CN114377775A - 一种刚度大且抗裂性强的挤压辊辊套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业破碎设备领域，具体是一种刚度大且抗裂性强的挤压辊辊套，包括基体、支撑柱、固定焊缝、耐磨凸点和耐磨花纹。基体采用高锰钢或超高锰钢制备，基体内含有支撑柱，支撑柱的上端与基体的外环面平齐，基体与支撑柱通过镶铸的方式一体成形，支撑柱的上端四周与基体的外环面通过固定焊缝焊接在一起，耐磨凸点设在支撑柱的上端面上部，基体的外环面上设有耐磨花纹。本发明辊套整体刚度大，在工作时不会发生变形，圆度好，有效延长了挤压辊的使用周期，采用闭合焊缝的形式将支撑柱与基体焊接在一起，焊接量小，对基体的热输入小，基体内部组织均匀且应力极小，有效增加了整个辊套的抗裂性能。本发明是挤压辊辊套方面的创新。
Description
技术领域
本发明涉及工业破碎设备领域，具体是一种刚度大且抗裂性强的挤压辊辊套。
背景技术
辊压机是一种新型高效节能的粉末设备，通过高应力挤压完成对物料的破碎，由于其高效、节能，在水泥、冶金、矿石等破碎行业上呈现独特的优势和前景。挤压辊在破碎矿石、水泥熟料等物料时，辊面承受着剧烈的高应力磨料磨损、犁削磨损和疲劳破坏，因此挤压辊辊套的耐磨性和使用寿命则成为挤压辊这类装备的关键技术指标。
目前，挤压辊的制备方法有锻造法和铸造激动两大类，而铸造法因为成本低得到了广泛的应用。对于铸造法而言，提高挤压辊辊面耐磨性和使用寿命的主要技术措施分2类：
(1)全部使用耐磨材料铸造挤压辊辊套，即辊套使用高硬度的耐磨材料整体铸造成型，这种结构由于整体为耐磨材料，存在的问题是：①制造工艺复杂，生产费用高；②整体脆性大，抗裂性差，在运行过程中存在突然断裂导致生产事故发生的危险。
(2)使用冲击韧性好的锰钢类材料整体铸造挤压辊辊套，然后在辊套表面上堆焊耐磨层，存在的问题是：①用锰钢材料制备的辊套整体刚度不足，在工作时会发生变形，圆度变差，严重时整个辊压机无法正常工作；②堆焊层面积大，堆焊时对辊套的热输入量大，造成辊套内部组织变粗变大，而且会产生极大的内部应力，显著降低了辊套的使用寿命。
中国专利CN108202209B提供了一种高耐磨抗冲击辊皮衬板和挤压辊的制备方法(申请日期2016年12月19日)，采用复合镶铸的形式，先将硬质合金棒镶铸入合金钢中，硬质合金棒露出一定长度，然后在其间隙内堆焊耐磨材料，直至与硬质合金棒上端齐平，取得了一定的效果，但该技术方案存在以下不足之处：①焊接量大，对辊套的热输入量大，造成辊套内部组织变粗变大，而且会产生极大的内部应力，显著降低了辊套的使用寿命；②由于堆焊耐磨与硬质合金棒上端齐平，辊压机工作时两者的硬度不同造成的磨损程度不同，这样工作一段时间后硬质合金棒露出，双辊挤压时硬质合金棒互相碰撞，一方面影响挤压效果，另一方面棒柱互相碰撞后极易造成松动，影响挤压效果，端部容易脆断，更重要的是容易造成辊皮整体内部缝隙增加，开裂倾向明显，严重时导至辊皮整体报废，显著降低了辊套的使用寿命。
如何解决上述问题，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种刚度大且抗裂性强的挤压辊辊套，解决如下技术问题：如何保证辊皮刚度大且抗裂性强。
本发明采用如下技术方案：
一种刚度大且抗裂性强的挤压辊辊套，包括基体、支撑柱、固定焊缝、耐磨凸点和耐磨花纹，其特征在于：
所述基体内含有支撑柱，支撑柱的上端与基体的外环面平齐，所述基体与支撑柱(2)通过镶铸的方式一体成形。
所述支撑柱的上端四周与基体的外环面通过固定焊缝焊接在一起。
所述耐磨凸点设在支撑柱的上端面上部。
所述基体的外环面上设有耐磨花纹。
进一步的，所述耐磨凸点的高度与耐磨花纹的高度低0-2mm。
所述基体采用高锰钢或超高锰钢制备；
所述高锰钢的化学成分及质量百分比为：碳0.7％-1.35％，锰11％-13％，Cr+Mo+V+Ti+W的质量百分比小于6％，余量为铁。
所述超高锰钢的化学成分及质量百分比为：碳0.7％-1.35％，锰16％-18％，Cr+Mo+V+Ti+W的百分比小于6％，余量为铁.
所述支撑柱采用钢结合金制备。
进一步的，所述支撑柱在基体内均匀分布。
更进一步的，所述支撑柱上垂直其中心线的横截面形状为圆形、椭圆形、方形、三角形、正多边形或不规则形。
所述支撑柱的长度各不相同，支撑柱长度范围为30mm-80mm。
所述固定焊缝的上部宽度为10mm-30mm，固定焊缝的高度为1mm-3mm。
所述耐磨花纹的形状为平行一字花纹、菱形交叉花纹、平行锯齿形花纹、平行人字形花纹、点状分布式花纹或条状分布式花纹中的一种或几种的组合。
与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：
1、辊套整体刚度大，在工作时不会发生变形，圆度好，有效延长了挤压辊的使用周期。
2、采用闭合焊缝的形式将支撑柱与基体焊接在一起，既能保持工作过程中支撑柱与基体的连接牢固，又能有效减小焊接面积，对基体的热输入小，基体内部组织均匀且应力极小，有效增加了整个辊套的抗裂性能。
3、辊面上堆焊有耐磨花纹，支撑柱上堆焊有耐磨凸点，两者材料可以相同也可以不同，，便于修复，而且不会造成支撑柱的松动，有效提高了挤压辊的使用周期。
4、实验表明：利用本方法制备的挤压辊辊套，其使用时间为26000小时左右，是采用背景技术中所述第1种方法制造的辊套寿命的4倍，是第2种方法制造的辊套寿命的3倍，是采用CN108202209B专利技术制造辊套寿命的3倍。
附图说明
图1是本发明横截面结构示意图；
图2是图1的A处放大图；
图3是图1的A向放大图(仅示出支撑柱截面为圆形的情况)。
附图标记说明：1、基体；2、支撑柱；3、固定焊缝；4、耐磨凸点；5、耐磨花纹。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如附图所示，本实施例中包括基体1、支撑柱2、固定焊缝3、耐磨凸点4和耐磨花纹5。
基体1内含有支撑柱2，支撑柱2的上端与基体1的外环面平齐，基体1与支撑柱2通过镶铸的方式一体成形，基体1的外环面上设有耐磨花纹5。
支撑柱2的上端四周与基体1的外环面通过固定焊缝3焊接在一起。
支撑柱2采用钢结合金制备，支撑柱2上垂直其中心线的横截面形状为圆形，其刚度大，在基体中起到刚性支撑的作用；支撑柱2在基体内均匀分布，支撑柱2的长度各不相同，支撑柱2长度范围为30mm-80mm，这种非相同长度的支撑柱2排列方式有效减小了基体的内部应力，基体1抗裂性好。
固定焊缝3的上部宽度为20mm，固定焊缝3的高度为2mm。这样既能保持工作过程中支撑柱与基体的连接牢固，又能有效减小焊接面积，对基体的热输入小，基体内部组织均匀且应力极小，有效增加了整个辊套的抗裂性能。
耐磨凸点4设在支撑柱2的上端面上部。
耐磨凸点4的高度与耐磨花纹5的高度低1mm。
基体1采用超高锰钢制备，超高锰钢的化学成分及质量百分比为：碳1.05％，锰17％，Cr+Mo+V+Ti+W的百分比小于6％，余量为铁。超高锰钢制备的辊皮兼具高强度和强韧性，有效提高了辊套基体的综合性能。
耐磨花纹5的形状为平行一字花纹，花纹磨掉了，可以再通过堆焊的方式进行重复制作，只需要在停机检修过程中进行操作即可，不用拆机，减少整个维修量，节约维修过程的时间成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种刚度大且抗裂性强的挤压辊辊套，其特征在于：包括基体(1)、支撑柱(2)、固定焊缝(3)、耐磨凸点(4)和耐磨花纹(5)；
所述基体(1)内含有支撑柱(2)，支撑柱(2)的上端与基体(1)的外环面平齐，所述基体(1)与支撑柱(2)通过镶铸的方式一体成形；
所述支撑柱(2)的上端四周与基体(1)的外环面通过固定焊缝(3)焊接在一起；
所述耐磨凸点(4)设在支撑柱(2)的上端面上部；
所述基体(1)的外环面上设有耐磨花纹(5)；
所述耐磨凸点(4)的高度与耐磨花纹(5)的高度低0-2mm；
所述基体(1)采用高锰钢或超高锰钢制备；
所述高锰钢的化学成分及质量百分比为：碳0.7％-1.35％，锰11％％-13％，Cr+Mo+V+Ti+W的质量百分比小于6％，余量为铁；
所述超高锰钢的化学成分及质量百分比为：碳0.7％-1.35％，锰16％-18％，Cr+Mo+V+Ti+W的百分比小于6％，余量为铁；
所述支撑柱(2)的长度范围为30mm-80mm，所有支撑柱(2)的长度互不相同。
所述支撑柱(2)采用钢结合金制备。
2.根据权利要求1所述的刚度大且抗裂性强的挤压辊辊套，其特征在于：所述支撑柱(2)在基体内均匀分布。
3.根据权利要求1所述的刚度大且抗裂性强的挤压辊辊套，其特征在于：所述支撑柱(2)上垂直其中心线的横截面形状为圆形、椭圆形、方形、三角形、正多边形或不规则形。
4.根据权利要求1所述的刚度大且抗裂性强的挤压辊辊套，其特征在于：所述固定焊缝(3)的上部宽度为10mm-30mm，固定焊缝(3)的高度为1mm-3mm。
5.根据权利要求1所述的刚度大且抗裂性强的挤压辊辊套，其特征在于：所述耐磨花纹(6)的形状为平行一字花纹、菱形交叉花纹、平行锯齿形花纹、平行人字形花纹、点状分布式花纹或条状分布式花纹中的一种或几种的组合。
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