，因其使用环境恶劣，一般使用寿命较短，为提高磨煤机磨辊辊套寿命，现多采用金属陶瓷作为辊套耐磨材料。

现有的磨煤机用金属陶瓷复合磨辊辊套的制造方法有：

1)采用预制的陶瓷-金属基复合材料制造磨辊辊套。该方法以韧性较好但硬度较低的条形金属耐磨板为基体，在金属耐磨板(例如钢板)上凿孔，然后把韧性较差但硬度较高的耐磨陶瓷材料采用过盈配合的方式镶嵌在金属耐磨板孔内，例如在耐磨板上设置蜂窝孔，将耐磨陶瓷材料径向压入孔内，从而预制成一种陶瓷-金属基复合材料的耐磨板，再将该耐磨板镶嵌在磨辊的辊面上。采用这种方法制造的磨辊辊套较之单纯以高铬铸铁作为耐磨材料制成的磨辊辊套具有更好的耐磨效果和使用寿命。但也因耐磨陶瓷材料所占整个辊面的面积较小，寿命提高有限，且因耐磨陶瓷材料和金属耐磨板在弹性模量和热膨胀系数等物理性质上差别较大，在磨煤机工作温度上升和煤块挤压力的双重作用，使镶嵌在金属耐磨板孔内耐磨陶瓷材料脱落，且无法修复；

2)采用机械搅拌方式整体铸造陶瓷-金属复合材料磨辊辊套。该方法将细小的陶瓷颗粒放在熔融耐磨铸铁的金属液中，采用机械搅拌方式强迫具有不同密度的陶瓷颗粒与金属液充分混合并使陶瓷颗粒尽量均匀分散在金属液中，然后将混有陶瓷颗粒的金属液浇注在预制的模型中，待其冷却凝固，从而获得磨辊辊套铸坯，铸坯经清理后安装在磨辊表面以形成磨辊。这种制造方法工艺简单，成本低。但由于陶瓷颗粒与金属液的密度相差很多，陶瓷颗粒只能悬浮于金属液的表面，不容易发生界面润湿反应，因此在复合材料制备中容易带来气孔、缩孔以及界面脱粘、粒子脱落等缺陷；

3)采用渗透铸造法制造陶瓷-金属复合材料磨辊辊套。这种方法需预制条形陶瓷骨架，然后将陶瓷骨架固定在铸造型腔内，将熔融的耐磨铸铁浇入型腔，待其冷却凝固后获得陶瓷-金属复合材料磨辊辊套。这种方法存在渗透不全、陶瓷颗粒分散度小、预制体易被金属液冲坍塌、工艺稳定性差等诸多问题。

4)采用离心铸造法制造陶瓷-金属复合材料磨辊辊套。这种方法改善了传统重力铸造带来的渗透不全、陶瓷颗粒分散度小等诸多问题，但由于陶瓷颗粒与铁基金属熔体的密度相差很多，陶瓷颗粒还是只能悬浮于金属熔体的表面，不容易发生界面润湿反应，因此依然存在界面脱粘、粒子脱落等缺陷。综上所述，现有的各种陶瓷-金属复合材料磨辊辊套制造方法，均存在一些问题，不能满足磨煤机磨辊耐磨材料占磨损表面积大、抗脱落、陶瓷颗粒分布均匀的要求，针对该种缺陷，需要对现有技术进行有效创新。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磨辊辊套及其制造方法，通过该方法可制造出一种通过机械结合的方式获得的磨辊辊套，该磨辊辊套耐磨材料占磨损表面积大、抗脱落且陶瓷颗粒分布均匀，有效改善现有方法制造的磨辊辊套所具有的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种磨辊辊套的制造方法，包括如下步骤：

1)制造具有机械卡合形状的金属陶瓷块，制造带嵌槽的金属辊套，制造磨辊辊芯以及若干钢制调整垫片，且保证金属辊套内嵌槽的形状和大小和金属陶瓷块的形状和大小相适配；

2)将金属陶瓷块设置于金属辊套的嵌槽内；

3)将磨辊辊芯传入金属辊套内侧，用调整垫片调整金属陶瓷块与磨辊辊芯的抵紧状况，确保磨辊辊芯、金属陶瓷块、金属辊套径向抵紧；

4)对磨辊辊套与金属辊芯进行轴向预紧；

相应的，步骤1)中，采用整体真空烧结方法制造金属陶瓷块；

相应的，步骤1)中，采用整体砂型铸造方法分别制造金属辊套和磨辊辊芯；

相应的，步骤4)中，对磨辊辊套与金属辊芯的轴向预紧系数大于或等于1.1。

一种磨辊辊套，包括磨辊辊芯、金属辊套、金属陶瓷块以及调整垫片，所述磨辊辊芯和所述金属辊套的轴向截面均为中空圆台结构，所述磨辊辊芯设置于所述金属辊套的内侧，于所述金属辊套上间隔均匀地设置有多个嵌槽，于多个所述嵌槽内分别嵌入与所述嵌槽形状和大小相适配的金属陶瓷块，于所述金属陶瓷块和所述磨辊辊芯的间隙中插入所述调整垫片，通过调整垫片调整金属陶瓷块与磨辊辊芯的抵紧状况；

相应的，所述磨辊辊芯内侧面和外侧面的径向截面分别为圆形和正多边形，将磨辊辊芯的外侧面设置为正多边形，一方面，便于金属陶瓷块设置和定位，另一方面，固定后不容易发生偏移脱动；

相应的，所述磨辊辊芯的外侧面、金属辊套的内侧面和外侧面在其轴向上均设置有锥度，且所述磨辊辊芯外侧面的锥度和所述金属辊套内侧面及其外侧面的锥度相同，便于磨辊辊芯和进行辊套间的对接；

相应的，所述金属陶瓷块为由顶层结构和底层结构组成的“凸”形结构，所述顶层结构的宽度小于所述底层结构的宽度；

相应的，所述顶层结构的顶面为弧形面，且弧形面的弧度和所述金属辊套的外圆周弧度相承接，所述底层结构的底面为平面结构，便于和磨辊辊芯的多边形外侧面对接设置；

相应的，所述金属陶瓷块的长度为200-400mm，宽度为50-150mm，厚度为30-50mm，且所述底层结构和所述顶层结构的宽度差大于或等于40mm，以便于底层和金属辊套间存在足够的卡紧力。

本发明的有益效果为：金属陶瓷块和金属辊套通过机械结合方式，即便选用大体积的金属陶瓷块固定于金属辊套内，也能保证了两者结合的牢固性，保证金属陶瓷块占磨损表面积大，提高其抗剪切和抗脱落的性能。

附图说明

图1是本发明一实施例所述的磨辊辊套的径向结构示意图；

图2是本发明一实施例所述的磨辊辊套的轴向结构示意图；

图3是本发明一实施例所述的金属陶瓷块的结构示意图；

图4是本发明一实施例所述的金属辊套的结构示意图；

图中：

1、磨辊辊芯；

2、金属辊套；21、嵌槽；

3、金属陶瓷块；31、顶层结构；32、顶面；33、底层结构；34、底面；

4、调整垫片。

具体实施方式

如图1-4所示，在本发明的一个实施例中，磨辊辊套包括磨辊辊芯1、金属辊套2、金属陶瓷块3以及调整垫片4；

在轴向上，磨辊辊芯1和金属辊套2的截面均为中空圆台结构，其中磨辊辊芯1的中空结构为圆柱形，因金属辊套2需套于磨辊辊芯1外圆周，而磨辊辊芯1的轴向又为圆台形，因此，金属辊套2的中空结构也为圆台形，则磨辊辊芯1的外侧面、2金属辊套的内侧面和外侧面在其轴向上均设置有锥度，即一端较另一端大，且磨辊辊芯1外侧面的锥度和金属辊套2内侧面及其外侧面的锥度相同；

在径向上，磨辊辊芯1内侧面和外侧面的截面分别为圆形和正多边形，磨辊辊芯1的外侧面设置为正多边形，既便于金属陶瓷块3设置和定位，又保证固定后不容易发生偏移脱动，金属辊套2的内侧面和外侧面的截面为一大一小两个同心圆；

于金属辊套2上间隔均匀地设置有多个嵌槽21，于多个嵌槽21内分别嵌入与嵌槽21形状和大小相适配的金属陶瓷块3。本实施例中，金属陶瓷块3为由顶层结构31和底层结构33组成的“凸”形结构，顶层结构31的顶面32为弧形面或平面，本实施例中，将顶面32设置为弧形面，且保证弧形面的弧度和金属辊套2的外圆周弧度相同，以实现两者的平滑承接，底层结构33的底面34为平面结构，便于和磨辊辊芯1的多边形外侧面抵紧设置。此外，顶层结构31的宽度小于底层结构33的宽度，例如，金属陶瓷块3的长度为200-400mm，宽度为50-150mm，厚度为30-50mm，且底层结构33和顶层结构31的宽度差大于或等于40mm。相应的，嵌槽21也设置为和金属陶瓷块3向匹配的“凸”形结构。

根据金属陶瓷块3与磨辊辊芯1的抵紧情况，如若金属陶瓷块3与磨辊辊芯1间存在间隙时，于金属陶瓷块3和磨辊辊芯1的间隙中插入调整垫片4，通过调整垫片4调整金属陶瓷块3与磨辊辊芯1的抵紧状况，如若金属陶瓷块3与磨辊辊芯1已经抵紧，则无需在插入调整垫片4。

为得到上述的磨辊辊套，本实施例中采用如下方法：

1)采用整体真空烧结方法制造“凸”形结构的金属陶瓷块3，采用整体砂型铸造方法制造带“凸”形嵌槽21的金属辊套2，采用整体砂型铸造方法制造磨辊辊芯1以及制造若干钢制调整垫片4；

2)将金属陶瓷块3设置于金属辊套2的嵌槽21内；

3)将磨辊辊芯1传入金属辊套2内侧，用调整垫片4调整金属陶瓷块3与磨辊辊芯1的抵紧状况，其中，调整垫片4的厚度为0.5-2mm，确保磨辊辊芯1、金属陶瓷块3、金属辊套2径向抵紧，此外，在其他实施例中，还可以采用锁紧液压缸始终保持磨辊辊芯1、金属陶瓷块3、金属辊套2间的径向接触力；

4)利用机械或液压的预紧方式对金属辊套2与磨辊辊芯1进行轴向预紧，并保证轴向预紧系数大于或等于1.1。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磨辊辊套的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制造具有机械卡合形状的金属陶瓷块，制造带嵌槽的金属辊套，制造磨辊辊芯以及若干钢制调整垫片，且保证金属辊套内嵌槽的形状和大小和金属陶瓷块的形状和大小相适配；

2)将金属陶瓷块设置于金属辊套的嵌槽内；

3)将磨辊辊芯传入金属辊套内侧，用调整垫片调整金属陶瓷块与磨辊辊芯的抵紧状况，确保磨辊辊芯、金属陶瓷块、金属辊套径向抵紧；

4)对磨辊辊套与金属辊芯进行轴向预紧。

2.根据权利要求1所述的一种磨辊辊套的制造方法，其特征在于，步骤1)中，采用整体真空烧结方法制造金属陶瓷块。

3.根据权利要求1所述的一种磨辊辊套的制造方法，其特征在于，步骤1)中，采用整体砂型铸造方法分别制造金属辊套和磨辊辊芯。

4.根据权利要求1所述的一种磨辊辊套的制造方法，其特征在于，步骤4)中，对磨辊辊套与金属辊芯的轴向预紧系数大于或等于1.1。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种磨辊辊套，其特征在于，包括磨辊辊芯、金属辊套、金属陶瓷块以及调整垫片，所述磨辊辊芯和所述金属辊套的轴向截面均为中空圆台结构，所述磨辊辊芯设置于所述金属辊套的内侧，于所述金属辊套上间隔均匀地设置有多个嵌槽，于多个所述嵌槽内分别嵌入与所述嵌槽形状和大小相适配的金属陶瓷块，于所述金属陶瓷块和所述磨辊辊芯的间隙中插入所述调整垫片，通过调整垫片调整金属陶瓷块与磨辊辊芯的抵紧状况。

6.根据权利要求5所述的一种磨辊辊套，其特征在于，所述磨辊辊芯内侧面和外侧面的径向截面分别为圆形和正多边形。

7.根据权利要求5所述的一种磨辊辊套，其特征在于，所述磨辊辊芯的外侧面、金属辊套的内侧面和外侧面在其轴向上均设置有锥度，且所述磨辊辊芯外侧面的锥度和所述金属辊套内侧面及其外侧面的锥度相同。

8.根据权利要求5所述的一种磨辊辊套，其特征在于，所述金属陶瓷块为由顶层结构和底层结构组成的“凸”形结构，所述顶层结构的宽度小于所述底层结构的宽度。

9.根据权利要求8所述的一种磨辊辊套，其特征在于，所述顶层结构的顶面为弧形面，且弧形面的弧度和所述金属辊套的外圆周弧度相承接，所述底层结构的底面为平面结构，便于和磨辊辊芯的多边形外侧面对接设置。

10.根据权利要求8所述的一种磨辊辊套，其特征在于，所述金属陶瓷块的长度为200-400mm，宽度为50-150mm，厚度为30-50mm，且所述底层结构和所述顶层结构的宽度差大于或等于40mm。

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