CN102886916A - 用于生物质成型装置中的压轮及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压轮，尤其是一种用于生物质成型装置中的压轮，在压轮本体上设有研磨圈，在研磨圈的研磨面上分布有多个防滑槽。上述压轮的加工方法包括以下步骤：将毛坯进行正火热处理以改变其切削性能，并形成工件；在经过粗加工处理后，对工件进行高频淬火和高温回火处理，使其硬度达到HRC40~46；在经过精加工处理后，使用堆焊焊条对研磨圈中的缺料区域进行堆焊；对研磨圈进行精加工处理后，在研磨圈前端的研磨面上进行开槽，以形成多个宽度与深度分别为2~5mm与2~4mm的防滑槽；对工件进行氰化处理，使其硬度达到HRC56~62。本发明可大幅度提高压轮的硬度，并防止因物料过多或压轮表面打滑而造成的设备停机。

Description

用于生物质成型装置中的压轮及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种压轮，尤其是一种用于生物质成型装置中的压轮及其加工方法。

背景技术

目前，对现有压轮的加工均是将普通钢材通过简单的调质以增加其硬度与耐磨性的，经上述加工方法制成的压轮硬度只能达到HRC40~46。由于此种压轮的硬度系数较小，耐磨性能低，因此，在使用过程中容易造成损坏，无法配合设备大量使用，还增加了工人更换压轮所需的工作量以及后期的消耗成本。另外，由于压轮的工作面均是平滑状结构，因此，在出现物料过多或压轮打滑时就会造成没有必要的设备停机，从而降低了设备的工作效率。

发明内容

针对上述技术的不足之处，本发明提供一种可大幅度提高压轮的硬度，并防止因物料过多或压轮打滑而造成设备停机的用于生物质成型装置中的压轮及其加工方法。

为实现上述目的，本发明提供一种用于生物质成型装置中的压轮，在所述压轮本体的侧壁上设有研磨圈，所述研磨圈的前端面为研磨面，在所述研磨面上分布有多个宽度与深度分别为2~5mm与2~4mm的防滑槽。

所述防滑槽呈环状、纵向或倾斜状结构分布在所述研磨面上。

在所述压轮本体的圆心位置设有压轮轴承室，在所述压轮本体侧壁的上端与下端还分别设有用于对轴承外部的密封套进行固定多个螺纹孔。

本发明同时还提供一种加工生物质成型装置中压轮的方法，包括以下步骤:

100、将毛坯进行正火热处理以改变其切削性能，并形成工件；

200、在经过粗加工处理后，对其毛坯的外缘进行高频淬火和高温回火处理，使其硬度达到HRC40~46；

300、在经过精加工处理后，使用堆焊焊条对研磨圈中的缺料区域进行堆焊；

400、对研磨圈进行精加工处理后，在研磨圈前端的研磨面上进行开槽，以形成多个宽度与深度分别为2~5mm与2~4mm的防滑槽；

500、对工件进行氰化处理，使其硬度达到HRC56~62。

在步骤（100）实施前，需要将原料铸造为毛坯，并毛坯的表面预留出厚度为3mm的加工余量。

在步骤（200）实施前，工件通过CA6140车床对其进行粗加工处理，至止其表面留下厚度为0.5～1mm的加工余量。

在粗加工处理后，采用2350x16/1摇臂钻床与M10丝锥在工件的侧壁上形成多个螺纹孔。

在步骤（300）中，采用Fe-Cr-Mo-B堆焊焊条对研磨圈中的缺料区域进行堆焊。

在步骤（400）中，通过外圆磨床对研磨圈的顶部表面、底部表面与研磨面进行精磨。

在步骤（400）中，采用手砂轮和金刚石磨片使研磨圈前端的研磨面上形成多个防滑槽。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过研磨面上的多个防滑槽可防止压轮因物料过多或由于压轮打滑而造成的没有必要的设备停机，以提高工作效率；

2、通过设置在压轮本体侧壁上用于对轴承外部的密封套进行固定多个螺纹孔，可防止灰尘进入压轮内部破坏轴承，以提高压轮的整体寿命；

3、采用上述加工方法制成的压轮，其硬度可达到HRC56~62，远远超过现有压轮的硬度（HRC40~46），可使压轮的耐磨性以及整机的生产量得到提高；另外，由于不必经常对压轮进行更换，也降低了后期成本的多于消耗以及工人更换压轮的工作量。

附图说明

图1为本发明中压轮的俯视图；

图2为图1的剖视图；

图3与图4为本发明加工方法中毛坯状态的示意图；

图5与图6为本发明加工方法中经粗加工处理后的示意图；

图7与图8为本发明加工方法中成品状态的示意图。

主要符号说明如下：

1-压轮本体      2-研磨圈          3-压轮轴承室

4-顶部螺纹孔    5-底部螺纹孔      6-研磨面

7-防滑槽        8-研磨圈顶部表面  9-研磨圈底部表面

10-齿状结构     11-缺料区域

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1与图2所示，在压轮本体1的侧壁上设有研磨圈2，该研磨圈2与压轮本体1为一体式结构，并且设置在压轮本体1的中部。在压轮本体1的圆心位置设有两个压轮轴承室3，其中，第一压轮轴承室是由压轮本体圆心位置的顶部表面向其内部延伸形成，第二压轮轴承室是由压轮本体圆心位置的底部表面向其内部延伸形成，在两个压轮轴承室之间还设有隔板。在压轮本体侧壁的上端与下端还分别设有用于对轴承外部的密封套进行固定多个螺纹孔，多个螺纹孔分别设置在研磨圈2的上端与上端从而形成顶部螺纹孔4与底部螺纹孔5。在本实施例中，顶部螺纹孔4与底部螺纹孔5的数量均为四个，并且平均分布在压轮本体的侧壁上。顶部螺纹孔4设置在第一压轮轴承室的外壁上，底部螺纹孔5设置在第二压轮轴承室的外壁上。将轴承的密封套设置在压轮轴承室后，可通过顶部螺纹孔、底部螺纹孔以及与其相配套的螺栓防止灰尘进入压轮内部破坏轴承，以提高压轮的整体寿命。

在研磨圈2的顶部表面、底部表面以及侧壁的前端面通过Fe-Cr-Mo-B堆焊焊条进行堆焊以形成堆焊层，该堆焊层的厚度为2.5mm，通过Fe-Cr-Mo-B堆焊焊条堆焊后形成的堆焊层可使研磨圈具有高效的耐磨性能。

在研磨圈2的前端面形成具有研磨效果的研磨面6，该研磨面的高度与研磨圈的厚度相同。在研磨面6上分布有多个宽度与深度分别为2~5mm与2~4mm的防滑槽7，其中，防滑槽可呈环形结构、纵向结构或倾斜状结构分布在研磨面上。当防滑槽采用纵向结构分布时，其顶部端面至底部端面的高度与研磨面中顶部端面至底部端面的高度相同。通过纵向结构的防滑槽可增加研磨面与物料之间的摩擦系数，防止压轮因物料过多或由于压轮打滑而造成的没有必要的停机，以提高工作效率。当防滑槽采用倾斜状结构分布时，其顶部端面由研磨面的顶部呈倾斜状延伸至研磨面的底部，防滑槽的顶部端面与研磨面的顶部边缘之间形成一定的角度，防滑槽的底部端面与研磨面的底部边缘之间也形成一定的角度。倾斜状结构的防滑槽可在纵向结构的防滑槽基础上，进一步提高对物料的粉碎效果。另外，将防滑槽的宽度与深度分别设定为2~5mm与2~4mm，可避免研磨圈在工作过程中，由于防滑槽的宽度与深度过大，而造成在相邻的两个防滑槽之间的齿状结构10的断裂；另外，将防滑槽的宽度与深度设定为上述尺寸，还可以防止由于粉碎后的物料聚集在防滑槽中而无法被清理出来，而造成防滑槽的堵塞。

如图3至图8所示，本发明还提供一种加工生物质成型装置中压轮的方法，包括以下步骤：

100、将毛坯进行正火热处理以改变其切削性能，并形成工件；

200、在经过粗加工处理后，对工件进行高频淬火和高温回火处理，使其硬度达到HRC40~46；

300、在经过精加工处理后，使用堆焊焊条对研磨圈中的缺料区域进行堆焊；

400、对研磨圈进行精加工处理后，在研磨圈前端的研磨面上进行开槽，以形成多个宽度与深度分别为2~5mm与2~4mm的防滑槽；

500、对工件进行氰化处理，使其硬度达到HRC56~62。

在步骤100实施前，需要将重量为20kg的ZG45钢材铸造为毛坯，并毛坯的表面以为中心孔基准预留出厚度为3mm的加工余量。

在步骤100中，将毛坯加热到其临界点以上40~60℃或更高的温度，保温达到完全奥氏体化后，在空气中冷却。在经具体实验后得知，需要将毛坯加热到850°C，保温的时间为120min，在空气中冷却。铸造后的毛坯在经过正火热处理的主要目的是细化毛坯组织，改善ZG45钢材的性能，获得接***衡状态的组织，使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度。

在步骤200实施以前，工件需要通过CA6140车床对其进行粗加工处理，使其表面留下厚度为0.5~1mm的加工余量；然后，再通过2350x16/1摇臂钻床与M10丝锥在工件的侧壁上形成八个直径为8.5mm的螺纹孔。

对工件的粗加工完成后，在对工件进行高温淬火处理时，需要将温度加热到850°C，加热时间为0.5s，保温80min，然后放入油中进行冷却。在对工件进行高温回火处理时，需要将温度加热到620°C，保温60min，然后在空气中进行冷却。工件的边缘在经过高频淬火和高温回火处理后，使其硬度能够达到HRC40~46。

在步骤300实施以前，需要通过CA6140车床和YG10刀具对工件进行精加工，至止达到最终成品所要求的规定。在精加工处理完成后，采用Fe-Cr-Mo-B堆焊焊条对研磨圈中的缺料区域11进行堆焊，使其堆焊平整无缺焊处。其中，该缺料区域11分布在研磨圈顶部表面8、研磨圈底部表面9以及侧壁的前端面，对缺料区域进行堆焊后形成的堆焊层厚度为2.5mm，通过Fe-Cr-Mo-B堆焊焊条堆焊后形成的堆焊层可使研磨圈具有高效的耐磨性能。

在步骤400中，首先，通过外圆磨床对研磨圈的顶部表面、底部表面与侧壁的前端面进行精磨加工，使缺料区域堆焊层的顶部表面与研磨圈的顶部表面、缺料区域堆焊层的底部表面与研磨圈的底部表面同水平设置，使侧壁前端面上的堆焊层表面平滑以形成研磨面，从而达到指定尺寸。然后，采用手砂轮和金刚石磨片在研磨面上开设多个凹槽，以形成多个防滑槽，其中，防滑槽可以是环状结构、纵向结构或倾斜状结构，防滑槽的宽度与深度分别设定为2~5mm与2~4mm。

在步骤500中，对工件在经过氰化处理后，使碳化合物与氮化合物由工件的表面渗入其内部。碳化合物渗入后形成的微细碳化物能促进氮的扩散，加快氮化合物的形成。而氮化合物反过来又能提高碳化合物的溶解度。此外，碳化合物在氮化合物中还能降低脆性，氮化合物与碳化合物共渗后得到的化合物层具有韧性好，硬度高，耐磨，耐蚀，抗咬合。

在步骤500中，氰化处理方法可采现有的液体氮碳共渗方法或气体氮碳共渗方法。在上述两种方法中，处理温度为530～570℃，保温时间为1～3小时。氮碳共渗方法不仅能提高工件的疲劳寿命、耐磨性、抗腐蚀和抗咬合能力，而且使用设备简单，投资少，易操作，时间短和工件畸变小，有时还能给工件以美观的外表。

采用上述加工方法制成的压轮，其硬度可达到HRC56~62，远远超过现有压轮的硬度HRC40~46，可使压轮的耐磨性以及整机的生产量得到提高，另外，由于不必经常对压轮进行更换，也降低了后期成本的多于消耗以及工人更换压轮的工作量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于生物质成型装置中的压轮，在所述压轮本体的侧壁上设有研磨圈，所述研磨圈的前端面为研磨面，其特征在于，在所述研磨面上分布有多个宽度与深度分别为2~5mm与2~4mm的防滑槽。

2.根据权利要求1所述的用于生物质成型装置中的压轮，其特征在于，所述防滑槽呈环形结构、纵向结构或倾斜状结构分布在所述研磨面上。

3.根据权利要求1所述的用于生物质成型装置中的压轮，其特征在于，在所述压轮本体的圆心位置设有压轮轴承室，在所述压轮本体侧壁的上端与下端还分别设有用于对轴承外部的密封套进行固定多个螺纹孔。

4.一种加工权利要求1中所述压轮的方法，其特征在于，包括以下步骤：

100、将毛坯进行正火热处理以改变其切削性能，并形成工件；

200、在经过粗加工处理后，对工件进行高频淬火和高温回火处理，使其硬度达到HRC40~46；

300、在经过精加工处理后，使用堆焊焊条对研磨圈中的缺料区域进行堆焊；

400、对研磨圈进行精加工处理后，在研磨圈前端的研磨面上进行开槽，以形成多个宽度与深度分别为2~5mm与2~4mm的防滑槽；

500、对工件进行氰化处理，使其硬度达到HRC56~62。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤（100）实施前，需要将原料铸造为毛坯，并毛坯的表面预留出厚度为3mm的加工余量。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤（200）实施前，工件通过CA6140车床对其进行粗加工处理，至止其表面留下厚度为0.5~1mm的加工余量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在粗加工处理后，采用2350x16/1摇臂钻床与M10丝锥在工件的侧壁上形成多个螺纹孔。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤（300）中，采用Fe-Cr-Mo-B堆焊焊条对研磨圈中的缺料区域进行堆焊。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤（400）中，通过外圆磨床对研磨圈的顶部表面、底部表面与研磨面进行精磨。

10.根据权利要求4或9中所述的方法，其特征在于，在步骤（400）中，采用手砂轮和金刚石磨片使研磨圈前端的研磨面上形成多个防滑槽。

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