一種高精度、易整體拆裝耐磨齒輥及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高精度、易整體拆裝耐磨齒輥及其制造方法，耐磨齒輥包括齒輥圈、傳動軸、結(jié)構(gòu)圈、端盤和壓盤圈。該制造方法為：首先通過消失模鑄造出齒輥圈，將齒輥圈和結(jié)構(gòu)圈固定聯(lián)接后進行熱處理；將結(jié)構(gòu)圈內(nèi)圓面和端盤外圓面設置成圓錐面；活動壓盤的內(nèi)圓面和外圓面設置成錐面，在部分圓錐面和錐面上加工出鍵槽，將結(jié)構(gòu)圈用活動壓盤與端盤固定聯(lián)接；并將各基本結(jié)構(gòu)單元上位于同一軸線的活動壓盤通過張緊螺栓固定。該耐磨齒輥的使用，大幅度提高了破碎機的出料粒度精度；該耐磨齒輥的檢修或者部分零部件損壞后的更換變得非常方便，提高了生產(chǎn)作業(yè)、檢修的效率以及耐磨齒輥的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種高精度、易整體拆裝耐磨齒輥及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及破碎機【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及破碎機的耐磨齒輥及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在以煤或煤矸石為燃料的火力發(fā)電廠或熱電廠，其蒸汽鍋爐較早采用的是煤粉爐，其能量轉(zhuǎn)化率不高，多在32%?38%。這不僅浪費了大量煤炭資源，同時煤粉爐燃燒后的環(huán)保后續(xù)處理也要求很高，對環(huán)境污染也較大。
[0003]在工業(yè)上運用的循環(huán)流化床火力發(fā)電鍋爐，極大地提高了能量轉(zhuǎn)化率，能輕松達到38%?42%甚至于更高，極大地節(jié)約了能源。但是，循環(huán)流化床鍋爐有效燃燒的是顆粒煤，其顆粒大小一般在IOmm?0.2 mm間，燃燒效率最高的或者說燃燒最充分的燃料是< 8 mm且> 0.2mm顆粒。
[0004]現(xiàn)有的齒輥式結(jié)構(gòu)的破碎設備存在的一個嚴重問題就是，出料精度差，難以滿足循環(huán)流化床鍋爐對顆粒煤的精度要求(如上所述)，特別是D5(i=2.5mm的要求。這主要是因為現(xiàn)有齒輥式結(jié)構(gòu)的齒面上采用螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，螺栓處粒度會超過標準，無法保證出料高精度。
[0005]此外，對輥式破碎機而言，齒輥圈的耐磨性能和拆卸更換是也是非常重要的，它會直接影響設備的使用效率和使用單位的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)在的通用做法是:為了保證齒的耐磨性，采用齒面堆焊耐磨層或者齒輥圈分塊采用較高耐磨性的材料整體鑄造。前者由于精度很低，幾乎不能保證破碎粒度的要求而被淘汰了 ；后者，由于耐磨材料本身的特性，造成后續(xù)加工很困難，不僅大大增加了加工成本，而且很難保證整圓拼裝精度，同時齒板的定位和緊固也會存在問題，如果螺栓緊固失效，就存在齒板斷裂后飛出打壞設備的風險；而分塊拼裝，使用單位要進行更換檢修，不僅因操作空間原因很困難，而且需要耗費很長的時間，這會大大降低生產(chǎn)效率，增加使用單位的生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的耐磨齒輥解決了現(xiàn)有破碎設備的破碎精度差和分體式設計齒輥拆卸難的問題。
[0007]為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:提供一種高精度、易整體拆裝耐磨齒輥，包括齒輥圈、傳動軸和若干基本結(jié)構(gòu)單元，所述基本結(jié)構(gòu)單元至少包括結(jié)構(gòu)圈、端盤和壓盤圈，所述結(jié)構(gòu)圈與齒輥圈固定聯(lián)接，所述結(jié)構(gòu)圈通過壓盤圈與套設在傳動軸上的端盤固定聯(lián)接；所述壓盤圈由至少兩個活動壓盤拼組成圓；位于同一軸線的活動壓盤通過張緊螺栓固定；所述傳動軸的兩端上分別安裝有一軸承座總成。
[0008]優(yōu)選地,所述結(jié)構(gòu)圈內(nèi)圓面和端盤外圓面設置成圓錐面；活動壓盤的內(nèi)圓面設置成與端盤圓錐面相配合的錐面，活動壓盤外圓面設置成與結(jié)構(gòu)圈圓錐面相配合的錐面。
[0009]優(yōu)選地，各基本結(jié)構(gòu)單元的活動壓盤與端盤和結(jié)構(gòu)圈之間設置有傳動鍵。
[0010]本發(fā)明用于加工上述高精度、易整體拆裝耐磨齒輥的方法為: 將齒輥圈采用消失模進行澆注成型，齒輥圈為含碳量為0.25% — 0.35%的無碳化物貝氏體鋼；由模具制造出齒輥圈的EPS泡沫模型，涂掛耐火涂料并烘干后埋入干砂中，在負壓狀態(tài)下澆注無碳化物貝氏體鋼液成型，得到齒輥圈；
結(jié)構(gòu)圈可以與齒輥圈一起采用消失模進行整體澆注成型，或者結(jié)構(gòu)圈可以由碳素結(jié)構(gòu)鋼加工得到；這里的碳素結(jié)構(gòu)鋼可以是35號鋼或者30號鋼；
將壓盤圈采用消失模澆注成型或者選用鋼板進行加工得到；再將壓盤圈等分成至少兩個活動壓盤；這里消失模澆注成型工藝中可以采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；
若結(jié)構(gòu)圈和齒輥圈采用分體式成型，對齒輥圈內(nèi)圈進行粗加工并在需要安裝結(jié)構(gòu)圈位置處開設焊接剖口和焊接工藝孔，將結(jié)構(gòu)圈裝進齒輥圈后，并將其與齒輥圈焊接固定；將一體成型的齒輥圈和結(jié)構(gòu)圈或者焊接在一起的結(jié)構(gòu)圈和齒輥圈進行提高耐磨指數(shù)的熱處理(只要能夠滿足齒輥耐磨指數(shù)的熱處理工藝均可以)；將成型后的端盤進行退火工藝處理(退火工藝處理的主要目的是提高端盤的抗拉、抗壓、耐磨等綜合力學性能，只要能實現(xiàn)這些性能的提供的退火工藝均可以)；
在熱處理后結(jié)構(gòu)圈的內(nèi)圓面加工成圓錐面并在圓錐面上加工出鍵槽；在退火處理之后的端盤的外圓面上加工成圓錐面并在圓錐面上加工出鍵槽；將成型的活動壓盤內(nèi)圓面和外圓面加工成與所述圓錐面配合的錐面，在其中部分或者所有活動壓盤的錐面上加工出鍵槽；
將結(jié)構(gòu)圈通過壓盤圈與套設在傳動軸上的端盤固定聯(lián)接；壓盤圈由至少兩個活動壓盤拼組成圓；并將位于同一軸線的活動壓盤通過張緊螺栓固定。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:采用拼組成圓的活動壓盤將結(jié)構(gòu)圈與套設在傳動軸上的端盤固定聯(lián)接，采用這種結(jié)構(gòu)設計使該耐磨齒輥各部件加工精度和裝配精度得以提高；且該耐磨齒輥的檢修或者部分零部件損壞后的更換變得非常方便，提高了生產(chǎn)作業(yè)和檢修的效率，提高了耐磨齒輥的使用壽命，從而降低了生產(chǎn)成本。
[0012]采用該方法進行耐磨齒輥的制造，不僅保證了耐磨齒輥工作面的高耐磨性要求，而且解決了現(xiàn)行的齒輥因用多件帶圓弧的齒板拼裝成圓而產(chǎn)生較大的圓度誤差的問題，消除了各組件裝配時定位和緊固困難，大幅度提高了使用該耐磨齒輥的破碎機的粒度精度，同時,還可以較大幅度地節(jié)約材料和機械加工的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為高精度、易整體拆裝耐磨齒輥的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為聞精度、易整體拆裝耐磨齒棍的側(cè)視圖；
圖3為若干活動壓盤拼組成的壓盤圈的側(cè)視圖；
圖4為端盤的側(cè)視圖。
[0014]其中，1、結(jié)構(gòu)圈；2、齒輥圈；21、齒圈；3、傳動鍵；4、端盤；5、軸承座總成；51、軸承座；52、調(diào)心滾子軸承；53、止動螺母；6、壓盤圈；61、活動壓盤；7、張緊螺栓；8、傳動軸；81、傳動平鍵；9、工藝孔。
【具體實施方式】
[0015]如圖1至圖4所示，該高精度、易整體拆裝耐磨齒輥包括齒輥圈2、傳動軸8和若干基本結(jié)構(gòu)單元，基本結(jié)構(gòu)單元至少包括結(jié)構(gòu)圈1、端盤4和壓盤圈6 ;端盤4用傳動平鍵81固定在傳動軸8上；結(jié)構(gòu)圈I通過壓盤圈6與套設安裝在傳動軸8上的端盤4固定聯(lián)接；壓盤圈6由至少兩個活動壓盤61拼組成圓(圖3中的壓盤圈6由8個活動壓盤61拼組而成);各基本結(jié)構(gòu)單元上位于同一軸線的活動壓盤61通過張緊螺栓7固定；傳動軸8的兩端上分別安裝有一軸承座總成5。
[0016]齒輥圈I根據(jù)其自身的長度，可以直接采用整體制造或者鑄造成幾段齒圈21后固定聯(lián)接在一起(齒圈21的個數(shù)可以根據(jù)實際需要而定，可以是單獨一個齒圈21，也可以是至少由兩段齒圈21固定聯(lián)接在一起)。齒棍圈I鑄造完成并按要求機加工后與結(jié)構(gòu)圈2配裝聯(lián)接并焊接成整體；在生產(chǎn)時也可以直接將齒輥圈2和結(jié)構(gòu)圈I整體鑄造出來。
[0017]為了方便活動壓盤61的安裝，將焊接在一起的齒輥圈2和結(jié)構(gòu)圈I進行熱處理后，將結(jié)構(gòu)圈I的內(nèi)圓面和端盤4的外圓面加工成圓錐面；在活動壓盤61內(nèi)圓面設置成與端盤4圓錐面相配合的錐面，活動壓盤61外圓面設置成與結(jié)構(gòu)圈I圓錐面相配合的錐面，活動壓盤61根據(jù)齒輥圈2的直徑大小，拼組成圓。
[0018]張緊螺栓7依據(jù)活動壓盤61的結(jié)構(gòu)和齒輥圈2的長度確定其尺寸和數(shù)量，活動壓盤61按順序相向成對安裝后，每個活動壓盤61兩端的張緊螺栓7均按要求預緊并進行可靠的放松；活動壓盤61被張緊螺栓7壓緊后與端盤4和結(jié)構(gòu)圈I就形成了一個摩擦副，保證了活動壓盤61在受到外界力矩超過活動壓盤61配合面?zhèn)鬟f的最大力矩時仍能實現(xiàn)力矩的傳遞，避免出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。
[0019]在各基本結(jié)構(gòu)單元的活動壓盤61與端盤4和結(jié)構(gòu)圈I之間設置有傳動鍵3。這里所說的活動壓盤61的位置是不限定的，可以是組成壓盤圈6的一個或者多個，且不同基本結(jié)構(gòu)單元中，用于設置傳動鍵鍵槽的活動壓盤61不一定在同一軸線上(圖1中的情況只是本申請舉出的一個例子，不能用于限定本申請的權(quán)利要求書的保護范圍)。需要注意的是，傳動鍵3的個數(shù)也是可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整的，并不限于圖2中給出的傳動鍵3給出的個數(shù)。
[0020]用于安裝傳動鍵3的鍵槽分別設置在結(jié)構(gòu)圈2的圓錐面與活動壓盤61的錐面上和端盤4的圓錐面與活動壓盤61的錐面上，這樣，既避免了直接在耐磨材料加工鍵槽有開裂趨向的風險，又使動力傳遞絕對可靠，將張緊螺栓7的螺母拆除，所有活動壓盤61均可以單件拆下，這樣就可以實現(xiàn)齒輥圈2的整體拆除更換?；顒訅罕P61上至少設置有兩個以供張緊螺栓7穿過、調(diào)節(jié)的腰圓形孔和一個減輕重量的工藝孔9，端盤4上等間距的設置有若干工藝孔9。
[0021 ] 軸承座總成5包括軸承座51、安裝在軸承座內(nèi)部的調(diào)心滾子軸承52及用于將軸承座51固定在傳動軸上的止動螺母53 ;兩個軸承座總成5中一個為固定軸承座總成，安裝在傳動軸8動力輸入端,在傳動軸8動力輸入端的軸承上鏈接有動力傳動輪，用于與動力系統(tǒng)有效聯(lián)接；另一個軸承座總成5為活動軸承座總成。傳動軸8在活動壓盤61全部卸除后，可將耐磨齒輥分成幾個獨立的部件，使傳動軸8可以連同動力傳動輪一起從齒輥圈2中取出，從而保證了耐磨齒輥方便、快捷地整體拆卸更換。
[0022]該高精度、易整體拆裝耐磨齒輥的加工工藝描述如下:
齒輥圈2采用消失模鑄造，消失模鑄造既可以保證齒輥圈2的齒形及整體成型精度，又有較為理想的鑄件表面質(zhì)量，還可以得到最小的加工余量；齒輥圈2采用的是含碳量為0.25%—0.35%的無碳化物貝氏體鋼，具有高強、高韌、抗磨等特性，能使齒輥圈的抗磨性和壽命得到大大提高，材質(zhì)的因素使耐磨齒輥的耐磨性增加而不易磨損，齒輥圈2的齒完整性不易被破壞，在破碎時從而保證了齒輥的出料粒度的精度。又由于其含碳量較低，在鑄態(tài)下有較好的焊接性和機加工性，所以齒輥圈2可以在鑄造成型后進行粗加工和焊接。
[0023]上述用于澆注齒輥圈2的消失模(白模)的制造采用下述工藝:將齒輥圈2的圖紙展開成平面布局，根據(jù)粒度及生產(chǎn)效率等參數(shù)，對其進行設計后，開模批量性發(fā)泡制作，這樣既可以保證齒形的幾何參數(shù)，也保證了所有齒形的一致性和齒面的表面質(zhì)量；對白模進行塑化干燥后，用專用泡沫膠成片地粘貼到白模基圓上，等待其干透以后，再將其用模具制作成耐磨齒輥的EPS泡沫模型，進行校正和澆冒系統(tǒng)粘結(jié)后，涂掛專用耐火涂料，經(jīng)多遍分次烘干后埋入干砂中，在負壓狀態(tài)下澆注無碳化物貝氏體鋼液成型，優(yōu)選的澆注方式是真空燒殼澆注或真空振動澆注。
[0024]上述制作齒輥圈2的方法，由于泡沫模型不易變形，從而能夠保證齒輥圈2的圓柱度，以此為基準，才能保證加工的結(jié)構(gòu)圈的同心度，圓柱度和同心度是影響破碎機出料粒度精度的重要因素之一。
[0025]結(jié)構(gòu)圈I可以與齒輥圈2 —起采用消失模進行整體澆注成型，或者結(jié)構(gòu)圈I可以由碳素結(jié)構(gòu)鋼加工得到；這里的碳素結(jié)構(gòu)鋼可以是35號鋼或者30號鋼。采用35號鋼或者30號鋼，是因為35號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T699-1999)有良好的塑性和適當?shù)膹姸?，工藝性能較好。能夠彌補無碳化物貝氏體鋼的可塑性差的缺點。
[0026]將壓盤圈6采用消失模澆注成型或者選用厚鋼板進行加工得到；再將壓盤圈6等分成至少兩個活動壓盤61 ;這里消失模澆注成型工藝中可以采用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。
[0027]齒輥圈2澆鑄后，根據(jù)結(jié)構(gòu)圈I位置要求對齒輥圈2的內(nèi)圈進行粗加工，并對內(nèi)圈處需要焊接結(jié)構(gòu)圈I的位置開好焊接剖口和焊接工藝孔后，將結(jié)構(gòu)圈I裝配進齒輥圈2，按焊接工藝要求進行焊接；(若齒輥圈2和結(jié)構(gòu)圈I為一體成型，則直接進行熱處理，不需要對齒輥圈2的內(nèi)圈進行粗加工處理以及焊接剖口的處理)焊接完后，即可進行耐磨性參數(shù)的熱處理；將成型后的端盤4進行退火工藝處理。在熱處理后結(jié)構(gòu)圈I的內(nèi)圓面加工成圓錐面并在部分圓錐面上加工出鍵槽；在退火處理之后的端盤4的外圓面上加工成圓錐面并在部分圓錐面上加工出鍵槽；將成型的活動壓盤61內(nèi)圓面和外圓面加工成與所述圓錐面配合的錐面，在其中部分或者所有活動壓盤61的錐面上加工出鍵槽。
[0028]將結(jié)構(gòu)圈I通過壓盤圈6與套設在傳動軸8上的端盤4固定聯(lián)接，在活動壓盤61、端盤4和結(jié)構(gòu)圈I配合的形成的完整鍵槽內(nèi)安裝上傳動鍵3，上述傳動鍵3可以選用平鍵；鍵裝配完成后并將各基本結(jié)構(gòu)單元上位于同一軸線的活動壓盤61通過張緊螺栓7固定。
[0029]齒輥圈2采用無碳化物貝氏體鋼通過消失模鑄造，具有高強、高韌、抗磨等特性，能使齒輥圈2的抗磨性和壽命得到大大提高，從而使使用該耐磨齒輥的破碎機的出料粒度精度大幅提高；又有較高的鑄造精度、裝配精度以及加工和裝配精度。本發(fā)明的耐磨齒輥采用端盤4和多個活動壓盤61，便于整體裝配、拆卸和維修更換。由于破碎機的工作環(huán)境一般較差，齒輥又是易損件，維修更換頻率較高，本發(fā)明提供的耐磨齒輥可以實現(xiàn)齒輥整體拆裝而不用拆卸傳動部件，節(jié)約檢修時間，保證破碎機生產(chǎn)效率。
[0030]運用此方法生產(chǎn)制造的耐磨齒輥，不僅保證了輥式破碎機工作面的高耐磨性要求，而且避免了現(xiàn)行的耐磨齒輥因用多件帶圓弧的齒板拼裝成圓而產(chǎn)生的較大的圓度誤差，消除了各部件裝配時定位和緊固困難，(張緊螺栓7 —旦失效，就有齒板斷裂飛出打壞整機設備的風險)；同時，可以較大幅度地節(jié)約材料和機械加工的成本；耐磨齒輥生產(chǎn)過程的工藝簡單，方便實現(xiàn)和控制，既可以保證質(zhì)量還能提高生產(chǎn)效率，也利于產(chǎn)品的標準化。
[0031]雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了詳細地描述，但不應理解為對本專利的保護范圍的限定。在權(quán)利要求書所描述的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改和變形仍屬本專利的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度、易整體拆裝耐磨齒輥，包括齒輥圈、傳動軸和若干基本結(jié)構(gòu)單元，其特征在于:所述基本結(jié)構(gòu)單元至少包括結(jié)構(gòu)圈、端盤和壓盤圈，所述結(jié)構(gòu)圈與齒輥圈固定聯(lián)接；所述結(jié)構(gòu)圈通過壓盤圈與套設在傳動軸上的端盤固定聯(lián)接；所述壓盤圈由至少兩個活動壓盤拼組成圓；位于同一軸線的活動壓盤通過張緊螺栓固定；所述傳動軸的兩端上分別安裝有一軸承座總成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度、易整體拆裝耐磨齒輥，其特征在于:所述結(jié)構(gòu)圈內(nèi)圓面和端盤外圓面設置成圓錐面；活動壓盤的內(nèi)圓面設置成與端盤圓錐面相配合的錐面，活動壓盤外圓面設置成與結(jié)構(gòu)圈圓錐面相配合的錐面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度、易整體拆裝耐磨齒輥，其特征在于:各基本結(jié)構(gòu)單元的活動壓盤與端盤和結(jié)構(gòu)圈之間設置有傳動鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度、易整體拆裝耐磨齒輥，其特征在于:所述齒輥圈與結(jié)構(gòu)圈為一體成型件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度、易整體拆裝耐磨齒輥，其特征在于:所述齒輥圈由至少兩段齒圈固定聯(lián)接而成。
6.一種高精度、易整體拆裝耐磨齒輥的制造方法，其特征在于: 1)、將齒輥圈采用消失模進行澆注成型，齒輥圈為含碳量為0.25%—0.35%的無碳化物貝氏體鋼；由模具制造出齒輥圈的EPS泡沫模型，涂掛耐火涂料并烘干后埋入干砂中，在負壓狀態(tài)下澆注無碳化物貝氏體鋼液成型，得到齒輥圈； 結(jié)構(gòu)圈與齒輥圈一起采用消失模進行整體澆注成型，或者結(jié)構(gòu)圈由碳素結(jié)構(gòu)鋼加工而成； 將壓盤圈采用消失模澆注成型或者選用鋼板進行加工得到；再將壓盤圈等分成至少兩個活動壓盤； 2)、若結(jié)構(gòu)圈和齒輥圈采用分體式成型，對齒輥圈內(nèi)圈進行粗加工并在需要安裝結(jié)構(gòu)圈位置處開設焊接剖口和焊接工藝孔，將結(jié)構(gòu)圈裝進齒輥圈后，并將其與齒輥圈焊接固定; 3)、將一體成型的齒輥圈和結(jié)構(gòu)圈或者焊接在一起的結(jié)構(gòu)圈和齒輥圈進行提高其整體耐磨指數(shù)的熱處理； 4)、結(jié)構(gòu)圈熱處理后在其內(nèi)圓面加工成圓錐面并在部分圓錐面上加工出鍵槽；在退火處理之后的端盤的外圓面上加工成圓錐面并在部分圓錐面上加工出鍵槽；將成型的活動壓盤內(nèi)圓面和外圓面加工成與所述圓錐面配合的錐面，在其中部分或者所有活動壓盤的錐面上加工出鍵槽； 5)、結(jié)構(gòu)圈通過壓盤圈與套設在傳動軸上的端盤固定聯(lián)接；壓盤圈由至少兩個活動壓盤拼組成圓；并將位于同一軸線的活動壓盤通過張緊螺栓固定。
【文檔編號】B02C4/30GK103480453SQ201310387488
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】馮異, 劉志學, 李永剛 申請人:綿陽金鼎機電技術(shù)有限公司