CN102580810B - 一种具有轴向剪切破碎功能的破碎副 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有轴向剪切破碎功能的破碎副，包括定锥、动锥、轧臼壁和破碎壁，轧臼壁固定于定锥内侧，破碎壁固定于动锥外侧，破碎壁套设在轧臼壁内形成破碎副，动锥外侧破碎副上设置有封闭的环状齿条，该环状齿条所在水平面垂直于动锥的轴心线；所述的定锥内侧轧臼壁上也设置有封闭的环状齿条，该环状齿条所在水平面垂直于定锥的轴心线。通过破碎副上的环状齿条设计，替代现有技术的实心光板状设计，并利用动锥与定锥的上、下相对运动形成轴向的剪切破碎力。使现有技术圆锥机以挤碎、压碎为主的破碎机理，提升为更优越的剪切破碎机理，以及“劈碎、折碎和挫碎”等多种破碎方式的综合运用。由此极大地提高了圆锥机的破碎效率。

Description

一种具有轴向剪切破碎功能的破碎副

技术领域

本发明涉及圆锥式破碎机技术领域，更具体地说是一种具有轴向剪切破碎功能的破碎副。

背景技术

圆锥式破碎机，又称圆锥机。近十年来，市场上圆锥机异军突起，发展迅猛，正在逐步取代广泛运用的颚式破碎机及具有整形或超细碎(如制砂)等功能的反击破、冲击破、锤破。原因有二：一是圆锥机的挤压破碎机理比冲击破碎的冲击、锤击破碎机理更经济更有效率；二是比同为挤压破碎机理的颚式破碎机而言，改半程作功破碎为全程作功破碎(颚式破碎机有一半回程不作功)，工作效率大幅度提高。

圆锥机的作功原理是靠动锥设置一个偏心角，使动锥旋转时就有一个凸面作周而复始地破碎作功。为了使破碎副能360°均匀磨损而不是在凸面固定磨损，圆锥机的创始人把动锥设计为与偏心套成滑动磨擦副(二者之间有一轴瓦，轴瓦靠充分润滑实现抗磨性)。这样，动锥与偏心套行成自由运动状，偏心套高速运转而动锥基本不转。圆锥机也就因此失去了径向方向上的破碎力(破碎壁与物料之间只有法向正压力破碎力)，也就决定了圆锥机先天性缺陷——没有切向剪切破碎功能。

圆锥机虽然实现了全程作功而超越了颚破。但圆锥机如能同时具备剪切破碎功能，那圆锥机将更完美、更有效率。

发明内容

本发明的目的在于提升现有技术圆锥破碎机的破碎效率，设计了一种结构简单、低成本，破碎效率更高的具有轴向剪切破碎功能的破碎副。

为了达到以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有轴向剪切破碎功能的破碎副，包括定锥、动锥、轧臼壁和破碎壁，轧臼壁固定于定锥内侧，破碎壁固定于动锥外侧，破碎壁套设在轧臼壁内形成破碎副，其特征在于，所述的动锥外侧破碎壁上设置有封闭的环状齿条，该环状齿条所在水平面垂直于动锥的轴心线；

所述的定锥内侧轧臼壁上也设置有封闭的环状齿条，该环状齿条所在水平面垂直于定锥的轴心线。

本发明明显的结构特征是：在轧臼壁和破碎壁上设置多条环状齿条。

在现有技术下：圆锥机为使破碎副能在360°均匀磨损而不是在凸面固定磨损，把动锥设计为与偏心套成滑动磨擦副，动锥与偏心套行成自由运动状，而让破碎副失去切向破碎力。

本发明是：在轧臼壁和破碎壁上改现有技术的实心光板设计为多条环状齿条设计，并利用动锥(因偏心形成的)与定锥的上、下相对运动形成轴向(垂直方向)的剪切破碎力，使圆锥机在具有法向正压力破碎力的同时，还具有了轴向剪切破碎力。

在破碎机械中，剪切破碎机理要比挤压破碎机理优越，因为通常物料的物理特征是：抗剪切应力强度比抗挤压应力强度要小得多。所以处于剪切破碎机理下的破碎效果要比处于纯挤压破碎机理下更省功耗，更有效率。

我们还可以从仿生学中得到启示和印证。人类(包括动物)的进食咀嚼运动，总是以挤压为主，伴以切向小幅运动(即剪切运动)，这样的咀嚼效果是最佳的。

圆锥机的先天不足：是它的破碎机理中没有剪切破碎机理。

圆锥机的作功原理是靠动锥设置一个偏心角，使动锥旋转时有一个凸面作周而复始地破碎作功。假如将动锥与偏心套设计为同一体，即偏心套转一圈，动锥也转一圈，那么它每转一圈，其磨损区就固定在凸面区。这凸面区会被迅速磨损，并且它的破碎效果与效率会随着凸面区的磨损而迅速衰减。显然，这样的破碎设备是没有实用意义的，所以圆锥机的创始人把动锥设计为与偏心套成滑动磨擦副状(两者之间有一轴瓦，轴瓦靠充分润滑实现抗磨性)。这样，动锥与偏心套成自由状，偏心套高速运转而动锥基本不转。因此，破碎副中的物料只有法向正压力破碎力，而没有剪切破碎力。

圆锥机的创始人为了使破碎壁能360°均匀磨损而不是在凸面固定磨损，将动锥与偏心套设计成自由状，圆锥机也就因此失去了剪切运动力，也就决定了圆锥机先天性缺陷——丧失了剪切破碎功能。

圆锥机只有挤压破碎功能而没有剪切破碎功能是由现有技术圆锥机设计时的功能安排所决定的，不是设计者失误，而是出于无奈。

本发明的核心技术是：在破碎壁上改现有技术的实心光板设计为多条环状齿条设计，并利用动锥(因偏心形成的)与定锥的上、下相对运动形成轴向(垂直方向)的剪切破碎力。使现有技术破碎机以挤碎、压碎为主的破碎机理，提升为更优越的剪切破碎机理，以及“劈碎、折碎、挫碎、”等多种破碎方式的综合运用，极大地提高了圆锥机的破碎效率。

使圆锥机具有剪切破碎功能，是圆锥机技术上的一大跨越。

本发明的剪切破碎机理如下：由于圆锥机的结构是动锥设计为交叉点在动锥上面作有偏心角度的旋转运动，这一运动特性使动锥由松到紧运动时，在物料接触点上有一个由下而上的轴向(垂直方向)运动，当破碎壁为实心光板时，这个上、下运动不会产生剪切破碎作用(大部分被“滑移”所流失，仅有一小部分产生为上、下挫力)。本发明将破碎壁设计为环状齿条后，动锥、定锥破碎壁之间的齿条就对物料产生上、下剪切破碎力，并且这一剪切运动是随着动锥经向转动而斜向切入的，对剪切破碎很有利。

除了上述剪切破碎功能外，本发明的环状齿条破碎副还具有以下优越性：

首先，呈环状齿条的破碎副相对于现有技术的实心光板式破碎副而言，它与物料的接触面更小，在总破碎力为定值的情况下，受力面积小则受力压强大。这一点对改善圆锥机的破碎性能非常有益。

其次，现有技术的实心光板状破碎副表面是光滑平整的，物料受挤压后，会产生“滑移”，在“滑移”中物料并不产生实质性破碎。换言之，“滑移”现象在抵消破碎副破碎冲程的作功效率。本发明破碎副表面设置环状齿条，最大限度地消除了“滑移”现象，提高了破碎副的破碎作功效率，这是环状齿条破碎副的优越性。

再者，本发明改现有技术下实心状光板式破碎副仅以压碎为主的破碎机理为具有“劈碎、折碎、挫碎、剪碎”等多种破碎方式综合发挥作用的先进破碎机理。

1.劈碎功能：(物料处在带有尖棱、刀片状的金属表面并受到挤压时，尖棱或刀片楔入物料后会形成裂缝，物料内部就产生拉伸应力，当其达到拉伸强度极限时，则物料被劈裂破碎)。实心光板状破碎副工作时，实际上主要是以压碎为基本功能的。而环状齿条破碎副中的环状齿条具刀片状，对尺寸较大的物料破碎时，发挥的是劈碎功能。

2.折碎功能：(物料处在一侧带有一定间距的金属凸棱上，而通过对峙交错的另一侧的凸棱对其作挤压，物料就会产生弯曲变形，当其弯曲应力达到弯曲强度极限时，则被折断破碎)。在破碎壁运行过程中，对于尺寸接近环状齿条尺寸的物料破碎时，发挥的是折碎功能。

3.挤碎功能：当物料尺寸临界于一侧齿板的齿条间距或孔径时，而受到对侧挤压时就会产生挤碎(如挤牙膏)，受挤压的物料边缘会被剥离一小部分后被挤出，这就是挤碎。大部分尺寸较小的物料在环状齿条破碎副的破碎腔里，会通过挤碎方式破碎。

总之，环状齿条破碎副的破碎功能远比现有技术的实心光板破碎副有效。

作为优选，动锥外侧破碎副上的环状齿条间的间距从动锥上端向下端逐渐变窄。定锥内侧轧臼壁上的环状齿条间的间距从定锥上端向下端逐渐变窄。

物料从破碎机上端进口后到下端逐渐被破小，为了迎合这种实际情况，使得破碎更加充分，所述环状齿条从上到下也设置为逐渐变密。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明工作状态分析图。

图中：1□定锥，2□动锥，3□环状齿条，4□轧臼壁，5□破碎壁，6□物料。

具体实施方式

下面结合具体的实施例和附图对本发明作进一步的说明。

实施例：如图1所示，一种具有轴向剪切破碎功能的破碎副，包括定锥1、动锥2、轧臼壁4和破碎壁5，轧臼壁4固定于定锥1内侧，破碎壁5固定于动锥2外侧，破碎壁5套设在轧臼壁4内形成破碎副。

动锥2外侧破碎壁5上设置有封闭的环状齿条3，该环状齿条3所在水平面垂直于动锥2的轴心线；该环状齿条3的间距从动锥2上端向下端逐渐变窄。

定锥1内侧轧臼壁4上也设置有封闭的环状齿条3，该环状齿条3所在水平面垂直于定锥1的轴心线。该环状齿条3的间距从定锥1上端向下端逐渐变窄。

实用：如图2所示，物料6在破碎腔中受到两环状齿条3的剪切破碎。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域中的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心技术特征的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种具有轴向剪切破碎功能的破碎副，包括定锥、动锥、轧臼壁和破碎壁，轧臼壁固定于定锥内侧，破碎壁固定于动锥外侧，破碎壁套设在轧臼壁内形成破碎副，其特征在于，所述的动锥外侧破碎壁上设置有封闭的环状齿条，该环状齿条所在水平面垂直于动锥的轴心线；

所述的定锥内侧轧臼壁上也设置有封闭的环状齿条，该环状齿条所在水平面垂直于定锥的轴心线；

动锥外侧破碎壁上的环状齿条间的间距从动锥上端向下端逐渐变窄；

定锥内侧轧臼壁上的环状齿条间的间距从定锥上端向下端逐渐变窄。