一种内置金属骨架的陶瓷球的制坯设备及方法与流程

本发明涉及水泥加工领域，尤其涉及一种内置金属骨架的陶瓷球的制坯设备及方法。

背景技术：

水泥球磨机具有对物料适应性强、能连续生产、破碎比大、易于调速粉磨产品的细度等特点。常用的水泥球磨机的工作原理为，物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机仓内，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格的钢球或陶瓷球，筒体转动产生离心力将钢球或陶瓷球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。水泥球磨机陶瓷球是水泥球磨机设备的常用研磨物料介质，通过水泥球磨机陶瓷球、物料、衬板之间的碰撞摩擦产生磨削作用，从而将物料的粒径进一步减小。因此，陶瓷球在使用时的硬度和耐磨性是影响研磨整形效果的主要因素之一，同时因为被长时间不停地撞击，对于研磨球的抗冲击性能有极高要求。

现有技术中，水泥球磨机用陶瓷球已经有较多采用，大多数采用传统的Al2O3-CaO-MgO-SiO2四元体系，也有少量发明人在其配方上进行改进，以达到特殊的效果。如本发明人此前申请了多份采用新型配方的陶瓷球，具有高硬度、耐高温、高寿命、易成型、韧性好、生产的水泥纯净度高的作用。

但是，在长期的水泥球磨机用陶瓷球的研究中，本发明人发现，启动、急停、抛坠等的冲击造成的破碎是陶瓷球最常见的损坏方式之一，这极大地制约着水泥球磨行业的发展。

利用纯钛、α钛合金、α+β钛合金、高温合金等耐高温金属的强度高、耐蚀性好、耐热性高等优点，采用植入金属骨架的方法，可以使陶瓷球的整体性更好，并且在受到冲击时可以由骨架将冲击力分摊、不易破碎。

在陶瓷球内植入金属骨架在此前属于空白领域，尚无见任何研究见诸论文或专利，其制坯设备及方法更是如此。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种使内置金属骨架的陶瓷球能进行工业化自动制坯的设备及方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种内置金属骨架的陶瓷球的制坯设备，包括步进式输送带和通过其传输、采用隔磁材料制作的下半球模，下半球模在传输过程中至少经过四个工位；其中工位一上方设置了输料管；工位二上方设置了放置金属骨架的装置；工位三上方设置了内腔中放置有袋装粉料的上半球模，该上半球模上方设置有与之通过电磁吸盘采用电磁连接的压模机，压模机下端设置有可伸缩、与上半球模的上部入口匹配的活塞杆，压模机外壳上设置有电磁吸盘，在所述上半球模的上部入口的底部设置有与上半球模腔相通的压粉孔；工位四上方设置了转移装置。

上述的内置金属骨架的陶瓷球的制坯设备，其中：压模机内置有旋转系统、升降系统。

上述的内置金属骨架的陶瓷球的制坯设备，其中：步进式输送带采用椭圆形轨道。

上述的内置金属骨架的陶瓷球的制坯设备，其中：步进式输送带上设置有与下半球模底部同样形状的定位坑。

上述的内置金属骨架的陶瓷球的制坯设备，其中：输送步进式输送带上设置的定位坑与下半球模底部均采用五角形、正方形或三角形。

上述的内置金属骨架的陶瓷球的制坯设备，其中：转移装置为负压吸附式。

上述的内置金属骨架的陶瓷球的制坯方法，包括以下步骤：

1）初灌粉料：步进式输送带将下半球模输送到工位一，将陶瓷造粒用的粉料通过输料管灌注进下半球模，粉料的水份控制在0.5%以下；

2）骨架落位：将下半球模输送到工位二，然后通过放置金属骨架的装置将整体压铸成型的树枝状或鱼骨状的金属骨架放置到下半球模内的粉料的表面中心位置；

3）球体压合整圆：将下半球模输送到工位三；将袋装粉料放入上半球模的上部入口，然后压模机下部的活塞杆伸入上部入口，开启电磁吸盘的电源，压模机与上半球模通过电磁连接固定；随后压模机带动上半球模下行，至上半球模与下半球模接触，关闭电磁吸盘的电源；压模机的活塞杆下行，将袋装粉料的袋子压破，其内的袋装粉料通过压粉孔被挤进上半球模腔; 压模机的活塞杆继续下行，袋装粉料与金属骨架、粉料被挤压成一体，形成完整的陶瓷球坯；再次打开电磁吸盘的电源，压模机带动上半球模腔旋转，旋转进行至少3圈，上半球模腔将陶瓷球坯表面的多余坯料切削掉；随后压模机提起，带动上半球模离开陶瓷球坯。

4）球坯转移：将下半球模输送到工位四，通过转移装置将陶瓷球坯转移。

上述的内置金属骨架的陶瓷球的制坯方法，其中：在工位一填充的粉料为陶瓷球总用量的48-52%。

上述的内置金属骨架的陶瓷球的制坯方法，其中：工位三的袋装粉料的容量应为压粉孔的体积与陶瓷球总用量的55-58%的和。

本发明无现有技术。本发明的内置金属骨架的陶瓷球的制坯设备，采用椭圆形轨道的步进式输送带，分多工位，可同时进行多个工序；电磁连接的压模机和上半球模，可轻松实现一体升降、可单独压模机伸缩压模，还可实现一体旋转使陶瓷球坯整圆，且设备简单，不易出现故障；下半球模采用隔磁材料制作，可以使电磁吸盘开启过程中不会将下半球模吸起。与本发明人同日申请的另一份卡扣式机械连接的制坯设备相比，本发明具有更快的连接速度和更高的可靠性。

同时，本发明中的内置金属骨架的陶瓷球的制坯方法，由于采用了初灌粉料、骨架落位、球体压合整圆、球坯转移等工序，球坯压合因原料大于需求，压实度高；采用旋转切削整圆，无需增添额外设备，简单快捷;流程化繁杂为极简，使整个制坯过程简洁有序，能实现工业化自动生产。

附图说明

图1是本发明的制坯流程示意图；

图2是本发明的上半球模的结构示意图；

图3是本发明的步进式输送带的示意图。

图中：下半球模1、粉料2、输料管3、金属骨架4、上半球模5、袋装粉料6、压模机7、电磁吸盘8、转移装置9、陶瓷球坯10、步进式输送带11。其中上半球模5含有：上部入口51、压粉孔52、上半球模腔53。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明的一种内置金属骨架的陶瓷球的制坯设备，包括沿椭圆形轨道前进的步进式输送带11和通过其传输、采用如0Cr16Ni14不锈钢等常用隔磁材料制作的下半球模1，步进式输送带11上设置有与下半球模1底部同样形状的定位坑，定位坑采用非回转的异形形状如五角形、正方形、三角形等，可以避免下半球模1在步进式输送带11上滑动、转动、错位等。下半球模1在传输过程中至少经过四个工位；其中工位一上方设置了输料管3，工位二上方设置了放置金属骨架4的装置，工位三上方设置了内腔中放置有袋装粉料6的上半球模5，该上半球模上方设置有与之通过电磁吸盘8采用电磁连接的压模机7，压模机7下端设置有可伸缩、与上半球模5的上部入口51匹配的活塞杆，压模机7外壳上设置有电磁吸盘8，在所述上半球模5的上部入口51的底部设置有与上半球模腔53相通的压粉孔52；工位四上方设置了转移装置9。

压模机7内置有旋转系统、升降系统，这种压模机在市面上有成熟产品，不再赘述。其上固定的电磁吸盘8，亦为市售成熟产品，在电磁吊具等方面具有广泛应用，其原理不再赘述。

如图1所示，本发明的一种内置金属骨架的陶瓷球的制坯方法，包括以下步骤：

1）初灌粉料：步进式输送带11将下半球模1输送到工位一，将陶瓷造粒用的粉料2通过输料管3灌注进下半球模1，粉料2的水份控制在0.5%以下，灌注量控制为陶瓷球总用量的48-52%；

2）骨架落位：将下半球模1输送到工位二，然后通过放置金属骨架4的装置将整体压铸成型的树枝状或鱼骨状的金属骨架4放置到下半球模1内的粉料2的表面中心位置；

3）球体压合整圆：将下半球模1输送到工位三；袋装粉料6的容量应为压粉孔52的体积与陶瓷球总用量的55-58%的和，将袋装粉料6放入上半球模5的上部入口51，然后压模机7下部的活塞杆伸入上部入口51，开启电磁吸盘8的电源，压模机7与上半球模5通过电磁连接固定；随后压模机7带动上半球模5下行，至上半球模5与下半球模1接触，关闭电磁吸盘8的电源；压模机7的活塞杆下行，将袋装粉料6的袋子压破，其内的袋装粉料6通过压粉孔52被挤进上半球模腔53; 压模机7的活塞杆继续下行，袋装粉料6与金属骨架4、粉料2被挤压成一体，形成完整的陶瓷球坯10；再次打开电磁吸盘8的电源，压模机7带动上半球模腔53旋转，旋转进行至少3圈，上半球模腔53将陶瓷球坯10表面的多余坯料切削掉；随后压模机7提起，带动上半球模5离开陶瓷球坯10。

4）球坯转移：将下半球模1输送到工位四，通过转移装置9将陶瓷球坯10转移。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。