CN102481580A - 具有无齿轮电动机的磨碎机的衬里的结构和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磨碎机衬里，其具有多个带有各自螺栓通道的衬里元件，其中螺栓通道被设置成当衬里被安装于磨机壳体内时，该通道位于磨机壳体上外围装置底部的外面。最为典型的是，该外围装置为无齿轮电动机，其操作地耦连至磨机壳体内除了磨机壳体端部的位置。

Description

具有无齿轮电动机的磨碎机的衬里的结构和方法

相关申请的交叉参考

本申请要求在2009年8月12日提交的序列号61/233381的美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明涉及磨碎机的衬里，尤其是涉及装配该衬里/衬垫的布置。

背景技术

因为在操作过程中磨碎机鼓轮/鼓(drum)内部经受大量冲击，所有或几乎所有大型磨碎机都包括覆盖鼓轮内部的保护性的和可替换衬里。通常，衬里由金属铸成并通过至少两个横穿衬里的螺栓栓至磨机鼓轮，其中通过自鼓轮外部施加的螺帽，典型地将螺栓固定。例如，在美国专利No.4270705中描述直接和间接附连到鼓形壳的示例性衬里片段。为减少变形，如EP 1 952 887 A1所述，能够采用带有小的圆周长度的衬里片段，其增加了所需的螺栓数。在美国专利No.6189280和No.6343756中描述了互锁的保护砖(protective tile)和相配的紧固件元件。

存在许多适合将衬里耦连至鼓形壳的螺栓，其可包括普通螺栓或这些具有一个或更多特殊结构的螺栓。例如，美国专利No.4018393示出具有增大的表面接触面积的螺栓，美国专利申请No.2008/0197640描述能够以某角度移除的改进螺栓。

为了拆离磨损的衬里，使用拧紧扳手移除螺帽、在鼓轮内部按压螺栓、通过所谓的“敲出孔(knock-out hole)”将衬板敲出壳体。在多数情况中，使用液压或气动致动螺栓移除工具(BRT)实现螺帽和螺栓移除。可替换地，在BRT操作不适用或不可能的地方，能够使用大锤移除螺栓。然而，考虑到许多磨机的尺寸(例如球磨机多达26英尺(ft)，SAG磨机多达并超过40英尺(ft)的直径)、螺栓(例如，直径为2英寸(in.)(M48))和衬里重达2-6吨，将大锤作为移除工具使用不仅繁重危险，而且耗费时间。由于在采矿和其他操作中处理磨机的关键特性，必须使停工期最小化从而维持收益率。在美国专利No.6904980，WO2007/000019，和美国专利申请No.2009/0126177中描述多数本领域已知的BRT和示例性BRTS。然而，不管使用此类工具的螺栓移除的方式，螺栓的移除仍具挑战性，尤其是操作员使用BRT所不能轻易接近螺栓的地方。例如，在具有无齿轮电动机的磨碎机鼓轮中会加深操作难度。在许多情况中，无齿轮电动机位于磨机壳体的非边缘位置，因此覆盖大部分壳体。不幸地是，目前所知和可购买的衬里片段被配置成使得衬里螺栓(liner bolt)位于无齿轮电动机盖子之下，并且通常BRT无法接近。因此，大多数磨机操作员采取在有限空间内使用大锤。显而易见，这样的操作再次繁重并消耗时间。

可选地是，为减少因螺栓移除导致的停工期，如US2007/0180678中所述，能够使用机器人系统。此处，使用机器人臂/机械臂和使上述螺栓移除过程自动化的工具操作该系统。尽管通常此系统允许更迅速地移除螺栓，但需要额外的安装、编程和维护。而且，此系统的故障易于给衬里移除增加严重延迟。为了完全避免与螺栓移除相关的问题，如CA2305481中描述的能够使用无螺栓衬里，其中通过楔入板将多个板片段保持在一起。此处，磨机/磨碎机(mill)中球体的冲击力连同特殊板布置被认为稳定了衬里布置，且其允许使用比正常情况使用更硬的材料，这样延长了设计的寿命。然而，此衬里结构虽然就寿命和安装提供了极大的优势，但产生了若干新的不利。例如，因为板相互连锁，所以用于替换的板的移除通常会更加复杂。而且，因为楔入过程是连续的，所述即使仅有小部分衬里缺损，通常也必须替换全部衬里。

因此，仍需要提供用于磨碎机衬里的改善的装配布置，尤其是用于具有无齿轮电动机的磨碎机。

发明内容

本发明针对具有多个螺栓通道(bolt passage)的磨碎机衬里元件的各种装置和方法，其中螺栓通道被设置成以便当衬里元件安装于磨机壳体内时，螺栓通道允许简化和迅速移除衬里元件同时不干扰在磨机壳体中的外围装置。

本发明主题的一个方面，一种磨碎机衬里的制造方法，其包括在其中形成多个衬里元件的步骤，其中每个衬里元件具有多个螺栓通道。尤其优选放置螺栓通道被设置成使得螺栓通道(当衬里元件安装在磨机壳体内时)定位于磨机壳体上外围装置(例如，无齿轮电动机)底部(footprint)的外面。最典型的是，被设计的衬里元件将包括至少两个螺栓通道。

虽然不是限制本发明主题，但通常优选衬里元件能够被分组成在具有不同平均长度的衬里元件组。通常，平均长度的差异是至少10％，更典型地，是至少20％。而且，设计衬里元件可还被进一步分进第三组，其具有不同于第一和第二平均长度的平均长度。在进一步优选方面，衬里元件的螺栓通道离衬里元件的假设中线具有大体相等的距离。另外，设计磨机壳体具有多个定位于磨机壳体上的外围装置底部外面的敲出孔，以便允许使用敲出孔完全移除衬里元件。

因此，特别设计磨碎机衬里元件将具有多个螺栓通道，其中螺栓通道被设置成当衬里元件安装于磨机壳体内时，螺栓通道定位于磨机壳体上外围装置(例如，无齿轮电动机)底部的外面。最典型的是，衬里元件将具有至少两个螺栓通道，优选具有离衬里元件的假设中线大体相等的距离。通常进一步优选磨机壳体包含多个定位于磨机壳体上的外围装置底部外面的多个敲出孔，以便允许使用敲出孔完全移除衬里元件。

因此，尤其设计具有上述衬里元件的磨碎机。在此磨机中，衬里元件具有第一平均长度，额外衬里元件具有平均第二长度，其中第一和第二长度的差异至少为10％，最典型的是至少20％。适当的是，还可包括具有第三平均长度的衬里元件，其中第一、第二和第三长度不同。仍进一步优选磨机壳体包含多个定位于磨机壳体上的外围装置底部外面的敲出孔，以便允许使用敲出孔完全移除衬里元件。

通过本发明优选实施例下述详细说明，将更清晰地明白本发明不同目标、特征、方面以及优点。

附图说明

现有技术图1示意性具有多个衬里元件的磨机壳体部分的一部分的示意立体图。

现有技术图2示意性示出现有技术图1中的磨机壳体部分和多个衬里元件的侧视图和顶视图。

图3示意性示出根据本发明主题的磨机壳体部分和多个衬里元件的侧视图和顶视图。

具体实施方式

根据本发明的主题，设计了磨碎机衬里和磨碎机衬里元件，其中衬里元件的螺栓通道设置在无齿轮电动机和/或其他耦连至磨机壳体的外部装置的底部(footprint)外面。在最优选的方面，设计的衬里具有这样的长度，即其任一端或两端足够延伸超过无齿轮电动机和/或其他外部装置，和/或螺栓通道被定为成使得通道设置于无齿轮电动机和/或其他外部装置的底部外面。在此使用的术语“无齿轮电动机”指还包括无齿轮电动机的外壳(housing)。因此，关于外围装置和螺栓通道的术语“底部外面”指无需移除外壳或无需提起无齿轮电动机的定子部分的情况下，通过螺栓移除工具可接近螺栓通道。

因此，应理解能够在具有无齿轮电动机外壳或其他外部装置的磨碎机里执行所有手动或/和自动螺栓移除方式，其中这样的外壳或其它外部装置否则会妨碍或限制接近螺栓。现有技术图1示例性示出磨碎机壳体的部分/片段100，其中在壳体部分110内部内衬有多个衬里元件组120A-120F，且其中每个衬里元件具有螺栓通道122(此处仅有一个螺栓通道具有数字)。现有技术图2示例性描述衬里元件的顶视图和侧视图。此处，衬里元件组120A-120F具有大体相同的长度(平均长度差异等于或少于5％)，并通过延伸穿过螺栓通道122的螺栓耦连至磨机壳体110。如能够容易地从现有技术图2的线122A-122C中看到的，组120A和120B中的螺栓通道与无齿轮电动机130一致。因此，这些组中的螺栓移除是极其困难的，并且在一些情况下，甚至至少需要移除无齿轮电动机的外壳或定子的一部分。通常这样的操作需要巨大的额外劳动和磨机的停工期，其极不具有经济吸引力。

现在发明人已发现上述难点能够通过修改长度和/或定位螺栓通道以便通道将不再干扰外部装置(此处指：无齿轮电动机)而被消除。在特别优选的方法和装置中，磨碎机被设计成具有多个螺栓通道，其中螺栓通道被设置成当衬里安装于磨机壳体内时，通道定位于磨机壳体的外围装置底部的外面。通常，外围装置是无齿轮电动机盖子，且内衬具有至少两个螺栓通道。

图3示例性示出此装置和方法。此处，多个衬里元件组120A-120F具有多个衬里元件，其中第一组120A包括具有相对小的平均长度的衬里元件，而第二组120B包括具有相对大的平均长度的衬里元件。剩余组120C-120F包括具有在第一和第二组的平均长度中间的平均长度的衬里元件。如能够容易地从线122A和122B中看到的，螺栓通道被定位成通道基本落在无齿轮电动机的底部的外面并与外壳130关联。应注意这样的布置需要制造长度显著不同的衬里元件，其至少从概念上阻止简单地制作与安装。而且，虽然具有不同长度的衬里元件具有不同的物理机械特性(例如，共振频率、当安装负荷时产生的偏移等)，但现在设计这样的差异将不会消极影响性能。相反，因为现在移除衬里很是便利，所以将减少停工期并显著地改进经济效果。

因此，本发明者设计制造磨碎机衬里的方法，其中分别由多个螺栓通道形成多个衬里元件，其中螺栓通道被设置成当衬里元件安装于磨机壳体内时，螺栓通道定位于磨机壳体上外围装置底部的外面。最典型的是，衬里元件将具有至少两个螺栓通道，其相应于各自磨碎机壳体的开口。如上所述，通常优选第一衬里元件组具有第一平均长度，第二衬里元件组具有第二平均长度，其中第一平均长度和第二平均长度的差异至少为10％，最典型的是至少20％。最平常地，剩余衬里元件可以被分组成具有中间平均长度的第三衬里元件组，从而便于制造衬里元件。在至少一些情况中，最长和最短组的平均长度将是剩余衬里元件组的长度。因此，简化了衬里元件的制造，并且其中将修改的衬里元件作为改进被安装，并且在无需改变的情况下能够使用磨机壳体中已存在的大多数螺栓通道和衬里元件。

通常进一步优选衬里元件的螺栓通道离衬里元件的假设中线具有大体同等的距离。当两个螺栓通道的距离相对大时，设计支撑元件，其可以提供给磨机壳体和/或衬里元件以减少负荷产生的偏移。关于磨机壳体，应明白尤其优选磨机壳体将具有相应的螺栓通道和敲出孔，其被定位于磨机壳体上外围装置的底部外面。因此，此类敲出孔组合此处存在的衬里元件允许使用敲出孔完全移除衬里元件而无需移除外部装置。

当然，应明白此处设计的衬里元件和方法适用于磨碎机的更新(de-novo)结构，同样也适用于改进现有的磨碎机。因此，当衬里元件被用于现有的磨碎机时，应注意通过磨机壳体中先前存在的螺栓通道，将确定衬里元件的多数或所有螺栓通道，因此衬里元件基本上将更长，相应的连接衬里元件将更小。另一方面，当衬里元件被构造成用于更新结构时，衬里元件将与已知衬里元件在长度上类似或甚至相等，然而，其使螺栓通道位于外围装置的底部外面。例如，衬里元件适合的长度可以是至少2.5m，更典型的是至少3.0m。在又一个进一步设计的方面，磨机壳体还包括用于衬里元件移除的敲出孔，并且最优选敲出孔定位于外围装置底部的外面，并且其存在的数字足以允许使用敲出孔完全地移除衬里元件。从不同角度观看，优选敲出孔邻近但不在外围装置的底部内，但敲出孔也可存在于底部内，但不是移除衬里元件所必要的。

而且，应注意虽然此处设计的结构和方法特别适合于采矿操作中的球磨机，但多数其他操作也可从本发明主题中获利。例如，适合的磨机可用于各种化学工厂、发电厂和水泥厂。类似地，虽然尤其设计球磨机，但是SAG(半自磨)磨机和其他磨碎机也被认为适合在此处使用。因此，设计适合的外围装置还包括各种驱动装置，诸如矢圈/矢轮等。

本领域技术人员应理解在不偏离此处发明的概念的情况下，可以存在除被描述之外的许多修改。因此，除所附权利要求范围外，本发明的主题不受其他限制。而且，在理解说明书和权利要求时，所有术语都应以符合上下文的最广义的可能方式理解。特别是，当提及元件、组件、或步骤时，术语“包含”和“含有”应该按非-独占方式理解，表明所指元件、组件或步骤可以存在，或利用，或与其他未明确提及的元件、组件、或步骤结合。当说明书权利要求提及选自由A、B、C...和N组成的组的至少一个时，这种表述应理解为仅需要选自该组的一个元件，而不是A加N，或B加N等。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种制造磨碎机衬里的方法，其包含；

形成多个衬里元件，每个衬里元件均具有多个螺栓通道，其中所述螺栓通道被设置成当所述衬里元件被安装于磨机壳体内时，所述螺栓通道定位于所述磨机壳体上外围装置底部的外面；

其中所述磨机壳体具有第一端和第二端，和位于所述第一端和第二末端之间的外表面；以及

其中所述外围装置是具有耦连至所述磨机壳体的所述外表面的定子的无齿轮电动机。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬里元件具有至少两个螺栓通道。

3.根据权利要求1所述的方法，其中第一组所述多个衬里元件具有第一平均长度，其中第二组所述多个衬里元件具有第二平均长度，以及其中所述第一平均长度和所述第二平均长度差异至少为10％。

4.根据权利要求3所述的方法，其中第一组所述多个衬里元件具有第一平均长度，其中第二组所述多个衬里元件具有第二平均长度，以及其中所述第一平均长度和所述第二平均长度差异至少为20％。

5.根据权利要求3所述的方法，其中第三组所述多个衬里元件具有第三平均长度，其中所述第一组、第二组和第三组的平均长度均不相同。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬里元件的所述螺栓通道离所述衬里元件的假设中线具有大体相等的距离。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述磨机壳体包含多个敲出孔，其定位于所述磨机壳体上的所述外围装置底部外面，并且其中所述多个敲出孔允许使用所述敲出孔移除所述衬里元件。

8.一种具有多个螺栓通道的磨碎机衬里元件，其中所述螺栓通道被设置成当所述衬里元件被安装于磨机壳体内时，所述螺栓通道定位于所述磨机壳体上外围装置底部的外面，其中所述磨机壳体具有第一端和第二端，和位于所述第一端和第二末端之间的外表面，以及其中所述外围装置是具有耦连至所述磨机壳体的所述外表面的定子的无齿轮电动机。

9.根据权利要求8所述的衬里元件，其中所述衬里元件具有至少两个螺栓通道。

10.根据权利要求8所述的衬里元件，其中所述螺栓通道离所述衬里元件的假设中线具有大体相等的距离。

11.根据权利要求8所述的衬里元件，其中所述磨机壳体包含多个敲出孔，其定位于所述磨机壳体上的所述外围装置底部外面，并且其中所述多个敲出孔允许使用所述敲出孔移除所述衬里元件。

12.一种包含磨机壳体和权利要求8的衬里元件的磨碎机。

13.根据权利要求12所述的磨碎机，其中所述衬里元件具有第一长度，并且还包含具有第二长度的第二衬里元件，其中所述第一长度和所述第二长度差异至少为20％。

14.根据权利要求12所述的磨碎机，其中所述衬里元件具有第一长度，并且还包含具有第二长度的第二衬里元件和具有第三长度的和第三衬里元件，其中所述第一长度、所述第二长度和所述第三长度均不同。

15.根据权利要求12所述的磨碎机，其中所述磨机壳体包含多个敲出孔，其定位于所述磨机壳体上的所述外围装置底部外面，并且其中所述多个敲出孔足够允许使用所述敲出孔移除所述衬里元件。

Claims (17)

1.一种制造磨碎机衬里的方法，其包含；

形成多个衬里元件，每个衬里元件均具有多个螺栓通道，其中所述螺栓通道被设置成当所述衬里元件被安装于磨机壳体内时，所述螺栓通道定位于所述磨机壳体上外围装置底部的外面。

2.根据权利要求1所述方法，其中所述外围装置是无齿轮电动机。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬里元件具有至少两个螺栓通道。

4.根据权利要求1所述的方法，其中第一组所述多个衬里元件具有第一平均长度，其中第二组所述多个衬里元件具有第二平均长度，以及其中所述第一平均长度和所述第二平均长度差异至少为10％。

5.根据权利要求4所述的方法，其中第一组所述多个衬里元件具有第一平均长度，其中第二组所述多个衬里元件具有第二平均长度，以及其中所述第一平均长度和所述第二平均长度差异至少为20％。

6.根据权利要求4所述的方法，其中第三组所述多个衬里元件具有第三平均长度，其中所述第一组、第二组和第三组的平均长度均不相同。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬里元件的所述螺栓通道离所述衬里元件的假设中线具有大体相等的距离。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述磨机壳体包含多个敲出孔，其定位于所述磨机壳体上的所述外围装置底部外面，并且其中所述多个敲出孔允许使用所述敲出孔移除所述衬里元件。

9.一种具有多个螺栓通道的磨碎机衬里元件，其中所述螺栓通道被设置成当所述衬里元件被安装于磨机壳体内时，所述螺栓通道定位于所述磨机壳体上外围装置底部的外面。

10.根据权利要求9所述的衬里元件，其中所述外围装置是无齿轮电动机。

11.根据权利要求9所述的衬里元件，其中所述衬里元件具有至少两个螺栓通道。

12.根据权利要求9所述的衬里元件，其中所述螺栓通道离所述衬里元件的假设中线具有大体相等的距离。

13.根据权利要求9所述的衬里元件，其中所述磨机壳体包含多个敲出孔，其定位于所述磨机壳体上的所述外围装置底部外面，并且其中所述多个敲出孔允许使用所述敲出孔移除所述衬里元件。

14.一种包含磨机壳体和权利要求9的衬里元件的磨碎机。

15.根据权利要求14所述的磨碎机，其中所述衬里元件具有第一长度，并且还包含具有第二长度的第二衬里元件，其中所述第一长度和所述第二长度差异至少为20％。

16.根据权利要求14所述的磨碎机，其中所述衬里元件具有第一长度，并且还包含具有第二长度的第二衬里元件和具有第三长度的和第三衬里元件，其中所述第一长度、所述第二长度和所述第三长度均不同。

17.根据权利要求14所述的磨碎机，其中所述磨机壳体包含多个敲出孔，其定位于所述磨机壳体上的所述外围装置底部外面，并且其中所述多个敲出孔足够允许使用所述敲出孔移除所述衬里元件。

Images