一种具有功能梯度复合摩擦片的捣固锤
技术领域
本发明涉及捣固焦炉机械技术领域，具体涉及一种具有功能梯度复合摩擦片的捣固锤。
背景技术
由于侧装煤捣固技术相比顶装煤可以极大地利用劣质煤炼制焦炭，充分提高能源的可利用率，因此侧装煤捣固技术得到了广泛的应用。其中捣固机作为捣固焦炉机械的关键设备，其工作原理是利用凸轮机构的旋转摩擦运动带动捣固锤往复上下运动，实现将煤粉捣固成煤饼的作用。目前，国内外捣固机主要采用单一摩擦板直接粘贴在捣固锤杆上，其摩擦系数初始值为恒值。为了使捣固锤能上下往复运动，凸轮夹持最小间隙量小于锤杆与摩擦片的总厚度，其干涉量即为弹性凸轮的变形量，弹性凸轮通过橡胶弹簧的变形提供正压力给捣固锤，实现摩擦提锤。但是，在锤杆使用过程中随着摩擦板的磨损不断加大，导致凸轮与锤杆的干涉量减小，即橡胶弹簧的变形量减小，故而所提供的正压力减小，而锤杆上的摩擦片采用单一材质，导致捣固锤提锤高度降低，更严重的使捣固锤提不起来，严重影响捣固机工作效率和煤饼成形质量。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种具有功能梯度复合摩擦片的捣固锤。本发明采用的技术手段如下：
一种具有功能梯度复合摩擦片的捣固锤，包括锤杆和锤头，所述锤杆的两侧表面设有复合摩擦片，所述复合摩擦片铺设于锤杆的长度方向，且在提锤过程中与弹性凸轮接触，所述复合摩擦片包括至少两层依次叠合的摩擦片，在摩擦片与弹性凸轮的磨损工况下，所述摩擦片相对弹性凸轮的摩擦系数从靠近锤杆的摩擦片到远离锤杆的摩擦片依次降低，使得锤杆磨损至任何一层摩擦片时，弹性凸轮与摩擦片之间的摩擦力均能将捣固锤提起。
进一步地，所述复合摩擦片包括依次叠加的摩擦片一至摩擦片N，其中N大于等于二，所述摩擦片一距离锤体最近，则摩擦系数μ1＞……＞μN，且满足
其中，μi为第i层摩擦片相对弹性凸轮的摩擦系数，Ft为提锤力，K(t,T,(X0-Xi))为弹性凸轮的刚度，X0为摩擦片的初始厚度，Xi为摩擦片磨损后的厚度，c为常数。
进一步地，所述复合摩擦片包括摩擦片一、摩擦片二和摩擦片三，所述摩擦片一的材质为高分子聚乙烯材料，所述摩擦片二的材质为复合纤维摩擦材料，所述摩擦片三的材质为聚酰胺/聚乙烯合金材料。
进一步地，所述摩擦片一、摩擦片二和摩擦片三的厚度均为0.1-10mm。
进一步地，所述锤杆为H型钢结构，所述复合摩擦片粘接或栓接固定于H型钢的腹板的两侧。
进一步地，所述锤杆的下端翼缘板的外侧设有增强板，所述锤杆的腹板下部与锤头之间设有倾斜的导向板，所述导向板设置于增强板之间，所述锤杆的上部翼缘板上设有多个通孔。
与现有技术比较，本发明所述的具有功能梯度复合摩擦片的捣固锤具有以下优点：
1、通过采用具有一定功能梯度的复合摩擦片的捣固锤，可以有效地减少因摩擦片磨损导致的弹性凸轮降低提锤力的缺陷，保证捣固锤做功效率，提高煤饼的成形质量。
2、通过复合摩擦片的摩擦系数的规律性变化，减少对弹性凸轮以及整个主传动轴的冲击，使弹性凸轮的寿命增加，减少维护量。
3、采用N层复合摩擦片能够很好地适应弹性凸轮衰减的变化，实现稳定提锤。
附图说明
图1是本发明实施例的实施状态示意图。
图2是本发明实施例所述的捣固锤的侧视结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种具有功能梯度复合摩擦片的捣固锤，包括锤杆1和锤头5，所述锤杆1的两侧表面设有复合摩擦片2，所述复合摩擦片2铺设于锤杆的长度方向，且在提锤过程中与弹性凸轮3接触，所述复合摩擦片2包括至少两层依次叠合的摩擦片，在摩擦片与弹性凸轮3的磨损工况下，所述摩擦片相对弹性凸轮3的摩擦系数从靠近锤杆的摩擦片到远离锤杆1的摩擦片依次降低，使得锤杆1磨损至任何一层摩擦片时，弹性凸轮3与摩擦片之间的摩擦力均能将捣固锤提起。
所述锤杆1为H型钢结构，包括中间部分的腹板11及设置于腹板11两侧的翼缘板12，共同组成截面为工字形的结构，产生定位防护作用。所述复合摩擦片2粘接或栓接固定于H型钢的腹板11的两侧。
所述锤杆1的下端翼缘板12的外侧设有增强板4，所述锤杆1的腹板11下部与锤头5之间设有倾斜的导向板6，所述导向板6设置于增强板4之间，导向板6起到物料导向的作用，并且防止物料堆积残留于锤头5上，导向板6与腹板11及锤头5之间可以通过焊接的方式固定，锤杆1和锤头5也可通过焊接的方式固定。所述锤杆1的上部翼缘板12上设有多个通孔13，具体可以为多排圆形孔，用于降低锤杆的重心位置，锤杆1的腹板11上部还设有用于吊装的安装孔14。
所述复合摩擦片包括依次叠加的摩擦片一21至摩擦片N 2N，其中N大于等于二，所述摩擦片一21距离锤体1最近，则摩擦系μ1＞……＞μN，且满足
其中，μi为第i层摩擦片弹性凸轮之间的摩擦系数，Ft为提锤力，K(t,T,(X0-Xi))为弹性凸轮的刚度，X0为摩擦片的初始厚度，Xi为摩擦片磨损后的厚度，c为常数。K(t,T,(X0-Xi))表示K为时间t、温度T、磨损量(X0-Xi)的函数，同一结构弹性凸轮，在时间、温度、磨损量相同的前提下，刚度K可视为定值。
其他条件一定的情况下，当刚度K取在3500-4000N/mm之间的定值、c取3900-4800之间的定值时，可取
当复合摩擦片出现磨损时，弹性凸轮3被压缩量减小，从而使弹性凸轮3对复合摩擦片2的夹紧力即正压力降低，而此时随着复合摩擦片2的磨损第N-1层的摩擦系数μN-1大于第N层的摩擦系数μN，当μN-1的数值与弹性凸轮3对锤体的正压力的变化呈双曲线变化时，提锤力为恒定值。通过逐层铺设不同摩擦系数的薄板，并按照一定的规律粘接在一起，实现不同磨损情况下，摩擦力动态补偿的机理。实现锤杆不会因为摩擦片减薄而提不起锤的现象。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
