一种具有内部缓冲结构的磨辊的制作方法

一种具有内部缓冲结构的磨辊的制作方法
【专利摘要】本发明属于高压磨损【技术领域】，涉及一种具有内部缓冲结构的磨辊；由辊芯、不规则缓冲层和耐磨层组成，辊芯、不规则缓冲层、耐磨层依次向外圆周排布，不规则缓冲层上表面均布设有凸起缓冲结构；不规则缓冲层通过凸起缓冲结构嵌入耐磨层，而使不规则缓冲层与耐磨层相互接触；不规则缓冲层上表面的凸起缓冲结构为条纹状或网格状，均布排列；不规则缓冲层材料的凸起缓冲结构嵌入耐磨层内部，使耐磨层内软硬材料相间；嵌入的凸起缓冲结构则可以吸收磨辊因外力而产生的应变能，减小磨辊内部物质间作用力，削弱外部冲击和挤压对耐磨层的破坏影响，从而增强磨辊抗破坏能力，增加磨辊使用寿命。
【专利说明】一种具有内部缓冲结构的磨辊

【技术领域】
[0001]本发明属于高压磨损【技术领域】，涉及一种在疲劳磨损工况条件下使用的具有更长使用寿命的磨辊，具体涉及一种具有内部缓冲结构的磨辊。

【背景技术】
[0002]为了增加磨辊表面耐磨性，磨辊制造时通常采用表层堆焊技术，在辊芯表面堆焊一层缓冲层，在缓冲层表面再堆焊一层过渡层或直接堆焊耐磨层。辊体基体材料采用韧性较好的低碳钢或低合金钢，表面堆焊硬度高、耐磨性好的合金材料，缓冲层材料韧性和硬度一般介于辊芯和耐磨层材料之间，以便在保证部件表面具有优异耐磨性的同时，使辊体具有良好的综合性能。磨辊工作过程中，磨辊表层不同深度会受到交变循环的压应力和拉应力作用，使辊面产生不断产生弹性变形和塑性变形，磨辊表面耐磨材料具有高硬度和高耐磨性，硬度高的材料其韧性相对较差，对外力产生的变形能吸收能力较小，当这种交变循环应力超过磨辊材料的疲劳强度时，会在磨辊表层产生裂纹。裂纹在交变应力作用下不断发展，互相贯通后就造成了磨辊表层的脱落，影响磨辊使用寿命。因此在不改变磨辊加工制造方法的同时，增加磨辊表层韧性，解决其能量吸收问题很重要。


【发明内容】

[0003]本发明的目的是提供一种具有内部缓冲结构的磨辊，在不改变传统磨辊制造方式的同时，利用缓冲层材料相比耐磨层材料具有更好韧性的特点，通过凸起缓冲结构嵌入耐磨层内部，使耐磨层内软硬材料相间来增加磨辊表层韧性，提高磨辊使用寿命。
[0004]为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合【专利附图】

【附图说明】如下:
[0005]一种具有内部缓冲结构的磨辊，由辊芯1、不规则缓冲层2和耐磨层3组成，辊芯
1、不规则缓冲层2、耐磨层3依次向外圆周排布，所述不规则缓冲层2上表面均布设有凸起缓冲结构4。
[0006]技术方案中所述不规则缓冲层2通过凸起缓冲结构4嵌入耐磨层3，而使不规则缓冲层2与耐磨层3相互接触。
[0007]技术方案中所述不规则缓冲层2与耐磨层3相互接触部位处完全接触。
[0008]技术方案中所述不规则缓冲层2与耐磨层3相互接触部位靠近凸起缓冲结构4的尖角处存在间隙5。
[0009]技术方案中所述不规则缓冲层2上表面的凸起缓冲结构4为条纹状或网格状，均布排列。
[0010]技术方案中所述凸起缓冲结构4高度为耐磨层3厚度的3/4-1倍；所述凸起缓冲结构4宽度为10mm，上下偏差5mm。
[0011]技术方案中条纹状凸起缓冲结构数量为8条或16条，均布排列。
[0012]技术方案中网格状凸起缓冲结构为长方形或正方形。
[0013]技术方案中磨辊周向网格状凸起缓冲结构数量为8或16，磨辊轴向网格状凸起缓冲结构数量根据磨辊轴向长度确定。
[0014]与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0015]1、不规则缓冲层材料的凸起缓冲结构嵌入耐磨层内部，使耐磨层内软硬材料相间。
[0016]2、本发明所述的磨辊与传统结构磨辊相比其耐磨性能不变，这种磨辊在工作时，耐磨层硬质材料可以很好的抵抗物料的挤压，嵌入的凸起缓冲结构则可以吸收磨辊因外力而产生的应变能，减小磨辊内部物质间作用力，削弱外部冲击和挤压对耐磨层的破坏影响，从而增强磨辊抗破坏能力，增加磨辊使用寿命。

【专利附图】

【附图说明】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步的说明:
[0018]图1 (a)是具有16条条纹状凸起缓冲结构的磨辊立体图；
[0019]图1(b)是具有网格状凸起缓冲结构的磨辊立体图；
[0020]图2(a)是具有条纹状凸起缓冲结构的不含耐磨层的磨辊立体图；
[0021]图2(b)是具有网格状凸起缓冲结构的不含耐磨层的磨辊立体图；
[0022]图3是耐磨层上表面高于凸起缓冲结构的磨辊立体图；
[0023]图4(a)是条纹状凸起缓冲结构俯视图；
[0024]图4(b)是网格状凸起缓冲结构俯视图；
[0025]图5(a)是耐磨层与不规则缓冲层完全接触示意图；
[0026]图5(b)是耐磨层与不规则缓冲层在凸起缓冲结构处有间隙示意图；
[0027]图中:1、辊芯；2、不规则缓冲层；3、耐磨层；4、凸起缓冲结构；5、间隙。

【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明作详细的描述:
[0029]磨辊工作时，磨辊内部受到物料周期性的高强度挤压和摩擦，使磨辊内部物质受到正应力和剪切应力的周期性作用，这种作用力在磨辊内部向周围传递，物质间相互挤压，产生大量变形能，磨辊最上层的耐磨层为硬度较高而韧性较差的材料，这种材料可以很好的抵抗磨损和高强度挤压，但因其韧性较差，对能力的吸收能力较弱，很容易在内部产生裂纹并最终造成辊面脱落，影响磨辊使用寿命。磨辊耐磨层下面为缓冲层，这层物质起到辊芯和耐磨层的过渡连接作用，硬度比耐磨层低但韧性比耐磨层好，耐磨性较差，能量吸收能力比耐磨层好。本发明提出的具有内部缓冲结构的磨辊，就是借助改变缓冲层与耐磨层的界面结构，利用缓冲材料的高韧性来吸收耐磨层内部的变形能，减小耐磨层内部物质间相互作用力，进而减小磨辊表层脱落纪律，达到延长磨辊使用寿命的目的。
[0030]本发明所述的磨辊使用工况与常规磨辊相同，制造时在常规磨辊辊芯上堆焊不规则缓冲层，不规则缓冲层上表面堆焊凸起缓冲结构的条纹状或网格状结构，条纹或网格状结构尽量均匀分布，凸起缓冲结构宽度不要超过耐磨层非光滑结构间距。在不规则缓冲层顶部堆焊耐磨层，耐磨层上表面可以与不规则缓冲层凸起缓冲结构上表面平齐或者高于不规则缓冲层凸起缓冲结构上表面。当耐磨层上表面与不规则缓冲层凸起缓冲结构上表面平齐时，由于通常磨辊耐磨层上表面堆焊有条纹或菱形等非光滑结构，磨辊工作时，虽然缓冲材料不耐磨，但是由于不规则缓冲层凸起缓冲结构比较窄，小于耐磨层非光滑结构间距，磨辊稳定工作后不会影响磨辊整体粉碎性能。
[0031]参阅图4(a)、图4(b)，不规则缓冲层凸起缓冲结构可以是条纹状或网格状，凸起缓冲结构高度为耐磨层3/4-1倍，宽度10mm，上下偏差5mm，一般不要宽于耐磨层上表面的条纹型、人字型等结构间距或菱型结构宽度。条纹数可为8条或16条，均布排列。网格结构为长方形或正方形，磨辊周向网格数为8或16，轴向网格数根据辊子长度确定。
[0032]参阅图1(a)，是具有16条条纹状凸起缓冲结构的磨辊立体图，耐磨层与凸起缓冲结构平齐；
[0033]参阅图1 (b)，是具有网格状凸起缓冲结构的磨辊立体图；耐磨层与凸起缓冲结构平齐；
[0034]参阅图2 (a)，具有条纹状凸起缓冲结构的不含耐磨层的磨辊；
[0035]参阅图2(b)，具有网格状凸起缓冲结构的不含耐磨层的磨辊；
[0036]参阅图3，耐磨层上表面高于凸起缓冲结构的磨辊；
[0037]参阅图5(a)，耐磨层下表面结构与不规则缓冲层接触部分结构向吻合，堆焊耐磨层时沿着不规则缓冲层上表面堆焊。
[0038]参阅图5 (b)，不规则缓冲层2与耐磨层3相互接触部位靠近凸起缓冲结构4的尖角处存在间隙5。
[0039]通常磨辊表层堆焊耐磨层时，在耐磨层上表面上会堆焊一些条纹或菱形等花纹凸起结构，花纹一般宽和间距都在1mm左右，在本发明中耐磨层表面也可堆焊花纹结构，对耐磨层上表面与不规则缓冲层凸起缓冲结构上表面平齐的磨辊，由于不规则缓冲层凸起缓冲结构宽度也是1mm左右，不影响耐磨层上表面花纹堆焊，花纹可以堆焊在不规则缓冲层凸起缓冲结构表面。
【权利要求】
1.一种具有内部缓冲结构的磨辊，由辊芯(I)、不规则缓冲层(2)和耐磨层(3)组成，辊芯(I)、不规则缓冲层(2)、耐磨层(3)依次向外圆周排布，其特征在于:所述不规则缓冲层(2)上表面均布设有凸起缓冲结构(4)。
2.根据权利要求1所述的一种具有内部缓冲结构的磨辊，其特征在于:所述不规则缓冲层(2)通过凸起缓冲结构(4)嵌入耐磨层(3)，而使不规则缓冲层(2)与耐磨层(3)相互接触。
3.根据权利要求2所述的一种具有内部缓冲结构的磨辊，其特征在于:所述不规则缓冲层(2)与耐磨层(3)相互接触部位处完全接触。
4.根据权利要求2所述的一种具有内部缓冲结构的磨辊，其特征在于:所述不规则缓冲层(2)与耐磨层(3)相互接触部位靠近凸起缓冲结构(4)的尖角处存在间隙(5)。
5.根据权利要求1所述的一种具有内部缓冲结构的磨辊，其特征在于:所述不规则缓冲层(2)上表面的凸起缓冲结构(4)为条纹状或网格状，均布排列。
6.根据权利要求5所述的一种具有内部缓冲结构的磨辊，其特征在于:所述凸起缓冲结构(4)高度为耐磨层(3)厚度的3/4-1倍；所述凸起缓冲结构(4)宽度为10mm，上下偏差 5mm。
7.根据权利要求5或6所述的一种具有内部缓冲结构的磨辊，其特征在于:条纹状凸起缓冲结构数量为8条或16条，均布排列。
8.根据权利要求5或6所述的一种具有内部缓冲结构的磨辊，其特征在于:网格状凸起缓冲结构为长方形或正方形。
9.根据权利要求8所述的一种具有内部缓冲结构的磨辊，其特征在于:磨辊周向网格状凸起缓冲结构数量为8或16，磨辊轴向网格状凸起缓冲结构数量根据磨辊轴向长度确定。
【文档编号】B02C4/30GK104475190SQ201410723114
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】齐迎春, 丛茜, 金敬福, 于庆宇, 贺连彬, 黄莲 申请人:吉林大学