一種具有內部緩沖結構的磨輥的制作方法
【專利摘要】本發明屬于高壓磨損【技術領域】，涉及一種具有內部緩沖結構的磨輥；由輥芯、不規則緩沖層和耐磨層組成，輥芯、不規則緩沖層、耐磨層依次向外圓周排布，不規則緩沖層上表面均布設有凸起緩沖結構；不規則緩沖層通過凸起緩沖結構嵌入耐磨層，而使不規則緩沖層與耐磨層相互接觸；不規則緩沖層上表面的凸起緩沖結構為條紋狀或網格狀，均布排列；不規則緩沖層材料的凸起緩沖結構嵌入耐磨層內部，使耐磨層內軟硬材料相間；嵌入的凸起緩沖結構則可以吸收磨輥因外力而產生的應變能，減小磨輥內部物質間作用力，削弱外部沖擊和擠壓對耐磨層的破壞影響，從而增強磨輥抗破壞能力，增加磨輥使用壽命。
【專利說明】一種具有內部緩沖結構的磨輥

【技術領域】
[0001]本發明屬于高壓磨損【技術領域】，涉及一種在疲勞磨損工況條件下使用的具有更長使用壽命的磨輥，具體涉及一種具有內部緩沖結構的磨輥。

【背景技術】
[0002]為了增加磨輥表面耐磨性，磨輥制造時通常采用表層堆焊技術，在輥芯表面堆焊一層緩沖層，在緩沖層表面再堆焊一層過渡層或直接堆焊耐磨層。輥體基體材料采用韌性較好的低碳鋼或低合金鋼，表面堆焊硬度高、耐磨性好的合金材料，緩沖層材料韌性和硬度一般介于輥芯和耐磨層材料之間，以便在保證部件表面具有優異耐磨性的同時，使輥體具有良好的綜合性能。磨輥工作過程中，磨輥表層不同深度會受到交變循環的壓應力和拉應力作用，使輥面產生不斷產生彈性變形和塑性變形，磨輥表面耐磨材料具有高硬度和高耐磨性，硬度高的材料其韌性相對較差，對外力產生的變形能吸收能力較小，當這種交變循環應力超過磨輥材料的疲勞強度時，會在磨輥表層產生裂紋。裂紋在交變應力作用下不斷發展，互相貫通后就造成了磨輥表層的脫落，影響磨輥使用壽命。因此在不改變磨輥加工制造方法的同時，增加磨輥表層韌性，解決其能量吸收問題很重要。


【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種具有內部緩沖結構的磨輥，在不改變傳統磨輥制造方式的同時，利用緩沖層材料相比耐磨層材料具有更好韌性的特點，通過凸起緩沖結構嵌入耐磨層內部，使耐磨層內軟硬材料相間來增加磨輥表層韌性，提高磨輥使用壽命。
[0004]為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的，結合【專利附圖】

【附圖說明】如下:
[0005]一種具有內部緩沖結構的磨輥，由輥芯1、不規則緩沖層2和耐磨層3組成，輥芯
1、不規則緩沖層2、耐磨層3依次向外圓周排布，所述不規則緩沖層2上表面均布設有凸起緩沖結構4。
[0006]技術方案中所述不規則緩沖層2通過凸起緩沖結構4嵌入耐磨層3，而使不規則緩沖層2與耐磨層3相互接觸。
[0007]技術方案中所述不規則緩沖層2與耐磨層3相互接觸部位處完全接觸。
[0008]技術方案中所述不規則緩沖層2與耐磨層3相互接觸部位靠近凸起緩沖結構4的尖角處存在間隙5。
[0009]技術方案中所述不規則緩沖層2上表面的凸起緩沖結構4為條紋狀或網格狀，均布排列。
[0010]技術方案中所述凸起緩沖結構4高度為耐磨層3厚度的3/4-1倍；所述凸起緩沖結構4寬度為10mm，上下偏差5mm。
[0011]技術方案中條紋狀凸起緩沖結構數量為8條或16條，均布排列。
[0012]技術方案中網格狀凸起緩沖結構為長方形或正方形。
[0013]技術方案中磨輥周向網格狀凸起緩沖結構數量為8或16，磨輥軸向網格狀凸起緩沖結構數量根據磨輥軸向長度確定。
[0014]與現有技術相比本發明的有益效果是:
[0015]1、不規則緩沖層材料的凸起緩沖結構嵌入耐磨層內部，使耐磨層內軟硬材料相間。
[0016]2、本發明所述的磨輥與傳統結構磨輥相比其耐磨性能不變，這種磨輥在工作時，耐磨層硬質材料可以很好的抵抗物料的擠壓，嵌入的凸起緩沖結構則可以吸收磨輥因外力而產生的應變能，減小磨輥內部物質間作用力，削弱外部沖擊和擠壓對耐磨層的破壞影響，從而增強磨輥抗破壞能力，增加磨輥使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結合附圖對本發明作進一步的說明:
[0018]圖1 (a)是具有16條條紋狀凸起緩沖結構的磨輥立體圖；
[0019]圖1(b)是具有網格狀凸起緩沖結構的磨輥立體圖；
[0020]圖2(a)是具有條紋狀凸起緩沖結構的不含耐磨層的磨輥立體圖；
[0021]圖2(b)是具有網格狀凸起緩沖結構的不含耐磨層的磨輥立體圖；
[0022]圖3是耐磨層上表面高于凸起緩沖結構的磨輥立體圖；
[0023]圖4(a)是條紋狀凸起緩沖結構俯視圖；
[0024]圖4(b)是網格狀凸起緩沖結構俯視圖；
[0025]圖5(a)是耐磨層與不規則緩沖層完全接觸示意圖；
[0026]圖5(b)是耐磨層與不規則緩沖層在凸起緩沖結構處有間隙示意圖；
[0027]圖中:1、輥芯；2、不規則緩沖層；3、耐磨層；4、凸起緩沖結構；5、間隙。

【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明作詳細的描述:
[0029]磨輥工作時，磨輥內部受到物料周期性的高強度擠壓和摩擦，使磨輥內部物質受到正應力和剪切應力的周期性作用，這種作用力在磨輥內部向周圍傳遞，物質間相互擠壓，產生大量變形能，磨輥最上層的耐磨層為硬度較高而韌性較差的材料，這種材料可以很好的抵抗磨損和高強度擠壓，但因其韌性較差，對能力的吸收能力較弱，很容易在內部產生裂紋并最終造成輥面脫落，影響磨輥使用壽命。磨輥耐磨層下面為緩沖層，這層物質起到輥芯和耐磨層的過渡連接作用，硬度比耐磨層低但韌性比耐磨層好，耐磨性較差，能量吸收能力比耐磨層好。本發明提出的具有內部緩沖結構的磨輥，就是借助改變緩沖層與耐磨層的界面結構，利用緩沖材料的高韌性來吸收耐磨層內部的變形能，減小耐磨層內部物質間相互作用力，進而減小磨輥表層脫落紀律，達到延長磨輥使用壽命的目的。
[0030]本發明所述的磨輥使用工況與常規磨輥相同，制造時在常規磨輥輥芯上堆焊不規則緩沖層，不規則緩沖層上表面堆焊凸起緩沖結構的條紋狀或網格狀結構，條紋或網格狀結構盡量均勻分布，凸起緩沖結構寬度不要超過耐磨層非光滑結構間距。在不規則緩沖層頂部堆焊耐磨層，耐磨層上表面可以與不規則緩沖層凸起緩沖結構上表面平齊或者高于不規則緩沖層凸起緩沖結構上表面。當耐磨層上表面與不規則緩沖層凸起緩沖結構上表面平齊時，由于通常磨輥耐磨層上表面堆焊有條紋或菱形等非光滑結構，磨輥工作時，雖然緩沖材料不耐磨，但是由于不規則緩沖層凸起緩沖結構比較窄，小于耐磨層非光滑結構間距，磨輥穩定工作后不會影響磨輥整體粉碎性能。
[0031]參閱圖4(a)、圖4(b)，不規則緩沖層凸起緩沖結構可以是條紋狀或網格狀，凸起緩沖結構高度為耐磨層3/4-1倍，寬度10mm，上下偏差5mm，一般不要寬于耐磨層上表面的條紋型、人字型等結構間距或菱型結構寬度。條紋數可為8條或16條，均布排列。網格結構為長方形或正方形，磨輥周向網格數為8或16，軸向網格數根據輥子長度確定。
[0032]參閱圖1(a)，是具有16條條紋狀凸起緩沖結構的磨輥立體圖，耐磨層與凸起緩沖結構平齊；
[0033]參閱圖1 (b)，是具有網格狀凸起緩沖結構的磨輥立體圖；耐磨層與凸起緩沖結構平齊；
[0034]參閱圖2 (a)，具有條紋狀凸起緩沖結構的不含耐磨層的磨輥；
[0035]參閱圖2(b)，具有網格狀凸起緩沖結構的不含耐磨層的磨輥；
[0036]參閱圖3，耐磨層上表面高于凸起緩沖結構的磨輥；
[0037]參閱圖5(a)，耐磨層下表面結構與不規則緩沖層接觸部分結構向吻合，堆焊耐磨層時沿著不規則緩沖層上表面堆焊。
[0038]參閱圖5 (b)，不規則緩沖層2與耐磨層3相互接觸部位靠近凸起緩沖結構4的尖角處存在間隙5。
[0039]通常磨輥表層堆焊耐磨層時，在耐磨層上表面上會堆焊一些條紋或菱形等花紋凸起結構，花紋一般寬和間距都在1mm左右，在本發明中耐磨層表面也可堆焊花紋結構，對耐磨層上表面與不規則緩沖層凸起緩沖結構上表面平齊的磨輥，由于不規則緩沖層凸起緩沖結構寬度也是1mm左右，不影響耐磨層上表面花紋堆焊，花紋可以堆焊在不規則緩沖層凸起緩沖結構表面。
【權利要求】
1.一種具有內部緩沖結構的磨輥，由輥芯(I)、不規則緩沖層(2)和耐磨層(3)組成，輥芯(I)、不規則緩沖層(2)、耐磨層(3)依次向外圓周排布，其特征在于:所述不規則緩沖層(2)上表面均布設有凸起緩沖結構(4)。
2.根據權利要求1所述的一種具有內部緩沖結構的磨輥，其特征在于:所述不規則緩沖層(2)通過凸起緩沖結構(4)嵌入耐磨層(3)，而使不規則緩沖層(2)與耐磨層(3)相互接觸。
3.根據權利要求2所述的一種具有內部緩沖結構的磨輥，其特征在于:所述不規則緩沖層(2)與耐磨層(3)相互接觸部位處完全接觸。
4.根據權利要求2所述的一種具有內部緩沖結構的磨輥，其特征在于:所述不規則緩沖層(2)與耐磨層(3)相互接觸部位靠近凸起緩沖結構(4)的尖角處存在間隙(5)。
5.根據權利要求1所述的一種具有內部緩沖結構的磨輥，其特征在于:所述不規則緩沖層(2)上表面的凸起緩沖結構(4)為條紋狀或網格狀，均布排列。
6.根據權利要求5所述的一種具有內部緩沖結構的磨輥，其特征在于:所述凸起緩沖結構(4)高度為耐磨層(3)厚度的3/4-1倍；所述凸起緩沖結構(4)寬度為10mm，上下偏差 5mm。
7.根據權利要求5或6所述的一種具有內部緩沖結構的磨輥，其特征在于:條紋狀凸起緩沖結構數量為8條或16條，均布排列。
8.根據權利要求5或6所述的一種具有內部緩沖結構的磨輥，其特征在于:網格狀凸起緩沖結構為長方形或正方形。
9.根據權利要求8所述的一種具有內部緩沖結構的磨輥，其特征在于:磨輥周向網格狀凸起緩沖結構數量為8或16，磨輥軸向網格狀凸起緩沖結構數量根據磨輥軸向長度確定。
【文檔編號】B02C4/30GK104475190SQ201410723114
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】齊迎春, 叢茜, 金敬福, 于慶宇, 賀連彬, 黃蓮 申請人:吉林大學