专利名称：用于垂直粉碎机的粉碎滚轮的制作方法
技术领域：
本发明的目的是对常规粉碎机、特别是带有垂直轴的粉碎机的粉碎滚轮进行改进。
背景技术：
垂直轴粉碎机例如用于粉碎煤或水泥熟料(clinker)。它们主要由一个带有滚轮的旋转轨道(piste)形成，滚轮被轨道沿垂直轴的旋转运动带动转动。要粉碎的材料进入到一个中心供应通道中，并且落在轨道上，材料在轨道与滚轮之间破裂和粉碎。然后，粉碎后的材料被排到轨道的周边。
可以有不同形状的滚轮，如截锥形滚轮或环形滚轮。文件DE 4400797A1描述了这种形状的滚轮，磨损零件被一种机械固定部件机械密封在滚轮中。
文件JP 2001 129418描述了一种机械粉碎机，这种粉碎机包括一些设在滚轮外表面的磨损零件，这样可以在发现它们的沟槽磨损时很容易地更换这些零件。这些磨损零件插在一个倒T形的芯子中，使它们完全附着在突起的整个表面上。
德国和日本文件中使用的技术没有使用突起注模技术。德国和日本文件中没有使用将一种更具有延展性的材料浇注在插入件周围的注模技术，这种技术可以把插入件固定在滚轮的其它部分中。
图1、2表示垂直轴粉碎器的特殊形状。专利EP 0 476 496 B1中深入研究了这个题目。
该专利另外描述了粉碎滚轮的一种特殊形态，其特征在于磨损表面主要由一些高抗磨损强度并且非常硬的材料的周边插入件构成(如含铬高强度铸铁)，这些插入件机械密封在延展材料的基质内。
在该版本中，插入件预先用一个在至少一纵向侧翼上的突起肋条得到，然后将它们一个挨一个地放在一个模型中，它们之间留出一个由肋条厚度确定的空间。通过浇注一种更具有延展性的材料的注模技术得到双金属零件形式的滚轮，这种延展性材料保证插入件在延展性材料形成的滚轮的其它部分中的机械连接。
因此周边插入件被肋条互相分开，当通过注模制造滚轮时，延展材料可以渗透在插入件之间，一直到周边磨损表面本身，因此保证插入件很好地固定在零件中。这种设置导致一系列坚硬的插入件，这些插入件主要被更有延展性材料的间隔分开(间隔肋条除外)。
为了使延展性金属能够连续渗透到插入件之间，插入件在模型中就位时它们之间产生的间距最好从周边向中心逐渐增加，使熔化的金属不在与冷的插入件接触时凝固，而妨碍这个空间完全被延展金属充填。但是，由于零件在使用中的磨损，这种形态发生变化，在周边产生一个越来越宽的延展空间，这是该空间侧边倾斜的结果。但是，这会产生减少插入件的坚硬周边表面的有害作用，因此加剧零件的磨损。
另外，在粉碎滚轮的情况下，一般在滚轮的外侧观察到局部优先磨损。这种磨损影响滚轮的使用寿命，并且还影响粉碎产品的质量以及粉碎的效率，因为滚轮在轨道上的贴靠面积减小，另外这也使轨道本身在作业时受到磨损。
根据技术的最新发展，在插入件包含陶瓷材料内加固件以减少磨损的情况下，插入件之间存在一个未受保护的空间，这使得在使用时，插入件之间形成一个沟槽，因此露出该陶瓷加固件，并导致陶瓷加固件的边缘出现缺口。这种现象大大降低了陶瓷加固件的效果，因为陶瓷加固件变成非常研磨性材料的产生者，另外它的耐磨性随着它的尺寸降低。
上述专利中还描述了(与图5-9有关)一个可以沿母线补偿磨损剖面的箍环。
为此，插入件没有在它们的纵向延伸在母线的整个长度上，以便在滚轮的外边缘上继续存在一个属于构成滚轮其他部分的延展性铸铁支座一部分的周边鼻状突起。
因此有意在滚轮的这个区域造成更快的磨损，以补偿这个区域正常情况下磨损较慢。但是这种操作方法的缺点是延展性铸铁形成的鼻状突起的磨损使插入件的端部暴露在一个与上面对插入件的纵向边缘描述的缺口中，因此导致同样的可造成损失的结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的形状的插入件，以避免现有技术方法的缺点。
本发明描述了一种通过浇铸形成的复合粉碎滚轮，该滚轮包括一些高耐磨和高硬度材料的周边插入件，这些插入件在进行所述浇铸时封闭到一种延展性基质中，所述滚轮包括承受强磨损应力的第一区域，和受弱磨损应力的第二区域，其特征在于，所述滚轮的外表面包括插入件，所述插入件在所述第一区包括一个拼接部分，并且在第二区包括一个不拼接的部分，所述不可拼接部分中的间距被浇铸基质的所述延展材料充满，这种延展材料可以使插入件有足够的机械锚固性。
在本发明的一个推荐实施例中，与相继的插入件中的相邻表面接触的拼接表面具有一条相当于滚轮形成的圆的半径接触线。
根据本发明，拼接表面的长度与表面未拼接区域的长度之比等于或大于0.2。
一般而言，表面拼接区域的长度与表面未拼接区域的长度之比在0.2到20之间。
在本发明的一个特别推荐实施例中，通过在氧化物、碳化物、氮化物或硼化物中选择的陶瓷加固件加强插入件特别是拼接部分的耐磨损强度。
还是根据本发明，所述插入件包括至少一个可以将其密封在所述延展材料浇铸基质中的防脱落结构(contre-dépouille)。
图1示意性地表示一垂直轴粉碎机。
图2表示在轨道与滚轮1之间起作用的粉碎机构，滚轮带有强磨损区2和4以及弱磨损区3。图中还看到磨损也可能在轨道上产生。
图3示意性地表示一个符合现有技术的滚轮的透视图，滚轮上有一定数量的分开的插入件，这些插入件纵向延伸在滚轮母线的整个长度上。
图4表示符合现有技术状态的插入件，图中出现图3没有表示的分隔凸缘20。
图5表示在二种类型符合现有技术状态的滚轮a和b上观察到的一个磨损剖面实施例。
图6表示在符合现有技术状态的插入件中形成磨损沟槽16。
图7表示由于形成图6所示的沟槽而在插入件的陶瓷加固件17和18的边缘形成鳞片剥落。
图8表示一组符合本发明的并列插入件的视图。
图9是一个插入件在图8的区域14的剖面图。
图10是三个符合本发明的插入件的部分拼接设置的平面图。
图11是一个符合图10插入件的剖面图。
图10和11分别相当于插入件包含一陶瓷加固件(虚线所示)情况下的图8和9。
具体实施例方式在不同的图中，对现有技术状态和本发明实施例的描述，相同或基本相似的组成零件都用相同的参考标记。
在表示现有技术实施例的图3和4中，用整体标记1表示一个带有插入件5的滚轮，由于通过注模形成滚轮时存在凸缘20，插入件纵向处于分开位置，凸缘20作为分隔器。
正如前面指出的，在滚轮注模时，为了使用于整体形成滚轮1的其它部分的延展性金属19在插入件之间通过，直到磨损表面本身，在插入件之间设置一个沿角度α的渐进间隔，该间隔从周边向滚轮的轴线延伸(见图3)。
作业时观察到，在不同的磨损之后，滚轮与纵向台面之间的纵向间距不再恒定不变，这就大大降低了粉碎效果，因为台面本身也可能受到磨损。这一点示于图2。另外，插入件的周边表面由于工作时插入件之间产生宽度增加的沟槽减小，这使滚轮的磨损更大。
根据滚轮的形状即截锥形或环形和粉碎机的类型，人们观察到如图5所示的磨损剖面4，该磨损剖面例如在一个或二个强磨损区2和4与一个弱磨损区3之间变化。
为了提高插入件5的耐磨损强度，特别是它们的外部14，可以在插入件中通过渗入一个多孔陶瓷芯设置一个加固件，这种陶瓷为氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或其它，例如专利EP 0 930 948 B1中描述的，或者就地产生一种陶瓷结构。
在使用一种带有陶瓷加固件的复合材料的情况下，出现使用时的磨损16产生的扩大沟槽构成非常大的不便，因为这些沟槽破坏插入件中包括的陶瓷(图6)，插入件在冲击和压力的作用下在边缘产生鳞片剥落(图7)。这大大增加了磨损，并且丧失了这种陶瓷加固的很大一部分好处。
图6表示按照以等的设计使用没有陶瓷加固的插入件5形成沟槽16。
图7表示当插入件5中加入一陶瓷加固件18时工作中发生的情况。人们发现，在延展金属中形成沟槽16后，渗入陶瓷体18的棱边破裂，释放出非常具有研磨性的材料，并加速形成不规则的磨损剖面。
考虑到这些经验资料，设计符合本发明的插入件的方法是在强磨损部分2和4与弱磨损部分3之间产生耐磨强度差。
根据本发明，这种作用通过使用插入件5得到(见图8和后面的图)，这些插入件在上面的强磨损应力部分2是拼接的，并且在弱磨损应力的部分3保留一些被一种浇铸的延展金属19充满的间距12。因此得到一个高耐磨损强度的区域14和一个低耐磨损强度的区域13。与相继的插入件中的相邻表面接触的表面6和7(见图8和10)向滚轮的中心延伸，即在剖面图中，它们的接触线相当于滚轮形成的圆的半径。这就保证了当插入件5并列时它们之间的完全接触，而收缩的表面10和11形成插入件之间的间距，因此在滚轮内部产生一个低耐磨损强度的区域13，而更受碰撞的表面14将是连续的，没有引起沟槽的危险，因此没有降低磨损强度的危险。
强磨损区与一弱磨损区之间的相对位置取决于粉碎机的类型和滚轮的类型，更特别的是滚轮的几何形状。
强磨损碰撞区的宽度与弱磨损碰撞区宽度的比一般等于或大于1。这些相同区域之间的宽度比为1到1.5可以同时有足够的粉碎面积和插入件在基质中的适当连接性。
插入件的内部部分3保留形成沟槽的可能性在可以保证更好地带动滚轮、减少在要粉碎的材料上的滑动作用的方面是有利的。
插入件在基质中的固定机械性地得到保证，并且这主要是通过插入件下部部分15的形状，这一点示于图9。
选择这个形状，以便可以有燕尾型、孔形或其它固定装置很强的防脱落性。
图10和11表示由二个部分13和14构成的插入件的磨损表面的外部部分14中的符合本发明的陶瓷加固件18的连续性，这种连续性消除了脆弱的棱边，因此消除了用于抗磨损的材料的损失。
附图标记1 设有插入件的粉碎滚轮2、4 强磨损区3 弱磨损区5 周边插入件6、7 强磨损强度区中的拼接面10、11 弱磨损强度区中的收缩或未拼接面12 弱磨损强度部分中的间距13 承受最弱磨损应力的区域14 承受最强磨损应力的插入件外部15 插入件下部的防脱落结构16 使用时的磨损沟槽17 陶瓷加固件的易断裂棱边18 插入件的陶瓷加固件19 延展材料20 间隔凸缘
权利要求
1.浇铸形成的复合粉碎滚轮(1)，该滚轮包括一些高耐磨和高硬度材料的周边插入件(5)，这些插入件在进行所述浇铸时封闭在一种延展基质(19)中，所述滚轮(1)包括一些承受强磨损应力的第一区域(14)和一些承受弱磨损应力的第二区域(13)，其特征在于，所述滚轮(1)的周边表面有一些插入件(5)，该插入件在所述第一区域(14)包括一个拼接部分(6、7)，在所述第二区域(13)包括一个未拼接的部分(13)，所述未拼接部分中的间距(12)被所述浇铸基质的延展材料(19)充满，使插入件可以有足够的机械锚固性。
2.如权利要求1所述的滚轮，其特征在于，要与相邻插入件中的相邻表面接触的拼接面(6)和(7)有一条相当于滚轮(1)形成的圆的半径的接触线。
3.如权利要求1或2所述的滚轮，其特征在于，拼接面的长度与表面未拼接区域的长度之比等于或大于0.2。
4.如权利要求3所述的滚轮，其特征在于，拼接面的长度与表面未拼接区域的长度之比在0.2到20之间。
5.如权利要求1-4之任一项所述的滚轮，其特征在于，通过一种在氧化物、碳化物、氮化物或硼化物一族中选择的陶瓷加固件来强化插入件(5)特别是拼接部分的耐磨损强度。
6.如上述权利要求之任一项所述的滚轮，其特征在于，所述插入件(5)包括至少一个可以使其封闭在所述延展材料的浇铸基质(19)中的防脱落结构(15)。
全文摘要
本发明涉及一种浇铸形成的复合粉碎滚轮，该滚轮包括一些高耐磨和高硬度材料的周边插入件，这些插入件在所述浇铸时封闭在一种延展基质中，所述滚轮包括一些承受强磨损应力的第一区域，和一些承受弱磨损应力的第二区域，其特征在于，所述滚轮的周边表面有一些插入件，该插入件在所述第一区域包括一个拼接部分，在所述第二区域包括一个未拼接部分，所述未拼接部分中的间距被所述浇铸基质的延展材料充满，使插入件可以有足够的机械锚固性。
文档编号B02C15/00GK1925920SQ200480042254
公开日2007年3月7日 申请日期2004年12月20日 优先权日2004年3月3日
发明者L·莱克里尔克 申请人:马格托国际股份有限公司