[发明专利]一种具有金刚石耐磨层的螺旋输送机

说明书

一种具有金刚石耐磨层的螺旋输送机，包括机座，机座上沿前后方向同轴线设有若干节输送筒，中心轴上设置有位于输送筒内部的螺旋叶片，中心轴和螺旋叶片的前端部凸出于输送筒的前端部，最后侧一节输送筒的底部设有出渣口，最前部一节输送筒的内壁喷涂有第一金刚石耐磨层，螺旋叶片的外圆设有第二金刚石耐磨层，第二金刚石耐磨层沿中心轴的径向方向自内向外依次为钎焊层、硬质合金基体和聚晶金刚石层。本发明通过对螺旋叶片和最前端一节输送筒内壁设置耐磨结构，使得螺旋输送机的产品质量稳定，金刚石耐磨层大大提高的输送筒内筒壁与螺旋叶片间的静态摩擦系数，提高动力传动系统的扭矩传输效率，一定程度上提高使用寿命。

技术领域

本发明属于隧道掘进机技术领域，具体涉及一种具有金刚石耐磨层的螺旋输送机。

背景技术

螺旋输送机是土压平衡盾构的重要组成部分，其主要构造由驱动装置、圆筒状壳体和中心螺旋轴组成，工作时螺旋轴旋转，渣土沿螺旋轴平移输送。根据螺旋输送机螺旋轴构造的不同，分为有中心杆的轴式螺旋输送机和无中心杆的带式螺旋输送机。螺旋输送机在输送渣土过程中可根据地质条件的不同，对螺旋轴做相应的耐磨设计，螺旋输送机内壁、螺旋叶片都有堆焊耐磨焊条、焊接耐磨复合钢板或碳化铬耐磨层。随着盾构机大埋深、长距离掘进的项目逐步增多，现有的耐磨保护方式出现过早失效，影响盾构掘进效率案例越来越多。因此，亟需对螺旋输送机内壁及螺旋叶片的耐磨性进行改进。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种具有金刚石耐磨层的螺旋输送机，其结合金刚石材料高耐磨性的特点，提高螺旋输送机内壁及螺旋叶片耐磨性，增强盾构机长距离掘进的能力。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种具有金刚石耐磨层的螺旋输送机，包括机座，机座上沿前后方向同轴线设有若干节输送筒，最后侧一节输送筒后端设有旋转驱动装置，旋转驱动装置的动力输出端通过连接轴传动连接有沿输送筒中心线布置的中心轴，中心轴上设置有位于输送筒内部的螺旋叶片，中心轴和螺旋叶片的前端部凸出于输送筒的前端部，最后侧一节输送筒的底部设有出渣口，最前部一节输送筒的内壁喷涂有第一金刚石耐磨层，螺旋叶片的外圆设有第二金刚石耐磨层，第二金刚石耐磨层沿中心轴的径向方向自内向外依次为钎焊层、硬质合金基体和聚晶金刚石层。

第一金刚石耐磨层中按重量Ni粉为30%-50%，WC粉为15%-30%，其余为金刚石粉末；

Ni粉的粒度为20-80目，WC粉的粒度为120-200目，金刚石粉末的粒度为60-120目。

金刚石粉末表面带有镀层金属，镀层金属包括Ni和Ti，镀层金属厚度为0.5-0.6um。

第一金刚石耐磨层采用等离子喷涂工艺喷涂到最前部一节输送筒的内壁，等离子喷涂工艺的具体过程为：将Ni粉和WC粉混合后放入第一喷枪中，将带有镀层金属的金刚石粉末放入第二喷枪中；第一喷枪中的混合粉料以倾斜的角度喷射于输送筒内壁的外表面形成熔池，第二喷枪中的金刚石粉末再以倾斜的角度喷射入熔池中并包含于第一喷枪的合金粉层中，得到等离子喷涂金刚石输送筒。

第一金刚石耐磨层的厚度为1-1.8mm，第二金刚石耐磨层的厚度为2-5mm。

硬质合金基体和聚晶金刚石层形成异形金刚石复合片，聚晶金刚石层的各原料所占的质量百分比分别为：金刚石微粉为83%-86%，Si微粉为6%-7%，Co微粉为8%-10%。

螺旋叶片与第二金刚石耐磨层的制作方法，包括以下步骤：

（1）螺旋叶片按图纸加工，在螺旋叶片的两侧面均焊接耐磨网格，采用正火工艺进行去应力处理；

（2）对异形金刚石复合片进行制作：金刚石微粉、Si微粉和Co微粉的混合粉末在高温高压条件下烧结而层状结构复合超硬材料；