碗式磨煤機的堆焊型輥套及其輥套堆焊層的分段堆焊方法
【專利摘要】本發明公開了一種碗式磨煤機的堆焊型輥套，包括錐形的輥套母體，輥套母體的大小兩端分別設置有環形凸起，大端凸起的高度大于小端凸起的高度；輥套母體的外表面設置有輥套堆焊層；輥套堆焊層從大端凸起延伸至小端凸起；輥套堆焊層分為四段，處于輥套母體大端的第一堆焊段與大端凸起的軸向尺寸的總和占輥套母體的軸向尺寸的1/3。本發明根據碗式磨煤機在碾磨含有較多的煤礦石、黃鐵礦、石英砂等的原煤時輥套的實際磨損特性，合理確定輥套堆焊層的形狀，并采用分段堆焊的方法，能夠充分發揮堆焊材料的耐磨性能，有效提高碗式磨煤機的輥套磨損部位的使用壽命。本發明還公開了一種輥套堆焊層的分段堆焊方法。
【專利說明】碗式磨煤機的堆焊型輥套及其輥套堆焊層的分段堆焊方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種碗式磨煤機，具體涉及一種碗式磨煤機的堆焊型輥套。本發明還 涉及一種碗式磨煤機的堆焊型輥套的分段堆焊方法。

【背景技術】
[0002] 目前，全世界均面臨著能源緊缺的形勢，而火力發電在能源結構中占居了相當的 比重。
[0003] 火力發電設備中的碗式磨煤機需要使用堆焊型輥套，現有的堆焊型輥套如圖1所 示，包括錐形的輥套母體1，輥套母體1的外表面設置有輥套堆焊層2。這種結構的堆焊型 輥套，其輥套堆焊層2是采用雙金屬復合型硬面堆焊的方法，使輥套堆焊層2直接覆蓋于輥 套母體1上。
[0004] 在使用過程中，由于各不相同的劣質煤與輥套表面擠壓，產生磨損，使得輥套堆焊 層的利用率低，輥套的使用壽命短。
[0005] 另外，現有的雙金屬復合型硬面堆焊的方法，制造異常困難，容易造成焊接材料熔 合性和兼容性差，達不到按照預期的耐磨使用壽命要求。


【發明內容】

[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種碗式磨煤機的堆焊型輥套，它可以大大提 高輥套的使用壽命。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明碗式磨煤機的堆焊型輥套的技術解決方案為：
[0008] 包括錐形的輥套母體，輥套母體的大小兩端分別設置有環形凸起，大端凸起的高 度大于小端凸起的高度；大端凸起、小端凸起及輥套母體為一體成型；
[0009] 輥套母體的外表面設置有輥套堆焊層；輥套堆焊層從大端凸起延伸至小端凸起；
[0010] 輥套堆焊層分為四段，處于輥套母體大端的第一堆焊段與大端凸起的軸向尺寸的 總和占輥套母體的軸向尺寸的1/3。
[0011] 所述大端凸起的單側截面為三角形；所述小端凸起的單側截面為梯形。
[0012] 本發明還提供一種碗式磨煤機的堆焊型輥套的輥套堆焊層的分段堆焊方法，在輥 套母體的外表面形成輥套堆焊層，其技術解決方案為，包括以下步驟：
[0013] 第一步，通過工裝固定輥套母體；將焊接操作機固定于操作架上；
[0014] 第二步，將裝有輥套母體的工裝安裝于變位器；旋轉變位器，調整輥套母體至水平 位置；
[0015] 第三步，在輥套母體的外表面分別堆焊第一堆焊段、第二堆焊段、第三堆焊段、第 四堆焊段，直至堆焊至規定的幾何尺寸；
[0016] 堆焊采用材料為加入合金元素 Mo、B、Nb、稀土的高合金鋼的焊絲，配SH107焊劑；
[0017] 每塊堆焊段按照下述工藝規范進行：
[0018] 第一堆焊段的焊接工藝規范為：焊接電流1=480?540A，焊接電壓U=29?31V，焊 接速度V=50米/小時；
[0019] 第二堆焊段的焊接工藝規范為：焊接電流1=450?500A，焊接電壓U=28?30V，焊 接速度V=45米/小時；
[0020] 第三堆焊段的焊接工藝規范為：焊接電流1=480?520A，焊接電壓U=28?29V，焊 接速度V=60米/小時；
[0021] 第四堆焊段的焊接工藝規范為：焊接電流1=500?550A，焊接電壓U=30?32V，焊 接速度V=55米/小時。
[0022] 所述堆焊方法如下：
[0023] 工序一，先堆焊第二堆焊段，焊三分之一厚度；再堆焊第一堆焊段，焊二分之一厚 度；然后堆焊第三堆焊段，焊二分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段，焊四分之一厚度；
[0024] 工序二，先堆焊第一堆焊段，焊四分之一厚度；再堆焊第二堆焊段，焊三分之一厚 度；然后堆焊第三堆焊段，焊四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段，焊二分之一厚度；
[0025] 工序三，先堆焊第二堆焊段余下的三分之一厚度；再堆焊第三堆焊段余下的四分 之一厚度；然后堆焊第一堆焊段余下的四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段余下的四分之 一厚度；
[0026] 工序四，在第一堆焊段、第二堆焊段、第三堆焊段和第四堆焊段的外表面覆蓋兩層 堆焊層，使輥套母體外表面的輥套堆焊層符合規定的幾何尺寸。
[0027] 其中，用于所述第一堆焊段的焊絲采用高鉻鑄鐵合金+馬氏體合金的組合材料；
[0028] 用于所述第二堆焊段的焊絲采用高鉻鑄鐵合金材料；
[0029] 用于所述第三堆焊段的焊絲采用高鉻鑄鐵合金+馬氏體合金的組合材料；
[0030] 用于所述第四堆焊段的焊絲采用馬氏體合金材料。
[0031] 本發明可以達到的技術效果是：
[0032] 本發明根據碗式磨煤機在碾磨含有較多的煤礦石、黃鐵礦、石英砂等的原煤時輥 套的實際磨損特性，合理確定輥套堆焊層的形狀，并采用分段堆焊的方法，克服了現有的堆 焊技術與輥套磨損特性兼容性差，輥套堆焊層利用率低和輥套壽命低等缺陷，能夠充分發 揮堆焊材料的耐磨性能，有效提高碗式磨煤機的輥套磨損部位的使用壽命。
[0033] 本發明的輥套采用特殊的輥套堆焊層形狀，能夠適應工況運行條件，能夠大大提 高輥套堆焊層的利用率，并提高輥套的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明：
[0035] 圖1是現有技術堆焊型輥套的示意圖；
[0036] 圖2是本發明堆焊型輥套的示意圖；
[0037] 圖3是現有堆焊型輥套的磨損狀態示意圖。
[0038] 圖中附圖標記說明：
[0039] 1為輥套母體， 2為輥套堆焊層，
[0040] 3為輥套堆焊層，4為輥套母體，
[0041] 31為第一堆焊段，32為第二堆焊段，
[0042] 33為第三堆焊段，34為第四堆焊段，
[0043] 41為大端凸起， 42為小端凸起。

【具體實施方式】
[0044] 如圖2所示，本發明碗式磨煤機的堆焊型輥套，包括錐形的輥套母體4，輥套母體4 的大小兩端分別設置有環形凸起，大端凸起41的單側截面為三角形，小端凸起42的單側截 面為梯形；
[0045] 大端凸起41的高度大于小端凸起42的高度；
[0046] 大端凸起41、小端凸起42及輥套母體4為一體成型；
[0047] 輥套母體4的外表面設置有輥套堆焊層3 ;輥套堆焊層3從大端凸起41延伸至小 端凸起42 ；
[0048] 輥套堆焊層3分為四段，處于輥套母體4大端的第一堆焊段31與大端凸起41的 軸向尺寸的總和占輥套母體4的軸向尺寸L的1/3。
[0049] 本發明針對輥套的實際磨損情況，通過改變輥套母體的外部形狀，在輥套母體的 兩端設置有環形凸起，該環形凸起能夠代替兩端的輥套堆焊層，不僅解決了輥套堆焊層的 兩端成型差的問題，而且能夠減少實際的輥套堆焊層的體積，使堆焊層在實際使用中能夠 得到充分利用，從而達到提高堆焊層利用率的目的。
[0050] 由于輥套堆焊層的磨損主要發生在輥套母體中段三分之一的區域之間，兩端的堆 焊層磨損明顯較少，本發明通過改變輥套堆焊層的形狀，用輥套母體代替兩端的輥套堆焊 層，能夠有效利用堆焊層，使堆焊層的利用率提高。
[0051] 本發明輥套堆焊層的分段堆焊方法，在輥套母體4的外表面形成輥套堆焊層3，包 括以下步驟：
[0052] 第一步，通過工裝固定輥套母體4 ;將三頭焊接操作機固定于操作架上；
[0053] 第二步，將裝有輥套母體4的工裝安裝于變位器；旋轉變位器，調整輥套母體4至 水平位置（即輥套母體4的軸線水平，如圖2所示）；
[0054] 第三步，在輥套母體4的外表面分別堆焊第一堆焊段31、第二堆焊段32、第三堆焊 段33、第四堆焊段34，直至堆焊至規定的幾何尺寸；
[0055] 堆焊采用直徑為Φ3. 2mm、材料為加入Mo、B、Nb、稀土等合金元素的高合金鋼的焊 絲，配SH107焊劑；
[0056] 其中用于第一堆焊段31的焊絲采用高鉻鑄鐵合金+馬氏體合金的組合材料；
[0057] 用于第二堆焊段32的焊絲采用高鉻鑄鐵合金材料；
[0058] 用于第三堆焊段33的焊絲采用高鉻鑄鐵合金+馬氏體合金的組合材料；
[0059] 用于第四堆焊段34的焊絲采用馬氏體合金材料；
[0060] 每塊堆焊段按照下述工藝規范進行：
[0061] 第一堆焊段31的焊接工藝規范為：焊接電流1=480?540A，焊接電壓U=29?31V， 焊接速度V=50米/小時；
[0062] 第二堆焊段32的焊接工藝規范為：焊接電流1=450?500A，焊接電壓U=28?30V， 焊接速度V=45米/小時；
[0063] 第三堆焊段33的焊接工藝規范為：焊接電流1=480?520A，焊接電壓U=28?29V， 焊接速度V=60米/小時；
[0064] 第四堆焊段34的焊接工藝規范為：焊接電流1=500?550A，焊接電壓U=30?32V， 焊接速度V=55米/小時；
[0065] 具體的堆焊方法如下：
[0066] 工序一，先堆焊第二堆焊段32,焊三分之一厚度；再堆焊第一堆焊段31，焊二分之 一厚度；然后堆焊第三堆焊段33,焊二分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段34,焊四分之一厚 度；
[0067] 工序二，先堆焊第一堆焊段31，焊四分之一厚度；再堆焊第二堆焊段32,焊三分之 一厚度；然后堆焊第三堆焊段33,焊四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段34,焊二分之一厚 度；
[0068] 工序三，先堆焊第二堆焊段32余下的三分之一厚度；再堆焊第三堆焊段33余下的 四分之一厚度；然后堆焊第一堆焊段31余下的四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段34余 下的四分之一厚度；
[0069] 工序四，在第一堆焊段31、第二堆焊段32、第三堆焊段33和第四堆焊段34的外表 面覆蓋兩層堆焊層，使輥套母體4外表面的輥套堆焊層3符合規定的幾何尺寸。
[0070] 本發明的焊絲采用材料為加入Mo、B、Nb、稀土等合金元素的高合金鋼，這種焊絲材 料的耐磨性好，能夠提高焊層的較軟的基體面的硬度(抗塑性)，從而減少堆焊層的體積，提 高堆焊層的實際利用率，降低輥套的制造成本。
[0071] 本發明的焊絲中加入Mo、B、Nb、稀土等合金元素，能夠使焊層的碳化物硬質相的硬 度粒子大小及分布有利于抗煤中硬度礦物的磨粒磨損減少合金顆粒脫落，使耐磨性能上一 個臺階，其余部位合理加入，或減少提高合金元素，滿足耐磨性的需要，經濟效益顯著。
[0072] 本發明能夠解決分塊的磨輥形腔堆焊的熔合性和兼容性的技術難題。
[0073] 由于碗式磨煤機輥套的所有最大磨損部位都約在離大端三分之一部位處，如圖3 所示，如果直接堆焊，不僅不能達到磨粒磨損耐磨使用預期壽命的要求，而且這個過程的實 現，難度較大，且不容易實現。本發明根據磨粒磨損曲線和可磨系數，采用分段堆焊的方法 以提高輥套堆焊層的耐磨壽命。
[0074] 本發明所采用的分段堆焊方法能夠解決一個截面部位上，四種材料既能相互熔 合，又要達到兼容的材料匹配的技術難題。
[0075] 本發明能夠改變輥套堆焊層的形狀，能夠減少堆焊材料20%左右，從而大大提高 堆焊層的利用率，由于堆焊層的價格要比輥套母體的價格高很多，因此這樣可以大大降低 輥套的制造成本。
【權利要求】
1. 一種碗式磨煤機的堆焊型輥套，其特征在于：包括錐形的輥套母體，輥套母體的大 小兩端分別設置有環形凸起，大端凸起的高度大于小端凸起的高度；大端凸起、小端凸起及 輥套母體為一體成型； 輥套母體的外表面設置有輥套堆焊層；輥套堆焊層從大端凸起延伸至小端凸起； 輥套堆焊層分為四段，處于輥套母體大端的第一堆焊段與大端凸起的軸向尺寸的總和 占輥套母體的軸向尺寸的1/3。
2. 根據權利要求1所述的碗式磨煤機的堆焊型輥套，其特征在于：所述大端凸起的單 側截面為三角形；所述小端凸起的單側截面為梯形。
3. -種碗式磨煤機的堆焊型輥套的輥套堆焊層的分段堆焊方法，在輥套母體的外表面 形成輥套堆焊層，其特征在于，包括以下步驟： 第一步，通過工裝固定輥套母體；將焊接操作機固定于操作架上； 第二步，將裝有輥套母體的工裝安裝于變位器；旋轉變位器，調整輥套母體至水平位 置； 第三步，在輥套母體的外表面分別堆焊第一堆焊段、第二堆焊段、第三堆焊段、第四堆 焊段，直至堆焊至規定的幾何尺寸； 堆焊采用材料為加入合金元素 Mo、B、Nb、稀土的高合金鋼的焊絲，配SH107焊劑； 每塊堆焊段按照下述工藝規范進行： 第一堆焊段的焊接工藝規范為：焊接電流1=480?540A，焊接電壓U=29?31V，焊接速 度V=50米/小時； 第二堆焊段的焊接工藝規范為：焊接電流1=450?500A，焊接電壓U=28?30V，焊接速 度V=45米/小時； 第三堆焊段的焊接工藝規范為：焊接電流1=480?520A，焊接電壓U=28?29V，焊接速 度V=60米/小時； 第四堆焊段的焊接工藝規范為：焊接電流1=500?550A，焊接電壓U=30?32V，焊接速 度V=55米/小時。
4. 根據權利要求3所述的碗式磨煤機的堆焊型輥套的輥套堆焊層的分段堆焊方法，其 特征在于：用于所述第一堆焊段的焊絲采用高鉻鑄鐵合金+馬氏體合金的組合材料； 用于所述第二堆焊段的焊絲采用高鉻鑄鐵合金材料； 用于所述第三堆焊段的焊絲采用高鉻鑄鐵合金+馬氏體合金的組合材料； 用于所述第四堆焊段的焊絲采用馬氏體合金材料。
5. 根據權利要求3所述的碗式磨煤機的堆焊型輥套的輥套堆焊層的分段堆焊方法，其 特征在于：所述第三步的堆焊方法如下： 工序一，先堆焊第二堆焊段，焊三分之一厚度；再堆焊第一堆焊段，焊二分之一厚度； 然后堆焊第三堆焊段，焊二分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段，焊四分之一厚度； 工序二，先堆焊第一堆焊段，焊四分之一厚度；再堆焊第二堆焊段，焊三分之一厚度； 然后堆焊第三堆焊段，焊四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段，焊二分之一厚度； 工序三，先堆焊第二堆焊段余下的三分之一厚度；再堆焊第三堆焊段余下的四分之一 厚度；然后堆焊第一堆焊段余下的四分之一厚度；最后堆焊第四堆焊段余下的四分之一厚 度； 工序四，在第一堆焊段、第二堆焊段、第三堆焊段和第四堆焊段的外表面覆蓋兩層堆焊 層，使輥套母體外表面的輥套堆焊層符合規定的幾何尺寸。
【文檔編號】B02C15/00GK104043502SQ201310079070
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月13日 優先權日:2013年3月13日
【發明者】葉志強, 浦躍奮, 沈光明, 李志強, 張國營 申請人:上海重型機器廠有限公司