CN101391235B

CN101391235B - 锤磨机锤

Info

Publication number: CN101391235B
Application number: CN2008102148351A
Authority: CN
Inventors: 罗杰·T·扬
Original assignee: Genesis III Inc
Current assignee: Genesis III Inc
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2028-08-29
Also published as: US20100025511A1; US20080011890A1; CN101391235A; BRPI0804765A2; US7621477B2

Abstract

本发明揭示和描述一种经改进的自由摆动锤磨机锤设计，其用于粉碎例如谷物和废物等材料。本发明的所述锤设计适合于大多数具有自由摆动系统的锤磨机或研磨机。所述经改进的锤磨机锤可并入有多个粉碎边缘以增加粉碎效率。可锻造所述揭示和主张的设计以增加所述锤的强度。可在径向尺度上减小包围杆孔的邻近于颈部的一部分的杆孔肩部。如所揭示和主张的，可改变锤体的形状以进一步改进锤强度，或者减小或维持所述锤的重量，同时增加传递到所述待粉碎的材料的力的量。

Description

锤磨机锤

相关申请案的交叉参考

本发明申请案是先前在2006年10月6日申请的第11,544,526号美国专利申请案的部分接续申请案，所述第11,544,526号美国专利申请案是先前在2005年6月11日申请的第11,150,430号专利申请案(现为第7,140,569号美国专利)的部分接续申请案。申请人在此主张前述提到的申请案的优先权且以全文引用的方式将所述申请案并入本发明中。

关于联邦赞助研究或开发的声明

没有使用任何联邦资金来开发或创建本专利申请案中所揭示和描述的发明。

对序列列表、表格或计算机程序列表光盘附录的参考

不适用

技术领域

本发明揭示和描述一种锤，尤其系关于一种锤磨机锤。

背景技术

许多不同行业依赖于冲击式研磨机或锤磨机来将材料减小为较小尺寸。举例来说，锤磨机常用于处理林业和农业产品以及用于处理矿石，并且还用于回收材料。锤磨机所处理的材料的具体实例包括谷物、动物饲料、宠物食品、食品成分、覆盖料乃至树皮。本发明虽然不限于谷物，但已专门开发以供谷物行业中使用。在可对谷粒进行进一步处理之前，必须基本上压碎整颗谷粒。依据工艺而定，可在回火(tempering)之后但在均湿(conditioning)之前将整颗谷粒压碎。用以实行粒度减小的常见方式是使用锤磨机，其中接连地在共用转子上旋转的连续多行旋转锤状装置粉碎谷物产品。举例来说，应用于谷物和动物产品的尺寸减小方法在沃森.S.A.(Watson，S.A.)与P.E.拉姆斯塔(P.E.Ramstad)编辑的文献(1987年，谷类：化学和技术，第11章，美国谷物化学家协会，圣保罗，明尼苏达州)中描述，所述文献的揭示内容以全文引用的方式并入本发明中。然而，所揭示并在本发明主张的发明的应用不限于谷物产品或动物产品。

锤磨机通常构造在旋转轴周围，所述旋转轴上面提供有多个圆盘。多个自由摆动锤通常使用延伸转子长度的锤杆而附接到每一圆盘的周边。通过此结构，存储在旋转圆盘中的一部分动能通过旋转锤转移到待粉碎的产品。所述锤撞击产品，从而敲进分级筛网，以便减小材料。一旦将粉碎产品减小到所需尺寸，材料便离开锤磨机的外壳以供后续使用和进一步处理。锤磨机将打碎谷物、草垫、纸产品、建筑材料和小树枝。因为摆动锤不使用锋利边缘来切割废弃材料，所以锤磨机更适合处理可能含有金属或石块污染物的产品，其中所述产品可经常称为“肮脏的”。锤磨机具有以下优点，即如果可旋转锤无法在冲击时打碎材料，那么所述锤将向后弹回。锤磨机的一个显著问题是在减小包括例如钉子、污物、沙子、金属等材料的“肮脏”产品时在相对较短的操作周期中使锤受到磨损。如现有技术中发现的，即使锤磨机经设计以较好地处置“肮脏”物体进入，锤的突发故障也可能对锤磨机造成严重损坏且需要立即维护和修理。

锤磨机还可通常称为破碎机——通常包括钢铁外壳或腔室，其含有安装在转子上的多个锤和用于旋转所述转子的合适的传动列。随着转子转动，相应旋转锤接触待粉碎或减小尺寸的材料。锤磨机通常使用形成为并限定外壳的内部表面的一部分的筛网。微粒材料的尺寸由旋转锤向材料施力所抵靠的筛网孔径的尺寸来控制。在第5,904,306号、第5,842,653号、第5,377,919号和第3,627,212号美国专利中揭示锤磨机的示范性实施例。

锤磨机锤的用户通常考虑四个量度(即，强度、容量、运行时间和所传递力的量)来评估待安装在锤磨机中的任何锤。首先，在强度上评估待安装的锤。通常，采用这种类型的锤的锤磨机机器每天24个小时每周7天进行操作。这种猛烈的环境需要将不会过早或意外损坏的强而具弹性的材料。接下来，针对容量来评估锤，或更具体地说，锤的重量如何影响锤磨机的容量。锤越重，在锤磨机中可用马力可使用的锤就越少。于是，较轻的锤增加可针对相同可用马力而安装在锤磨机中的锤的数目。锤可向待抵靠着筛网粉碎的材料传递的力越多，有效粉碎(即，破碎或打碎材料)就会增加，且因此整个粉碎过程的效率得到增加。在现有技术中，相对于锤的重量来评估所传递力的量。

最后，还考虑锤的运行时间长度。锤持续的时间越长，机器运行时间也就越长，锤磨机中通过减少维护费用和降低必要资金投入由连续处理材料呈现的利润也就越大。使所述四个量度相互关联，且通常需要折衷来改进性能。举例来说，为了增加所传递力的量，可增加锤的重量。然而，因为锤的重量增加，所以由于马力限制的缘故通常将减小单元的容量。需要在现有技术中可用的锤磨机锤的设计上作出改进，以便优化上文所列举的四(4)个量度。

发明内容

本发明揭示并描述的改进集中于待用于锤磨机中的经改进的锤。经改进的金属自由摆动锤供在用于粉碎的可旋转锤磨机组合件中使用。经改进的锤包含第一末端，其用于将锤紧固在锤磨机内。锤的第二末端与第一末端相对，且用于接触用于粉碎的材料。此第二末端通常需要处理以改进锤叶片或尖端的硬度。

例如向锤叶片的末端添加焊接材料等处理方法是此项技术中众所周知的，用以改进锤的粉碎特性。这些方法通常通过焊接来使锤边缘充满抵抗磨蚀或磨损的金属材料(例如碳化钨)。参见例如第6,419,173号美国专利，其以引用的方式并入本发明中且描述获得经硬化的锤尖端或边缘的方法，如所属领域的技术人员在现有技术中众所周知的。

本发明所揭示的方法和设备可应用于待安装在锤磨机中的单个锤或多个锤。可通过锻造、铸造或轧制来生产锤，如现有技术中发现的。申请人先前已教示，锻造锤可改进锤体的硬度特征。申请人还已教示，还可增加锤边缘相对于锤颈的厚度。将来自锤颈的材料(且因此重量)重新分配回到锤边缘，以增加锤在旋转时产生的力矩，同时允许锤的整体重量保持相对恒定。申请人的本设计可结合与锤的形状和生产锤的方法相关的先前教示。因此，本设计可得到通过旋转锤产生并传递的可用于粉碎的实际锤动量与现有技术中发现的锤相比有所增加。此增加的动量减少了弹回，如先前揭示并主张的，进而增加操作效率。然而，因为所述锤设计仍为自由摆动的，所以如果非易破外来物体已进入磨机，那么锤仍可在必要时弹回以便保护锤磨机免受破坏或降级。因此，针对相似生产水平，有效马力要求保持恒定，同时对于锤磨机转子的每一旋转，实际强度、力传递和锤磨机内由锤面覆盖的筛网区域得到改进。采用本发明所实施的各种锤的锤磨机的整体容量与现有锤相比有所增加。

如教示的，增加锤强度和边缘焊接硬度形成并增加锤体和锤杆孔上的应力。在现有技术中，杆孔的圆度受到恶化，从而导致锤杆孔拉长。拉长最终转化为整个锤磨机失去平衡或者个别锤在变弱的锤杆孔区域处破裂，这可造成突发故障或性能损失。当发生突发故障时，锤或杆破裂可导致金属材料进入所粉碎的产品中，从而需要处理。此结果对于金属敏感产品的大型处理器(即，谷物处理器)可能是非常昂贵的。另外，锤杆孔的突发故障可能致使整个锤磨机组合件失去平衡，从而产生主轴承的故障且/或对锤磨机本身造成严重破坏。

任一结果可能需要关闭锤磨机加工设备以进行维护和修理，因此降低了整体操作效率和处理量。在关闭期间，通常由于边缘磨损或杆孔拉长而必须对锤进行更换。

本发明的另一实施例说明一种经改进的锤磨机锤，其具有增大数目的个别研磨表面或边缘以便改进粉碎接触表面区域。如图所示的锤设计具有四(4)个个别边缘，其在垂直高度上具有偏差但在距杆孔的中心点的径向距离中近似相等。在使用期间，使用所述四(4)个接触边缘中的两(2)者。所展示的锤通常替代仅具有两(2)个接触边缘的锤，每次只使用所述两(2)个接触边缘中的一(1)者。如图所示的每一接触边缘的宽度等于锤的宽度。如图所示，锤的边缘已被焊接以增加硬度。锤末端的凹口部分允许装纳谷物并将谷物馈入到接触边缘。相信如图所示的锤将增加锤接触效率且因此增加整体锤磨机效率。虽然本发明不限于此，但当本发明使用锻造技术而非铸造或从棒料轧制生产时，杆孔的强度得到改进且杆孔对拉长的易感性显著减小。此外，本发明的此实施例可用具有均匀形状的锤体来实践。

因此，本发明的一目的是揭示并主张一种锤设计，其由于其较厚且较宽的紧固末端而较强且较轻，且还由于其较薄且较窄的颈区段而较轻。

本发明的另一目的是改进用于锤磨机中的自由摆动锤的紧固末端，同时仍使用现有技术中发现的方法和设备来附接在锤磨机组合件内。

本发明的另一目的是改进锤磨机锤的操作运行时间。

本发明的另一目的是揭示具有已借助于例如焊接或热处理等方式而硬化的边缘的锤。

本发明的另一目的是揭示并主张一种锤，其允许改进向锤叶片尖端投射动量以进而增加向粉碎材料传递力。

本发明的另一目的是揭示并主张一种锤设计，其因为其是锻造的而较强且较轻。

本发明的另一目的是揭示并主张本锤设计的实施例，其重量不超过三磅。

本发明的另一目的是揭示并主张一种锤设计，其允许通过增加锤接触边缘的数目来改进效率。

本发明的另一目的是揭示并主张一种锤设计，其允许通过增加锤接触表面区域来改进效率。

附图说明

为了更好地理解本发明，应参看附图。将了解，本发明不限于附图中所展示的精确布置。

图1提供通常在现有技术中发现的处于静止状态的锤磨机的内部配置的透视图。

图2提供通常在现有技术中发现的在操作期间的锤磨机的内部配置的透视图。

图3提供如图1展示的在现有技术中发现的锤磨机的分解透视图。

图4提供在现有技术中发现且在图3中说明的附接方法和设备的放大透视图。

图5提供本发明第一实施例的透视图。

图6提供本发明第一实施例的端视图。

图7提供本发明第一实施例的侧视图。

图8提供本发明第二实施例的透视图。

图9提供本发明第二实施例的端视图。

图10提供本发明第二实施例的侧视图。

图11提供本发明第三实施例的透视图。

图12提供本发明第三实施例的侧视图。

图13提供本发明第三实施例的俯视图。

图14提供本发明第四实施例的透视图。

图15提供本发明第四实施例的侧视图。

图16提供本发明第四实施例的俯视图。

图17提供本发明第五实施例的透视图。

图18提供本发明第五实施例的侧视图。

图19提供本发明第五实施例的俯视图。

图20提供本发明第六实施例的透视图。

图21提供本发明第六实施例的端视图。

图22提供本发明第六实施例的侧视图。

图23提供本发明第七实施例的透视图。

图24提供本发明第七实施例的端视图。

图25提供本发明第七实施例的侧视图。

图26提供本发明第七实施例的俯视图。

图27提供本发明第八实施例的透视图。

图28提供本发明第八实施例的端视图。

图29提供本发明第八实施例的侧视图。

图30提供本发明第八实施例的俯视图。

图31提供本发明第九实施例的透视图。

图32提供本发明第九实施例的端视图。

图33提供本发明第九实施例的侧视图。

图34提供本发明第九实施例的俯视图。

图35提供本发明第十实施例的透视图。

图36提供本发明第十实施例的端视图。

图37提供本发明第十实施例的侧视图。

图38提供本发明第十实施例的俯视图。

详细描述——元件列表

元件元件编号

锤磨机组合件 1

锤磨机传动轴 2

端板 3

端板传动轴孔 4

端板锤杆孔 5

中心板 6

中心板传动轴孔 7

中心板锤杆孔 8

锤杆 9

间隔件 10

锤(摆动或自由摆动) 11

锤体 12

锤尖端 13

锤杆孔 14

锤中心线 15

杆孔中心 16

锤的第一末端(紧固末端) 17

锤的第一末端的厚度 18

到第一和第四接触点的径向距离 19

锤颈 20

到第二和第三接触点的径向距离 21

锤颈孔 22

锤的第二末端(接触末端) 23

锤的第二末端的厚度 24

锤硬化接触边缘 25

从中心线到第一和第四接触点的直线距离 26

单级锤杆孔肩部 27

第二级锤杆孔肩部 28

锤摆动长度(从中心线到第二和第三接触点的直线距离) 29

锤颈边缘(砂漏) 30

锤颈边缘(平行) 31

第一接触表面 32

第二接触表面 33

第三接触表面 34

次级接触表面 35

第一接触点 36

第二接触点 37

第三接触点 38

第四接触点 39

边缘口袋 40

具体实施方式

在以下示范性实施例中更明确地描述本发明，所述示范性实施例既定仅为说明性的，因为所属领域的技术人员将容易明白其中的多种修改和改变。如本发明使用的，“一”或“所述”可意味着一个或一个以上，这取决于其所使用的上下文。现参看图式描述优选实施例，其中在所述若干视图中相同参考字符始终指示相同零件。

如图1到2所示，在现有技术中发现的锤磨机使用称为自由摆动锤11或简单地称为锤11的元件，其是枢轴安装到转子组合件且通过离心力从转子组合件的中心向外定向的锤11。图1展示处于静止状态的在现有技术中发现的锤磨机组合件。锤11附接到锤杆9，锤杆9插入并穿过中心板6。经常使用摆动锤11来代替刚性连接的锤，以防混入金属、外来物体或其它非易破物质进入具有待减小的颗粒材料(例如谷物)的外壳。

如果刚性附接的锤接触锤磨机组合件外壳内的此类非易破外来物体，那么所得接触的后果可能是严重的。比较起来，摆动锤11提供“宽恕”因素，因为其将在撞击非易破外来物体时“向后靠”或弹回。

图2展示处于操作状态的锤磨机组合件1。为了在使用摆动锤11的锤磨机中实现有效减小，转子速度必须产生足以将锤保持在完全延伸位置的离心力，同时还具有足以有效减小正被处理的材料的维持力。依据正被处理的材料的类型而定，锤的最小锤尖端速度通常为5,000到11,000英尺每分钟(“FPM”)。比较起来，最大速度取决于轴和轴承设计，但通常不会超过30,000FPM。在特殊的高速应用中，锤磨机可经设计为以高达60,000FPM的速度进行操作。

图3说明用于附接并紧固在如图所示的锤磨机锤组合件1内所必需的零件。图3和图4中说明将紧固成多行的多个锤11大致平行地附接到锤磨机传动轴2。锤11紧固到锤杆9，锤杆9插入穿过多个中心板6和端板3，其中所述板(3、6)围绕锤磨机传动轴2定向。中心板6还含有许多远端定位的中心板锤杆孔8。锤销或杆9对准穿过端板3和中心板6的孔3、6以及锤11中的孔。另外，间隔件10对准在所述板之间。如所属领域的技术人员众所周知的，将在锤杆9的末端处放置锁环(未图示)以压缩间隔件10和锤11并将其保持为对准。所有这些零件需要仔细且精确的彼此对准。

在出于修理和更换磨损或损坏的零件的目的而拆卸的情况下，损耗导致非常难以重新对准和重新组装转子零件。此外，锤磨机锤组合件1的零件通常彼此键接或至少键接到传动轴2，这进一步使组装和拆卸过程变复杂。举例来说，更换单个锤11可能需要拆卸整个锤组合件1。给定磨损零件需要更换的频率，更换和修理构成了极其困难且耗时的任务，其在很大程度上减少了尺寸减小机器的操作时间。如用于现有技术的图3和图4所示，移除单个损坏的锤11可能花费超过五(5)个小时，这归因于转子设计和与碎片冲击转子组合件的非冲击表面造成的问题相关的重新对准难题。

在图1到4中所展示的现有技术转子组合件中发现的另一问题是转子零件的大量表面区域暴露于碎片。板3和6、间隔件10和锤11均接收与碎片的大量接触。这不仅造成过度磨损，而且还通过弯曲并损坏残余冲击造成的各种零件来加剧重新对准难题。因此，在操作周期之后，现有技术锤磨机锤组合件变得更加难以拆卸和重新组装。与锤磨机的粉碎服务和维护相关的问题为改进锤磨机锤以延长操作运行时间提供巨大激励。

图5到22所展示的锤11实施例在锤杆孔14处安装在锤磨机旋转轴上。如图所示，与图5到22中的锤颈20相比，已增加了用于安装锤11的锤杆孔14的有效宽度。可减小锤颈20的尺寸，因为锻造用于生产锤的钢得到比在现有技术中发现的从钢铸造锤或从棒料轧制锤强得多的较细颗粒结构。如现有技术中揭示的，锁环(未图示)将锤杆9紧固在恰当位置。本发明的另一益处是显著增加了支撑将锤11附接到杆9的材料表面量。这具有消除或减少锤杆9的磨损或开槽的附加益处。图5到22处的本发明中所展示的设计增加了相对于锤11的厚度可用于支撑锤11的表面区域。增加可用于支撑锤体11的表面区域且同时改进紧固还增加了可用于吸收或分配操作应力的材料量且同时仍实现自由摆动锤设计的益处(即，对于非易破外来物体而弹回)。

图5到7展示本发明的第一实施例，明确地说，待安装在锤磨机组合件中的锤。图5呈现经改进的锤11的此实施例的透视图。如图所示，锤的第一末端17用于通过将锤杆9插入穿过锤11的锤杆孔14而将本发明紧固在锤磨机组合件1(未图示)内。在图5中，突出展示杆孔中心16。从杆孔中心16到锤的接触或第二末端23的距离被定义为锤摆动长度29。通常，本实施例的锤摆动长度29在八(8)到十(10)英寸的范围内，其中大多数应用测量八又三十二分之五(85/32”)英寸到九又三十二分之五(95/32”)。

在图5到7所示的锤11的实施例中，锤杆孔14由单级锤杆孔肩部27包围。在此实施例中，锤肩部27由包围杆孔14的凸起的单个均匀环组成，所述环进而增加与锤的第一末端的厚度18相比杆孔14周围的金属厚度。将单级锤肩部27放置本发明锤的锤杆孔14周围增加了可用于与锤宽度成比例地分配置于锤杆孔14上的反作用力的表面区域，进而减小了导致杆孔14拉长的效应，同时仍允许锤11在锤杆9上自由摆动。

在此实施例中，将锤的第一末端17连接到锤的第二末端23的锤颈20的边缘是平行的或笔直的。此外，锤的第二末端的厚度24和锤的第一末端的厚度18大致相等。因为锤的第二末端23接触待粉碎的材料，所以在锤的第二末端23的周边上焊接经硬化的接触边缘25。

图6提供本发明第一实施例的端视图，且进一步说明锤肩部27相对于锤11的厚度以及锤肩部27相对于第一锤末端17和如经硬化的焊接边缘25所示的第二锤末端23两者的厚度的对称性。图7说明本发明的平坦笔直的锻造板性质，如从锤肩部27下方穿过锤颈20到达第二末端23的锤颈的平行边缘31所示，这通过与其中锤颈20厚度等于锤杆孔厚度14的现有技术相比减小整体锤重量而提供经改进的设计。在本发明中，杆孔14的整体厚度(包括锤肩部27)可比锤颈20的厚度大1.5到2.5倍。在典型的应用中，本发明的摆动长度在四(4)到八(8)英寸的范围内。举例来说，第一实施例的具有六(6)英寸的摆动长度的锻造钢锤11具有三(3)磅的最大平均重量。现有技术的具有相等摆动长度且具有等于锤肩部27的厚度的均匀厚度的锻造锤将重达四(4)磅。本发明因此通过重量减小而不会伴随有强度减小来与现有技术相比将整体锤磨机性能改进百分之三十三(33％)。如图所示，锤不需要任何新的安装程序或设备。

图8到10中展示锤11的下一实施例。如图所示，再次与现有技术相比加固并加强了锤杆孔14。在此实施例中，已经通过增加锤的整个第一末端的厚度18而加强了杆孔14。比较起来，此实施例中的锤颈20的厚度已经被减小，再次与杆孔14周围增加的金属厚度相比而有效减小了锤的重量。本发明锤的此实施例还增加了可用于与锤厚度成比例地分配置于锤杆孔14上的反作用力的表面区域，进而再次减小导致杆孔14拉长的效应，同时仍允许锤11在锤杆9上自由摆动。锤的第二末端的厚度24和锤的第一末端的厚度18大致相等。因为锤的第二末端23接触待粉碎的材料，所以在锤的第二末端23的周边上焊接经硬化的接触边缘25。

图8最佳说明本发明第二实施例的弯曲圆化性质，如从锤的第一末端17开始且继续穿过锤颈20到达第二锤末端23的弓形边缘所示。为了进一步减小锤重量，已经在锤颈20中设置了锤颈孔22。锤颈孔22可为不对称的(如图所示)或对称的以便平衡锤11。如图所示的锤颈孔22的弓形、圆形或拱形性质允许穿过并沿着锤颈20传输和耗散在锤的第一末端17处产生的应力。

如图8和图10强调和说明，通过组合锤颈形状和锤颈孔22两者实现的锤颈厚度和重量减小在减小的重量下提供改进的锤颈强度，其中分别允许锤的第一末端17和第二末端23处的厚度增加，以改进所述锤11的紧固和锤的粉碎末端23处的所传递力两者。

图11到13中展示锤11的下一实施例。在图11处发现的透视图提供本锻造锤的另一实施例，其实现减小重量且减少锤杆孔拉长的双重目的。在此实施例中再次与现有技术相比加固并加强了锤杆孔14，此实施例经由标记为27和28的两个级而并入了锤杆孔加固。此设计增加了对锤杆孔14的加固，同时允许重量减小，因为锤的第一末端18的剩余部分可能具有与锤颈20相同的厚度。本发明锤的此实施例还增加了可用于与锤宽度成比例地分配置于锤杆孔14上的反作用力的表面区域，进而再次减小导致杆孔14拉长的效应，同时仍允许锤11在锤杆9上自由摆动。如图13所示，锤的第二末端的厚度24和锤的第一末端17的厚度大致相等。因为锤的第二末端23接触待粉碎的材料，所以在锤的第二末端23的周边上焊接经硬化的接触边缘25。

图11说明弯曲的锤颈边缘30，其给予锤11从锤杆孔14下方且在锤的第一末端17处开始并继续穿过锤颈20到达锤的第二末端23的砂漏形状。将此形状并入到本发明的第三实施例中帮助减小锤重量，同时还减小锤11在锤磨机中旋转并吸收与粉碎材料的接触震动时的振动。

如图13(其提供本实施例的侧视图)展示和说明，锤的第一末端17、颈20和锤的第二末端23具有大致相似的厚度(级1和2锤杆孔加固肩部27和28除外)，以维持与本发明相比减小的锤重量。如图11到13强调和进一步说明，通过组合锤颈形状30和厚度两者实现的锤轮廓和重量减小在减小的重量下提供改进的锤颈强度，其中允许分别在锤杆孔14周围设置级1和2锤杆孔加固肩部27和28，以改进所述锤11的紧固和锤磨机的性能两者。

图14到16说明如先前图8到10所示的本发明的修改。在此实施例中，锤11展示为没有图8到10中所展示的锤颈孔22。本发明的此实施例(没有锤颈孔22)通过组合经由相对于锤颈20增加锤的第一或紧固末端17的厚度获得的加厚或较厚锤杆孔14和锤的第二末端23而提供优于本发明的改进。所述实施例的此修改比现有技术锤更轻且更强。

图17到19呈现本发明的另一实施例，其中锤的第一末端17、锤颈20和锤的第二末端23大致具有相似厚度，即18和24所表示的尺度大致相等。在此实施例中，已经通过在锤11的两侧或面上在锤杆孔14的圆周周围设置单个加固锤肩部27来加强了锤杆孔14。锤的第一末端17的圆形形状通过改进将任何锤杆9振动传输离开锤的紧固末端17穿过锤颈20到达锤的第二末端23来加强锤的第一末端17。圆形形状还允许进一步减小重量。在此实施例中，锤颈边缘31是平行的，如同图5到7中的锤颈边缘。经硬化的接触边缘25展示为焊接在锤的第二末端23的周边上。

图20到22呈现本发明的另一实施例，其中锤的第一末端17、锤颈20和锤的第二末端23大致具有相似厚度，即18和24所表示的尺寸大致相等。在此实施例中，已经通过在锤11的两侧或面上在锤杆孔14的圆周周围设置单个加固级27来加强了锤杆孔14。经硬化的接触边缘25展示为焊接在锤的第二末端23的周边上。在此特定实施例中，已经将锤颈边缘30圆化以进一步改进将振动能量转移到锤的第二末端23且离开锤的紧固末端17。

图23到30说明本发明的两个额外实施例。如图所示，图23到30中所说明的锤11呈现增加的数目的个别接触表面以改进可用的粉碎接触表面区域。此改进可在使用铸造或锻造技术生产的锤11中实施。另外，锤体12可通过所属领域的技术人员已知的热处理方法来改进以获得改进的磨损特征。

通常，图23到26所示的锤11实施例在锤杆孔14处安装在锤磨机旋转轴上。如现有技术中揭示的，锁环(未图示)将锤杆9紧固在恰当位置。如图23到26所示，尚未相对于第一和第二锤末端而减小将所述第一锤末端连接到所述第二锤末端的颈的厚度。在本实施例的典型使用期间，使用所述三个接触表面边缘中的两者。如所属领域的技术人员将了解，所揭示的基于金属的锤可通过以下方式来双向使用：颠倒锤磨机组合件的旋转方向，或在锤磨机组合件的固定旋转方向上，可在颠倒的定向上将锤重新安装在锤磨机组合件中以允许颠倒接触表面，如本发明中进一步描述。

锤的第二末端23分别具有三个相异接触表面(32、33、34)。所展示的锤11沿着锤颈20的长度而对称，使得在第一旋转方向上进行正常操作期间，第一和第二接触表面32和33的边缘分别将作为引导表面。第三接触表面将作为后缘边缘且将磨损很少。第一接触点36和第二接触点37将作为引导接触点。第三接触点38和第四接触点39将作为后缘接触点且将磨损很少。

如果通过颠倒锤磨机组合件1的旋转方向或在相反定向上重新安装锤11而颠倒了锤11的旋转方向，那么第三接触表面34和第二接触表面33将作为引导表面。第三接触点38和第四接触点39将作为引导接触点。第一接触点36和第二接触点37于是将处于后缘位置。

如图所示，接触表面(32、33和34)的组合宽度大致等于锤11的第二末端的宽度。在所展示的实施例中，已经焊接锤11的边缘以增加硬度。已经通过焊接到第二末端的周边而施加了碳化钨以增加硬度。还可施加所属领域的技术人员众所周知的其它类型的焊接物。

如图26中最佳展示，从杆孔中心线15到第二接触表面33的距离并不等于分别从杆孔中心线15到第一和第三接触表面32和34的距离。所述三个接触表面(32、33和34)具有第一接触点36、第二接触点37、第三接触点38和第四接触点39以接触待粉碎的材料并将动量传递到所述材料。从杆孔中心16到第一接触点36、第二接触点37、第三接触点38和第四接触点39的径向距离是相等的。此空间关系在图26和图30中最佳说明。分别从杆孔中心16到第一和第四接触点36和39的径向距离被标记为19。分别从杆孔中心16到第二和第三接触点37和38的径向距离被标记为21。

图27到30说明本发明的另一型式，其中已在锤的第二末端23处设置了边缘口袋40。边缘口袋40是设置在第二接触表面33之前和之后的凹口部分，以允许在锤磨机组合件1旋转期间暂时插入或“装纳”粉碎材料以增加接触表面上的负载，且进而增加锤接触效率和整体锤磨机效率。锤边缘口袋的深度与锤摆动长度29和分别从杆孔中心线15到第一接触表面32或第三接触表面34的距离之间的差值成比例。锤边缘口袋的深度在为锤厚度的0.25到2倍的范围内。边缘口袋39的几何形状可被圆化或呈斜面形(未图示)。

在图27到30所示的实施例中，与图1到4中的锤颈20相比，已增加了用于安装锤11的锤杆孔14的有效宽度。可减小锤颈20的尺寸，因为锻造用于生产锤的钢得到比在现有技术中发现的从钢铸造锤或从棒料轧制锤强得多的较细颗粒结构。如现有技术中揭示的，锁环(未图示)将锤杆9紧固在恰当位置。本发明的另一益处是显著增加了支撑将锤11附接到杆9的材料表面量。这具有消除或减少锤杆9的磨损或开槽的附加益处。图27到30处的本发明中所展示的设计增加了相对于锤11的厚度可用于支撑锤11的表面区域。增加可用于支撑锤体11的表面区域且同时改进紧固还增加了可用于吸收或分配操作应力的材料量且同时仍实现自由摆动锤设计的益处(即，对于非易破外来物体而弹回)。

图31到34呈现本发明的另一实施例，其中锤的第一末端17、锤颈20和锤的第二末端23大致具有相似厚度。也就是说，如图33所示，锤的第一末端的厚度18、锤颈20的厚度和锤的第二末端的厚度24大致相等。在此实施例中，已经通过在锤11的两侧或面上在锤杆孔14的圆周的一部分周围设置单级锤杆孔肩部27来加强了锤杆孔14，如图32所示。如图所示，在径向尺度上减小包围锤杆孔14的邻近于锤颈20的一部分的肩部27。锤的第一末端17的圆形形状通过改进将任何锤杆9振动传输离开锤的第一末端17(即，锤11的与锤杆9啮合的末端)穿过锤颈20到达锤的第二末端23来加强锤的第一末端17。圆形形状还允许进一步减小重量。在此实施例中，锤颈边缘30被圆化。锤硬化接触边缘25展示为焊接在锤的第二末端23的周边上。

图35到38呈现本发明的另一实施例，其中锤的第一末端17和锤颈20大致具有相似厚度。也就是说，如图36所示，锤的第一末端的厚度18和锤颈20的厚度大致相等。然而，锤的第二末端的厚度24大于锤颈20的厚度或锤的第一末端的厚度18。在此实施例中，已经通过在锤11的两侧或面上在锤杆孔14的圆周的一部分周围设置单级锤杆孔肩部27来加强了锤杆孔14，如图36所示。经硬化的接触边缘25展示为焊接在锤的第二末端23的周边上。在此特定实施例中，已经将锤颈边缘30圆化以进一步改进将振动能量转移到锤的第二末端23且离开锤的第一末端17(即，锤11的与锤杆9啮合的末端)。如图所示，在径向尺度上减小包围锤杆孔14的邻近于锤颈20的一部分的肩部27。

所属领域的技术人员将了解，由所揭示的锤设计提供的优点可通过本发明未揭示但仍落在申请人所教示的本发明内的其它方式产生。

Claims

1.一种用于可旋转锤磨机组合件中的基于金属的锤，其包含：

a.第一末端，其用于紧固在所述锤磨机组合件内；

b.杆孔，所述杆孔位于所述第一末端中心以啮合并附接到所述锤磨机组合件；

c.第二末端，其用于接触待粉碎的材料并将动量传递到所述材料；

d.颈部，其将所述第一锤末端连接到所述第二锤末端；以及

e.第一肩部，所述第一肩部邻近于并包围所述杆孔的邻近所述第一末端的一部分；

f.第二肩部，所述第二肩部邻近于并包围所述杆孔的邻近所述颈部的一部分，其中环绕所述第一肩部的周边的距离大于环绕所述第二肩部的周边的距离，以使得所述第二肩部的径向尺寸小于所述第一肩部的径向尺寸。

2.根据权利要求1所述的基于金属的锤，其中所述颈部的厚度小于所述锤的所述第二末端的厚度。

3.根据权利要求2所述的基于金属的锤，其中多个肩部包围并支撑所述肩部的位于所述杆孔与所述颈部之间的部分。

4.根据权利要求2所述的基于金属的锤，其中锤摆动长度小于十(10)英寸。

5.根据权利要求1所述的基于金属的锤，其中所述锤的平均重量不超过三(3)磅。

6.根据权利要求1所述的基于金属的锤，其中所述锤的所述第一末端为大体圆形形状。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的基于金属的锤，其中碳化钨已经被焊接到所述第二末端的周边上以增加硬度。

8.根据权利要求1所述的基于金属的锤，其中所述颈部、所述锤的第一末端和所述锤的第二末端经热处理以获得硬度。

9.根据权利要求8所述的基于金属的锤，其中碳化钨已经被焊接到所述第二末端的周边上以增加硬度。

10.根据权利要求1所述的基于金属的锤，其中所述锤进一步经界定为在所述第二末端上包含至少两个相异接触表面，其中所述至少两个相异接触表面由不相等的线性尺度界定，所述线性尺度由从所述杆孔的几何中心中的杆孔中心点到所述至少两个相异接触表面中的每一者的线性距离界定。

11.根据权利要求10所述的基于金属的锤，其中所述至少两个相异接触表面具有第一、第二、第三和第四接触点以接触待粉碎的材料并将动量传递到所述材料。

12.根据权利要求11所述的基于金属的锤，其中从所述杆孔中心点到所述第一、第二、第三或第四接触点的径向距离是相等的。

13.根据权利要求11所述的基于金属的锤，其中所述颈部和所述锤的所述第一末端具有大致相似的厚度。

14.根据权利要求1所述的基于金属的锤，其中所述锤是锻造的。

15.根据权利要求14所述的基于金属的锤，其中碳化钨已经被焊接到所述第二末端的周边上以增加硬度。