混凝土泵的耐磨部件和混凝土泵及製造該耐磨部件的方法

2023-05-25 07:29:36 1

專利名稱：混凝土泵的耐磨部件和混凝土泵及製造該耐磨部件的方法
技術領域：
本發明涉及一種混凝土泵的技術，特別涉及一種混凝土泵的耐磨部件， 該耐磨部件可以是眼鏡板，也可以是切割環，還涉及到一種帶有該耐磨部件 的混凝土泵，和一種製造該耐磨部件的方法。
背景技術：
混凝土泵是一種向高處或遠處輸送混凝土的機械設備，在混凝土輸送過程 中，混凝土泵的輸送缸通過眼鏡板與切割環的配合將混凝土壓到輸送管中，輸 送管將混凝土送到預定的位置。
在輸送混凝土過程中，眼鏡板和切割環是一對配合使用的耐磨部件。眼鏡
板具有兩個輸料孔和一個切割面；切割環具有一個輸料孔和一個切割面；在混 凝土泵輸送混凝土過程中，切割環的切割面與眼鏡板的切割面相配合，切割環 並沿眼鏡板的切割面滑動，對位於眼鏡板輸料孔口部的混凝土進行切割，混凝 土產生對切割環的切割面與眼鏡板的切割面的反作用力；從而，混凝泵的作業 環境要求切割環和眼鏡板的切割面要能夠承受較大的混凝土反作用力；另夕卜， 在混凝土泵輸送混凝土過程中，眼鏡板與切割環的輸料孔壁面也要承受混凝土 的腐蝕、磨損、衝擊；這也要求輸料孔壁面要具有較高的耐磨性能；總之，切 割環和眼鏡板的工作環境非常惡劣，要求二者的工作面(包括切割面和輸料孔 壁面)要具有良好的綜合性能，具有較高的硬度和韌性，以保證較高的耐磨性 和耐沖擊性。
為了描述的方便，以下用耐磨部件指代眼鏡板或切割環。 中國專利文獻CN2433413Y與CN2433234Y分別/>開了 一種耐磨部件的 結構。專利文獻CN2433413Y公開的眼鏡板包括本體，在輸料孔壁面上具有與 本體相固定的堆焊層，在眼鏡板的切割面上焊接有多塊硬質合金組成的硬質合 金層。專利文獻CN2433234Y公開的切割環包括本體，在切割環的輸料孔內也 具有堆焊層，在切割面上也焊接由多塊硬質合金組成的硬質合金層。上述眼鏡 板、切割環的缺陷是第一、在工作面上，堆焊層與硬質合金層之間仍然有部分本體暴露在混凝土中，在使用過程上中，該部分本體非常容易受到磨損；第 二、在暴露部分本體磨損後，堆焊層和硬質合金的根部就暴露在混凝土中，這 就使得堆焊層和硬質合金在與混凝土進行相互作用時，非常容易因受到沖擊而
斷裂、掉塊；第三，堆焊層本身的硬度低，耐磨性較差，且厚度較薄，在混凝 土的沖刷作用下，工作壽命較短；特別是在切割環切割混凝土中的石子時，剪 切造成衝擊力會使輸料孔口部的堆焊層崩裂。因此，上述耐磨部件工作面的耐 磨性能較低，不能滿足混凝土泵車對耐磨部件工作面提出的耐磨性需要。
針對上述問題，中國專利文獻CN2639555Y和CN2612818Y分別7>開另 一種耐磨部件，該技術方案中，切割環或眼鏡板的工作面，包括切割面和輸料 孔內壁由一體結構的硬質合金覆蓋，從而使工作面具有相同的耐磨性能和耐磨 強度，以提高耐磨部件的工作面的整體硬度，提高耐磨性能，雖然該技術方案 看起來能夠彌補了中國專利文獻CN2433413Y與CN2433234Y中記載的4支術 方案中存在的問題，但在實際應用過程中，卻存在以下缺陷
第一、耐磨部件工作面韌性不夠，耐衝擊性能較低，耐磨部件使用壽命較 短。對於釺焊固定的硬質合金，在使用過程中，在混凝土反作用力的持續性衝 擊下，硬質合金在較短時間內就會產生破裂，導致耐磨部件失效。通過澆注方 式固定硬質合金的耐磨部件也存在相同的問題。
第二、在澆注、釺焊與其他焊接方式固定硬質合金時，硬質合金會經歷高 熱變化過程，使硬質合金非常容易產生應力集中；而且，高熱變化過程會對硬 質合金的性能造成影響，導致硬質合金的強度和硬度下降，使耐磨部件的使用 時間縮短。
上述問'題不僅存在於用硬質合金作為耐磨體的情況，在用其他耐磨材料制 作耐磨體時，也存在上述問題。
總之，現有技術無法同時保證耐磨部件工作面的硬度和韌性，從而無法保 證工作面的耐磨性能和耐沖擊性能，致使耐磨部件的使用壽命較短，而且現有 的製造耐磨部件的方法也會損害耐磨部件的使用性能和耐磨體的性能。

發明內容
針對上述缺陷，本發明第一個目的在於，提供一種耐磨部件，以在保持其工作面具有較高耐磨性能的同時，保持較高的耐衝擊性能，延長其使用壽 命。
在第一個目的的基礎上，本發明的第二個目的在於，提供一種具有上述 耐磨部件的混凝土泵。
本發明的第三個目的在於，提供一種製造耐磨部件的方法，以減小製造 過程對耐磨部件性能的不利影響。
為了實現上述第一個目的，本發明提供的混凝土泵的耐磨部件包括本體 和耐磨體，所述耐磨體的內表面與本體的表面相配合，所述耐磨體的內表面 與本體的表面之間至少有一部分具有將耐磨體和本體固定在一起的粘接層。
優選的，所述耐磨體包括所述耐磨板，所述耐磨板的內表面與本體的切
割基面相配合；所述耐磨板的內表面與本體的切割基面之間具有粘接層，所 述耐磨^反的外表面形成耐磨部件的切割面。
優選的，所述耐磨體包括第一耐磨環，所述第一耐磨環的外環面與本體 的輸料基孔壁面相配合，且所述第 一耐磨環的內環面形成耐磨部件的輸料孔 壁面。
優選的，所述第一耐磨環的外環面與本體的輸料基孔壁面為過盈配合。 優選的，所述第一耐磨環的外環面與本體的輸料基孔壁面之間具有粘接層。
優選的，所述耐磨板與第一耐磨環為一體結構。
優選的，所述耐磨部件為切割環，所述耐磨體還包括第二耐磨環，所述 第二耐磨環的內環面與本體的外周環面相配合。
優選的，所述第二耐磨環的內環面與本體的外周環面之間具有粘接層。 優選的，所述耐磨^1和第二耐磨環為一體結構。
為了實現上述第二個目的，本發明提供了一種混凝土泵，該混凝土泵包 括上述任一種混凝土泵的耐磨部件。
為了實現上述第三個目的，本發明提供了一種製造混凝土泵耐磨部件的 方法，所述耐磨部件包括本體和耐磨體，所述耐磨體的表面與本體的表面相 配合，該方法包括通過粘接的方式將耐磨體與本體固定。
與現有技術相比，本發明提供的混凝土泵的耐磨部件可以是眼鏡板，也可以是切割環，耐磨體與本體之間具有粘接層，並通過粘接劑固定在一起，該技
術方案存在多方面益處第一、粘接前後，耐磨體與本體不存較大熱脹和冷縮
變化，尺寸保持不變，從而能夠保證耐磨體與本體的結合面充滿粘接劑，形成 粘接層，使耐磨部件的本體能夠為耐磨體提供有效的支撐，從而能夠在保持耐 磨體工作面具有較強耐磨性的同時，增強工作面的耐衝擊性，延長耐磨部件的 使用壽命。第二、耐磨體與本體之間的粘接層能夠緩解耐磨體受到衝擊力作用， 增加耐磨體的抗沖擊性，進而可以提高整個耐磨部件的耐衝擊性能。第三、用 粘接劑粘接本體和耐磨體，耐磨部件不會經歷高熱變化過程，能夠避免製作過 程中產生的熱應力集中，同時減少高熱變化對耐磨體強度和硬度的不利影響， 使耐磨體保持較好的綜合性能，進而保持耐磨部件工作面的耐磨性和耐衝擊 性。
在進一步的優選技術方案中，耐磨部件輸料孔內壁的第一耐磨環也通過粘
接的方式與本體固定，也能夠產生上述益處；而且，與現有技術相比，該技術 方案中，第一耐磨環與本體結合的效果更加明顯，由於第一耐磨環能夠得到本 體更有效支撐，進而能夠使第一耐磨環的抗衝擊性大大提高。
在進一步的可選技術方案中，第一耐磨環的外環面與本體的輸料基孔壁面 為過盈配合；由於在製造過程中，耐磨部件也不需要經歷高熱變化過程，也不 會產生現有技術中的技術問題，且能夠使本體為耐磨體提供更有效支撐，同時 還能夠保證耐磨部件的工作性能。
在進一步的技術方案中，所述耐磨部件的工作面上的耐磨體為一體結構， 能夠增加耐磨部件工作面的整體耐磨性能和耐衝擊性能。
由於上述混凝土泵的耐磨部件具有上述技術效果，帶有上述耐磨部件的混 凝土泵也具有相應的技術效果。
本發明提供的製造混凝土泵的耐磨部件的方法，通過粘接的方式將耐磨體 與本體固定，製造過程簡單，且不需要其他輔助設備，成本較低；另外，用該 方法製造的耐磨部件不僅具有較強的耐衝擊性能；而且，由於製造過程中不會 經歷高熱變化，不會對本體或耐磨體的性能造成不利影響，進而能夠保證耐磨 部件工作面的耐磨性能。


圖1是本發明實施例一提供的切割環的剖視結構示意圖； 圖2是本發明實施例二提供的切割環的剖視結構示意圖； 圖3是本發明實施例三提供的切割環的剖視結構示意圖； 圖4是本發明實施例四提供的眼鏡板的正視方向結構示意圖； 圖5為圖4中A—A剖視結構示意圖，該圖示出了眼鏡板的耐磨體、本 體及粘接層；
圖6為本發明實施例五提供了眼鏡板的剖視結構示意圖，該圖的剖切位 置與圖5的剖切位置相同；
圖7是本發明實施例五中，耐磨體的正視方向結構示意圖； 圖8是圖7中B—B剖視圖，該圖示出了耐磨體一部分結構。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示範性和解釋 性，不應對本發明的保護範圍有任何的限制作用。
應當說明的是本文件中，眼鏡板與切割環為混凝土泵的耐磨部件，以 下通過對眼鏡板和切割環的分別描述，說明本發明提供的混凝土泵的耐磨部 件的結構和製造方法；另外，在對眼鏡板和切割環進行分別說明的同時，對 製造眼鏡板和切割環的方法進行描述，不再單獨描述製造混凝土泵的耐磨部 件的方法。
請參考圖1,該圖為本發明實施例一提供的切割環的剖視結構示意圖。 實施例一提供的切割環包括本體100、粘接層200、第一耐磨環310和耐磨板 320,第一耐磨環310與耐磨一反320組成切割環的耐磨體300。第一耐磨環310 的外環面與本體100的輸料基孔壁面相配合，這樣，第一耐磨環310的內環 面就形成切割環的輸料孔壁面；耐磨板320的內表面與本體100的切割基面 相配合，其外表面形成切割環的切割面。粘接層200位於耐磨體300和本體 100之間，耐磨板320和第一耐磨環310與本體100通過粘接層200粘接固 定在一起。粘接層200材料可以是高強度膠，比如澳洲美高寶高分子耐磨 膠，還可以是適當的金屬修補劑。在獲得本發明提供的技術方案之前，申請人曾根據現有技術提供的材料 和本領域技術人員常用技術手段，努力地改進釺焊和澆注工藝，試圖提高耐 磨體300的韌性，提高耐沖擊性能，延長現有技術中切割環的使用壽命，但
都未能達到理想效果。經過分析之後發現，在將耐磨體300用釺焊方式與本 體100固定過程中，耐磨體300和本體100會產生相應的熱脹冷縮，且耐磨 體300膨脹係數與本體100的膨脹係數不相同；焊接後，本體100冷縮會使 得釺料無法填滿耐磨體300與本體100之間的結合面；特別是在釺焊第一耐 磨環310時，與第一耐磨環310相配合的輸料基孔會因為本體100的熱脹和 冷縮而變化，無法保證第一耐磨環310與本體IOO之間充滿釺料。在用澆注 的方式固定耐磨體300時，也無法使得輸料基孔與第一耐磨環310外環面之 間保持緊密結合，進而耐磨體300無法獲得本體100的有效支撐，導致耐磨 體300的韌性較差，耐衝擊性能無法滿足混凝土泵的要求；在混凝土的反作 用力作用下，耐磨體300會在較短時間內破裂。
在確定產生上述現象的原因之後，申請人採用了各種方式解決上述技術 問題，為了在製造切割環過程中，避免耐磨部件經歷高熱變化過程，採用了 粘接的技術方案，通過粘接將耐磨體300固定在本體IOO上。經過對粘接材 料及耐磨體300多次組合，形成了本發明要求保護的技術方案。優選的技術 方案是用澳洲美高寶高分子耐磨膠做成粘接層200，用硬質合金鋼、合金 工具鋼、彈簧鋼或者模具鋼做成耐磨體300;還可以用適當的金屬修補劑作 為粘接層，將用適當材料製造的耐磨體300與本體100固定。以下各實施例 中，粘接層200和耐磨體300也可以採用上述材料製作，不再——描述。
用粘接劑將耐磨體300與本體100固定，具有多方面的益處第一、粘 接前後，耐磨體300與本體100不存較大的熱脹和冷縮變化，尺寸基本保持 不變，從而能夠保證耐磨體300與本體100結合面充滿粘接劑，形成粘^接層 200,保證粘接層200與耐磨體300的貼合，同時保證粘接層200與本體100 的貼合，使本體100能夠通過充滿接合面的粘接層200為耐磨體300提供有 效支撐；從而能夠在保持耐磨體工作面具有較強耐磨性的同時，增強工作面 的耐衝擊性，延長耐磨體300的使用壽命。粘接層200位於耐磨體300與本 體100之間，能夠緩解耐磨體300在受到衝擊力作用，增加切割環整體的耐衝擊性能。第三、用粘接劑粘接本體100和耐磨體300,切割環不會經歷高
熱變化過程，從而能夠避免製作過程中產生的熱應力集中，同時減少高熱變
化對耐磨體300強度和硬度的不利影響，使耐磨體300保持較好的綜合性能， 進而保持切割環工作面的耐磨性和耐衝擊性。
本例中，第一耐磨環310的外環面為柱形曲面，該結構的好處在於；能 夠降低第一耐磨環310的加工成本；為了適合不同的需要，還可以將第一耐 磨環310的外環面估支成不同的結構，比如il;可以將第一耐磨環310的外環 面做成錐形曲面，以便於第一耐磨環310的對中，進而方便第一耐磨環310 的固定；也可以將第一耐磨環310的外環面設置成臺階狀，使其外環面包括 兩個或多個外徑不同的柱形曲面，該結構的益處在於能夠在軸向上，方便第 一耐磨環310的定位；還可以將第一耐磨環310兩端分別i殳置適當的凸臺， 以使第 一耐磨環310在軸向的兩個方向受到適當的約束，增加第 一耐磨環310 固定的可靠性。
本例中，第一耐磨環310的端面與耐磨板320的內表面相配合，該結構 的益處在於能夠避免切割環的切割面上出現拼合的縫隙，及拼合界面產生 的凸緣；避免在與目艮鏡板的切割面配合時，對眼鏡板的切割面造成損傷。
為了進一步增加耐磨體300的強度，如圖2所示的本發明實施例二提供 的切割環的剖視結構示意圖，該例中，第一耐磨環310與耐磨板320為一體 結構， 一體結構的耐磨體300的抗衝擊性能較強，能夠更進一步地延長切割 環的使用壽命。
另外，在本例中，也可以使第一耐磨環310的外環面與本體100的輸料 基孔內壁之間為過盈配合；過盈配合關係能夠使第一耐磨環310與本體100 保持固定；再加上粘接層200將耐磨板320與本體100固定，且耐磨環310 與耐磨板320為一體結構，在實際工作中，這種過盈配合和粘接層200的結 合，能夠使耐磨體300更加牢固地與本體100固定。可以理解，也可以通過 粘接的方式將第一耐磨環310與本體100固定在一起，通過其他方式使耐磨 板320與本體100固定；在第一耐磨環310與本體100固定的可靠性非常高， 或者切割環的切割面4交小時，也可以4吏耐磨板320與本體100的切割基面相 貼合，也能夠實現本發明的目的。
9可以理解，在混凝土泵工作過程中，切割環的切割面與眼《竟^反切割面相 互配合，並在往復運動中持續地對混凝土進行切割，因此，切割環外周面也 要承受非常大的混凝土反作用力，也需要較強的耐磨性能和耐衝擊性能，為 此，還可以在切割環外周面i殳適當的耐磨環。
請參考圖3,該圖為本發明實施例三提供的切割環的剖視結構示意圖。 在實施例二的基礎上，本例提供的切割環還包括第二耐磨環330,第二耐磨
環330的內環面與本體100外周環面之間具有將第二耐磨環330和本體100 粘接在一起的粘接層200，且第二耐磨環330與耐磨板320為一體結構，第 一耐磨環310、第二耐磨環330和耐磨板320形成切割環的耐磨體300。增加 第二耐磨環330的益處在於，能夠避免切割環的本體100外周面直接承受混 凝土的反作用力，使第二耐磨環330承受混凝土的反作用力，由於第二耐磨 環330具有較高的硬度和韌性，因此具有較強的耐磨性和耐衝擊性能，進而 能夠延長切割環的使用壽命。可以理解，第二耐磨環330可以是獨立的部分， 並與耐磨板320相拼合，也可以實現本發明的目的。
在製造上述切割環時，只要將適當結構的耐磨體300通過粘接的方式固 定在本體100上，就可以獲得上述切割環，該製造方法的工藝流程也非常簡 單，既不需要焊接工具的輔助，也不需要澆注工藝的制模等過程，能夠大幅 度地降低切割環的製造成本。另外，由於耐磨部件不會經歷高熱變化過程， 加工製造也不會對耐磨體300或本體100的性能造成不利影響。
基於相同的發明構思，本發明還4是供了包括一種眼鏡板。請參考圖4和 圖5,圖4為本發明實施例四提供的眼鏡板的正視方向結構示意圖，圖5為 圖4中A—A剖視結構示意圖，該圖示出了眼鏡板的耐磨體、本體及粘接層。
實施例四提供的眼鏡板包括本體400、耐磨體500和粘接層600。耐磨體 500包括第一耐磨環510和耐磨板520。第一耐磨環510的外環面與本體400 的輸料基孔壁面相配合，這樣，第一耐磨環510的內環面就形成眼鏡板的輸 料孔壁面；耐磨板520的內表面與本體400的眼鏡板的切割基面相配合，其 外表面形成眼鏡板的切割面。粘接層600位於耐磨^反520和本體400之間， 將耐磨板520與本體100粘-接在一起，第一耐磨環510外環面與本體400的 輸料基孔壁面為過盈配合。與切割環相同，該結構的目艮鏡板也具有相同的技術效果，達到本發明的目的。另外，也可以在第一耐磨環510外環面與本體
400的輸料基孔壁面之間設粘接層，通過粘接將第一耐磨環510固定在本體 400上。
同樣，本例中，第一耐磨環510的端面也與耐磨板520的內表面相配合， 該結構能夠產生與實施例一相同的益處，避免在工作過程上，對切割環的切 割面造成損傷。
另外，本發明實施例五還提供了另一種結構的眼鏡板，請參考圖6、圖7 和圖8,圖6為本發明實施例五提供了眼鏡板的剖視結構示意圖，該圖的剖 切位置與圖5的剖切位置相同；圖7是本發明實施例五中，耐磨體的正視方 向結構示意圖，圖8是圖7中B—B剖視圖，該圖示出了耐磨體一部分結構。 該實施例與實施例四的不同之外在於，第一耐磨環510和耐磨板520為一體 結構，同時，第一耐磨環510外環面與本體400的輸料基孔壁面之間設粘接 層600,通過粘接將第一耐磨環510固定在本體400上；這樣， 一體結構的 耐磨體500具有更大的強度；目艮鏡板的製造方法可以與實施例一提供的切割 環的製造方法相同，也能夠產生相同的技術效果，在此不再贅述。
在提供上述切割環和眼鏡板的基礎上，本發明還提供了一種具有上述切 割環或/和眼鏡板的混凝土泵，由於切割環和眼鏡板具有上述技術效果，具有 該切割環或/和眼鏡板的混凝土泵也具有相應的效果，實現本發明的目的。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種混凝土泵的耐磨部件，所述耐磨部件包括本體和耐磨體，所述耐磨體的內表面與本體的表面相配合，其特徵在於，所述耐磨體的內表面與本體的表面之間至少有一部分具有將耐磨體和本體固定在一起的粘接層。
2、 根據權利要求1所述的混凝土泵的耐磨部件，其特徵在於，所述耐磨 體包括所述耐磨板，所述耐磨板的內表面與本體的切割基面相配合；所述耐磨 板的內表面與本體的切割基面之間具有粘接層，所述耐磨板的外表面形成耐磨 部件的切割面。
3、 根據權利要求2所述的混凝土泵的耐磨部件，其特徵在於，所述耐磨 體包括第一耐磨環，所述第一耐磨環的外環面與本體的輸料基孔壁面相配合， 且所述第 一耐磨環的內環面形成耐磨部件的輸料孔壁面。
4、 根據權利要求3所述的混凝土泵的耐磨部件，其特徵在於，所述第一 耐磨環的外環面與本體的輸料基孔壁面為過盈配合。
5、 根據權利要求3所述的混凝土泵的耐磨部件，其特徵在於，所述第一 耐磨環的外環面與本體的輸料基孔壁面之間具有粘接層。
6、 #^居權利要求3、 4或5所述的混凝土泵的耐磨部件，其特4i在於，所 述耐磨板與第 一耐磨環為 一體結構。
7、 根據權利要求2-6任一項所述的混凝土泵的耐磨部件，其特徵在於， 所述耐磨部件為切割環，所述耐磨體還包括第二耐磨環，所述第二耐磨環的內 環面與本體的外周環面相配合。
8、 根據權利要求7所述的混凝土泵的耐磨部件，其特徵在於，所述第二 耐磨環的內環面與本體的外周環面之間具有粘接層。
9、 根據權利要求8所述的混凝土泵的耐磨部件，其特徵在於，所述耐磨 板和第二耐磨環為 一體結構。
10、 一種混凝土泵，其特徵在於，包括權利要求l-9任一項所述的混凝土 泵的耐磨部件。
11、 一種製造混凝土泵耐磨部件的方法，所述耐磨部件包括本體和耐磨體， 所述耐磨體的表面與本體的表面相配合，其特徵在於，該方法包括通過粘接的方式將耐磨體與本體固定。
全文摘要
本發明公開一種混凝土泵的耐磨部件，耐磨部件可以是眼鏡板，也可以是切割環，還公開一種混凝土泵和一種製造該耐磨部件的方法。耐磨部件包括本體和耐磨體，耐磨體的內表面與本體的表面相配合，耐磨體的內表面與本體表面之間具有將耐磨體和本體固定在一起的粘接層。該技術方案存在多方面益處(1)粘接前後，由於耐磨體與本體不存較大熱脹和冷縮變化，能夠保證耐磨體與本體的結合面充滿粘接劑，使耐磨部件的本體能夠為耐磨體提供有效的支撐；(2)由於耐磨部件不經歷高熱變化過程，使耐磨體保持較高的強度和硬度，同時避免應力集中；(3)由於具有整體耐磨工作面，不存在縫隙或凸緣等薄弱環節，能夠提高耐磨部件的整體耐磨性和工作可靠性。
文檔編號E04G21/04GK101672107SQ20091015905
公開日2010年3月17日 申請日期2009年8月4日 優先權日2009年8月4日
發明者周水波, 易小剛, 朱文旭, 歐耀輝 申請人:三一重工股份有限公司