一种豆砾石泵磨盘结构及生产工艺

技术领域

本发明涉及豆砾石泵磨盘技术领域，特别是指一种豆砾石泵磨盘结构及生产工艺。

背景技术

隧道壁后填充是隧道施工安全保障的关键步骤，目前的填充物分为砂浆、豆砾石等，豆砾石作为TBM等管片壁厚回填施工的主要材料，在施工过程中，上下磨盘作为豆砾石泵的主要部件，上、下磨盘在工作过程中，与豆砾石相对运动产生的干摩擦较大，导致作业过程中出现局部干磨、刮板等现象，容易出现磨擦损坏等，影响使用寿命，难以保障施工效率。

随着科技的发展进步磨盘也在不断改善优化，研制出了多种复合材料的橡胶磨盘，如申请号为98216511.0的中国专利公开了转子式混凝土喷射机用新型橡胶密封板，其虽然使用了耐磨橡胶作为主要材料与底板分体组装，具有维修方便、成本低等优点，但却仍具有干磨、不耐高温、润滑不均等技术问题，不能有效解决磨盘作业时出现磨损过快的问题，所以并未在工程机械领域推广使用。因此，需要设计一款与豆砾石泵匹配使用的新型上下耐磨盘。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种豆砾石泵磨盘结构及生产工艺，解决了现有技术中豆砾石泵磨盘磨损过快的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种豆砾石泵磨盘结构，包括上磨盘和下磨盘，上磨盘上设有进料口，下磨盘上设有出料口；所述上磨盘和/或下磨盘内部均设有油脂注入孔，油脂注入孔与设置在上磨盘和/或下磨盘工作面上的油脂润滑孔相连通；所述上磨盘和下磨盘均复合磨盘。作为优选方案，所述上磨盘和下磨盘均为钢板、橡胶和陶瓷的复合磨盘。

进一步，所述上磨盘包括上钢衬板和上橡胶盘，上橡胶盘固定在上钢衬板上，上橡胶盘上嵌设有上陶瓷磨板，上陶瓷磨板的外表面与上橡胶盘的外表面齐平，形成上磨盘的工作面。

其中，所述上橡胶盘为聚氨酯橡胶盘，上橡胶盘的外边缘与上钢衬板的外边缘齐平，上钢衬板的中心设有一体成型的上固定法兰。作为优选方案，上橡胶盘内沿径向设有至少一个油脂注入孔，油脂注入孔与至少一个对应的油脂润滑孔相连通。

进一步，所述上磨盘上还设有压缩空气进口、泄压口和备用泄压口。作为优选压缩空气进口、泄压口、备用泄压口和进料口分别位于四个象限内。

进一步，所述下磨盘包括下钢衬板和下橡胶盘，下橡胶盘固定在下钢衬板上，下橡胶盘上嵌设有下陶瓷磨板，下陶瓷磨板的外表面与下橡胶盘的外表面齐平，形成下磨盘的工作面。

其中，所述下橡胶盘为聚氨酯橡胶盘，下橡胶盘的外边缘与下钢衬板的外边缘齐平，下钢衬板的中心设有一体成型的下固定法兰。作为优选所述下橡胶盘内沿径向设有至少一个油脂注入孔，油脂注入孔与至少一个对应的油脂润滑孔相连通。

一种所述的豆砾石泵磨盘结构的生产工艺，步骤如下：

S1：制作与上钢衬板结构尺寸相同的上浇铸盘，同时制作与下钢衬板结构尺寸相同的下浇铸盘；上下浇铸盘上均开设有环形凹槽；

S2：将上浇铸盘、下浇铸盘分别防止在对应的预制模具中，使上浇铸盘与对应的预制模具之间形成上橡胶盘的浇注腔，下浇铸盘对应的预制模具之间形成下橡胶盘的浇注腔；

S3：在上浇铸盘和下浇铸盘上的开口处填充覆盖体；

S4：将提前备好的橡胶浇注料加热到一定温度使其融化成胶状物；

S5：将步骤S4中的胶状物均匀的注入到浇注腔内，轻微压模使胶状物与上下浇铸盘紧密贴合并排除气泡；

S6：待浇注腔内的胶状物冷却固化后，形成对应的预制上橡胶盘和预制下橡胶盘，然后将预制上橡胶盘和预制下橡胶盘从对应的上浇铸盘、下浇铸盘拆下；

S7：对预制上橡胶盘和预制下橡胶盘进行粗加工，处理其表面的毛刺和凸状物；

S8：对处理好的预制上橡胶盘和预制下橡胶盘进行耐磨、耐压测试，确定其是否具有良好的机械性能；

S9：对具有良好机械性能的预制上橡胶盘和预制下橡胶盘进行打磨、抛光，使其成为合格的上橡胶盘和下橡胶盘；

S10：将步骤S9中的上橡胶盘安装到上钢衬板上，并将陶瓷磨板嵌设到上橡胶盘内，形成上磨盘；同样的，将步骤S9中的下橡胶盘安装到下钢衬板上，并将陶瓷磨板嵌设到下橡胶盘内，形成下磨盘。

本发明的有益效果为：1、本发明上磨盘和下磨盘使用了钢板、聚氨酯橡胶和陶瓷等材料镶嵌而成，可以有效的解决豆砾石泵在工作时出现的磨盘磨损、烧板等问题，提高了磨盘耐磨性和机械强度，从而延长磨盘的使用寿命。除此之外，本发明有效的减少了陶瓷等贵重材料的使用量，方便了陶瓷耐磨板的更换，降低了成本。

2、本发明上磨盘和下磨盘侧面上开设于油脂注入孔，可以将油脂注入到磨板接触面上，形成润滑密封环，在作业过程起到润滑降温的效果，防止磨盘出现干磨等，对磨盘有一定保护作用。

3、本发明耐磨橡胶磨盘和耐磨钢衬板结合，提供的耐压稳定的磨盘加工工艺，首次在行业内搭载应用聚氨酯橡胶磨盘，提高了磨盘耐磨性和机械强度。除此之外，聚氨酯橡胶磨盘首次使用浇铸工艺，配合上下钢浇铸盘浇铸出于刚衬板相契合的聚氨酯磨盘，浇铸盘整体材料为钢板，结构上开设有钢衬板一样的孔位和油脂管路，且在浇铸盘上有环形凹槽，确保在浇铸完成后安装不会出现问题，且一体式浇铸后磨盘的机械强度和韧性将大幅提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明上磨盘结构示意图。

图2为图1中A-A向视图。

图3为图1中B-B向视图。

图4为下磨盘结构示意图。

图5为图4中D-D向视图。

图6为上浇铸盘主视示意图。

图7为上浇铸盘侧视示意图。

图8为下浇铸盘主视示意图。

图9为下浇铸盘侧视示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，一种豆砾石泵磨盘结构，包括上磨盘1和下磨盘2，上磨盘1和下磨盘2均为复合磨盘，且上磨盘1和下磨盘2的大小和厚度基本相同。本实施例中优选所述上磨盘1和下磨盘2均为钢板、橡胶和陶瓷的复合磨盘。该复合磨盘首次在行业内搭载应用聚氨酯及陶瓷复合材料的橡胶磨盘，实现耐磨性和机械强度大幅提升，实现了产品由单纯两相转变为三相摩擦应用升级；提高磨盘耐磨性能。本实施例中上磨盘1上设有进料口3，下磨盘2上设有出料口4，未研磨的填料从进料口进入上下磨盘之间并在其工作面进行压磨处理，处理后的填料从出料口流出。如图3所示，所述上磨盘1和/或下磨盘2内部均设有油脂注入孔5，油脂注入孔5与设置在上磨盘1和/或下磨盘2工作面上的油脂润滑孔6相连通；油脂注入孔5与油脂润滑孔6形成润滑通道，润滑油脂可经该润滑通道进入上下磨盘之间的工作面，进行润滑降温，防止磨盘出现干磨等，对磨盘有一定保护作用。在实际施工过程中，可在上磨盘1内设置上述润滑通道，也可只在下磨盘2内设置上述润滑通道，也可在上下磨盘内都设置上述润滑通道，很明显在上下磨盘内都设置润滑通道，其润滑降温效果更加。上述润滑方式适应两相旋转摩擦副间歇及断续润滑，使产品的使用寿命相对同等级产品多出一倍方量。

上述上、下磨盘，使用了钢板、陶瓷、聚氨酯橡胶等三种材料镶嵌组合而成，节省了昂贵材料的使用率，兼具了强度高、耐高温、抗震等特性，且在磨盘侧面设有油脂注入孔与磨板润滑孔相通，在接触面形成环形润滑孔，解决了磨盘作业状态下干磨、刮板的现象，极大的提高了磨盘的使用寿命，且不会在使用过程出现刚性变形。

如图1、2所示，本实施例中，所述上磨盘1包括上钢衬板1-1和上橡胶盘1-2，上橡胶盘1-2能覆盖住上钢衬板。上橡胶盘1-2固定在上钢衬板1-1上，其固定方式可采用粘固。上橡胶盘1-2上嵌设有上陶瓷磨板1-3，上陶瓷磨板1-3的外表面与上橡胶盘1-2的外表面齐平，形成上磨盘1的工作面。上陶瓷磨板可使用8-15mm厚的陶瓷片，且布满大小均匀的磨粒，该凹凸一致的陶瓷颗粒，对颗粒物进行打磨，提高打磨效率。陶瓷作为磨板的主要材料，不仅具有很强的抗压效果，超高的熔点也使得磨板在高温下保持稳定性，不会因高温出现膨胀，更不会发生热量传递，对橡胶垫板起到很好的保护作用。除此之外，陶瓷材料的化学特性，也使得磨盘在使用过程中不会被腐蚀，提高了磨盘的使用寿命。

作为优选方案，所述上橡胶盘1-2为聚氨酯橡胶盘，聚氨酯橡胶的使用，不仅仅提高了磨盘的抗压能力，而且材料本身具有极高的强度，耐磨性和优良的弹性，在使用过程中能够传递压力且不会发生应力变形，且磨盘使用浇铸工艺而成，极大提高了机械性能，因此可以满足磨板的使用要求。聚氨酯橡胶盘作为辅助结构，镶嵌并粘接在钢衬板上，其上开有与钢衬板同样尺寸的孔。上橡胶盘1-2的外边缘与上钢衬板1-1的外边缘齐平，上钢衬板1-1的中心设有一体成型的上固定法兰1-4。上钢衬板为磨盘主结构，中心处安装有固定法兰，上磨盘可通过该固定法兰与主轴连接，起到固定和动力传输的作用。上橡胶盘1-2内沿径向设有至少一个油脂注入孔5，油脂注入孔5与至少一个对应的油脂润滑孔6相连通。作为优选，上橡胶盘在侧面开了2个油脂或多个注入孔油脂注入孔5，油脂注入孔5与盘面上的多个油脂润滑孔6相连通，润滑孔沿盘面半径方向呈环形分布，以便油脂可以均匀分布，起到润滑效果，并形成环形油脂密封环，提高磨处理过程中的密封性；且在作业过程起到润滑降温的效果，防止磨盘出现干磨等，对磨盘有一定保护作用。

此外，本实施例中所述上磨盘1上还设有压缩空气进口1-5、泄压口1-6和备用泄压口1-7。作为优选所述压缩空气进口1-5、泄压口1-6、备用泄压口1-7和进料口3分别位于四个象限内。在使用过程中，通过压缩空气进口处进行加压，使得豆砾石具有一定的动能可以实现与磨盘的相对运动，从而产生打磨效果：泄压口的作用在于豆砾石进入下料口之前，卸去一部分高压空气降低豆砾石的动能，防止豆砾石在通过下料口时产生的冲击过大。

如图4、5所示，实施例2，在实施例1的基础上，所述下磨盘2包括下钢衬板2-1和下橡胶盘2-2，下橡胶盘2-2固定在下钢衬板2-1上，同样的，该下橡胶盘的固定方式可采用粘固。下橡胶盘2-2上嵌设有下陶瓷磨板2-3，下陶瓷磨板2-3的外表面与下橡胶盘2-2的外表面齐平，形成下磨盘2的工作面；钢衬板主要是作为底座来固定和粘接聚氨酯橡胶垫板，并将陶瓷磨板镶嵌在上面，可以充分利用有效面积，降低了陶瓷材料的用量，节省成本。下陶瓷磨板可使用8-15mm厚的陶瓷片，且布满大小均匀的磨粒，该凹凸一致的陶瓷颗粒，对颗粒物进行打磨，提高打磨效率。陶瓷作为磨板的主要材料，不仅具有很强的抗压效果，超高的熔点也使得磨板在高温下保持稳定性，不会因高温出现膨胀，更不会发生热量传递，对橡胶垫板起到很好的保护作用。除此之外，陶瓷材料的化学特性，也使得磨盘在使用过程中不会被腐蚀，提高了磨盘的使用寿命。

本实施例中，所述下橡胶盘2-2为聚氨酯橡胶盘，聚氨酯橡胶的使用，不仅仅提高了磨盘的抗压能力，而且材料本身具有极高的强度，耐磨性和优良的弹性，在使用过程中能够传递压力且不会发生应力变形，且磨盘使用浇铸工艺而成，极大提高了机械性能，因此可以满足磨板的使用要求。下橡胶盘2-2的外边缘与下钢衬板2-1的外边缘齐平，下钢衬板2-1的中心设有一体成型的下固定法兰2-4。下磨盘可通过该固定法兰与主轴连接，起到固定和动力传输的作用。

聚氨酯橡胶盘作为辅助结构，镶嵌并粘接在钢衬板上，其上开有与钢衬板同样尺寸的孔。所述下橡胶盘2-2内沿径向设有至少一个油脂注入孔5，油脂注入孔5与至少一个对应的油脂润滑孔6相连通。作为优选，下橡胶盘在侧面开了2个油脂或多个注入孔油脂注入孔5，油脂注入孔5与盘面上的多个油脂润滑孔6相连通，润滑孔沿盘面半径方向呈环形分布，以便油脂可以均匀分布，起到润滑效果，并结合上磨盘形成多个环形油脂密封环，提高磨处理过程中的密封性；且在作业过程起到润滑降温的效果，防止磨盘出现干磨等，对磨盘有一定保护作用。

实施例3，一种如实施例2所述的豆砾石泵磨盘结构的生产工艺，步骤如下：

S1：如图6、7所示，制作与上钢衬板1-1结构尺寸相同的上浇铸盘，同时如图8、9所示，制作与下钢衬板2-1结构尺寸相同的下浇铸盘；上下浇铸盘上均开设有环形凹槽。在浇铸盘上有环形凹槽，浇筑成型后可以与磨钢衬板相契合，确保在浇铸完成后安装不会出现问题，且一体式浇铸后磨盘的机械强度和韧性将大幅提升。

S2：将上浇铸盘、下浇铸盘分别防止在对应的预制模具中，即用软钢形成环形包围带，使上浇铸盘与对应的预制模具之间形成上橡胶盘的浇注腔，下浇铸盘对应的预制模具之间形成下橡胶盘的浇注腔。

S3：在上浇铸盘和下浇铸盘上的开口处填充覆盖体；确保浇铸的橡胶盘开设有与上下钢材板相一致的开口。填充覆盖体需耐高温且不会变形。

S4：将提前备好的橡胶浇注料加热到一定温度使其融化成胶状物；橡胶浇注料可采用聚氨酯橡胶、丁晴橡胶、耐磨橡胶等。

S5：将步骤S4中的胶状物均匀的注入到浇注腔内，轻微压模使胶状物与上下浇铸盘紧密贴合并排除气泡，确保浇铸质量。

S6：待浇注腔内的胶状物冷却固化后，形成对应的预制上橡胶盘和预制下橡胶盘，然后将预制上橡胶盘和预制下橡胶盘从对应的上浇铸盘、下浇铸盘拆下；此时的预制上橡胶盘具有压缩空气进口、泄压口、备用泄压口、下料口和润滑通道的橡胶盘体；而预制下橡胶盘是具有进料口和润滑通道的橡胶盘体。

S7：对预制上橡胶盘和预制下橡胶盘进行粗加工，处理其表面的毛刺和凸状物。

S8：对处理好的预制上橡胶盘和预制下橡胶盘进行耐磨、耐压测试，确定其是否具有良好的机械性能。

S9：对具有良好机械性能的预制上橡胶盘和预制下橡胶盘进行打磨、抛光，使其成为合格的上橡胶盘和下橡胶盘。

S10：将步骤S9中的上橡胶盘安装到上钢衬板1-1上，并将陶瓷磨板嵌设到上橡胶盘内，形成上磨盘1；同样的，将步骤S9中的下橡胶盘安装到下钢衬板2-1上，并将陶瓷磨板嵌设到下橡胶盘内，形成下磨盘2。

上述案在钢衬板的基础上添加了聚氨酯橡胶、陶瓷等材料，且使用了浇铸工艺，极大的提高了磨盘的抗压、抗高温、耐磨、耐腐蚀等性能，解决了常规磨盘在使用过程中出现变形、腐蚀、烧板等问题，延长了磨盘的使用寿命，提高了工作效率。使用此工艺所制成的磨盘机械强度优良，相比于常规磨盘韧性将会极大地提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。