抛料头、叶轮以及冲击式制砂的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种抛料头，包括基体（1）和硬质合金体（2），所述基体（1）的周面上形成有凹槽，所述硬质合金体（1）嵌入在所述凹槽中，其中，所述基体（1）为钢基体，该钢基体的周面上形成有堆焊层。本实用新型还公开了一种包括上述抛料头的叶轮、以及一种包括该叶轮的冲击式制砂机。本实用新型的抛料头独创性地采用具有较好的综合机械性能的钢作为基体材料，并且通过在钢基体上形成堆焊层，实现了抛料头韧性与耐磨性的完美结合，降低了制造成本，延长了使用寿命。
【专利说明】抛料头、叶轮以及冲击式制砂机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制砂机领域，具体地，涉及一种抛料头、具有该抛料头的叶轮及冲击式制砂机。
【背景技术】
[0002]叶轮作为冲击式制砂机的核心部件，其性能决定了制砂机的性能。其中，叶轮的耐磨件的寿命，尤其是磨损工况最恶劣的抛料头的磨损寿命直接影响叶轮的使用寿命和性倉泛。
[0003]抛料头承受高速原料抛出时对其产生的冲击和磨损，同时还要承受制砂机的破碎腔中部分原料返回时对其产生的冲击和磨损，因此其使用寿命往往不长，制造和使用成本均较高。
[0004]现有技术的抛料头主要分为两种，一种是以高铬合金铸铁为基体的抛料头，另一种是以闻猛钢为基体的抛料头。以闻络合金铸铁为基体的抛料头，因铸造缺陷等广生的表观、内部裂纹易使抛料头断裂，从而造成事故，而且成本较高。以高锰钢为基体的抛料头，由于没有强烈冲击，因此对高锰钢的冲击硬化作用不够强烈，导致基体磨损较快，成本较高。
[0005]通过对制砂机内腔的有限元分析以及对使用后的抛料头进行分析，发现抛料头产生的磨损为局部磨损，而局部磨损即导致抛料头整体报废，造成材料的浪费。并且，现有技术的抛料头均不可现场修复，发生局部磨损也无能为力。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种抛料头，该抛料头的制造成本更低、耐磨性能更好。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供一种抛料头，包括基体和硬质合金体，基体的周面上形成有凹槽，硬质合金体嵌入在凹槽中，其中，基体为钢基体，该钢基体的周面上形成有堆焊层。
[0008]优选地，堆焊层包括第一堆焊层和第二堆焊层，第二堆焊层形成在钢基体的周面的靠近硬质合金体的部分上，第一堆焊层形成在钢基体的周面的远离硬质合金体的部分上，第二堆焊层的厚度大于第一堆焊层的厚度。
[0009]优选地，基体包括相互连接的安装部和工作部，第一堆焊层和第二堆焊层形成在工作部的外周面上。
[0010]优选地，硬质合金体的两侧形成有过渡区，该过渡区为工作部的外周面的一部分，硬质合金体通过过渡区与堆焊层隔开。
[0011]优选地，工作部的外周面包括沿工作部的周向布置的积料面、抛料面和背面，抛料面位于积料面与背面之间，凹槽与过渡区形成在抛料面上，堆焊层覆盖在积料面、背面上，并且覆盖在抛料面的除凹槽和过渡区之外的部分上。
[0012]优选地，第二堆焊层包括厚度相等的第一部分和第二部分，第一部分从靠近积料面的一侧的过渡区延伸至积料面与安装部的交线，第二部分从远离积料面的一侧的过渡区至少延伸至抛料面与背面的交线。
[0013]优选地，第二部分从远离所述积料面的一侧的过渡区延伸至背面，以覆盖背面的一部分。
[0014]优选地，第一部分的长度或第二部分的长度与基体的长度之比为1/2~1/3。
[0015]本实用新型还提供一种叶轮，该叶轮包括如上的抛料头。
[0016]本实用新型还提供一种冲击式制砂机，该冲击式制砂机如上所述的叶轮。
[0017]本实用新型的抛料头独创性地采用具有较好的综合机械性能的钢作为基体材料，并且通过在钢基体上形成堆焊层，实现了抛料头韧性与耐磨性的完美结合，降低了制造成本，延长了使用寿命。
[0018]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1是根据本实用新型的一种实施方式的抛料头的主视剖视图；
[0021]图2是图1的仰视图；
[0022]图3是图1的俯视图；
[0023]图4是图1中的A部分的放大图。
[0024]附图标记说明`
[0025]I基体11工作部111积料面1111上部
[0026]1112下部112抛料面1121、1122过渡区 113背面
[0027]114装配面12安装部2硬质合金体3第一堆焊层
[0028]4第二堆焊层 41第一部分42第二部分
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0030]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、”均是在本实用新型提供的抛料头正常使用的情况下定义的，具体地可参考图2和图3的图面方向。此外，抛料头基体的长度方向可以参考图2和图3的图面的上下方向。
[0031 ] 如图1所示，本实用新型一方面提供一种抛料头，包括基体I和硬质合金体2，所述基体I的周面上形成有凹槽，所述硬质合金体I嵌入在所述凹槽中，其中，所述基体I为钢基体，该钢基体的周面上形成有堆焊层。所述硬质合金体2可以沿所述基体I的长度方向从所述基体I的一端延伸至另一端。
[0032]对上述技术方案需要理解的是，与现有技术的以高铬合金铸铁为基体的抛料头和以高锰钢为基体的抛料头不同，本实用新型的抛料头独创性地采用具有较好的综合机械性能的钢作为基体材料，并且通过在钢基体上形成堆焊层，实现了抛料头韧性与耐磨性的完美结合，降低了制造成本，延长了使用寿命。
[0033]此外，由于钢基体与堆焊层均具备很好的可修复性，因此，当本实用新型的抛料头出现磨损时，可以通过使用结构焊材来填充钢基体的磨损部位，然后再在钢基体上进行堆焊修复，从而进一步延长了抛料头的使用寿命。
[0034]为了更好地保护硬质合金体2，防止因硬质合金体2附近的堆焊层磨损而导致硬质合金体2从凹槽中脱离，优选地，可以将堆焊层的靠近硬质合金体2的部分加厚，具体地，所述堆焊层可以包括第一堆焊层3和第二堆焊层4，所述第二堆焊层4形成在所述钢基体的周面的靠近所述硬质合金环2的部分上，所述第一堆焊层3形成在所述钢基体的周面的远离所述硬质合金环2的部分上，所述第二堆焊层4的厚度大于所述第一堆焊层3的厚度。
[0035]如图1所示，抛料头基体通常包括用于承受原料冲击的工作部11和用于将抛料头安装到叶轮(未示出)上的安装部12。由于工作部11是抛料头主要承受冲击的部分，因此，在本实用新型的抛料头中，所述堆焊层形成在所述工作部11的外周面上，以提高工作部11的耐磨性。
[0036]图4是图1中的A部分的放大图，如图4所示，所述硬质合金体2的两侧形成有过渡区1121、1122，并且该过渡区为所述工作部11的外周面的一部分(即所述过渡区上未形成所述堆焊层)，所述硬质合金体2通过所述过渡区1121、1122与所述堆焊层隔开，以实现保护硬质合金体2、防止堆焊层脱落的目的。
[0037]以下，为了更清楚地描述本实用新型，将抛料头的工作部11在工作过程中容易产生原料堆积的表面定义为积料面，将原料从其上抛离的表面定义为抛料面，将背离叶轮中的原料的表面定义为背面，将与叶轮接触的表面以进行装配的表面定义为装配面。
[0038]如图1所示，所述工作部11的外周面可以包括沿所述工作部11的周向布置的积料面111、抛料面112、背面113和装配面114，所述抛料面112位于所述积料面111与所述背面113之间，所述凹槽与所述过渡区1121、1122形成在所述抛料面112上，所述堆焊层可以覆盖在所述积料面111、所述背面113上，并且可以覆盖在所述抛料面112的除所述凹槽和所述过渡区1121、1122之外的部分上。
[0039]这里需要说明的是，叶轮中的原料在离心力作用下从叶轮中抛出时，通常沿从积料面111到抛料面112的方向流动，最后从抛料面112与背面113的交线处抛出，抛出的原料进入制砂机的破碎腔(未示出)中进行破碎处理，而进入破碎腔中的原料中的一部分会产生回流，从而打在工作部11的背面113，对背面113造成冲击和磨损。因此，需要在积料面111、抛料面112和背面113上堆焊堆焊层，从而保护该三个面。由于装配面114起装配作用，其直接贴合叶轮上的装配部，因此，不需要在装配面114上进行堆焊。
[0040]上面已经提及，通过对制砂机内腔的有限元分析以及对使用后的抛料头进行分析，发现抛料头产生的磨损为局部磨损。更具体地，该局部磨损集中在原料在抛出过程中流经的表面，即积料面111和抛料面112。因此，可以对积料面111和抛料面112上的堆焊层进行加厚处理，以进一步提高耐磨性。
[0041]具体地，所述堆焊层包括第一堆焊层3和第二堆焊层4，所述第二堆焊层4的厚度大于所述第一堆焊层3的厚度，所述第二堆焊层4包括厚度相等的第一部分41和第二部分42，所述第一部分41从靠近所述积料面111的一侧的所述过渡区1121延伸至所述积料面111与所述安装部12的交线，所述第二部分42从远离所述积料面111的一侧的所述过渡区1122至少延伸至所述抛料面112与所述背面113的交线。
[0042]如上所述，在制砂机中，进入破碎腔的原料中的一部分会产生回流，从而打在工作部11的背面113，对背面113造成冲击和磨损，更具体地，回流的原料主要打在背面113的靠近抛料面112的部分上。因此，为了更好地保护背面113的承受回流原料冲击的部分的耐磨性，优选地，如图1和图3所示，所述第二部分42从远离所述积料面111的一侧的所述过渡区1122延伸至所述背面113，以覆盖所述背面113的一部分。
[0043]第一部分41的长度和第二部分42的长度可以具有相等或不相等的长度，本实用新型对此不作限制。然而，考虑到加工的方便性，优选地，如图2和图3所示，所述第一部分41的长度与所述第二部分42的长度相等。更优选地，所述第一部分41和所述第二部分42沿所述基体I的长度方向彼此平齐，以易于加工。
[0044]进一步地，当抛料头安装在叶轮中时，抛料头的沿长度方向的上端部和下端部通常对应地安装有上流道板和下流道板(均未示出)，因此，相比于抛料头的中部，所述上端部和下端部承受的冲击的较小。并且原料在抛离过程中，由于重力作用，其高度会下降。因此，为了节省堆焊材料，提高堆焊材料的利用率，优选地，如图2所示，第二堆焊层4形成在抛料头的沿长度方向的中部，所述积料面111包括位于所述第一部分41上方的上部1111和位于所述第一部分41下方的下部1112，并且所述上部1111的长度大于所述下部1112的长度。
[0045]更具体地，所述第一部分41的长度或所述第二部分42的长度与所述基体I的长度之比可以为1/2?1/3。
[0046]根据本实用新型的另一方面，提供一种叶轮，该叶轮包括根据本实用新型的抛料头。
[0047]根据本实用新型的还另一方面，提供一种冲击式制砂机，该冲击式制砂机包括根据本实用新型的叶轮。
[0048]本实用新型克服了技术偏见，采用具有较好综合机械性能的钢为基体，并在表面堆焊高耐磨性的堆焊层。相比传统以高铬合金、高锰钢为基体的抛料头，本实用新型的抛料头制造成本降低，使用寿命提高。钢基体表层堆焊的结构实现了抛料头韧性与耐磨性的完美结合，在抛料头易磨损部位加厚堆焊层，实现抛料头各部分等寿命设计，提升了材料利用率，降低了使用成本。堆焊层在磨损后可现场堆焊修复，进一步延长了抛料头使用寿命。
[0049]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0050]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0051]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种抛料头，包括基体(I)和硬质合金体(2)，所述基体(I)的周面上形成有凹槽，所述硬质合金体(2)嵌入在所述凹槽中，其特征在于，所述基体(I)为钢基体，该钢基体的周面上形成有堆焊层。
2.根据权利要求1所述的抛料头，其特征在于，所述堆焊层包括第一堆焊层(3)和第二堆焊层(4)，所述第二堆焊层(4)形成在所述钢基体的周面的靠近所述硬质合金体(2)的部分上，所述第一堆焊层(3)形成在所述钢基体的周面的远离所述硬质合金体(2)的部分上，所述第二堆焊层(4)的厚度大于所述第一堆焊层(3)的厚度。
3.根据权利要求2所述的抛料头，其特征在于，所述基体(I)包括相互连接的安装部(12)和工作部(11)，所述第一堆焊层(3)和所述第二堆焊层(4)形成在所述工作部(11)的外周面上。
4.根据权利要求3所述的抛料头，其特征在于，所述硬质合金体(2)的两侧形成有过渡区(1121、1122)，该过渡区为所述工作部(11)的外周面的一部分，所述硬质合金体(2)通过所述过渡区(1121、1122)与所述堆焊层隔开。
5.根据权利要求4所述的抛料头，其特征在于，所述工作部(11)的外周面包括沿所述工作部(11)的周向布置的积料面(111 )、抛料面(112)和背面(113)，所述抛料面(112 )位于所述积料面(111)与所述背面(113)之间，所述凹槽与所述过渡区(1121、1122)形成在所述抛料面(112)上，所述堆焊层覆盖在所述积料面(111)、所述背面(113)上，并且覆盖在所述抛料面(112)的除所述凹槽和所述过渡区(1121、1122)之外的部分上。
6.根据权利要求5所述的抛料头，其特征在于，所述第二堆焊层(4)包括厚度相等的第一部分(41)和第二部分(42)，所述第一部分(41)从靠近所述积料面(111)的一侧的所述过渡区(1121)延伸至所述积料面(111)与所述安装部(12)的交线，所述第二部分(42)从远离所述积料面(111)的一侧的所述过渡区(1122 )至少延伸至所述抛料面(112 )与所述背面(113)的交线。
7.根据权利要求6所述的抛料头，其特征在于，所述第二部分(42)从远离所述积料面(111)的一侧的所述过渡区(1122)延伸至所述背面(113)，以覆盖所述背面(113)的一部分。
8.根据权利要求6所述的抛料头，其特征在于，所述第一部分(41)的长度或所述第二部分(42)的长度与所述基体(I)的长度之比为1/2?1/3。
9.一种叶轮，其特征在于，所述叶轮包括根据权利要求1-8中任意一项所述的抛料头。
10.一种冲击式制砂机，其特征在于，所述冲击式制砂机包括根据权利要求9所述的叶轮。
【文档编号】B02C19/00GK203540657SQ201320698886
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】黄立喜, 何东 申请人:中联重科股份有限公司