專利名稱：甘蔗壓榨機(jī)榨輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及甘蔗壓榨機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
甘蔗糖廠生產(chǎn)線上的榨糖機(jī)的榨輥輥組一般采用三輥結(jié)構(gòu)，包括面輥、前輥和后輥，每條生產(chǎn)線采用五至六個(gè)輥組，共十五至十八個(gè)榨輥。這些榨輥外形直徑大多為860到1200毫米，每個(gè)榨輥由輥軸和裝在輥軸外的輥殼組合而成。輥軸主要是傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的作用；輥殼外表具有多道環(huán)形輥槽，輥槽與輥槽之間為輥齒，輥殼外圓周的形狀類似三角皮帶帶輪的外圓周形狀，輥殼在服役時(shí)輥槽與另一榨輥的輥齒嚙合，其榨輥的輥面之間擠壓甘蔗蔗體及蔗渣。目前，榨輥輥殼的材料都采用硬度較低的灰鑄鐵制造，其耐磨性和耐蝕性均較差。榨蔗時(shí)，工作部位的輥槽面與輥齒齒頂面受到巨大的壓力和切向摩擦力，加之在微酸性的蔗汁蔗渣中夾雜有粗細(xì)不等的泥沙、石塊甚至鐵器，因此，輥殼表面磨蝕現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，輥齒徑向和輥槽面法向平均磨損達(dá)0.2～0.5mm/萬(wàn)噸蔗，其結(jié)果是輥齒變得單薄、表面磨光，往往在一個(gè)榨季的后期便會(huì)出現(xiàn)蔗體和甘蔗渣在輥槽內(nèi)打滑的現(xiàn)象，造成入輥困難，壓榨量和抽出率減少，每到休榨期就得取下榨輥進(jìn)行輥齒齒形的修整加工，以備下次榨季再次使用。多次的整形加工使輥齒外圓尺寸逐次減小，帶來榨蔗能力的逐步降低。一般在運(yùn)轉(zhuǎn)率大于90％情況下，一根榨輥?zhàn)疃嗄苁褂脙蓚€(gè)榨季就得報(bào)廢。為了降低輥殼表面輥齒的磨損速度、延長(zhǎng)榨輥使用壽命，使蔗料順利入輥，保證榨蔗量和抽出率，人們采用了多種技術(shù)措施。如在材料上選用高磷合金鑄鐵、對(duì)榨輥輥齒采用火焰淬火或表面電接觸熱處理加工以提高表面硬度的技術(shù)和表面形成粗糙材料的疏松凹坑的表面粗化技術(shù)，近年來又有采用在榨輥齒頂火焰堆焊硬質(zhì)耐磨合金材料層技術(shù)等。這些技術(shù)雖對(duì)提高耐磨性和甘蔗入輥能力有一定的幫助，但效果仍不甚理想，意義不大。如火焰堆焊技術(shù)，其工程量大，效率低，不能大面積堆焊。如果齒頂、槽面齒側(cè)同時(shí)堆焊硬質(zhì)材料，會(huì)因表面形狀參差不齊，影響榨輥與梳齒的配合間隙和輥間的嚙合精度，增大梳齒的磨損，壓榨抽出率變小，此外，還增加后續(xù)輥組的負(fù)擔(dān)；若僅在齒頂堆焊硬質(zhì)材料，還會(huì)出現(xiàn)輥槽槽面磨損較齒頂快，槽側(cè)面被磨損“偷空”，最終造成硬質(zhì)材料與基體崩塌。此外，堆焊的硬化層扭應(yīng)力大，易產(chǎn)生裂紋，熔融的金屬與輥齒基體結(jié)合強(qiáng)度差，焊塊容易產(chǎn)生整塊剝落。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種甘蔗壓榨機(jī)榨輥，它不僅可提高榨輥表面硬度，而且又能實(shí)現(xiàn)表面粗化，從而提高其使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的方案是它包括有輥軸和裝在輥軸外、外表具有多道輥槽和輥齒的輥殼，所述輥殼的輥面設(shè)有表面粗糙度Ry大于100微米的激光處理硬化層，該激光處理硬化層包括有金相結(jié)構(gòu)為萊氏體的熔凝層和其下金相結(jié)構(gòu)為馬氏體與基體組織組成的相變過渡層。
上述熔凝層的厚度最好大于0.1毫米。上述輥齒齒頂面可設(shè)有一層金相結(jié)構(gòu)為合金基體相分布有顆粒狀碳化物的激光熔覆層，該熔覆層的厚度一般為0.1～2.0毫米。
由于采用了上述方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果1、使用壽命長(zhǎng)。本甘蔗壓榨機(jī)榨輥采用激光快速加熱、高速冷卻而得到共晶度高、組織細(xì)密，耐磨性好、熱穩(wěn)定性好、硬度高的鑄態(tài)的表層組織。經(jīng)與火焰堆焊碳化鎢技術(shù)對(duì)比試驗(yàn)表明，本實(shí)用新型的萬(wàn)噸蔗最大磨損量?jī)H為現(xiàn)有技術(shù)的32.3％，其使用壽命為現(xiàn)有技術(shù)的2倍以上。
2、耐腐蝕好。激光熔凝硬化層的表面組織結(jié)構(gòu)使其具有較好的耐腐蝕性。
3、入輥性好。由于表層為硬度很高的萊氏體結(jié)構(gòu)的熔凝層，因此，本榨輥可在較長(zhǎng)時(shí)間使用過程中保持其輥面的粗糙形狀，因此，具有良好的入輥性能。如在整條生產(chǎn)線使用本甘蔗壓榨機(jī)榨輥，甘蔗的日榨量可比現(xiàn)有技術(shù)提高300～500噸。
4、抽出率高。齒形總體磨損均勻，齒形保持較好，與壓榨機(jī)梳體保持較好的配合，使蔗渣水份有所降低。
5、運(yùn)行平穩(wěn)。本使用新型硬化層均勻分布，與壓榨機(jī)梳體配合較好，榨季生產(chǎn)無不良振動(dòng)及引發(fā)其它故障。


圖1是本實(shí)用新型的表層局部剖視圖。
圖2是本實(shí)用新型輥殼外圓周輥槽槽面表層的宏觀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型輥殼外圓周輥槽槽面表層的金相結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本實(shí)用新型輥殼外圓周齒頂面表層的金相結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳述圖1、圖2所示，本甘蔗壓榨機(jī)榨輥包括有輥軸1和裝在輥軸1外、外表具有多道輥槽和輥齒的輥殼2，輥殼2的基體為灰口鑄鐵，其上的A、C、D部位為輥槽槽面，B部為輥齒的頂面。在輥殼的輥面的A、D部位，采用高功率密度的激光束為熱源，在極短時(shí)間與輥面交互作用，使一定深度的金屬表面在瞬間被加熱和熔化，隨著光束移開后借助輥殼基體的吸熱和傳導(dǎo)，在極高的冷卻速度下，使已熔化表層金屬快速冷卻凝固，形成表面粗糙度Ry大于100微米的激光處理硬化層，該激光處理硬化層包括有金相結(jié)構(gòu)為萊氏體的熔凝層和其下金相結(jié)構(gòu)為馬氏體與基體組織組成的相變過渡層。在B部位，有一由鎳基合金粉末(Ni60)與鎳包碳化鎢粉末(70％WC+30Ni)的混合粉末在激光束照射下與齒頂表面熔合冷卻形成的激光熔覆層，該層的金相結(jié)構(gòu)為合金基體相分布有顆粒狀碳化物。
圖3所示為圖1中A部的電子顯微鏡拍攝的金相組織結(jié)構(gòu)圖，圖中E區(qū)為熔凝層，它的金相組織結(jié)構(gòu)為萊氏體，該層厚度為0.4～0.6毫米，硬度達(dá)726HV100～1150HV100；圖中F區(qū)為相變過渡層，該層厚度為0.6～0.95毫米，其靠E區(qū)部位硬度可達(dá)713HV100～795HV100，它的金相組織結(jié)構(gòu)為馬氏體與灰鑄鐵基體組織的復(fù)合。
圖4為圖1中B部的電子顯微鏡拍攝的金相組織結(jié)構(gòu)圖，圖中G區(qū)為激光熔覆層，它的金相組織結(jié)構(gòu)為合金基體相分布有顆粒狀碳化鎢，圖中顆粒狀白亮區(qū)為碳化鎢，該層厚度為1.6毫米，該層硬度達(dá)688HV100～766HV100。
權(quán)利要求1.一種甘蔗壓榨機(jī)榨輥，它包括有輥軸和裝在輥軸外、外表具有多道輥槽和輥齒的輥殼，其特征在于所述輥殼的輥面設(shè)有表面粗糙度Ry大于100微米的激光處理硬化層，該激光處理硬化層包括有金相結(jié)構(gòu)為萊氏體的熔凝層和其下金相結(jié)構(gòu)為馬氏體與基體組織組成的相變過渡層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甘蔗壓榨機(jī)榨輥，其特征在于所述熔凝層的厚度大于0.1毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甘蔗壓榨機(jī)榨輥，其特征在于所述輥齒齒頂面設(shè)有一層金相結(jié)構(gòu)為合金基體相分布有顆粒狀碳化物的激光熔覆層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的甘蔗壓榨機(jī)榨輥，其特征在于所述熔覆層的厚度為0.1～2.0毫米。
專利摘要一種甘蔗壓榨機(jī)榨輥，涉及甘蔗壓榨機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，它包括有輥軸和裝在輥軸外、外表具有多道輥槽和輥齒的輥殼，所述輥殼的輥面設(shè)有表面粗糙度Ry大于100微米的激光處理硬化層，該激光處理硬化層包括有金相結(jié)構(gòu)為萊氏體的熔凝層和其下金相結(jié)構(gòu)為馬氏體與基體組織組成的相變過渡層。本甘蔗壓榨機(jī)榨輥用于裝在甘蔗壓榨機(jī)上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，它具有使用壽命長(zhǎng)、耐腐蝕和入輥性好，蔗汁抽出率高和運(yùn)行平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C13B10/06GK2615142SQ03251518

公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者黃連釗, 龍強(qiáng), 林達(dá)良, 陸文雄, 張大柱, 沈江, 周熙翔, 周昌熾 申請(qǐng)人:柳州市柳聯(lián)激光加工工程有限責(zé)任公司