切割环、眼镜板和混凝土泵.pdf

本发明提供了一种切割环、眼镜板和混凝土泵。其中，切割环，包括：环形基体(10)，具有相对设置的第一端(11)和第二端(12)以及贯穿第一端(11)和第二端(12)的物料第一通孔(13)，切割环还包括：第一耐磨环(20)，固定在第一端(11)上，第一端(11)具有容纳第一耐磨环(20)的第一环形容纳槽，第一耐磨环(20)为刚玉。本发明的技术方案具有更高的使用寿命。

权利要求书
1.  一种切割环，包括：
环形基体(10)，具有相对设置的第一端(11)和第二端(12)以及贯穿所述第一端 (11)和所述第二端(12)的物料第一通孔(13)，其特征在于，所述切割环还包括：
第一耐磨环(20)，固定在所述第一端(11)上，所述第一端(11)具有容纳所述第 一耐磨环(20)的第一环形容纳槽，所述第一耐磨环(20)为刚玉。

2.  根据权利要求1所述的切割环，其特征在于，第一耐磨环(20)包括多个刚玉，所述刚 玉多个在所述环形基体(10)的周向上分布设置。

3.  根据权利要求1所述的切割环，其特征在于，所述第一耐磨环(20)通过粘性层与所述 环形基体(10)粘贴。

4.  根据权利要求3所述的切割环，其特征在于，所述粘性层为胶水。

5.  根据权利要求4所述的切割环，其特征在于，所述粘接层的拉伸强度(T)≥36Mpa，所 述粘接层的剪切强度(W)≥22MPa。

6.  根据权利要求1所述的切割环，其特征在于，所述刚玉的密度为3.0至3.9g/cm3，所述刚 玉的吸水率为0，所述刚玉的弯曲强度为280至320Mpa，所述刚玉的硬度＞HRA85，所 述刚玉的线膨胀系数为6.3×10-6至8.0×10-6mm/℃。

7.  根据权利要求1所述的切割环，其特征在于，所述环形基体(10)的外周面上设置有第 一耐磨堆焊层(31)，所述物料第一通孔(13)的孔壁上设置有第二耐磨堆焊层(32)。

8.  一种眼镜板，包括：
基板(40)，具有相对设置的第三端和第四端以及贯穿所述第三端和所述第四端的两 个物料第二通孔(41)，所述第三端朝向所述第一端(11)，其特征在于，所述眼镜板还包 括：
两个第二耐磨环(50)，均固定在所述第三端上，所述两个第二耐磨环(50)与所述 两个物料第二通孔(41)一一对应设置，各所述第二耐磨环(50)环绕在对应的所述物料 第二通孔(41)的外侧，所述第三端具有容纳所述两个第二耐磨环(50)的两个第二环形 容纳槽，所述两个第二耐磨环(50)与所述两个第二环形容纳槽一一对应设置，所述第二 耐磨环(50)为刚玉。

9.  根据权利要求8所述的眼镜板，其特征在于，还包括：
耐磨衬板(60)，固定在所述第三端上并且位于所述两个第二耐磨环(50)之间，所 述耐磨衬板(60)为刚玉。

10.  根据权利要求8所述的眼镜板，其特征在于，所述刚玉的密度为3.0至3.9g/cm3，所述刚 玉的吸水率为0，所述刚玉的弯曲强度为280至320Mpa，所述刚玉的硬度＞HRA85，所 述刚玉的线膨胀系数为6.3×10-6至8.0×10-6mm/℃。

11.  一种混凝土泵，包括：
S管，其特征在于，所述混凝土泵还包括：
权利要求1至7中任一项所述的切割环，所述S管穿设固定在所述物料第一通孔的内 部；
权利要求8至10中任一项所述的眼镜板。

说明书切割环、眼镜板和混凝土泵
技术领域
本发明涉及混凝土加工技术领域，具体而言，涉及一种切割环、眼镜板和混凝土泵。
背景技术
目前，眼镜板、切割环的工作环境非常恶劣，其中切割环与S管一起在泵车料斗中来回 摆动，切割环在切割混凝土时，会受到来自混凝土和眼镜板的作用力，进而被损坏，最终造 成眼镜板、切割环的报废，现有的眼镜板、切割环的造价高、寿命比较低。
现有技术1：
眼镜板、切割环工作面上围绕着通孔镶嵌有硬质合金环，通孔内表面使用硬质合金焊条 焊丝堆焊产生一层堆焊层，硬质合金环与基体采用钎焊方式结合。缺陷是硬质合金环造价高， 占切割环、眼镜板的成本50％左右，且在眼镜板、切割环堆焊层磨损整体报废后还有大量的 合金剩余，造成巨大的质量过剩和贵金属资源浪费。
现有技术2：
发明专利授权公告说明书CN201320577234.3，采用陶瓷小片粘贴在耐磨平面和通孔内。 但对陶瓷的冲击韧性和硬度的要求同时都很高，例如氧化锆陶瓷，陶瓷的制造成本并未比硬 质合金低多少。
发明内容
本发明旨在提供一种具有更高使用寿命的切割环、眼镜板和混凝土泵。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种切割环，包括：环形基体，具 有相对设置的第一端和第二端以及贯穿第一端和第二端的物料第一通孔，切割环还包括：第 一耐磨环，固定在第一端上，第一端具有容纳第一耐磨环的第一环形容纳槽，第一耐磨环为 刚玉。
进一步地，第一耐磨环包括多个刚玉，刚玉多个在环形基体的周向上分布设置。
进一步地，第一耐磨环通过粘性层与环形基体粘贴。
进一步地，粘性层为胶水。
进一步地，粘接层的拉伸强度≥36Mpa，粘接层的剪切强度≥22MPa。
进一步地，刚玉的密度为3.0至3.9g/cm3，刚玉的吸水率为0，刚玉的弯曲强度为280至 320Mpa，刚玉的硬度＞HRA85，刚玉的线膨胀系数为6.3×10-6至8.0×10-6mm/℃。
进一步地，环形基体的外周面上设置有第一耐磨堆焊层，物料第一通孔的孔壁上设置有 第二耐磨堆焊层。
根据本发明的另一方面，提供了一种眼镜板，包括：基板，具有相对设置的第三端和第 四端以及贯穿第三端和第四端的两个物料第二通孔，第三端朝向第一端，眼镜板还包括：两 个第二耐磨环，均固定在第三端上，两个第二耐磨环与两个物料第二通孔一一对应设置，各 第二耐磨环环绕在对应的物料第二通孔的外侧，第三端具有容纳两个第二耐磨环的两个第二 环形容纳槽，两个第二耐磨环与两个第二环形容纳槽一一对应设置，第二耐磨环为刚玉。
进一步地，本发明的眼镜板还包括：耐磨衬板，固定在第三端上并且位于两个第二耐磨 环之间，耐磨衬板为刚玉。
进一步地，刚玉的密度为3.0至3.9g/cm3，刚玉的吸水率为0，刚玉的弯曲强度为280至 320Mpa，刚玉的硬度＞HRA85，刚玉的线膨胀系数为6.3×10-6至8.0×10-6mm/℃。
根据本发明的另一方面，提供了一种混凝土泵，包括：S管，混凝土泵还包括：上述的切 割环，S管穿设固定在物料第一通孔的内部；上述的眼镜板。
应用本发明的技术方案，由于第一耐磨环固定在第一端上，因此第一耐磨环能够起到避 免环形基体的第一端被眼镜板磨损，发明人研究发现，第一耐磨环主要是由于磨损而造成的 损坏，由于第一耐磨环为刚玉，刚玉是比较耐磨的陶瓷，耐磨性非常好而冲击韧性比较差， 由于第一耐磨环受到的冲击力不大，因此，选用刚玉能够最大限度地提高第一耐磨环的使用 寿命，避免环形基体被损坏。由上述分析可知，本发明的切割环具有更高的使用寿命。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的切割环的实施例的剖视示意图；
图2示出了根据本发明的眼镜板的实施例的主视示意图。
其中，上述图中的附图标记如下：
10、基体；11、第一端；12、第二端；13、物料第一通孔；14、物料接触段；15、S管套 设段；16、环形台阶面；17、密封圈容纳槽；20、第一耐磨环；31、第一耐磨堆焊层；32、 第二耐磨堆焊层；33、环形折弯段；40、基板；41、物料第二通孔；50、第二耐磨环；60、 耐磨衬板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本实施例的切割环包括环形基体10和第一耐磨环20。环形基体10具有相 对设置的第一端11和第二端12以及贯穿第一端11和第二端12的物料第一通孔13。第一耐 磨环20固定在第一端11上，第一耐磨环20为刚玉。
应用本实施例的切割环，由于第一耐磨环20固定在第一端11上，因此第一耐磨环20能 够起到避免环形基体10的第一端11被眼镜板磨损，发明人研究发现，第一耐磨环20主要是 由于磨损而造成的损坏，由于第一耐磨环20为刚玉，刚玉是比较耐磨的陶瓷，耐磨性非常好 而冲击韧性比较差，由于第一耐磨环20受到的冲击力不大，因此，选用刚玉能够最大限度地 提高第一耐磨环20的使用寿命，避免环形基体10被损坏。由上述分析可知，本实施例的切 割环具有更高的使用寿命。
如图1所示，在本实施例中，第一耐磨环20包括多个刚玉，刚玉多个在环形基体10的 周向上分布设置。多个刚玉优选为彼此接触，当然，也可以彼此间隔。第一耐磨环20由多个 刚玉组成，能够选用体积比较小的刚玉，降低了第一耐磨环20的生产成本。
如图1所示，在本实施例中，第一耐磨环20通过粘性层与环形基体10粘贴。粘性层为 粘接材料，粘接材料的拉伸强度T≥36Mpa，粘接材料的剪切强度W≥22Mpa，经发明人大量 实验证实，具有上述参数的粘接材料能够满足第一耐磨环20与环形基体10的粘结强度。
结合泵车的实际使用工况，计算镶嵌于切割环端面的陶瓷环最低应能承受的拉伸强度为： 30MPa，剪切强度为18MPa。取安全系数1.2，故粘接材料粘结后拉伸强度应≥36MPa，剪切 强度≥22MPa。
在实际试验过程中，分别取A、B、C三种粘接材料：
粘接材料A：高韧性环氧结构胶
粘接材料B：耐磨陶瓷片环氧结构胶
粘接材料C：高强度结构胶
进行对比试验，进而得出三种粘接材料在实际使用过程中的用量。用τ1，τ2，τ3分别 表示陶瓷环底面、内侧面、外侧面的粘接材料厚度，得出如下数据：

实际生产过程中可以使用其他粘接材料进行替代，但是为了保证陶瓷环的粘结强度，必 须进行试验验证，保证拉伸强度和剪切强度高于最低值。
在本实施例中，刚玉的密度为3.0至3.9g/cm3，刚玉的吸水率为0，刚玉的硬度＞HRA85 经发明人大量实验证实，具有上述参数的刚玉在使用时性能最佳。
本实施例中，所选刚玉的成分为三氧化二铝粉末92～97wt％，氧化镁粉末1～3wt％，碳酸 钙粉末1～2wt％，添加少量石蜡、油酸进行作为辅料便于粉末成型。
刚玉的制作过程如下：
按配方重量进行配料，放入搅拌桶中混合并进行充分搅拌、混合；
压成型；将混合好的粉末分装于液压机料斗中，并通过管道按需自动放入模具中，进行 压成型；
高温烧结；将压成型的刚玉毛坯放入烧结炉中，逐步升温至1050～1200℃，煅烧1～2小时 后待冷却后出炉。
打磨、抛光。
在刚玉的压成型工序中，毛坯成型时所承受的压强对刚玉成品的密度、硬度、吸水率有 很大的影响，为此我们分别采用2MPa、1.5MPa、1MPa三种参数进行刚玉成型，并对其密度、 硬度、吸水率进行对比分析：

以上实验数据中，密度和硬度分别采用密度仪、硬度仪进行测量，吸水率所采用的实验 方法如下：
样块编号：2MPa成型的样块编号为A、B
1.5MPa成型的样块编号为C、D
1MPa成型的样块编号为E、F
样块大小：10*15*20mm
实验步骤：
1、清理试样表面，然后置于105℃±5℃的鼓风干燥箱中干燥至恒量除去粉尘后，称量所 有试块重量，所得重量G0；单位为mg
2、将干燥试样浸水24h，水温10℃-30℃；
3、取出试样，用湿毛巾拭去表面水分，立即称量，称量时试样表面毛细孔渗出于秤盘中 水的质量也计入吸水质量中，所得质量为浸水24h后质量，所得重量G24；单位为mg
4、统计数据并进行吸水率W计算

特定地，选择密度为3.75g/cm3，吸水率为0，硬度为HRA 88的陶瓷试块与密度为 12.5g/cm3，抗拉强度2200MPa，硬度HRA 86的硬质合金进行磨粒磨损对比分析，结果如下： 测试试块材料：硬质合金、陶瓷
测试试块尺寸：55*15*4mm
试块编号：硬质合金：硬1、硬2；陶瓷：陶1、陶2
试验参数：
石英砂重量：2000g     水重量：800g
转速：200r/min        时间：64h
磨损面尺寸：31*15mm2
试验结果：

设备型号：动载磨料磨损机MLD-10磨损方式：叶片式磨料磨损
陶瓷在切割环的应用中属于耐磨件，试验发现当刚玉密度低于3.0g/cm3时，刚玉吸水率 最高可达0.3％，通过微观组织查看，刚玉内部存在部分孔洞，硬度为HRA 82，完全强度为 265MPa，实际工况试用表明该参数指标下的刚玉在实际使用过程中很快失效，无法满足使用 要求。当刚玉密度、吸水率以及硬度符合上述参数要求时，弯曲强度即可满足280-320MPa要 求，线性膨胀系数为工业陶瓷的一般参数要求。
陶瓷型切割环的制作过程如下：
1.锻造切割环基体毛坯
2.堆焊基体内外圈
3.磨切割环毛坯上端面
4.车切割环凹槽至图纸要求尺寸。
5.粘贴陶瓷环
a.查阅粘接材料使用温度要求，当室温低于粘接材料使用温度时需进行烘烤或加热，提高 粘接材料流动性，以能用刮刀轻松涂抹为佳。
b.按照凹槽三个面粘接材料厚度为0.5mm为用量标准(实际重量可按照实际工件面积进 行计算得出)，将粘接材料点入凹槽内，使用刮刀将粘接材料均匀涂抹在凹槽三个面上。
c.将陶瓷环(或小块)放入凹槽内，使用工装均匀按压陶瓷环，以陶瓷环与工件端面平齐， 且粘接材料能从侧面溢出为佳。
d.刮掉陶瓷表面残留粘接材料
e.将5KG以上环状重物置于切割环上端面且保证陶瓷环各处受力均匀。
f.放置24h(不同粘接材料完全固化时间不同)小时后，拿掉重物。
6.精磨端面、精车密封凹槽。
陶瓷型眼镜板的制作过程如下：
1.锻造眼镜板毛坯
2.堆两内控耐磨焊层
3.铣合金衬板及陶瓷环沉台
4.粘贴合金衬板及陶瓷环
a.查阅粘接材料使用温度要求，当室温低于粘接材料使用温度时需进行烘烤或加热，提高 粘接材料流动性，以能用刮刀轻松涂抹为佳。
b.按照凹槽三个面粘接材料厚度为0.5mm为用量标准(实际重量可按照实际工件面积进 行计算得出)，将粘接材料点入凹槽内，使用刮刀将粘接材料均匀涂抹在凹槽三个面上。
c.将陶瓷环(或小块)放入凹槽内，使用工装均匀按压陶瓷环，以陶瓷环与工件端面平齐， 且粘接材料能从侧面溢出为佳。
d.刮掉陶瓷表面残留粘接材料
e.将15kg以上重物置于眼镜板上端面且保证陶瓷环各处受力均匀。
f.放置24h(不同粘接材料完全固化时间不同)小时后，拿掉重物。
5.铣背面、斜面
6.钻孔、攻丝
7.铣燕尾槽
8.打磨合金外台
9.精磨
10.车密封槽
如图1所示，在本实施例中，第一端11具有容纳第一耐磨环20的第一环形容纳槽。第一 环形容纳槽能够对第一耐磨环20起到限位作用，提高了第一耐磨环20的稳定性。第一耐磨 环20与第一环形容纳槽可以通过过盈配合的方式固定在一起。
如图1所示，在本实施例中，环形基体10的外周面上设置有第一耐磨堆焊层31，物料第 一通孔13的孔壁上设置有第二耐磨堆焊层32。采用上述结构，能够提高切割环的内侧和外侧 所能承受的冲击力和摩擦力。
如图1所示，在本实施例中，物料第一通孔13为阶梯孔，物料第一通孔13包括物料接 触段14和S管套设段15，物料接触段14的孔径小于S管套设段15的孔径，物料接触段14 和S管套设段15之间形成朝向第二端12且止挡S管的环形台阶面16，物料接触段14形成第 一端11，S管套设段15形成第二端12。采用上述结构，便于安装S管。
如图1所示，在本实施例中，环形台阶面16上设置有密封圈容纳槽17。采用上述结构， 能够实现S管与环形台阶面16密封。
如图1所示，在本实施例中，第二耐磨堆焊层32设置在物料接触段14的孔壁上。采用 上述结构，在满足防磨损和防冲击的基础上，降低了第二耐磨堆焊层32的用量。
如图1所示，在本实施例中，第二耐磨堆焊层32具有朝向S管套设段15折弯的环形折 弯段33，环形台阶面16具有容纳环形折弯段33的第一环形容纳槽。采用上述结构，能够避 免切割环在长时间使用之后使得环形台阶面16与S管产生间隙而导致物料进入环形台阶面16 与S管之间间隙并磨损环形台阶面16。
本申请还提供了一种与上述实施例的切割环相配合的眼镜板，如图2所示，本实施例的 眼镜板包括基板40和两个第二耐磨环50。基板40具有相对设置的第三端和第四端以及贯穿 第三端和第四端的两个物料第二通孔41，第三端朝向第一端11。两个第二耐磨环50均固定在 第三端上，两个第二耐磨环50与两个物料第二通孔41一一对应设置，各第二耐磨环50环绕 在对应的物料第二通孔41的外侧，第三端具有容纳两个第二耐磨环50的两个第二环形容纳 槽，两个第二耐磨环50与两个第二环形容纳槽一一对应设置，各第二耐磨环50均具有与第 一耐磨环20相接触的接触状态，各第二耐磨环50均为刚玉。结合对上述实施例的切割环的 分析，本实施例的眼镜板具有更高的使用寿命。
在本实施例中，第二耐磨环50通过粘性层与基板40粘贴。粘性层为胶水，胶水的拉伸 强度≥36Mpa，胶水的剪切强度≥22Mpa，经发明人大量实验证实，具有上述参数的胶水能够 满足第二耐磨环50与基板40的粘结强度。
在本实施例中，刚玉的密度为3.0至3.9g/cm3，刚玉的吸水率为0，刚玉的弯曲强度为280 至320Mpa，刚玉的硬度＞HRA85，刚玉的线膨胀系数为6.3×10-6至8.0×10-6mm/℃。经发 明人大量实验证实，具有上述参数的刚玉在使用时性能最佳。如图2所示，本实施例的眼镜 板还包括耐磨衬板60，耐磨衬板60固定在第三端上并且位于两个第二耐磨环50之间，耐磨 衬板，耐磨衬板60也可以使用刚玉。综上，本申请提供了一种成本低，寿命更长，高性价的 眼镜板或切割环。结构：基体、周边的堆焊保护层、刚玉陶瓷环、粘接层。基体：骨架支持 作用。周边的堆焊保护层：保护刚玉陶瓷环不受冲击力，弥补了刚玉冲击韧性差的缺点，使 价格低廉刚玉取代硬质合金环成为可能。粘接层：通过对结合力的分析，对粘结材料和厚度 的设计，达到了工作环境所需的结合力，取代高温钎焊，不但成本降低，而且还避免了堆焊 层在钎焊时的退火现象。为了保证最佳性能，粘接层厚度必须进行控制，太厚则当陶瓷几近 磨损完时，粘接强度将不足以粘贴陶瓷不脱落，且粘接材料太多造成浪费，太薄则不能保证 各处均有粘接材料附着。通过实验发现，粘接材料厚度控制在0.2～1mm时较好。
本申请提供了一种刚玉，本实施例的刚玉的密度为3.0至3.9g/cm3，刚玉的吸水率为0， 刚玉的弯曲强度为280至320Mpa，刚玉的硬度＞HRA85，刚玉的线膨胀系数为6.3×10-6至 8.0×10-6mm/℃。经发明人大量实验证实，具有上述参数的刚玉在使用时性能最佳。
本申请还提供了一种混凝土泵，本实施例的混凝土泵(未图示)包括S管、上述实施例 的眼镜板和上述实施例的切割环，S管穿设固定在物料第一通孔的内部。本实施例的混凝土 泵具有更高的使用寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。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。