易快速更換的組合式耐磨損衝擊錘的製作方法

2024-02-01 02:40:15

專利名稱：易快速更換的組合式耐磨損衝擊錘的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種易快速更換的組合式耐磨損衝擊錘，它是錘式破碎機的一個主要另件，適用於立式、臥式等各種錘式破碎機，可用於新設計的破碎機，也可用於改造現有的破碎機，它廣泛適用於礦山、冶金、建材、化工等各個工業部門。
眾所周知，錘式破碎機是一種廣泛應用的破碎機械，它具有破碎比大、產量高、破碎的產品較細而且均勻等特點，適用於礦山、冶金、建材、化工等各個工業部門。錘式破碎機的工作機理是在一個迴轉的主軸上裝有錘盤，錘盤上裝有數個掛軸，稱它們作轉子，在錘盤之間由掛軸鉸接著衝擊錘，衝擊錘可以在錘盤之間擺動一個角度，衝擊錘與轉子一同作高速迴轉，衝擊錘衝擊礦石，使礦石破碎。破碎機的能量主要靠錘頭傳遞，錘頭的結構、形狀、尺寸、重量、耐磨程度、安裝維護工作量等對於錘式破碎機的能量利用率、適用範圍、運轉費用、運轉率、維修量等都起著極為關鍵的決定性作用。現有的衝擊錘有三種結構型式即整體結構型、複合結構型和組合結構型。衝擊錘的工作端部即錘與礦石接觸處稱為錘頭，錘頭與鉸接掛軸之間部份稱為錘柄。整體結構型衝擊錘是最為普通和常用的一種，它是由同一種材料製造而成。錘式破碎機的工作機理要求錘頭應有足夠的硬度以抵抗礦石的侵蝕從而提高衝擊錘的耐磨性能，同時錘柄及懸掛處應有足夠的韌性和強度以防止其折斷，由於整個衝擊錘是由同一材料製造，很難得到硬度和韌性都很好的結果，故首先在滿足錘柄有良好的衝擊韌性的條件下選材及製造，這樣錘頭的耐磨損性能都不夠好。當錘頭磨損到一定量時(一般在整體衝擊錘重量的15％左右時)錘式破碎機的工作效率便大幅度下降，破碎的產品變粗，產量降低，能耗增加，這時就必須更換錘頭了，更換下的衝擊錘只能作為廢金屬處理掉，故衝擊錘材料的利用率低，成本高，維修工作量大，對於磨蝕性高的物料破碎因此也受到了限制。複合型衝擊錘一般是由雙金屬製造，它通常是由較硬的耐磨材料通過鑄造或焊接等方法在具有良好衝擊韌性和強度的錘柄上複合製造而成，這種衝擊錘的耐磨性能較好，又具有足夠的衝擊強度，但這種衝擊錘的製造工藝複雜，成本較高，使破碎機的易損件費用高，當錘頭磨損到一定量後被更換下來的錘頭及柄也只能作廢料處理，因此它也存在著金屬材料的利用率低，費用高，維修工作量大等問題。組合結構的衝擊錘是由一個錘頭和兩個錘柄組成，錘頭上帶有兩個T型槽，它分布在錘頭的兩端，錘柄上具有T型凸沿，兩錘柄的凸沿分別從錘頭的兩端裝入凹槽即組成了一個完整的衝擊錘，錘頭與柄聯接後再一同裝在破碎機的轉子上，由於受到結構和強度上的限制，這種衝擊錘尺寸較大，另外更換錘頭也較為複雜。因此不能設計的較小和要求錘頭數量較多的場合，它是一種大型、重型的衝擊錘型式，其重量在50--120公斤，僅適用於大型破碎機上。
綜上所述，目前各種錘式破碎機的衝擊錘都存在著各自的特點和適用範圍，但在錘式破碎機轉子上的安裝方式上都存在著極為相似之處，它們都是通過數根長的掛軸把衝擊錘鉸接在轉子盤上，更換錘頭都必須首先卸掉掛軸的固定裝置，再退出此長掛軸，用新錘頭分別代替磨損的舊錘頭放在相應的位置後再裝回掛軸及固定裝置，如果一排錘頭的其中一個需要更換也必須重複上述操作，在此過程中，對於同掛軸上的衝擊錘其重力等都作用在此長掛軸上，增加了裝卸的難度，造成更換錘頭費時費力，需要佔用較長的停機時間，影響機器的運轉率，限制其應用範圍。由於錘式破碎機屬於集中磨損類破碎機械，錘頭的磨損量是整個機器磨損量中最大的一部份，易損件衝擊錘的日常更換就佔到破碎機日常維護量的最主要部份，其費用的高低直接關係到該機器的運轉費用的高低和適用範圍，因此，發明一種簡捷靈活、可快速更換的衝擊錘，同時，在衝擊錘的結構上又較有利於提高衝擊錘的耐磨損性能的結構方式對錘式破碎機而言就顯得特別重要。參見《碎石機的使用與保養》中國鐵道出版社1983年第91頁。
鑑於上述已有技術的問題，本發明的任務是設計一種錘頭耐磨損，同時錘柄又具有足夠的衝擊強度的衝擊錘，特別是容易快速更換、結合牢靠、更換錘頭不受限制，並且容易製造、成本低、重量範圍廣、廣泛適用的衝擊錘。
本發明是這樣實現的一個兩端帶有止退凹槽的錘頭，安裝在兩個具有與上述止退凹槽相對應的凸沿的錘柄上，它們即組成一個衝擊錘單元，錘柄上的凸沿與錘頭上的凹槽相吻合。錘頭的離心力和衝擊礦石的反作用力等都通過凸沿作用在錘柄上。並通過錘柄作用於掛軸上和(或)錘盤上。錘頭的位置是靠凹槽的止退面以及兩凹槽之間的實體與錘柄定位的，錘柄的凸沿是從錘頭的兩側端裝入凹槽的，裝卸錘頭只要將錘柄的凸沿從錘頭的凹槽中裝入或移出就能實現。本發明的衝擊錘在裝卸錘頭時不需要拆裝錘柄的掛軸，而是為錘柄在其掛軸上留有一個可沿掛軸軸向移動的距離空間，該距離可完成錘頭的安裝與更換。由於錘式破碎機工作時錘頭總是處在離心的輻射方向，衝擊錘打擊物料後將失去一些動能而向後擺動一個角度，一般情況下不會向前擺動或向前擺動較大的角度。因此本發明則利用這個特點設置一個錘柄定位裝置，它能實現錘柄在一定的區域裡只能繞其掛軸作擺動而不能沿其掛軸作軸向移動，該區域即為錘頭的正常工作區域，即上述錘頭工作時的擺動區域。而在此區域以外錘柄可以沿其掛軸作軸向移動，此區域可以用於安裝及更換錘頭。破碎機運轉時，衝擊錘的錘柄總是處在錘柄定位裝置的沿軸向鎖定的定位狀態，因此，錘頭不會從錘柄上脫落，而當破碎機停下來時，把衝擊錘搬到定位裝置不鎖緊位置後，再施加一外力使錘柄沿其掛軸移動使其下端凸沿能從錘頭凹槽中移出就可以卸裝錘頭了。
上述衝擊錘的錘柄定位裝置可以採用錘柄(或錘盤)上凸出銷(或凸臺)及與其對應錘盤(或錘柄)上凹孔的方式；或著錘柄上的凸臺與相鄰錘柄上凸臺(或凹孔)的方式；以及以錘柄自身為凸臺和相鄰錘盤上在特定方向上開槽(相當於上述的凹孔)的方式等等。上述錘柄的不鎖緊位置(即凸臺或銷進入凹孔的位置或凸臺與凸臺不相牴觸的位置)應儘可能不在錘頭的正常擺動區，最佳位置是處在錘頭受礦石衝擊後擺動方向相反的方向上，而且該方向與錘頭正常擺動的方向的夾角越大，錘頭與錘柄的結合越可靠，錘頭在正常工作時錘柄由於受到上述銷或臺的作用以及錘頭的離心力作用，錘頭與錘柄保持牢固結合。
為提高錘頭和錘柄結合的可靠性，防止在停車和開車初期錘柄意外的進入錘頭的更換區使錘柄與錘頭脫離，可以安裝一個彈性原件將錘柄壓在錘頭的凹槽內，以阻止錘柄進入更換區，該彈性原件可以套在錘柄的掛軸上，它不影響錘頭的正常安裝與更換。
錘頭的止退凹槽可以採用T形槽或燕尾槽以及具有能從錘頭側端裝入錘柄並能阻止錘柄從錘頭的離心方向退出的凹槽型式。
採用本發明的容易快速更換組合式耐磨損衝擊錘比現有的各種衝擊錘具有顯著的優點和先進性首先，它是根據錘式破碎機的工作機理對衝擊錘性能的要求而設計的，錘頭主要承受物料的侵蝕衝擊和自身的離心力，故可採用較高硬度的耐磨材料製造，如高鉻鑄鐵以及高錳鋼等。錘柄承受錘頭的離心力和衝擊力等作用，因此要求錘柄應有較好的抗衝擊性能，可採用優質結構鋼製造。二者組合成一體即發揮了各自的優點，提高了錘頭的耐磨損性能。易損件僅錘頭部份而錘柄作為機器的一個部件可長期使用，它不但提高了機器的平衡性能，而且更換下來的錘頭僅是整個衝擊錘的一部份，同時錘頭的形狀可以考慮承受礦石衝擊磨損後的形狀設計，這樣更換下來的錘頭的重量將儘可能的降低了，因此耐磨材料的利用率大幅度提高了，從而降低了機器的運轉費用。
其次，本發明採用了獨特的自鎖區域的定位方式更換錘頭，在破碎機運轉時，錘柄處在沿掛軸軸向定位狀態，錘頭所受各個力都可以可靠地傳遞到錘柄上並通過錘柄及定位裝置傳遞到掛軸上和錘盤上，並且保證其與錘柄的結合牢靠。當機器停下時，錘柄才可能處在定位裝置不定位位置，但由於錘柄沒有受到沿其掛軸軸向使其脫離錘頭凹槽的力作用，因此，錘頭也不會脫落，從而保證其結合可靠，同時當需要更換錘頭時，只要施加一不大的外力即可實現。由於不需要使用什麼特殊工具就可以實現裝卸錘頭，省去了拆卸長掛軸的步驟，又可以單獨更換個別錘頭，由於沒有其它零件的幹涉，而且相對重量輕，阻力小，沒有螺栓，銷之類的緊固件需要拆裝，從而大幅度縮短更換錘頭所佔用的停機時間，提高了機器的運轉率，實現了容易快速更換的特點。
第三，由於本錘柄定位裝置很簡單，而且可以附加在錘柄或錘盤上，有利於加工製造和熱處理，錘柄定位裝置作為機器的一個零部件可長期使用，因而降低了製造成本和運轉費用。本錘頭結構尺寸上沒有什麼嚴格地限制，故它適用於大中小等各種規格的錘式破碎機上。
最後，本發明的易快速更換又耐磨的衝擊錘結構實現了錘頭與錘柄的分別製造，它更可充分地提高錘頭的耐磨性，特別是可快速更換從而大幅度縮短檢修停機時間，從另一角度出發解決了錘頭的磨損這一關鍵問題。實現了簡單、快速、可靠、經濟以及適用廣的要求。為開拓錘式破碎機的新應用範圍，對解決高磨蝕性礦物的破碎提供了一個新的技術途徑。
本發明的最佳實施例可以結合以下附圖給出


圖1為本發明在立式錘式破碎機中的示例一的正視剖面示意2為本發明在立式錘式破碎機中的示例一的俯視3為本發明在臥式錘式破碎機中的示例二的正視剖面示意4為本發明在臥式錘式破碎機中的示例二的A-A局部剖視5為本發明在臥式錘式破碎機中的示例三的正視剖面示意6為本發明在臥式錘式破碎機中的示例三的B-B局部剖視7為本發明在臥式錘式破碎機中的示例四的正視剖面示意8為本發明在臥式錘式破碎機中的示例四的C-C局部剖視圖本發明在轉子軸為垂直放置的立式錘式破碎機中的應用如
圖1和圖2所示，在迴轉的主軸上固定著數片用於懸掛衝擊錘的錘盤，它們構成破碎機的轉子1，在錘盤上均勻分布著數個用於懸掛衝擊錘的銷孔，掛軸2穿過銷孔鉸接著端部帶有燕尾狀凸沿的錘柄4和錘柄6，一個兩端具有燕尾狀凹槽的錘頭5安裝在錘柄4和錘柄6之間，錘頭5和錘柄4，錘柄6組合構成了一個衝擊錘單元，在轉子上沿其圓周向均布數個這樣的衝擊單元，而在主軸的軸向也可以並列數排這樣的衝擊錘。在錘柄4上設置一個凸出的柱狀銷7，通常情況下它起著限制錘柄4在其掛軸上的軸向移動，從而實現錘柄與錘頭的軸向定位鎖緊功能。在轉子1的錘盤上，以掛軸2的銷孔中心為圓心，以錘柄4上柱狀銷7中心至錘柄銷孔中心之距離為半徑的圓弧上制有一孔，錘柄4上的柱狀銷7在特定方向上剛好可以進入錘盤上的孔裡，在這裡錘柄就可以沿其掛軸作軸向移動了，此位置就是錘頭的裝卸位置。錘柄上凸出的柱狀銷7和帶有孔的錘盤即是本發明的錘柄定位裝置。安裝錘頭的程序是首先將錘頭5的一個凹槽裝卡在錘柄6的凸沿上，然後再將錘柄4向下移動，將其端部凸沿卡入錘頭5中的另一凹槽裡，裝卡到位後，錘柄4上的柱狀銷7剛好可以從錘盤上的孔裡移出，轉動整個衝擊錘錯開錘盤上孔的位置就實現了錘頭的安裝。拆卸的程序與安裝的相反。衝擊錘在工作時由於受到離心力的作用是沿放射方向分布，而衝擊錘打擊物料後則向後擺動一個角度，因此，將裝卸錘頭的方向設置在與衝擊錘打擊物料後擺動方向相反的方向上，即將柱銷7設置在錘柄中心線位置，將錘盤上孔的位置處於以掛軸2中心為圓心，以轉子中心通過掛軸2的輻射線為基準與轉子轉向相同的超前一個角度上。這樣就實現了定位鎖緊功能並提高了錘頭不脫落的可靠性，當機器停下來時，錘柄和錘頭等的重力都是垂直向下的，不會使錘柄4向上移動(即使到達錘柄定位裝置不鎖緊位置時)，錘頭不會脫落，在機器工作時，錘頭受到部份沿懸掛軸軸向的側向力作用時，該力可以通過錘柄6傳到轉子上，也可以通過錘柄4上的柱銷7傳到轉子上。更換錘頭只要求有一外力將錘柄4向上運動就可以實現。為增加在停車時錘柄4不向上竄動的可靠性，可以在錘柄4的掛軸2上套一個彈簧3，該彈簧附加一彈力給錘柄4，使它壓向錘頭5，從而保證錘頭與錘柄之間的裝卡位置不變，這樣可靠性將更高。本實例也可以用於轉子作水平布置的臥式錘式破碎機，其工作原理是相同的，結構可以通用。
本發明易快速更換組合式耐磨損衝擊錘也可以採用如圖3和圖4所示的結構用於臥式錘式破碎機。在轉子1上沿錘柄掛軸2共掛有錘柄4和錘柄6各兩個，在每兩個錘柄的下端部通過燕尾狀凸沿卡裝有錘頭5，它們構成了一個基本的更換單元，在破碎機轉子上可以掛有許多上述單元。在一個單元裡的兩個中間相鄰錘柄4上分別制有一個凸臺7，它們處在沿錘柄掛軸中心為園心的一個園弧線上，在破碎機工作時，錘頭總是處在離心向外的狀態，此時兩錘柄4上的凸臺7是相對牴觸著的，凸臺7起著軸向定位的作用，錘柄4隻能繞其掛軸2擺動而不能作沿其掛軸2軸向移動。當衝擊錘衝擊物料後失去一些速度而向後擺動一個角度時，兩錘柄4之間有可能存在一個夾角，但在此角度裡錘柄4上的凸臺仍將牴觸著，錘柄是不能沿其掛軸軸向移動的，因此錘頭也就不會脫落。只有當機器停下來後，將兩錘柄4搬動交叉超過一個特定的角度後，其上的凸臺就不能相抵了，此時將其中一個錘柄向另一個移動就可以將錘柄的凸沿從錘頭凹槽中移出，這樣就可以實現更換錘頭了。更換錘頭所需的搬動角度即錘柄4上的凸臺7相互不相牴觸的角度應大於錘頭自由擺角的一半為佳，而且此角度越大則錘頭不脫落的可靠性越高，如果將該凸臺在錘柄4上的分布是不以錘柄中心對稱線作對稱分布，即凸臺在錘柄4上沿其中心對稱線兩邊的弧長不相同時，則更換錘頭就更具有方向性，錘頭不脫落的可靠性比錘柄4上凸臺對稱布置的要高一倍。
為防止在停車及開車初始時錘柄4的意外竄動造成錘頭的脫落，可以在兩錘柄4之間的掛軸2上套一個彈簧3，該彈簧附加給錘柄4上一個力使它壓向錘頭5，保持錘頭5與錘柄4及錘柄6之間的裝卡位置，從而提高結合的可靠性。
本發明易快速更換組合式耐磨損衝擊錘也可採用如圖5和圖6所示方式用於臥式破碎機。在轉子1上固定著數片用於懸掛錘頭的錘盤，其上穿有掛軸2，掛軸2上鉸結著錘柄6錘柄4和錘柄8，在錘柄6和錘柄4的下端由燕尾狀凸沿卡裝著錘頭5；在另一個錘柄6和錘柄8的下端也卡裝著錘頭5；它們組成一個錘頭更換單元。在錘柄4上制有一凸出的柱銷7，在錘柄8上制有對應的一個可容納柱銷7的銷孔在通常的情況下錘柄4上的柱銷7是抵著錘柄8，從而保證錘頭與錘柄之間相互位置不變即錘頭和錘柄鎖緊位置，當機器停下來用於更換錘頭時，先將錘柄4和錘柄8之間搬動到一特定的角度時，錘柄4上的柱銷7剛好可以進入錘柄8上的銷孔裡，此時錘柄4或錘柄8就可以沿其掛軸2移動一個距離，該距離可以用於更換錘頭5。為製造和敘述的方便，錘柄6可以用錘柄8替代，這樣也就可以簡化成錘柄4和錘柄6(此方案裡錘柄6與錘柄8相同)。上述更換錘頭所需的兩錘柄交叉角度大於衝擊錘在其掛軸上的自由擺動角度的一半以上時為佳，而且該角度越大則錘頭不會自由脫落的可靠性則越高，為防止在停車或開車時錘柄4和錘柄8之間的意外竄動，可以在其掛軸上安裝一彈簧3，該彈簧附加一外力使錘柄壓向各自的錘頭，這樣機構的可靠性將更高。
本發明易快速更換組合式耐磨損衝擊錘也可以採用如圖7和圖8所示之方案在用於臥式破碎機時，在轉子1上通過掛軸2懸掛著錘柄4和錘柄6，在錘柄4和錘柄6的下端通過燕尾狀凸沿裝卡著錘頭5，在錘柄4的邊上和與轉子上的錘盤平行地固定著錘柄定位裝置7，它是由象錘盤的板上以掛軸2的軸心為基準沿圓周向開有可容下錘柄4的凹槽，在特定的區域裡錘柄4可以沿掛軸2的軸向進入該凹槽，該區域就是錘頭的安裝更換區，而在此以外的區域是錘頭的非安裝更換區，錘柄4受到定位裝置7的阻止作用使得錘頭和錘柄的相互位置保持不變，錘頭在工作時一直處在非安裝更換區，只有當機器停車後，錘柄才可能到達更換區，由於沒有使錘柄脫開錘頭的沿掛軸2的軸向力存在，錘柄4不會進入定位裝置7的凹槽裡，錘頭不會脫落，而當需要更換錘頭時，只要外加一個力將錘柄4推入定位裝置7的凹槽就可以實現，為提高錘頭與錘柄連結的可靠性，可以在定位裝置7的凹槽裡的掛軸2上套裝一個彈簧3以附加一個不讓錘柄4進入定位裝置7上凹槽的力，定位裝置7上凹槽的最佳方向應是與錘柄工作時擺動方向相反的方向。本實例可以由相鄰的另一副衝擊錘公用同一個定位裝置7。本實例也可用於立式破碎機，在立式破碎機中定位裝置7放在錘柄4的上方可靠性較高。
權利要求
1.一種易快速更換組合式耐磨損衝擊錘，是由一個兩端帶有止退凹槽的錘頭(5)裝卡在兩個端部帶有與該凹槽相對應凸沿的錘柄(4)和錘柄(6)上組合而成，本發明的特徵是在錘柄的掛軸(2)軸向上有用於更換錘頭(5)的錘柄移動區並具有錘柄定位裝置，該錘柄定位裝置允許錘柄在特定區域沿其掛軸(2)作軸向移動以實現裝卸錘頭，而在其它區域只能作繞掛軸擺動。
2.根據權利要求1所述的衝擊錘其錘柄定位裝置採用錘柄上凸出柱銷7與錘盤上凹孔的定位型式或錘盤上凸出柱銷與錘柄上凹孔的定位型式。
3.根據權利要求1所述的衝擊錘其錘柄定位裝置採用錘柄上凸臺與錘柄上凸臺相對應的定位型式或採用錘柄上凸臺與錘盤上凸臺相對應的定位型式。
4.根據權利要求1所述的衝擊錘其錘柄定位裝置採用錘盤(7)上開能容下錘柄4的凹槽的定位型式。
5.根據權利要求1至4所述的衝擊錘的錘柄4沿其懸掛軸(2)軸向移動的最佳方向應該在與衝擊錘衝擊礦石後擺動方向相反的方向上。
6.根據如權利要求1至5所述的衝擊錘在錘柄4的軸向移動方向上最佳是安裝一個彈簧(3)，該彈簧可以套在掛軸(2)上。
7.根據權利要求1至6所述的錘頭的止退凹槽採用燕尾狀槽。
全文摘要
一種易快速更換組合式耐磨損衝擊錘,是錘式破碎機的主要零件,是由一個兩端具有燕尾狀槽的錘頭裝卡在兩個端部具有燕尾狀凸沿的錘柄上組合而成,其特點是有錘柄定位裝置,它能實現在破碎機運轉時,錘柄只繞其掛軸擺動,錘頭與錘柄鎖緊;停機後錘柄可以在特定區域沿其掛軸作軸向移動用於更換錘頭。本發明提高了錘頭的耐磨性,降低了易損件費用,可簡捷、快速、可靠地更換錘頭,提高了運轉率和破碎效率。適用於各種錘式破碎機。
文檔編號B02C13/00GK1171298SQ9611066
公開日1998年1月28日 申請日期1996年7月18日 優先權日1996年7月18日
發明者馬玉民 申請人:馬玉民