CN101091931A - 立轴式冲击破碎机制作方法及其立轴式冲击破碎机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立轴式冲击破碎机及其制作方法，该方法是在立轴支撑座箱体和上端盖的轴承座内均安装有支撑立轴的液体静压轴承；并将转子上的零件除转子底盘外均采用可拆卸的连接方式进行连接，将开式转子和闭式转子的转子底盘和连接在转子底盘上的零件结构进行统一，使转子通过在统一后的结构上连接叶片防护板或转子上盘、上盘裙边和上盘防护圈就能构成开式转子或闭式转子。本发明通过采用液体静压轴承支承立轴，其转子用可拆卸的零部件组装而成，同时对启盖装置及破碎腔的结构均进行调节，从而可提高立轴轴承的使用寿命和转子的转速及其适应性，相对现有立轴式冲击破碎机的整体性能有很大幅度提高。可以克服现有技术的不足。

Description

立轴式冲击破碎机制作方法及其立轴式冲击破碎机

技术领域

本发明涉及一种立轴式冲击破碎机制作方法及其立轴式冲击破碎机，属于物料破碎技术领域。

背景技术

立轴式冲击破碎机是目前被广泛运用的一种高效率的破碎设备，其设备的连接与破碎原理主要为，电动机通过皮带轮传动装置与立轴支撑系统连接，立轴支撑系统与位于破碎腔内的转子连接，破碎腔的外壁是由一组铁砧构成的刚体，在破碎腔上连接有带有加料孔的主机盖；其破碎原理为电动机通过皮带轮传动装置带动立轴支撑系统的立轴高速转动，立轴带动转子高速旋转，需破碎的物料从主机盖加料口落入转子内，经转子中心的分料盘分料后，由转子叶片内端入料口进入转子叶片承压面，利用转子叶片将进入转子内物料的线速度从零加速到60～80米每秒，使其获得足够的破碎能，并从转子叶片外端的出料口处脱离转子，按预定轨迹向外飞出，在极短的时间内与破碎腔的铁砧相撞，以自身解体释放能量实现破碎。由上可知立轴支撑系统与转子是立轴式冲击破碎机破碎成立的必要条件；现有立轴式冲击破碎机影响和制约其性能的因素包括以下几个方面。

一方面，因进入转子内物料的粒度、质量及落料位置均是随机的，仅靠分料盘无法将物料均匀地分配到各个加速腔，使得物料在转子内质量分布并不均匀，对高速旋转的转子而言，质量分布不均，会使高速转动的转子失去平衡，产生激烈振动，相应的对连接在立轴上的轴承会产生不定向与持续的强烈冲击。目前国内外现有的立轴式冲击破碎机均采用滚动轴承来支承立轴，因轴滚动轴承的接触部位为点接触，其接触应力高，抗冲击能力差，转速受外载荷限制，将其应用在立轴式冲击破碎机这种高速、重载和持续不断振动的工作条件下寿命会大幅度降低，影响工作效率。采用滚动轴承来支承立轴，立轴转速一般均控制在1150～2400rpm之间，很难达到更高的转速要求；即使在上述转速范围内，对于大型转子和小型转子，要同时满足加速物料的速度要求和理想的轴承寿命也比较困难；同时受滚动轴承载荷与转速特性的制约，现有转子直径通常在650～1100mm的范围内，对转子直径大于1100mm或小于650mm的立轴式冲击破碎机几乎没有；因此采用滚动轴承来支撑立轴，不仅限定了立轴的转速和转子的直径范围，而且限制了立轴式冲击破碎机的破碎效率和应用范围。

另一方面，现有的立轴式冲击破碎机的转子结构主要包括开式转子和闭式转子；开式转子是将转子叶片与转子底盘焊接或铸造成一个整体或用螺栓将转子叶片与转子底盘连接成一个整体，其特征是没有转子上盘，由于转子叶片和转子底盘构成的物料加速腔是不封闭的，有利于破碎含水量较高、粘性物质含量较多和粒度尺寸较大物料，不容易造成堵腔，与相同尺寸的闭式转子相比，产量较低，更适合破碎矿石原料类物料；闭式转子是将转子叶片、转子底盘和转子上盘焊接或铸造成一个整体，其特征是转子带有转子上盘，由转子叶片、转子底盘和转子上盘共同组成的物料加速腔是封闭的，有利于破碎含水量低、干净和粒度尺寸较小的物料，与相同尺寸的开式转子相比，转速可以高一些，产量要大一些，但对破碎物料的要求也比较严格，若物料水份超过一定含量，则容易产生堵腔。由于上述两种转子是完全独立的、互不关联的两个部件，不能同时安装到一台立轴式冲击破碎机上，且一种转子只能适应一类物料，这就大大降低了立轴式冲击破碎机的适应性；若对一台立轴式破碎机配套两种转子，这样虽可以提高立轴式冲击破碎机的适应性，但这样一方面会增加设备投资，会大幅度增加备件品种和数量，造成使用成本上升，另一方面换装转子需花费大量时间，对生产也有较大影响。同时现有开式转子的转子叶片承压面均采用平面形式，为减少物料对转子叶片的磨损，在转子叶片的承压面上安装有导流耐磨元件，使运动物料不接触转子叶片，而是沿导流耐磨元件的工作面运动，物料的运动轨迹则由导流耐磨元件导流面的几何形状决定，导流耐磨元件的设置虽然有效地保护了转子叶片，但导流耐磨元件的设置不仅增加了转子重量，而且由于导流耐磨元件的磨损是不均匀的，这种不均匀磨损会进一步造成转子的质量分布不均，使振动加剧，同时也影响转子的传动效率；尽管导流耐磨元件是由高耐磨的特殊材料制成，但仍然需要在使用一定时间后进行更换，不仅影响整机作业率，也造成使用成本过高。

同时位于立轴式冲击破碎机破碎腔内的铁砧、用于防护转子的耐磨元件和机器内部的防护耐磨衬板，在与机器内部运动物料发生撞击和摩擦后会很容易出现磨损，为保证机器正常运转，使其处于良好工作状态，需要定期对这些零件进行检查和更换，必要时还需要对转子或机器内部的其他零件进行修理以及对转子添加或减少材料作动平衡调整等工作，这些工作必须打开主机盖才能进行。而现有立轴式冲击破碎机的启盖装置有两种：一种是，主机盖用螺栓与启盖臂联结成一体，主机筒体与启盖臂之间用立轴连接，将立轴上部插入到启盖臂支座圆筒内，并用4排滚针轴承支承；立轴下部则插入到主机筒体的一个圆筒内并用上下两个导向套支撑，上导向套固定在圆筒上，下导向套固定在立轴上，在圆筒内放置有千斤顶，用千斤顶向上推动立轴，主机盖随立轴向上起升，在立轴将主机盖起升到一定高度后，在远离立轴的一端推动主机盖即可将主机盖从主机顶上移出到预定位置。这种装置虽能完成启盖工作，但结构复杂，加工难度大，制造成本高，特别是立轴的受力条件极不合理，由于主机盖重心位置对立轴轴线有较大偏心距，即使很小的载荷也会对立轴产生很大弯矩，此弯矩使立轴下部支撑段的扰曲变形过大，而立轴与导向套的配合间隙较小，导致立轴经常卡死在圆筒内，不能正常工作，整个装置的可靠性极低。另一种是，在主机筒体内放置一个立轴，立轴与回转平台刚性连接，启盖臂一端与主机盖连接，一端与回转平台连接，并在回转平台与启盖臂中部连接液压缸，通过液压缸的伸缩实现主机盖的升降。此装置由于在立轴支承的中心无法布置油缸，使得连接在回转平台上的两个铰链支座只能分置于立轴轴线两端，所以结构布置需要较大的空间，另一方面液压缸需要专门的供油系统，安装在立轴上的轴承座需要严格密封，同时对立轴也有较高的加工要求，制造成本仍然较高。

综上所述，现有的立轴式冲击破碎机还存在设计不合理、结构适应性差、可靠性低、使用寿命短、维护性能差和造价偏高等一系列问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种立轴式冲击破碎机制作方法及其立轴式冲击破碎机。本发明通过采用液体静压轴承支承立轴，其转子用可拆卸的零部件组装而成，同时对启盖装置及破碎腔的结构均进行调节，从而可提高立轴轴承的使用寿命和转子的转速及其适应性，相对现有立轴式冲击破碎机的整体性能有很大幅度提高。可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案；一种立轴式冲击破碎机的制作方法，包括机架，在机架上连接有立轴支撑平台，在立轴支撑平台上连接有上部筒体和立轴支撑系统，在立轴支撑系统的上端连接有转子，立轴支撑系统包括立轴支撑座箱体，在立轴支撑座箱体上设有立轴，在立轴支撑座箱体的上端和下端分别连接有上端盖和下端盖；转子包括开式转子和闭式转子，该方法是在立轴支撑座箱体和上端盖的轴承座内均安装有支撑立轴的流体静压轴承；并将立轴式冲击破碎机转子上的零件除转子底盘外均采用可拆卸的连接方式进行连接，将开式转子和闭式转子的转子底盘和连接在转子底盘上的转子叶片、叶片端头、耐磨棒、定位块、定位螺钉、底盘防护板和底盘裙边的结构进行统一，使转子通过在统一后的结构上连接叶片防护板或转子上盘、上盘裙边和上盘防护圈就能构成开式转子或闭式转子。

立轴式冲击破碎机，包括机架1，在机架1上连接有立轴支撑平台2、电动机及支撑装置5和皮带传动装置10，在立轴支撑平台2上连接有上部筒体3和立轴支撑系统7，在上部筒体3的上端放置有主机盖51，在其内部的铁砧座圈8内安装有铁砧6，在主机盖51与上部筒体3上连接有启盖装置4，在立轴支撑系统7的上端连接有转子9；立轴支撑系统7的构成包括立轴支撑座箱体18，在立轴支撑座箱体18上设有立轴11，在立轴11上套有径向止推静压轴承15、径向静压轴承17和止推静压轴承16。

在立轴11上有凸台12，立轴11的上端与转子9的转子法兰19连接，下端与皮带传动装置10的小皮带轮10a连接；在立轴支撑座箱体18的上端和下端分别连接有上端盖13和下端盖14，径向止推静压轴承15处于凸台12的下端，位于立轴支承座箱体18的上端轴承座内，止推静压轴承16处于凸台12的上端，位于上端盖13的轴承座13a内，径向静压轴承17位于立轴支承座箱体18的下端轴承座内。

转子9包括转子底盘26，转子底盘26下端设有转子法兰19，在转子底盘26上端连接有转子叶片27，在转子叶片27两端分别连接有叶片端头28，在叶片端头28上连接有耐磨棒29；并且在转子叶片27上还连接有叶片防护板30或转子上盘31。

启盖装置4包括启盖臂40，启盖臂40的一端与主机盖51连接，并且在主机筒体3与主机盖51连接面的一端设有安装基座41，在安装基座41上设有回转支承42和千斤顶43，回转支承42的外圈42a与主机筒体3连接，回转支承42的内圈42b下端与千斤顶支座44连接，上端与回转平台45连接，并且回转平台45通过轴销46与启盖臂40的另一端连接；千斤顶43的下端通过铰链与千斤顶支座44连接，千斤顶43的活塞杆通过铰链连接在启盖臂40的中部。

连接在铁砧座圈8上的环行铁砧6是由15块小铁砧6a拼装构成，并且在每块小铁砧6a上设有两个凸齿6b，并且在每块小铁砧6a的背面设有凸榫6c，在铁砧座圈8上设有与之配合的凹槽。

在立轴11的轴颈与上端盖13的防尘圈工作面13c之间装有上端防尘垫圈20，在立轴11的轴颈与上端盖13的组合油封座13b之间装有上端组合油封21；在立轴11的轴颈与下端盖14的防尘圈工作面14b之间装有下端防尘垫圈22，在立轴11的轴颈与下端盖14的组合油封座14a之间装有下端组合油封23。

在上端盖13与转子法兰19之间设有相互配合的上端迷宫密封24；下端盖14与小皮带轮10a之间设有相互配合的下端迷宫密封25。

转子叶片27的两端及其两端连接的叶片端头28向外凸出，转子叶片27的中间向内凹进，并且耐磨棒29是采用陶瓷或陶瓷复合材料制成的耐磨棒。

在转子底盘26上端还连接有底盘防护板32、定位螺钉33、定位块34和分料盘35，分料盘35套在立轴11上，并且分料盘35与拧在立轴11端部的圆螺母36相接触；并且在转子底盘26上设有定位孔26a，在转子叶片27上设有与之对应的定位柱27a。

在转子底盘26和转子上盘31上分别连接有底盘裙边37和上盘裙边38，并且在转子上盘31上还连接有上盘防护圈39。

在千斤顶43的活塞杆上连接有带圆孔的杆头47，杆头47通过铰链连接在启盖臂40的中部；在千斤顶43的缸筒的下端安装有带圆孔的底座48，底座48与千斤顶支座44通过铰链连接；在主机盖51上设有起吊轴49，在启盖臂40的前端设有圆弧槽50，圆弧槽50与起吊轴49相互连接。

与现有技术比较，本发明通过对现有立轴式冲击破碎机的立轴支撑系统、转子结构、启盖装置、破碎腔和分料盘分别进行调整、改进和优化，使立轴式冲击破碎机的整机性能很大幅度提高，特别是对决定立轴式冲击破碎机破碎性能的立轴支撑系统及转子做了很大程度的改进。其各个部分改进后带来的效果分别体现在：

立轴支撑系统的改进及效果为：采用液体静压轴承替代现有立轴式冲击破碎机中支承立轴的滚动轴承，利用液体静压轴承的转速与载荷无关的特性和具有耐抗冲击与振动的特性来改善立轴的支承条件，从而大幅度提高了立轴式冲击破碎机的转子转速、轴承寿命和对持续随机振动的适应性，并且所用的液体静压轴承均采用流量与载荷无关的稳定流量供油系统，可进一步提高液体静压轴承的抗冲击能力(与滚动轴承的性能比较如表1)。同时为保证液体静压轴承内润滑油的清洁度，在密封立轴支撑座箱体的上下箱盖上同时精密设置有组合油封座、防尘圈工作面及迷宫式密封，使满足上述功能要求的轴端结构极大简化，所用的零件数目达到最少。本发明采用液体静压轴承对立轴式冲击破碎机的设计、制造及应用还带来以下影响：

(1)、提高立轴轴承寿命，使立轴轴承座能够承受更大的冲击和振动，更加可安全可靠。

(2)、提高转子转速，满足不同结构和尺寸的转子对加速物料的速度要求。

(3)、为设计和制造大型化和小型化转子提供了前提和条件，扩展了立轴式冲击破碎机的应用范围。大型化转子可以处理大粒度尺寸物料，提高破碎比和生产能力，缩短破碎工艺流程；高速运转的小型转子不需要太大的尺寸空间就能够使物料获得足够的破碎能，以满足产量要求不高的各种不同物料和破碎工艺的使用要求。

(4)、以立轴式冲击破碎机立轴支承为对象，提出了液体静压轴承新的使用实例，其结果可以推广到所有高速的、重载的、载荷方向不定的、持续随机振动的立轴支承的应用，扩大了液体静压轴承的使用范围。

转子的改进及效果为：将立轴式冲击破碎机转子上的零件除转子底盘外均采用可拆卸的连接方式进行连接，再将开式转子和闭式转子的相同的基本构成结构统一成一种结构；使同一台立轴式冲击破碎机的转子通过在统一后的结构上连接叶片防护板或转子上盘、上盘裙边和上盘防护圈就能构成开式转子或闭式转子，提高了立轴式冲击破碎机对物料的适应性和单机作业能力，同时由于对转子的基本结构进行统一，使开式转子与闭式转子之间的相互转换只需通过将叶片防护板更换为转子上盘、上盘裙边和上盘防护圈或将转子上盘、上盘裙边和上盘防护圈更换为叶片防护板即可，非常简单快捷。同时本发明对连接在转子底盘上的转子叶片的结构进行了调节，使转子叶片的两端及其两端连接的叶片端头向外凸出，转子叶片的中间向内凹进，使得开式转子由转子底盘、转子叶片、叶片端头、耐磨棒和叶片防护板共同形成物料加速腔，闭式转子由转子底盘、转子叶片、叶片端头、耐磨棒和转子上盘共同形成物料加速腔，这样在立轴式冲击破碎机工作时物料在此物料加速腔内堆积后形成层压物料垫，隔断运动物料与转子叶片内表面的接触，这样一方面可通过层压物料垫替代导流耐磨元件保护转子叶片不受磨损，大幅度减少耐磨元件的用量，降低使用成本，也使转子的重量大幅度降低，提高主机的功率利用率，同时也避免了由于导流耐磨元件不均匀磨损带来的振动。另一方面层压物料垫是物料在运行过程中形成的，这样可对运动物料起导向作用，减少物料的摩擦阻力。同时本发明还具有整体结构简单，设计合理，易于维修，开式转子与闭式转子的相互转换方便快捷等优越性。

启盖装置的改进效果为：采用回转支承替代现有的立轴支承，因回转支承具有承受严重偏心载荷和抗大弯矩的能力，还具有可靠性高、结构紧凑和安装简单方便等诸多优点，可以克服现有启盖装置中立轴易变形卡死、安装在立轴上的轴承密封要求高、结构复杂等缺点与不足。并且回转支承的使用可容许千斤顶在工作中有不大于5度的偏转，使本发明的结构更加紧凑，大大节约了启盖装置的安装空间。所采用的回转支承和千斤顶均为专业制造厂生产通用零件，无需加工，可直接采购使用，从而降低了本发明的加工难度，使生产成本、使用成本和维修成本进一步降低，备件供应也更有保障。同时本发明首次提出在破碎机上使用回转支承，丰富了回转支承这一通用零件的应用实例，对于回转支承走出传统领域，在其它工程领域的推广应用将起到借鉴和启示的作用。因此本发明具有很好的推广价值和实用价值。

破碎腔的改进及效果为：将连接在铁砧圈座内的铁砧由15块带两个凸齿的小铁砧拼装构成，采用这种方法构成的30齿铁砧的破碎腔与同传统16～18齿铁砧的破碎相比，由于提高了物料与铁砧正碰撞的概率，破碎效果的高改善，降低了单位产品铁砧的磨损量，同时每块小铁砧通过凸榫连接在铁砧圈座上，使铁砧的安装与拆卸更加方便与快捷，可提高破碎腔的维修速度，降低维修费用。

分料盘的改进及效果为：分料盘的基础是一个圆锥体，用有限段样条曲面在该圆锥体上向椎体内部方向切割出有限段轮廓，使分料盘的外表面由两种曲面构成，与只采用一个圆锥体的分料盘相比，本发明的分料盘对物料有较强导向能力及加速能力，粉料效果更好，不容易造成堵腔。

综上所述，本发明通过对立轴冲击破碎机的立轴支撑系统、转子、启盖装置、破碎铁砧和分料盘进行了调整与改进；对各部件可靠性、适应性、零部件通用型和互换性以及新型结构结构的采用及布局、设备的后期维护等方面均做了大量改进，使得立轴式冲击破碎机的整机性能明显提高，相对现有产品有明显竞争优势，因此本发明能带来很好的经济效益，有很好的实用价值与推广价值。

表1

	立轴转速(rpm)	适用转子直径(mm)	最大入料粒度(mm)	轴承寿命(h)	润滑油工作温度(℃)
						滚动轴承	800～2750	460～1200	170	6500	80～110
流体静压轴承	650～3800	350～1350	200	＞12000，要求可靠润滑	40～50

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的立体组件示意图；

图3是立轴支撑系统结构示意图；

图4是转子基本结构示意图；

图5是启盖装置结构示意图；

图6是液体静压轴承的配对组合示意图；

图7是上端盖13的结构示意图；

图8是下端盖14的结构示意图；

图9是液体静压轴承稳定流量供油系统示意图；

图10是开式转子结构示意图；

图11是闭式转子结构示意图；

图12是层压物料垫的结构示意图；

图13是千斤顶支座44的结构示意图；

图14为千斤顶43及连接在千斤顶43上、下端的杆头47和底座48的结构示意图。

机架1、立轴支撑平台2、上部筒体3、启盖装置4、电动机及电动机支架5、铁砧6、立轴支撑系统7、铁砧座圈8、转子9、皮带传动装置10、立轴11、凸台12、上端盖13、下端盖14、径向止推静压轴承15、止推静压轴承16、径向静压轴承17、轴承座箱体18、转子法兰19、上端防尘垫圈20、上端组合油封21、下端防尘垫圈22、下端组合油封23、上端迷宫密封24、下端迷宫密封25、转子底盘26、转子叶片27、叶片端头28、耐磨棒29、叶片防护板30、转子上盘31、底盘防护板32、定位螺钉33、定位块34、分料盘35、圆螺母36、底盘裙边37、上盘裙边38、上盘防护圈39、启盖臂40、安装基座41、回转支承42、千斤顶43、千斤顶支座44、回转平台45、轴销46、杆头47、底座48、起吊轴49、圆弧槽50、主机盖51、压力补偿阀52、梭阀53。

具体实施方式

实施例：立轴式冲击破碎机的制作方法：包括机架，在机架上连接有立轴支撑平台，在立轴支撑平台上连接有上部筒体和立轴支撑系统，在立轴支撑系统的上端连接有转子，立轴支撑系统包括立轴支撑座箱体，在立轴支撑座箱体上设有立轴，在立轴支撑座箱体的上端和下端分别连接有上端盖和下端盖；转子包括开式转子和闭式转子；在立轴支撑座箱体和上端盖的轴承座内安装有支撑立轴的液体静压轴承；通过利用液体静压轴承的转速与载荷无关的特性和耐抗冲击与振动的特性来改善立轴的支承条件，从而大幅度提高立轴式冲击破碎机的转子转速、轴承寿命和对持续随机振动的适应性。同时安装的液体静压轴承的供油系统为稳定流量供油系统。将转子上的零件除转子底盘外均采用可拆卸的连接方式进行连接，并将开式转子和闭式转子的转子底盘和连接在转子底盘上的转子叶片、叶片端头、耐磨棒、定位块、定位螺钉、底盘防护板和底盘裙边的结构进行统一，使同一台立轴式冲击破碎机的转子通过在统一后的结构上连接叶片防护板或转子上盘、上盘裙边和上盘防护圈就能构成开式转子或闭式转子，从而提高了立轴式冲击破碎机对物料的适应性和单机作业能力。

立轴式冲击破碎机，如图1、图2和图3所示，包括机架1，在机架1上连接有立轴支撑平台2、电动机及支撑装置5和皮带传动装置10，电动机及支撑装置5由电动机5a、电动机支座5b和电动机平台5c构成，电动机平台5c位于机架1上，其端面与立轴支撑平台2的端面相连接，在电动机平台5c上连接有电动机支座5b，电动机5a连接在电动机支座5b上；皮带传动装置10由小皮带轮10a、大皮带轮10b和皮带构成，其中大皮带轮10b通过胀套与电动机5a的转轴连接；在立轴支撑平台2上连接有上部筒体3和立轴支撑系统7，在上部筒体3的上端放置有主机盖51，在其内部安装有铁砧座圈8，在铁砧座圈8内安装有铁砧6，在主机盖51与上部筒体3之间连接有启盖装置4，在立轴支撑系统7的上端连接有转子9，下端与小皮带轮13a相连接；其中立轴支撑系统7的构成包括立轴支撑座箱体18，在立轴支撑座箱体18上设有立轴11，在立轴11上还设有凸台12，立轴11的上端与转子9的转子法兰19连接，下端与皮带传动装置10的小皮带轮10a连接；在立轴支承座箱体18的上端和下端分别连接有上端盖13和下端盖14，为提高设在立轴支承座箱体18内立轴11的转速和轴承寿命，申请人经过常长时间的计算、设计和对各类流体液体轴做对比实验后，现采用液体静压轴承代替现有的滚动轴承，且为适应立轴式冲击破碎机立轴的工作环境，采用以下技术手段：在立轴11上套有支撑立轴11的径向止推静压轴承15、径向静压轴承17和止推静压轴承16，径向止推静压轴承15处于立轴11凸台12的下端，安装在立轴支承座箱体18的上端轴承座内，止推静压轴承16位于立轴11凸台12的上端，安装于上端盖13的轴承座13a内，并且径向止推静压轴承15和止推静压轴承16与立轴11凸台12之间的间隙可通过调节垫片调节；同时在立轴支承座箱体18下端轴承座内还安装有径向静压轴承17；这样支撑立轴11上部的液体静压轴承为径向止推静压轴承15和止推静压轴承16；其中在径向止推静压轴承15上设有柱面油垫15a和平面油垫15b，在止推静压轴承16上设有平面油垫16a；支撑立轴11下部的液体静压轴承则为径向静压轴承17，在径向静压轴承17上设有柱面油垫17a(如图6所示)；位于立轴11上端的柱面油垫15a、平面油垫15b和平面油垫16a将直接对立轴11起定位支承的作用，承受连接在立轴11上端转子失去平衡后强烈振动产生的径向冲击载荷、物料进入转子产生的轴向冲击载荷和立轴、转子及转子内物料的自重；位于立轴11下端的柱面油垫17a将直接对立轴11起浮动支承的作用，承受由外载荷引起的支座反力和弯矩，传动皮带张力及弯矩；这种液体静压轴承的配对形式，立轴11将不承受轴向力，改善了受力条件，有利于利用轴承油膜间隙对由于加工误差引起的立轴偏斜、轴和轴套的不同心以及轴的弯曲变形起补偿作用，同时由平面油垫15b和平面油垫16a构成对向平面油垫，将立轴11因制造误差及变形产生的轴向位移控制在允许的范围内，可提高立轴11的轴向定位和安全可靠性。

为适应立轴式冲击破碎机高速、载荷方向不定以及高频冲击载荷高的工作特点，本发明提出一种液体静压轴承的稳定流量供油系统，这种稳定流量供油系统使进入液体静压轴承每个工作腔的液体流量不会随(因)外负载的变化而变化，或者说工作流量由小孔节流器小孔的大小决定而与外载荷无关。如图9所示，基本工作原理如下：压力补偿阀52布置在小孔节流器的出口侧，在其阀芯的结构决定后，其平衡位置由一对关联油垫的最高工作压力p1控制，图中的最高工作压力p1通过梭阀53检索后作用在两个补偿阀52上，并分别与节流口出口压力pm1和pm2对阀芯的作用力相平衡，若补偿阀52两阀芯结构相同，则根据阀芯平衡条件，两节流口的出口压力必然相等，即pm1＝pm2，这就决定了节流小孔1和节流小孔2进出口的压力差必然相等，即Δp1＝Δp2，并且是一个常数，在节流口A1和节流口A2相同的条件下，根据小孔节流公式Q＝c·f·(Δp)1/2，流经它们流量也相等，即Q1＝Q2，并且与外载荷无关。这样当立轴受到偏心载荷作用时，与采用其它节流器供油系统的液体静压轴承相比，此系统具有更大的油膜刚度，抗冲击能力更强。由于工作腔流量的大小与外载荷无关，系统在工作时不会产生超调现象，稳定极好，这对于载荷方向经常变化的立轴支撑来说是极为有利的。

同时为满足液体静压轴承润滑油的清洁度要求，就必须保证立轴支承座箱体18的清洁度；为满足立轴支承座箱体18的密封性能，申请人将上端盖13(如图7所示)和下端盖14(如图8所示)的结构做了调整；在上端盖13上同时集合设置了轴承座13a、组合油封座13b、防尘圈工作面13c和迷宫式密封13d，使满足密封和定位功能的上端盖13结构极为简化，使密封需要的零件数目达到最少；并且集合设置可以减少多个零件加工和安装带来的累积误差，提高定位精度高，密封性能和使用寿命，还能减小立轴输出端的悬臂长度，改善立轴受力条件。在下端盖14上同时集合设置了组合油封座14a、防尘圈工作面14b和迷宫式密封14c，使满足密封要求的下端盖14的结构也极为简化，使密封需要的零件数目达到最少；并且集合设置可以减少多个零件加工和安装带来的累积误差，提高定位精度高，密封性能和使用寿命，还能减小立轴输入端的悬臂长度，改善了立轴受力条件。

上端盖13和下端盖14采用的密封装置为：在立轴11的轴颈与上端盖13的防尘圈工作面13c之间装有上端防尘垫圈20；在立轴11的轴颈与下端盖14的防尘圈工作面14b之间装有下端防尘垫圈22。在立轴11的轴颈与上端盖13的组合油封座13b之间装有上端组合油封21；在立轴11的轴颈与下端盖14的组合油封座14a之间装有下端组合油封23。在上端盖13与转子法兰19之间设有一系列可相互配合的环形凹凸槽即上端迷宫密封24；下端盖19与皮带轮10a之间也设有下端迷宫密封25。

转子9(如图4所示)包括转子底盘26，转子底盘26是转子9上零件的安装组合基础，如图3所示，在转子底盘26底端连接有转子法兰19，转子法兰19与立轴11相连接，转子法兰19与转子底盘26可以采用焊接、螺母连接或可采取铸造的方式将转子法兰与转子铸为一体。因本发明除转子底盘26外均采用可拆卸的连接方式进行连接，在转子底盘26上设有限定转子叶片27位置的定位孔26a和固定转子叶片27、定位螺钉33、定位块34和底盘裙边37的大量螺栓孔。相应的在转子叶片27上设有与定位孔26a对应的定位柱27a，定位柱27a可以保证转子叶片27与转子底盘26的连接强度，并且定位柱27a与定位孔26a的配合为过渡配合；在具体安装时，将转子叶片27通过定位柱27a和定位螺钉安装在转子底盘26上，底盘裙边37也通过螺栓连接在转子底盘26上，在转子叶片27的两端分别通过螺栓连接叶片端头28，在叶片端头28上连接有耐磨棒29，耐磨棒29是采用陶瓷或陶瓷复合材料制成；转子叶片27的两端及其两端连接的叶片端头28向外凸出，转子叶片27的中间向内凹进；使转子9的叶片形状由数段平面和曲面构成；在转子底盘26上还连接有底盘防护板32、定位螺钉33、定位块34和分料盘35，底盘防护板32通过转子叶片27、定位螺钉33和定位块34协同固定在转子底盘26上；上述连接为本发明的基本结构，适用于开式转子(图10)和闭式转子(图11)，是开式转子和闭式转子通用的安装基础。当要加工含水量较高、粘性物质含量较多和粒度尺寸较大物料时，用螺栓将叶片防护板30安装到上述本发明的基本结构上即可构成开式转子。当要加工含水量低、干净和粒度尺寸较小的物料时，用螺栓将转子上盘31安装到上述本发明的基本结构上，并在转子上盘31上用螺栓安装上盘防护圈39和上盘裙边38后即可构成闭式转子。相应的，在将开式转子转换为闭式转子时只需拆下叶片防护板30，在其基本结构上安装转子上盘31、上盘防护圈39和上盘裙边38即可；闭式转子转换为开式转子则与之相反，这样使一台立轴式冲击破碎机的转子配置能够轻松快速的实现开式转子和闭式转子之间的相互转换，提高了立轴式冲击破碎机对物料的适应性和单机作业能力，同时使开式转子与闭式转子之间的相互转换非常简单快捷。

当本发明在高速旋转时，由于底盘防护板32与转子叶片27的结合面以及底盘防护板32与定位块34的结合面形成一个契型角，定位螺栓33位于契型角另一侧，可使底盘防护板32不能向外运动，同时通过定位块34的凸沿将底盘防护板32压在转子底盘26上，这样底盘防护板32在离心力的作用下既不会被向外甩出，也不会向上窜动。

转子叶片27及安装在转子叶片27内端的叶片端头28及耐磨棒29构成转子物料加速腔的进料口，转子叶片27及安装在转子叶片27外端的叶片端头28及耐磨棒29构成转子物料加速腔的出料口。这种结构的特征之一是物料加速腔的进料口和物料加速腔的出料口的叶片端头28是以转子叶片27为母体并用螺栓连结到转子叶片27上的，并且叶片端头27是相同零件；其特征之二是构成物料加速腔进、出料口的耐磨棒29是相同零件；特征之三是耐磨棒29是用插入的方法插入到转子叶片27与叶片端头28形成的扇形空间内，这种结构在转子高速旋转时物料加速腔进料口的耐磨棒29在离心力作用下沿叶片端头28的导向面27a向扇形空间的内部运动，实现惯性自锁，而物料加速腔出料口的耐磨棒29在离心力作用下沿转子叶片27外端的导向面27b向扇形空间的内部运动，实现惯性自锁；特征之四是耐磨棒29是采用陶瓷或陶瓷复合材料的制成品，具有非常好的耐磨性能，上述特征三是本发明能够采用陶瓷或陶瓷复合材料制成品作为物料加速腔进料口和物料加速腔出料口耐磨元件的前提和条件，根据上述特征三，耐磨棒29处于三向或四向受压的工作状态，其内部应力为压应力，不存在拉应力，这种内部应力状态使陶瓷或陶瓷复合材料的微观裂纹不易扩展，可提高耐磨棒29的整体抗冲击的能力。同时本发明不论对于开式转子还是闭式转子均具有相同的物料加速腔。物料从转子中心的入料口进入，从物料加速腔的进料口进入物料加速腔，在转子叶片的带动下高速旋转，高速旋转的物料对转子叶片27产生巨大的反作用力，极少部分物料在转子叶片27的凹腔27c内堆积，形成层压物料垫27d，层压物料垫27d隔断了运动物料与转子叶片27直接接触，对转子叶片27起保护作用，此层压物料垫的另一个作用是对运动物料的运动起导向作用，在运动过程中形成层压物料垫的外表面27e即运动物料在转子内的运动轨迹(如图12所示)。这种结构形式的物料加速腔，与采用导流耐磨元件的物料加速腔相比，可以大幅度减少耐磨元件的用量，降低使用成本，也使转子的重量大幅度降低，提高主机的功率利用率，同时也避免了由于导流耐磨元件不均匀磨损带来的振动。

启盖装置4同时连接在主机盖51和上部筒体3上，如图5所示，包括启盖臂40，主机盖51位于主机筒体3上，在主机盖51上连接有提升主机盖51的启盖臂40，因立轴式冲击破碎机的主机盖质量和体积比较大，无法用人力直接进行移位，申请人采取在主机筒体3与主机盖51连接面的一端开设一个安装基座41，在安装基座41内设有回转支承42、千斤顶43和千斤顶支座44，千斤顶支座44上部是一个圆台，圆台上设有螺栓孔44a，圆台的中间是通孔44b；下部是一个开叉结构44c，在此开叉结构上开有圆孔44d(如图13所示)。回转支承42的外圈42a位于安装基座41的外沿，并通过螺栓与主机筒体3连接；回转支承42的内圈42b位于安装基座41内，在回转支承42的内圈42b上端安装有回转平台45，在回转支承42的内圈42b下端安装千斤顶支座44，并且用螺栓将回转支承42的内圈42b、回转平台45和千斤顶支座44三个零件连接为一体，回转平台45通过轴销46与启盖臂40的尾部连接，千斤顶43放置在在回转支承42的内圈42b内，在千斤顶43缸筒的下端安装有带圆孔的底座48，底座48上的圆孔与千斤顶支座44上的圆孔44d通过轴销连接，在千斤顶43的活塞杆上连接有带圆孔的杆头47，杆头47通过铰链连接在启盖臂40的中部，为提高本的实用性能，连接在千斤顶43上的底座48和杆头47的圆孔内均安装有滑动轴承(如图14所示)。这样当回转支承42的内圈42b相对外圈42a转动时，回转平台45、千斤顶支座44和千斤顶43也一起转动；千斤顶43垂直安装，千斤顶43的活塞杆外伸时，启盖臂40绕销轴46向上转动，在主机盖51举升的行程内，千斤顶43可以发生偏转，且千斤顶43的轴线与铅垂线的偏角不超过正5°或负5°，这样可保证本发明不需要较大的安装空间；在主机盖51上设有起吊轴49，在启盖臂40上设有圆弧槽50，并且起吊轴49自然放置在圆弧槽50内，采用这种连接方式第一可以使主机盖51在上升时保持水平，第二可以防止启盖臂40与主机盖51的连接处锈死。

打开主机盖51和关闭主机盖51过程是这样的，用手柄操作千斤顶43使其活塞外伸，活塞杆推动启盖臂40绕销轴46向上转动，启盖臂40通过连接在圆弧槽50上的起吊轴49带动主机盖51向上运动，由于起吊轴49与圆弧槽50组成一平面高副，在自重的作用下，主机盖51的运动是保持与地面平行的平动，当主机盖51向上运动到一定高度后，锁死千斤顶43，然后在启盖臂40前端方向的适当位置推动启盖臂40，启盖臂40带动主机盖51随回转支承42内圈旋转，一直到达预定位置为止；当维检人员对破碎机内部的维检工作结束后，推动旋转启盖臂40，使主机盖51回位到主机筒体3正上方，打开千斤顶43的自锁开关，在自重的作用下千斤顶43的活塞杆回缩，主机盖51自动回位。

连接在铁砧座圈8上的环行铁砧6是由15块小铁砧6a拼装构成，如图2所示，并且在每块小铁砧6a上设有两个凸齿6b，采用这种方法构成的30齿铁砧的破碎腔与同传统16～18齿铁砧的破碎相比，由于提高了物料与铁砧正碰撞的概率，破碎效果好，降低了单位产品铁砧的磨损量，并且在每块小铁砧6a上设有凸榫6c，在铁砧座圈8上设有与之对应的凹槽，凸榫6c与铁砧座圈8上的凹槽相互配合；这种结构使铁砧的安装与拆卸更加方便快捷。

同时本发明所采用的径向止推静压轴承7、径向静压轴承17、止推静压轴承8和回转支承42均可在市场上购买。

本发明提供的产品主要包括了五方面的技术改进：转子系统、静压轴承的使用、启盖装置、破碎铁砧和分料盘；五项技术可以合并使用也可以独立或组合使用，都能产生积极的效果。

Claims (12)

1.一种立轴式冲击破碎机的制作方法，包括机架，在机架上连接有立轴支撑平台，在立轴支撑平台上连接有上部筒体和立轴支撑系统，在立轴支撑系统的上端连接有转子，立轴支撑系统包括立轴支撑座箱体，在立轴支撑座箱体上设有立轴，在立轴支撑座箱体的上端和下端分别连接有上端盖和下端盖；转子包括开式转子和闭式转子，其特征在于：该方法是在立轴支撑座箱体和上端盖的轴承座内均安装有支撑立轴的流体静压轴承；并将转子上的零件除转子底盘外均采用可拆卸的连接方式进行连接，将开式转子和闭式转子的转子底盘和连接在转子底盘上的转子叶片、叶片端头、耐磨棒、定位块、定位螺钉、底盘防护板和底盘裙边的结构进行统一，使转子通过在统一后的结构上连接叶片防护板或转子上盘、上盘裙边和上盘防护圈就能构成开式转子或闭式转子。

2.如权利要求1所述立轴式冲击破碎机，包括机架(1)，在机架(1)上连接有立轴支撑平台(2)、电动机及支撑装置(5)和皮带传动装置(10)，在立轴支撑平台(2)上连接有上部筒体(3)和立轴支撑系统(7)，在上部筒体(3)的上端放置有主机盖(51)，在其内部的铁砧座圈(8)内安装有铁砧(6)，在主机盖(51)与上部筒体(3)上连接有启盖装置(4)，在立轴支撑系统(7)的上端连接有转子(9)；立轴支撑系统(7)的构成包括立轴支撑座箱体(18)，在立轴支撑座箱体(18)上设有立轴(11)，其特征在于：在立轴(11)上套有径向止推静压轴承(15)、径向静压轴承(17)和止推静压轴承(16)。

3.按照权利要求2所述的这种立轴式冲击破碎机，其特征在于：在立轴(11)上有凸台(12)，立轴(11)的上端与转子(9)的转子法兰(19)连接，下端与皮带传动装置(10)的小皮带轮(10a)连接；在立轴支撑座箱体(18)的上端和下端分别连接有上端盖(13)和下端盖(14)，径向止推静压轴承(15)处于凸台(12)的下端，位于立轴支承座箱体(18)的上端轴承座内，止推静压轴承(16)处于凸台(12)的上端，位于上端盖(13)的轴承座(13a)内，径向静压轴承(17)位于立轴支承座箱体(18)下端轴承座内。

4.根据权利要求2所述的立轴式冲击破碎机；其特征在于：转子(9)包括转子底盘(26)，转子底盘(26)下端设有转子法兰(19)，在转子底盘(26)上端连接有转子叶片(27)，在转子叶片(27)两端分别连接有叶片端头(28)，在叶片端头(28)上连接有耐磨棒(29)；并且在转子叶片(27)上还连接有叶片防护板(30)或转子上盘(31)。

5.根据权利要求2所述的立轴式冲击破碎机；其特征在于：启盖装置(4)包括启盖臂(40)，启盖臂(40)的一端与主机盖(51)连接，并且在主机筒体(3)与主机盖(51)连接面的一端设有安装基座(41)，在安装基座(41)上设有回转支承(42)和千斤顶(43)，回转支承(42)的外圈(42a)与主机筒体(3)连接，回转支承(42)的内圈(42b)下端与千斤顶支座(44)连接，上端与回转平台(45)连接，并且回转平台(45)通过轴销(46)与启盖臂(40)的另一端连接；千斤顶(43)的下端通过铰链与千斤顶支座(44)连接，千斤顶(43)的活塞杆通过铰链连接在启盖臂(40)的中部。

6.根据权利要求2所述的立轴式冲击破碎机；其特征在于：连接在铁砧座圈(8)上的环行铁砧(6)是由15块小铁砧(6a)拼装构成，并且在每块小铁砧(6a)上设有两个凸齿(6b)，并且在每块小铁砧(6a)的背面设有凸榫(6c)，在铁砧座圈(8)上设有与之配合的凹槽。

7.根据权利要求3所述的立轴式冲击破碎机；其特征在于：在立轴(11)的轴颈与上端盖(13)的防尘圈工作面(13c)之间装有上端防尘垫圈(20)，在立轴(11)的轴颈与上端盖(13)的组合油封座(13b)之间装有上端组合油封(21)；在立轴(11)的轴颈与下端盖(14)的防尘圈工作面(14b)之间装有下端防尘垫圈(22)，在立轴(11)的轴颈与下端盖(14)的组合油封座(14a)之间装有下端组合油封(23)。

8.根据权利要求3所述的立轴式冲击破碎机；其特征在于：在上端盖(13)与转子法兰(19)之间设有相互配合的上端迷宫密封(24)；下端盖(14)与小皮带轮(10a)之间设有相互配合的下端迷宫密封(25)。

9.根据权利要求4所述的立轴式冲击破碎机；其特征在于：转子叶片(27)的两端及其两端连接的叶片端头(28)向外凸出，转子叶片(27)的中间向内凹进，并且耐磨棒(29)是采用陶瓷或陶瓷复合材料制成的耐磨棒。

10.根据权利要求4所述的立轴式冲击破碎机；其特征在于：在转子底盘(26)上端还连接有底盘防护板(32)、定位螺钉(33)、定位块(34)和分料盘(35)，分料盘(35)套在立轴(11)上，并且分料盘(35)与拧在立轴(11)端部的圆螺母(36)相接触；并且在转子底盘(26)上设有定位孔(26a)，在转子叶片(27)上设有与之对应的定位柱(27a)。

11.根据权利要求4所述的立轴式冲击破碎机；其特征在于：在转子底盘(26)和转子上盘(31)上分别连接有底盘裙边(37)和上盘裙边(38)，并且在转子上盘(31)上还连接有上盘防护圈(39)。

12.根据权利要求5所述的立轴式冲击破碎机；其特征在于：在千斤顶(43)的活塞杆上连接有带圆孔的杆头(47)，杆头(47)通过铰链连接在启盖臂(40)的中部；在千斤顶(43)的缸筒的下端安装有带圆孔的底座(48)，底座(48)与千斤顶支座(44)通过铰链连接；在主机盖(51)上设有起吊轴(49)，在启盖臂(40)的前端设有圆弧槽(50)，圆弧槽(50)与起吊轴(49)相互连接。

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