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摘 要：单辊破碎机广泛的应用于钢铁企业的烧结矿破碎生产中。它作为一种破碎效率高，稳定性高、可靠性强的设备，目前在我国的钢铁企业广泛应用。但是，我国目前所使用的单辊破碎机在使用寿命方面都不长。由于，其磨损效率太快，所以也存在很多弊端，并且，在经验设计方面各厂家对破碎机的设计也缺乏相应的理论依据，所以也就使得单辊破碎机在质量和稳定性上不统一，结构与尺寸也偏大，因此也就增加了成本。本文就对堆焊技术应用在单辊破碎机制造中的作用进行分析，对其焊接工艺的设计，注意事项以及方案进行论述，从而全方位的了解堆焊技术应用在单辊破碎机制造中的效果。
关键词：堆焊技术 单辊破碎机 制造 分析
1单辊破碎机的基本组成结构
单辊破碎机适用于热烧结矿的破碎生产，它是将颚式破碎机和辊式破碎机的两部分相互结合，所以他兼具这两个破碎机的特点。单齿辊破碎机由动力装置、破碎齿辊、篦板、台车、冷却系统、传送装置，台车及台车迁入迁出装置轴承，支架，防尘罩、导料槽等部分组成。
对于各部分的结构特点以及功能来讲，动力装置就是采用同步电机或是减速电机组成的传送一体化结构，而传送装置则为联轴器与减速器两部分组成。电机与减速器之间多采用的是联轴器联接。因为，它能够实现过载保护，当破碎时辊被烧结物料卡住或是有其他原因使主轴的扭距不断增大时，联轴器与减速器之间的摩擦就会因为力的关系而打滑，同时内置的开关会自动检测并在显示器输出信号，使电机与减速器发生分离，以此来减少造成破坏的作用，使设备在运行时更平稳，故障率下降。冷却系统采用的就是被冷却的连接方式，与旋转接头相连，这种设计使破碎的齿辊在高温运转下还能够保证良好的密封性。篦板为单根式采用的是低碳鋼制造，可两边调头使用，并且在两面堆焊高耐磨层，也主要采用锻钢部件，并且是单昆破碎机的主要工作部件。轴承采用双列向心球面，滚子轴承或使滚动轴为多为开式结构，并且通水冷却，这种用法可以保证单琨破碎机在重载变负荷作用和高温、冲击力大，杂质多，重载等恶劣情况下还能够稳定工作，增强它的使用寿命。
2单辊破碎机的分类形式
按照单辊破碎机的基本结构和形式可将其分为水冷方式和结构方式两种类型，其中水冷方式有水冷式和非水冷式。水冷式有破碎齿辊，主轴，篦板，他们都是通水冷却的。主轴、篦板通水冷却，主轴通水冷却都是部分通水。非水冷式包括破碎齿辊、篦板及主轴等不通水冷却。而结构形式分为破碎齿辊，篦板和旋转主轴，其中旋转主轴是制作为六棱轴的形式，它便于齿轮装配。篦板可分为整体式和组焊件。其中整体式一般高强度合金钢锻造或低碳钢铸造而成，组焊件是钢板焊接制作内有细缝。破碎齿辊有整体式，镶嵌式和齿盘式，其中整体式破碎齿辊与主轴制造为一个整体，镶嵌式破碎齿辊上镶嵌锤头，在装配在主轴上。齿盘式是破碎齿辊制造为整体，装配在主轴上。
3单辊破碎机的工作原理
单辊破碎之位于烧结机的尾部，它承担着破碎烧结矿以及后续工艺原料的任务。所以，它主要的作用是对物料进行破碎，其起重要作用的是破碎齿辊和篦板，破碎齿辊也叫做齿盘，是由齿辊和刀斧形的破碎齿组成，均匀的排列在主轴上，与固定在篦板台车上的篦板一起对物料进行。
所以，单辊破碎机又叫剪切式破碎机，在整个破碎过程中可分为三个部分。首先，红热烧结矿从不断移动的台车上沿着导料槽卸下，若在破碎机上沿着导料槽卸下，落到破碎机上，被辊齿和蓖板卡住，开始受力。其次，破碎齿辊在动力装置作用下开始旋转，烧结矿的齿辊和蓖板的共同作用下被越压越紧物料压入设备槽内，开始对其锤头部分进行受劈压力，让它们的剪切力一致，烧结矿开始碾碎。最后，烧结矿被碾碎成符合工艺要求的颗粒，从破碎机落入料场内完成排料。
4单辊破碎机的堆焊设计
4.1堆焊技术
堆焊是利用焊接的方式把金属熔化堆在工具或零件表面以对其进行强化处理的一种焊接方法，它属于一种材料表面改性的熔焊工艺，能够有效地改变零部件表面的化学成分和组织结构，改善其性能，延长使用寿命。堆焊技术的评价指标通常有：较小的母材稀释，较高的熔敷速度，优良的堆焊层性能等，即优质，高效，低稀释率的堆焊技术，应用这些技术通常可提高寿命 30%-300%，降低成本 25%-75%。 常用的堆焊方法有：焊条电弧堆焊，埋弧堆焊，火焰堆焊，等离子堆焊，CO2气体保护堆焊，钨极氩弧堆焊等，在国内外工业发展的推动下还出现了宽带级堆焊、激光堆焊等新型堆焊技术。
4.2堆焊工艺注意事项
堆焊时的低稀释率，较高的熔敷速度和效率；现有焊接技术水平、工装以及焊工技术水平； 所需堆焊工件尺寸、形状复杂程度以及是否批量生产；堆焊实施对象的堆焊位置，堆焊材料形状是否满足工件堆焊要求；有无所需堆焊材料；较低的综合成本，对于小批量生产，最普通最经济的方法是焊条手工电弧堆焊。
4.3堆焊方案设计
在准备工作完成后，按照设计要求及堆焊注意事项，对单辊破碎机的整体及容易磨损关键零部件进行了堆焊的工艺设计分析。首先，齿辊体、锤头均采用整体铸造，参照设计图纸进行机加工，使各轮廓和结构尺寸符合设计要求。堆焊前进行清理，除去堆焊位置的油，灰，砂等杂物，将工件固定在工装夹具上。其次，多层焊接时，层间温度不应超过 300℃。边堆焊边用卡板检查以保证堆焊面达到图纸外形尺寸要求。焊接时尽可能采用小线能量，采用短弧、直流反接、跳焊、短段焊、间隙焊。焊接间隙，用尖锤锤击焊接区。另外，由于单辊破碎机的破碎机理是锤头沿蓖板进行旋转破碎，所以蓖板的磨损轨迹是沿锤头旋转轨迹的弧形状。目前使用得单辊破碎机大都对蓖板进行整体的盖面堆焊处理，不仅浪费昂贵的堆焊材料，而且在非磨损区的堆焊层对保护蓖板的作用也不大。
结语：
单辊破碎机的工况恶劣，磨损失效情况十分严重，目前所大量使用的单辊破碎机大都使用寿命短，长期影响着冶金企业的烧结生产。本文对单辊破碎机的磨损失效机理，并且分析了设计的注意事项。单辊破碎机的磨损形式是以高温环境下的凿削式磨粒磨损为主，并伴随有其他磨损形式的高应力磨粒磨损。根据使用情况，其失效形式主要有：疲劳剥落、裂纹和断裂、变形、掉块等。分析失效原因主要是热疲劳、大冲击、物料硬度高、设计制造过程中的不确定性因素以及材料性能达不到要求等因素造成的。
参考文献：
[1] 杨绍令.单齿辊破碎机的修复再利用[J].烧结球团，2004，29（1）：48-49.
[2] 谷士强.冶金机械安装工程手册[M].北京：冶金工业出版社，1997.
[3] 魏永英.单齿辊破碎机设计与计算[J].机械设计与制造，2008，5（5）：18-20.
[4] 林剑东.提高烧结单辊破碎锤头寿命的研究[J].焊接技术，2004，33（2）：28-31
关键词：堆焊技术 单辊破碎机 制造 分析
1单辊破碎机的基本组成结构
单辊破碎机适用于热烧结矿的破碎生产，它是将颚式破碎机和辊式破碎机的两部分相互结合，所以他兼具这两个破碎机的特点。单齿辊破碎机由动力装置、破碎齿辊、篦板、台车、冷却系统、传送装置，台车及台车迁入迁出装置轴承，支架，防尘罩、导料槽等部分组成。
对于各部分的结构特点以及功能来讲，动力装置就是采用同步电机或是减速电机组成的传送一体化结构，而传送装置则为联轴器与减速器两部分组成。电机与减速器之间多采用的是联轴器联接。因为，它能够实现过载保护，当破碎时辊被烧结物料卡住或是有其他原因使主轴的扭距不断增大时，联轴器与减速器之间的摩擦就会因为力的关系而打滑，同时内置的开关会自动检测并在显示器输出信号，使电机与减速器发生分离，以此来减少造成破坏的作用，使设备在运行时更平稳，故障率下降。冷却系统采用的就是被冷却的连接方式，与旋转接头相连，这种设计使破碎的齿辊在高温运转下还能够保证良好的密封性。篦板为单根式采用的是低碳鋼制造，可两边调头使用，并且在两面堆焊高耐磨层，也主要采用锻钢部件，并且是单昆破碎机的主要工作部件。轴承采用双列向心球面，滚子轴承或使滚动轴为多为开式结构，并且通水冷却，这种用法可以保证单琨破碎机在重载变负荷作用和高温、冲击力大，杂质多，重载等恶劣情况下还能够稳定工作，增强它的使用寿命。
2单辊破碎机的分类形式
按照单辊破碎机的基本结构和形式可将其分为水冷方式和结构方式两种类型，其中水冷方式有水冷式和非水冷式。水冷式有破碎齿辊，主轴，篦板，他们都是通水冷却的。主轴、篦板通水冷却，主轴通水冷却都是部分通水。非水冷式包括破碎齿辊、篦板及主轴等不通水冷却。而结构形式分为破碎齿辊，篦板和旋转主轴，其中旋转主轴是制作为六棱轴的形式，它便于齿轮装配。篦板可分为整体式和组焊件。其中整体式一般高强度合金钢锻造或低碳钢铸造而成，组焊件是钢板焊接制作内有细缝。破碎齿辊有整体式，镶嵌式和齿盘式，其中整体式破碎齿辊与主轴制造为一个整体，镶嵌式破碎齿辊上镶嵌锤头，在装配在主轴上。齿盘式是破碎齿辊制造为整体，装配在主轴上。
3单辊破碎机的工作原理
单辊破碎之位于烧结机的尾部，它承担着破碎烧结矿以及后续工艺原料的任务。所以，它主要的作用是对物料进行破碎，其起重要作用的是破碎齿辊和篦板，破碎齿辊也叫做齿盘，是由齿辊和刀斧形的破碎齿组成，均匀的排列在主轴上，与固定在篦板台车上的篦板一起对物料进行。
所以，单辊破碎机又叫剪切式破碎机，在整个破碎过程中可分为三个部分。首先，红热烧结矿从不断移动的台车上沿着导料槽卸下，若在破碎机上沿着导料槽卸下，落到破碎机上，被辊齿和蓖板卡住，开始受力。其次，破碎齿辊在动力装置作用下开始旋转，烧结矿的齿辊和蓖板的共同作用下被越压越紧物料压入设备槽内，开始对其锤头部分进行受劈压力，让它们的剪切力一致，烧结矿开始碾碎。最后，烧结矿被碾碎成符合工艺要求的颗粒，从破碎机落入料场内完成排料。
4单辊破碎机的堆焊设计
4.1堆焊技术
堆焊是利用焊接的方式把金属熔化堆在工具或零件表面以对其进行强化处理的一种焊接方法，它属于一种材料表面改性的熔焊工艺，能够有效地改变零部件表面的化学成分和组织结构，改善其性能，延长使用寿命。堆焊技术的评价指标通常有：较小的母材稀释，较高的熔敷速度，优良的堆焊层性能等，即优质，高效，低稀释率的堆焊技术，应用这些技术通常可提高寿命 30%-300%，降低成本 25%-75%。 常用的堆焊方法有：焊条电弧堆焊，埋弧堆焊，火焰堆焊，等离子堆焊，CO2气体保护堆焊，钨极氩弧堆焊等，在国内外工业发展的推动下还出现了宽带级堆焊、激光堆焊等新型堆焊技术。
4.2堆焊工艺注意事项
堆焊时的低稀释率，较高的熔敷速度和效率；现有焊接技术水平、工装以及焊工技术水平； 所需堆焊工件尺寸、形状复杂程度以及是否批量生产；堆焊实施对象的堆焊位置，堆焊材料形状是否满足工件堆焊要求；有无所需堆焊材料；较低的综合成本，对于小批量生产，最普通最经济的方法是焊条手工电弧堆焊。
4.3堆焊方案设计
在准备工作完成后，按照设计要求及堆焊注意事项，对单辊破碎机的整体及容易磨损关键零部件进行了堆焊的工艺设计分析。首先，齿辊体、锤头均采用整体铸造，参照设计图纸进行机加工，使各轮廓和结构尺寸符合设计要求。堆焊前进行清理，除去堆焊位置的油，灰，砂等杂物，将工件固定在工装夹具上。其次，多层焊接时，层间温度不应超过 300℃。边堆焊边用卡板检查以保证堆焊面达到图纸外形尺寸要求。焊接时尽可能采用小线能量，采用短弧、直流反接、跳焊、短段焊、间隙焊。焊接间隙，用尖锤锤击焊接区。另外，由于单辊破碎机的破碎机理是锤头沿蓖板进行旋转破碎，所以蓖板的磨损轨迹是沿锤头旋转轨迹的弧形状。目前使用得单辊破碎机大都对蓖板进行整体的盖面堆焊处理，不仅浪费昂贵的堆焊材料，而且在非磨损区的堆焊层对保护蓖板的作用也不大。
结语：
单辊破碎机的工况恶劣，磨损失效情况十分严重，目前所大量使用的单辊破碎机大都使用寿命短，长期影响着冶金企业的烧结生产。本文对单辊破碎机的磨损失效机理，并且分析了设计的注意事项。单辊破碎机的磨损形式是以高温环境下的凿削式磨粒磨损为主，并伴随有其他磨损形式的高应力磨粒磨损。根据使用情况，其失效形式主要有：疲劳剥落、裂纹和断裂、变形、掉块等。分析失效原因主要是热疲劳、大冲击、物料硬度高、设计制造过程中的不确定性因素以及材料性能达不到要求等因素造成的。
参考文献：
[1] 杨绍令.单齿辊破碎机的修复再利用[J].烧结球团，2004，29（1）：48-49.
[2] 谷士强.冶金机械安装工程手册[M].北京：冶金工业出版社，1997.
[3] 魏永英.单齿辊破碎机设计与计算[J].机械设计与制造，2008，5（5）：18-20.
[4] 林剑东.提高烧结单辊破碎锤头寿命的研究[J].焊接技术，2004，33（2）：28-31