一种功能梯度引导轮的制作方法

本实用新型属于矿山机械传动技术领域，具体涉及一种功能梯度引导轮。

背景技术：

引导轮是挖掘机上的关键零部件，在挖掘机作业和行走过程中用来引导履带正确绕转，防止其跑偏或越轨。引导轮属于易损件，一方面要承受挖掘机的压力，一方面还要与履带发生摩擦。因此，引导轮不仅需要具有一定的结构强度和韧性，还需要表面耐磨，引导轮的整体形变和表面磨损变质都会直接影响到引导轮的导向作用，其整体性能和质量好坏直接影响整个挖掘机的使用寿命和安全性能，因此提高引导轮的外圆工作面的摩擦性能和使用寿命是很有必要的。

此外，引导轮工作在高强度的摩擦环境中，因此引导轮易磨损，一旦引导轮磨损变质或引导轮整体发生形变就得更换整个引导轮，否则会影响引导轮的导向作用，但引导轮整体的更换不方便，工程量大，且更换成本高。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本实用新型提出了一种功能梯度引导轮，解决了引导轮易磨损且更换成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种功能梯度引导轮，包括：轮毂及环形过渡层，所述轮毂与所述环形过渡层可拆卸连接，所述环形过渡层外表面设有涂层。

进一步地，所述涂层材料为白合金。

进一步地，所述环形过渡层的材料为40Cr或锰合金。

进一步地，所述涂层完全覆盖所述环形过渡层的外圆面，并形成所述引导轮的外圆工作面。

进一步地，所述轮毂外侧设有第一台阶，环形过渡层内侧设有与第一台阶对应的第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶的高度相等。

进一步地，所述轮毂与所述环形过渡层之间通过螺栓连接。

进一步地，所述螺栓与所述轮毂或所述环形过渡层的压紧面之间还设有“O”型圈。

进一步地，所述螺栓至少为3个，且所述螺栓沿所述轮毂中心对称分布。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过将引导轮分成多个功能模块，由不同的功能模块装配成一个引导轮整体，针对不同的功能模块使用不同的材料以满足不同部位的机械性能要求，在引导轮的外圆工作面设置一个耐摩涂层来提高引导轮的耐磨性，在引导轮的中间还设置一个具有高强度和韧性的过渡层，提高引导轮的整体强度和抗冲击载荷的性能，各个功能模块可以通过可拆卸连接、喷涂、激光熔覆或3D打印技术中的一种或多种技术手段来加工形成一个完整的引导轮。

2、将耐磨层和引导轮轮毂分成两个零部件，二者可拆卸连接，当耐磨层损坏时，只需拆下过渡层和耐磨层即可，提高了维修效率，降低了维修成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的功能梯度引导轮的剖视图；

图2为本实用新型实施例提供的功能梯度引导轮的主视图。

图中：轮毂1，环形过渡层2，涂层3，螺栓4。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图2所示，本实用新型实施例提供一种功能梯度引导轮，包括：轮毂1及环形过渡层2，所述轮毂1与所述环形过渡层2可拆卸连接，所述环形过渡层2外表面设有涂层3。由此结构可知，引导轮包括三个部分：轮毂1、环形过渡层2及涂层3，环形过渡层3起到连接过渡的作用，因此，三个部分的材质可以根据实际工况的要求来选择，在引导轮的实际使用过程中，对引导轮的外表面工作面的耐摩擦性能要求高，对引导轮的过渡层2的机械强度和韧性要求比较高，通过设定不同部位不同的机械性能来针对实际工况中的使用需求，不仅充分利用材料特性和结构特性，也能节约材料，从而来提高引导轮的整体性能和使用寿命。其中，环形过渡层2与轮毂1之间可拆卸连接，涂层3通过喷涂、激光熔覆或3D打印等技术来涂覆在环形过渡层2外表面。因此，对于易损部位环形过渡层2或涂层3发生损坏后，只需将环形过渡层2与轮毂1拆开更换即可，不需要拆掉轮毂，节省材料的同时，也提高了维护效率，也降低了维护成本。

进一步地，涂层3材料为白合金。白合金组织特性：在软相基体上均匀分布着硬相质点，软相基体使白合金具有非常好的嵌藏性、顺应性和抗咬合性，并在磨合后，软基体内凹，硬质点外凸，使滑动面之间形成微小间隙，成为贮油空间和润滑油通道，利于减摩，提高耐磨性能；上凸的硬质点起支承作用，有利于承载。因此该白合金涂层能有效提高引导轮表面的耐磨性，提高了引导轮的整体使用寿命。

进一步地，环形过渡层2的材料为40Cr或锰合金。由此结构可知，40Cr或锰合金不仅具有高强度的机械性能，还具有一定的韧性，环形过渡层2在引导轮中主要起到承载的作用，还会受到冲击载荷及震动，因此该环形过渡层能有效承载的同时，还能吸收冲击载荷和震动。

进一步地，涂层3完全覆盖所述环形过渡层2的外圆面，并形成所述引导轮的外圆工作面。由此结构可知，涂层3全面覆盖环形过渡层2的外圆面，在引导轮工作时，只有涂层3的外表面是接触面，环形过渡层2不会因摩擦而磨损，所有外界摩擦都发生在具有耐磨性能的涂层3上，提高了引导轮的使用寿命。

进一步地，轮毂1外侧设有第一台阶，环形过渡层2内侧设有与第一台阶对应的第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶的高度相等。由此结构可知，如图1所示，轮毂1和环形过渡层2上设有对应的台阶，第一台阶和第二台阶刚好配合，然后通过螺栓4来拧紧装配。台阶能有效承受来自径向的载荷，减轻螺栓4的剪切应力，提高了轮毂 1与环形过渡层2的装配强度。

进一步地，轮毂1与所述环形过渡层2之间通过螺栓4连接。由此结构可知，通过螺栓4将轮毂1与环形过渡层2连接，并用螺母拧紧，这样拆装方便，且螺栓4强度高，能承受来自外界的拉伸、压缩和剪切应力。

进一步地，螺栓4与所述轮毂1或所述环形过渡层2的压紧面之间还设有“O”型圈。由此结构可知，螺栓4压紧“O”型圈，从而间接将轮毂1与环形过渡层2压紧，“O”型圈为橡胶圈或质软的金属圈，能起到很好的密封作用，避免引导轮在实际工作环境中受到尘土或砂砾的入侵而影响整体的机械性能，同时“O”型圈质软，方便螺栓4将轮毂1与环形过渡层2压紧，且“O”型圈在受到冲击载荷时，还能吸收部分震动，起到减震的作业。

进一步地，螺栓4至少为3个，且所述螺栓4沿所述轮毂1中心对称分布。由此结构可知，多个螺栓4能加强装配强度，且螺栓4的对称分布能将受力均匀分散，避免应力集中而损坏螺栓4，延长了螺栓4的使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过将引导轮分成多个功能模块，由不同的功能模块装配成一个引导轮整体，针对不同的功能模块使用不同的材料以满足不同部位的机械性能要求，在引导轮的外圆工作面设置一个耐摩涂层来提高引导轮的耐磨性，在引导轮的中间还设置一个具有高强度和韧性的过渡层，提高引导轮的整体强度和抗冲击载荷的性能，各个功能模块可以通过可拆卸连接、喷涂、激光熔覆或3D打印技术中的一种或多种技术手段来加工形成一个完整的引导轮。

2、将耐磨层和引导轮轮毂分成两个零部件，二者可拆卸连接，当耐磨层损坏时，只需拆下过渡层和耐磨层即可，提高了维修效率，降低了维修成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。