专利名称：复合破碎壁与复合轧臼壁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一般破碎、研磨、粉碎领域的机械设备，特别涉及一种 用于圆锥破碎机中的复合破碎壁与复合轧臼壁。
背景技术：
圆锥破碎机是广泛应用于煤炭、冶金、矿山、建材、耐火材料、能源等 工业行业中的中碎和细碎破碎设备。圆锥破碎机的主要磨损件是动锥体破碎 壁与静锥体轧臼壁衬板。在圆锥破碎机工作状况下，两衬板同时承受着冲击、 磨擦、挤压，剪切等强烈的、高周次的、反复交变应力的作用，其衬板质量 的好坏，直接影响到原料的磨制效率和质量，也直接影响到产品的产量和技 术经济指标。目前圆锥破碎机中使用的破碎壁与轧臼壁衬板主要存在以下问
题第一，破碎壁与轧臼壁主要采用单一金属材料制造，如高锰钢ZGMn13， 多元低合金钢材质制造。高锰钢只有在高负荷、高冲击应力下，实现奥氏体 向马氏体的固态相变而加工硬化，才能充分发挥其耐磨性。在破碎壁与轧臼 壁之间的破碎腔中，磨料堆积层间接相互研磨，对衬板冲击强度较小，加工 硬化效果不显著，单一高锰钢材质的衬板耐磨性达不到理想值。多元低合金 钢的宏观硬度在HRC40左右，由于硬度低，不能抵抗磨料的压入和划动，在 使用过程中表面产生大量的切削和塑变低周疲劳，因此，单一材质的衬板耐 磨性都较差，使用寿命较短。第二，由于材质耐磨性差，破碎壁与轧臼壁衬 板的工作面磨损严重，在工作时经常处在达不到设计要求的工况下，造成圆 锥破碎机破碎性能差，破碎产品粒度大，片状物料多，能耗大，运行费用高
等缺点。 发明内容本实用新型的目的在于开发一种使用寿命长、运行费用低、制造工艺简 单的复合破碎壁与轧臼壁的系列产品。本实用新型的技术解决方案是这样实现的一种复合破碎壁，它主要由破碎壁(4)与复合管(3)组成；在破碎壁(4) 外壁面上加工有圆环形凹槽，在该凹槽中密排镶嵌有复合管(3);该复合管 (3)是由束紧外管(2)和纳米结构金属丝(1)复合而成；纳米结构金属丝(1)紧 密放置在束紧外管(2)中，该束紧外管(2)被加工成横截面为正方形或长方形的复合管(3);将破碎壁(4)外壁面凹槽中的复合管(5)与破碎壁(4)牢固焊接 成为一体，即制成复合破碎壁。在上述技术方案中，破碎壁(4)外壁面凹槽的宽度尺寸是破碎壁锥体的 1/2 4/5;其深度尺寸是破碎壁壁厚的1/5 4/5。破碎壁(4)外壁面的凹槽 内紧密镶嵌有1 5排复合管。在上述技术方案中，纳米结构金属丝(l)的直径为O. 1 2.5ram;纳米结 构金属丝(l)选用纳米结构的低碳钢、中碳钢、高碳钢金属丝，或者纳米结 构的低、中、高碳合金钢金属丝，或者纳米结构锰钢亚稳材料的金属丝。束 紧外管(2)采用A3钢制成，其壁厚为l 4mm。一种与破碎壁同时配合使用的复合轧臼壁，它主要由轧臼壁(5)与复合 管(3)组成；在轧臼壁(5)内壁面上加工有圆环形凹槽，在该凹槽中密排镶嵌 有复合管(3);该复合管(3)是由束紧外管(2)和纳米结构金属丝(1)复合而 成；纳米结构金属丝(1)紧密放置在束紧外管(2)中，该束紧外管(2)被加工
成横截面为正方形或长方形的复合管(3);将轧臼壁(5)内壁面凹槽中的复合 管(3)与轧臼壁(5)牢固焊接成为一体，即制成复合破碎壁。
在上述技术方案中，轧臼壁(5)内壁面凹槽的宽度尺寸与破碎壁(4)外壁 面凹槽的宽度尺寸相同；其深度尺寸与破碎壁(4)外壁面凹槽的深度尺寸相 同。轧臼壁(5)内壁面的凹槽内也紧密镶嵌有1 5排复合管。
所使用的纳米结构金属丝(l)大小与材质与复合破碎壁相同，所使用的 束紧外管(2)大小与材质也与复合破碎壁相同。
本实用新型具有以下优点
1、 在破碎壁外壁上镶嵌了紧固有纳米结构金属丝的复合管，在轧臼壁 的内壁上也镶嵌了紧固有纳米结构金属丝的复合管，使破碎壁与轧臼壁之间 的破碎腔面构成了抗磨硬质面，能够有效阻止磨料颗粒在破碎壁与轧臼壁工 作面的压入和划动，极大的提高了破碎壁和轧臼壁的耐磨性能。
2、 本实用新型充分发挥了纳米结构金属材料的高韧性、高强度、高耐 磨和低价格等各种优点，与单一材质的破碎壁和轧臼壁相比，使用寿命提高 了2倍以上，同时，也提高了圆锥破碎机的破碎比率。
3、 本实用新型的复合成型工艺可控性强、成品率高、生产质量稳定、 能耗低、不需要经过热处理等工艺即可获得很高的使用性能。
以下结合附图
和实施例对本实用新型作进一步详细说明 图l是实施例的复合管立面示意图2是本实用新型的破碎壁剖面结构示意图； 图3是本实用新型的轧臼壁剖面结构〃示意图； 图4是本实用新型产品工作时剖面结构示意图。
具体实施方式
本实用新型研制出的复合破碎壁与复合轧臼壁，是用于圆锥破碎机的 相互匹配、同时使用的一对破碎衬板，其制造工艺相同。用本实用新型能够制造出不同规格的复合破碎壁与复合轧臼壁系列产口 叩O实施例l:一种复合破碎壁，参见图l、图2和图4。其规格是2700mm,复合破碎壁 主要由破碎壁4与复合管3组成。在破碎壁4外壁面上加工有圆环形凹槽，凹 槽的深度相等，在该凹槽中密排镶嵌有一排或多排复合管3，根据工况与破 碎壁锥体大小， 一般镶嵌有1 5排复合管。该凹槽的宽度尺寸一般是破碎壁 锥体的l/2 4/5;其深度尺寸是破碎壁壁厚的1/5 4/5。本实施例中凹槽的 宽度尺寸是破碎壁锥体的1/2，大约是350mm，凹槽的深度尺寸是破碎壁壁 厚的5/7，大约是60mm;该凹槽中密排镶嵌三排复合管3。该复合管3是由束紧外管2和纳米结构金属丝1加工复合而成。纳米结构 金属丝1紧密放置在束紧外管2中，该束紧外管2被加工成横截面为正方形或 长方形的复合管。在本实施例中，束紧外管2采用A3钢制作，其壁厚为l 4mm。 复合管3的横截面被加工成正方形，其高度与上述破碎壁4外壁面上凹槽的深 度相同；复合管3的横截面的长度是凹槽的宽度尺寸的整数倍数，本实施例 为1/3。在本实施例中，纳米结构金属丝l的直径一般为O. 1 2.5ram;纳米结构 金属丝选用纳米结构的低碳钢、中碳钢、高碳钢金属丝，或者纳米结构的低、
中、高碳合金钢金属丝，或者纳米结构锰钢亚稳材料的金属丝。
将破碎壁4外壁面凹槽中的复合管5与破碎壁4牢固焊接成为一体，即制 成复合破碎壁。
实施例2:
一种与破碎壁同时配合使用的复合轧臼壁，参见图l、图3和图4。它主 要由轧臼壁5与复合管3组成。在轧臼壁5内壁面上加工有圆环形凹槽，凹槽 的深度相等，在该凹槽中密排镶嵌有一排或多排复合管3，根据工况与破碎 壁锥体大小， 一般镶嵌有1 5排复合管。轧臼壁5内壁面凹槽的宽度尺寸与 实施例1破碎壁4外壁面凹槽的宽度尺寸基本相同；其深度尺寸也与实施例l 中破碎壁4外壁面凹槽的深度尺寸基本相同。本实施例中凹槽的宽度尺寸是 大约是350mm,凹槽的深度尺寸大约是60mm;该凹槽中密排镶嵌3排复合管3。
该复合管3是由束紧外管2和纳米结构金属丝1加工复合而成。纳米结构 金属丝1紧密放置在束紧外管2中，该束紧外管2被加工成横截面为正方形或 长方形的复合管3。在本实施例中，束紧外管2采用A3钢制作，其壁厚为1 4mm。复合管3的横截面被加工成正方形，其高度和长度与实施例l中的复合 管3基本相同。
在本实施例中，纳米结构金属丝l的直径一般为0.1 2.5mm;纳米结构 金属丝选用纳米结构的低碳钢、中碳钢、高碳钢金属丝，或者纳米结构的低、 中、高碳合金钢金属丝，或者纳米结构锰钢亚稳材料的金属丝。
将轧臼壁5内壁面凹槽中的复合管3与轧臼壁5牢固焊接成为一体，即制 成复合破碎壁。
本实用新型的复合破碎壁与复合轧臼壁衬板具体制作步骤如下.-
a. 拉制纳米结构金属丝l，根据不同工况需要，选用不同成分的金属材
料；
b. 对纳米结构金属丝l酸洗或丙酮洗涤，进行表面除锈、除污、除油等
处理；
c. 将一定数量的纳米结构金属丝l放入束紧外管2内，加工成横截面为正 方形或长方形的复合管3;根据破碎壁4与轧臼壁5工艺要求尺寸，对复合管3 进行切割；
d. 根据破碎壁4规格尺寸，制作破碎壁4的模具，铸造成型的破碎壁外壁 上留有凹槽；根据轧臼壁5规格尺寸，制作轧臼壁的模具，铸造成型的轧臼 壁内壁上留有凹槽；
e. 将制作好的复合管3按要求紧密镶嵌在破碎壁4外壁的凹槽中；将制 作好的复合管3按要求紧密镶嵌在轧臼壁5内壁的凹槽中；
f. 将密排镶嵌在破碎壁外壁4凹槽中的复合管3逐个用电焊焊牢，使其与 破碎壁4牢固连接成为一个整体，修磨表面至工艺要求尺寸，即制备出复合 破碎壁；
将密排镶嵌在轧臼壁5内壁凹槽中的复合管3逐个用电焊焊牢，使其与轧 臼壁5牢固连接成为一个整体，修磨表面至工艺要求尺寸，即制备出复合轧 臼壁。
权利要求1、一种复合破碎壁，其特征在于它主要由破碎壁(4)与复合管(3)组成；在破碎壁(4)外壁面上加工有圆环形凹槽，在该凹槽中密排镶嵌有复合管(3)；该复合管(3)是由束紧外管(2)和纳米结构金属丝(1)复合而成；纳米结构金属丝(1)紧密放置在束紧外管(2)中，该束紧外管(2)被加工成横截面为正方形或长方形的复合管(3)；将破碎壁(4)外壁面凹槽中的复合管(3)与破碎壁(4)牢固焊接成为一体，即制成复合破碎壁。
2、 根据权利要求l所述的破碎壁，其特征在于破碎壁(4)外壁面凹槽 的宽度尺寸是破碎壁锥体的1/2 4/5。
3、 根据权利要求l所述的破碎壁，其特征在于破碎壁(4)外壁面凹槽 的深度尺寸是破碎壁壁厚的1/5 4/5。
4、 根据权利要求l所述的破碎壁，其特征在于破碎壁(4)外壁面的凹 槽内紧密镶嵌有1 5排复合管。
5、 根据权利要求l所述的破碎壁，其特征在于束紧外管(2)采用A3钢 制成，其壁厚为l 4mm。
6、 根据权利要求l所述的破碎壁，其特征在于纳米结构金属丝(l)的 直径为O. 1 2. 5 mm。
7、 根据权利要求l所述的破碎壁，其特征在于纳米结构金属丝(l)选 用纳米结构的低碳钢、中碳钢、高碳钢金属丝，或者纳米结构的低、中、高 碳合金钢金属丝，或者纳米结构锰钢亚稳材料的金属丝。
8、 一种复合轧臼壁，与破碎壁同时配合使用，其特征在于它主要由 轧臼壁(5)与复合管(3)组成；在轧臼壁(5)内壁面上加工有圆环形凹槽，在该凹槽中密排镶嵌有复合管(3);该复合管(3)是由束紧外管(2)和纳米结构 金属丝(l)复合而成；纳米结构金属丝(1)紧密放置在束紧外管(2)中，该束 紧外管(2)被加工成横截面为正方形或长方形的复合管(3);将轧臼壁(5)内 壁面凹槽中的复合管(3)与轧臼壁(5)牢固焊接成为一体，即制成复合破碎 壁。
9、 根据权利要求8所述的轧臼壁，其特征在于轧臼壁(5)内壁面凹槽 的宽度尺寸与破碎壁(4)外壁面凹槽的宽度尺寸相同；其深度尺寸与破碎壁 (4)外壁面凹槽的深度尺寸相同。
10、 根据权利要求8所述的轧臼壁，其特征在于轧臼壁(5)内壁面的凹 槽内紧密镶嵌有1 5排复合管。
专利摘要本实用新型公开了一种复合破碎壁与复合轧臼壁，该复合破碎壁与复合轧臼壁同时配合使用。在破碎壁(4)外壁面上加工有圆环形凹槽，在该凹槽中密排镶嵌有复合管(3)；该复合管(3)是由束紧外管(2)和纳米结构金属丝(1)复合而成的。在轧臼壁(5)内壁面上加工有圆环形凹槽，在该凹槽中密排镶嵌有复合管(3)；该复合管(3)是由束紧外管(2)和纳米结构金属丝(1)复合而成。本实用新型的优点是采用了具有纳米结构金属材料的复合管，提高了破碎壁和轧臼壁的耐磨性能，使用寿命比单一材质的破碎壁和轧臼壁提高了2倍以上。复合成型工艺可控性强、成品率高、生产质量稳定、能耗低、不需要经过热处理等工艺即可获得很高的使用性能。
文档编号B02C2/10GK201012329SQ200620135820
公开日2008年1月30日 申请日期2006年9月19日 优先权日2006年9月19日
发明者王永平, 许云华 申请人:西安建筑科技大学