CN102947003A - 带有力矩平衡器的辊压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来对粒状材料进行压力处理或使粒状材料致密的辊压机（100），其具有至少两个分别通过一根轴（111、112、121、122）可旋转地支承在机架（171）内的且被反向地驱动的且通过辊间隙（115）彼此分离的、构造成浮动压辊的压辊（110、120），其中，压辊（110、120）的轴（111、112、121、122）容纳在可运动地设置在机架（171）内的轴承箱（130、140、150、160）内，并且其中，不同的压辊（110、120）的设置在压辊（110、120）一侧的相应的两个轴承箱（130、140、150、160）通过至少一个压紧缸（210、210′、220、220′、230、230′、240、240′）相互连接。根据本发明设置如下：各轴承箱（130、140、150、160）的连接部分别具有至少一个力矩平衡器（250、250′、260、260′）。带有辊间隙定中心的辊压机的构造因此相对现有技术得到了简化并且可以低成本地制造。

Description

带有力矩平衡器的辊压机

技术领域

本发明涉及一种用来对粒状材料进行压力处理或使粒状材料致密的辊压机，其具有至少两个分别通过一根轴可旋转地支承在机架内的且被反向地驱动的且通过辊间隙彼此分离的、构造成浮动压辊的压辊，其中，所述压辊的轴容纳在被可运动地设置在机架内的轴承箱内，并且其中，不同的压辊的设置在压辊一侧的相应的两个轴承箱通过至少一个压紧缸相互连接，以及，本发明还涉及一种用于辊压机的辊间隙定中心的方法。

背景技术

为了使辊间隙在用于对粒状材料进行压力处理或使粒状材料致密的辊压机中定中心，辊压机的压辊通常通过将大尺寸的液压驱动装置保持在这些压辊的规定位置中，借此一方面压辊之间的辊间隙内的压力得以维持，并且另一方面通过定中心，辊间隙的边界的平行度通过压辊的表面得以维持。在定中心时，液压驱动装置以高的作用力运作既用于维持辊间隙的平行度也用于维持该辊间隙内的压力。为此在最简单的情况中一个第一压辊作为固定压辊在机架中不可运动地支承在轴承内，这些轴承本身通过机架内的轴承箱固定在支架上。与此相对，一个第二压辊作为浮动压辊支承在轴承内，这些轴承设置在轴承箱内，这些轴承箱可运动地设置在机架的两个支架之间。用于使浮动压辊相对于固定压辊相对定位的和用于维持辊间隙内的压力的液压驱动装置在作为底座的机架上施加高的作用力，为此需要将机架设计得相应地坚固稳定。

在具有压辊的、重量高达50吨的辊压机中，机架的相应大的尺寸是必要的，使得机架的物流以及在必要的和周期性的压辊更换时该机架的操纵繁复并且只有用相应大尺寸的起重机和拆卸辅助设备才可以实现。

为了减小机架的必要的尺寸大小，在DE102005006090A1中提出，将辊压机的两个压辊构造成浮动压辊，其中，这两个浮动压辊通过轴承和轴承箱以及通过液压驱动装置相互连接。压辊、轴承、轴承箱和液压驱动装置在此构成一个封闭的力系，该力系减轻机架的负荷而且该机架因此可以被确定为较小的尺寸。这种设置结构在实际中得到验证。由于在这种辊压机中封闭的力系相对于机架可移动地构造，因此为了使辊间隙在辊压机运行时不发生迁移，需要在运行时对封闭的力系进行定中心。该定中心通过使用相应确定尺寸大小的液压系统得以实现。同时需要通过调节回路来控制液压系统，该液压系统克服包括压辊、液压系统和轴承以及轴承箱的运动系统的作用力而对辊间隙进行定中心。

在所述辊压机的改进设计中DE102007059072提出，使用双缸液压系统（Hydraulikdoppelzylinder），该双缸液压系统固定在机架上。在所述双缸液压系统内运作有两个相邻的液压室并且这两个液压室相对彼此地支撑。尽管存在在液压系统上运作的作用力，但液压缸的作用在辊间隙上的作用力不被传递到机架上。然而为了对辊间隙进行定中心需要通过多象限运行来提供为了在辊间隙中产生压力所需的液压压力。

发明内容

因此本发明的目的是，如此地改进辊压机，即，在保持本身封闭的和与机架尽可能分离的力系的情况下可以更简单地且成本更低廉地进行定中心。

本发明的目的通过如下方式得以实现，即，各轴承箱的连接部分别具有至少一个力矩平衡器。本发明的其他的有益的设计方案在从属权利要求中加以阐述。本发明的方法技术方面的目的通过如权利要求10所述使用力矩平衡器得以实现。

力矩平衡器理解为类似于平衡板或类似于摆动件的悬挂装置，在该悬挂装置上成对地相互反作用的第一和第二液压缸作用在力矩平衡器的对置的悬臂上。这些相互反作用的液压缸分别独立地促使力矩平衡器向相关的液压缸的方向倾斜。力矩平衡器的这种位置变化在与相关的第一液压缸对置的一侧具有如下的效果，即，对置的第二液压缸在那里受负荷更大并且因此现在受更大负荷的第二液压缸的调节回路建立更高的压力并且反作用于第一液压缸，直到力矩平衡器重新定位在其平衡位置中。第一和第二液压缸在根据本发明的辊压机中具有设计成可旋转运动的联动器，使得第一和第二液压缸即使在成角度的情况下也可以作用在力矩平衡器的悬臂上。通过所述可旋转运动的联动器可以使辊压机的压辊也可以占据彼此不平行的位置，这始终出现在如下的情况中：较大的颗粒在辊间隙的中心以外通过辊间隙，或者向辊间隙不均匀地供送碾磨物。力矩平衡器的作用是，只要用于在辊间隙内产生压力而运作的液压缸彼此相对地运作，就通过简单的、可运动地支承的机械元件强制对压辊进行定中心。通过力矩平衡器也可以在必要时对两个不协调的且彼此相对运作的液压缸的作用力进行补偿。在此由于进行机械补偿，所以没有必要为了使不同的缸在多象限运行中运行而进行液压调节。

力矩平衡器可以构造成非对称的或对称的。在非对称的构造中，力矩平衡器的对称性、尤其是力矩平衡器的悬臂的不相等的长度反映出彼此对置的液压缸的不同的大小和额定负荷能力。但是优选的是力矩平衡器的对称的设计结构，该力矩平衡器大致居中地设置在轴承箱之间。在这种情况中两个相同的液压缸或至少两个具有相同的额定负荷能力和相同的特性曲线的液压缸作用在力矩平衡器的长度相同的悬臂上。

力矩平衡器以优选的方式围绕竖直的旋转轴可旋转地支承，该旋转轴位于由辊间隙的中心线与竖直线的中心线展开而成的平面内。由于竖直的旋转轴，力矩平衡器在一个水平面内旋转并且这样允许各压辊相互倾斜的位置，其中，力矩平衡器对该倾斜的位置具有补偿的作用，使得压辊在倾斜的位置中受到作用力，该作用力促使辊压机的各压辊在辊压机恢复到平衡位置之后重新处于彼此平行的状态。

在本发明的优选的设计方案中，力矩平衡器具有带两个悬臂的平衡板，通过该平衡板，辊压机的两个轴承箱相互连接，而且力矩平衡器具有可旋转地支承的摆动件，通过该摆动件，平衡板与两个悬臂一起围绕旋转轴可枢转地支承。通过摆动件，力矩平衡器的平衡板与两个悬臂一起围绕两个液压缸之间的力线以外的旋转点转动，所述液压缸在力矩平衡器的对置的悬臂上移动。通过这种方式实现，液压缸的作用力的仅仅一小部分被传递到旋转轴上，因为力矩平衡器在两个相互反作用的液压缸的不均匀的作用力的情况下向一侧或另一侧倾斜，使得由于倾斜位置而具有变化的方向的液压缸的作用力始终是直线地彼此相向地传递而不被传递到机架上。

尽管由压辊、轴、轴承、轴承箱、液压缸和力矩平衡器组成的力系是封闭的并且因此不将用于在辊间隙内产生压力的作用力传递到或仅仅在小的方向分量的范围内传递到机架上，旋转轴依然与机架固定连接。虽然力矩平衡器支撑在旋转轴上，但是液压缸的分别成对地且彼此对置设置地作用在力矩平衡器上的高的作用力通过力矩平衡器变换方向，使得所述作用力或者至少所述作用力的绝大部分始终向着液压缸的方向作用。

液压缸在根据本发明的辊压机中仅承载拉力。通过这种方式，力矩平衡器具有使液压缸相互间的距离最小化的作用，并且通过这种方式，力矩平衡器定向。这产生使辊间隙定中心的效果。

在本发明的优选的设计方案中，辊压机一侧上的两个不同的压辊的两个轴承构造成固定轴承而该辊压机对置侧的两个轴承构造成浮动轴承。浮动轴承能够实现轴在轴承中的轴向运动，使得压辊由于温度的长度变化得到补偿并且在压辊的倾斜位置中轴承相互间的距离也得到补偿。所有轴承的轴承箱与浮动轴承提供的自由度无关地支承在机架中的滑轨上。因此轴承可以沿垂直于辊间隙中心线的方向移动并且浮动轴承提供一个沿轴向方向的、即平行于辊间隙的中心线的自由度。

附图说明

参照下面的附图进一步对本发明进行阐述。附图中：

图1为根据本发明的辊压机处于平衡状态的从上方看的简图，包括部分省略的机架部分；

图2为与图2相同的设置结构，但是在偏转状态中；

图3为根据本发明的辊压机的选出的元件的透视图。

具体实施方式

在图1中描绘根据本发明的辊压机100的从上方看的视图（为了清晰示出配件略去了机架的部分）。在该辊压机100中，第一压辊110借助轴111和112可旋转地支承在该辊压机100中。在形成需定中心的辊间隙115的情况下，相邻的第二压辊120设置在辊压机100内，该第二压辊本身通过轴121和122可旋转地支承在辊压机内。在辊压机100运行中，两个压辊110和120被反向地驱动，这样从上方装填到辊间隙115上的碾磨物被拉到该辊间隙115内。

压辊110和120通过设置在固定轴承箱130和140内的固定轴承以及通过设置在浮动轴承箱150和160内的浮动轴承支承在辊压机100中，所述浮动轴承箱在辊压机100内与所述固定轴承箱130和140沿压辊110和120的轴向方向对置。这些轴承箱130、140、150和160本身设置在滑轨170和180上，在这些滑轨上轴承箱130、140、150和160连同容纳在其内的轴承和又容纳在轴承内的轴111、112、121和122一起可以在这里仅仅断续地和部分地示出的机架171内垂直于压辊110和120的轴线进行水平的补偿运动。轴承箱130、140、150和160也可以围绕这些轴承箱130、140、150和160的竖直轴线进行小程度的旋转运动。

固定轴承箱130和140以及浮动轴承箱150和160分别在压辊110和120的轴向侧与在这个视图中可见的、各个上方的力矩平衡器250或者力矩平衡器260，在这个视图中不可见的、下方的力矩平衡器250′和260′以及各个配属的承载拉力的、位于上方的液压缸210、220、230和240以及不可见的位于下方的液压缸210′、220′、230′和240′共同构成一个封闭的力系。在该力系中，各个上方的力矩平衡器250和260以及下方的在这个视图中不可见的力矩平衡器250′、260′通过旋转枢轴310和320可旋转运动地固定在机架171上。

在辊压机100运行期间会出现下述情况：为了使在必要时不可粉碎的颗粒物、诸如意外进入碾磨物中的金属块通过或者为了使不均匀地分布在辊间隙115的长度上的碾磨物通过，压辊110和/或120必须进行补偿运动。在该补偿运动中，辊压机暂时处于不平衡状态中。这个状态在下图、图2中示出。

图2示出的是处于被夸张示出的补偿运动的瞬间中的辊压机100。不管是压辊110还是压辊120都围绕竖直轴线进行了微小的旋转运动，通过这种方式辊间隙115具有一个梯形的轮廓，包括辊间隙115在图2中下侧的较大的开口。只有在轴承箱130、140、150和160在滑轨170和180上沿水平方向可以偏移的情况下以及在浮动轴承在浮动轴承箱150和160内允许轴112和122进行轴向运动的情况下该补偿运动才是可能的。

通过压辊110和120的倾斜位置，轴承连同轴承箱130、140、150和160一起也被强制地从它们的平衡位置中运动出来。由于轴承箱130和140以及150和160成对地通过力矩平衡器250和260连接，并且由于力矩平衡器250和260通过旋转枢轴310和320经由摆动件290和300围绕竖直轴线可旋转地支承在机架171中，作用力通过一个压辊110、120的补偿运动传递到相应的另外一个压辊120、110上。图2上部的力矩平衡器260顺时针旋转地安置，而在此处示出的辊压机100的状态中，下部的力矩平衡器250则略微逆时针旋转地安置。在辊压机100的这个状态中，被成对地组装的轴承箱130和140的和/或轴承箱150和160的距离大于在在图1中示出的平衡状态中的距离。通过两个液压缸210和220的和/或液压缸230和240的拉力，辊压机100倾向于重新返回到在图1中示出的平衡状态中，其中，在图2中示出的梯形的辊间隙重新呈现矩形的轮廓并且在机架171中被定中心地定向。为了使辊间隙115定中心，旋转枢轴310和320必须不吸收承载拉力的液压缸210、220、230和240的作用力，但是力矩平衡器250和/或260的可旋转运动的悬挂装置促使压辊110和120的被定向的平衡位置只能在水平的位置中，由此使辊间隙115定中心。

由于力矩平衡器同时能够补偿液压系统的调节特性曲线相互间的微小的偏差，使用力矩平衡器的优点在于液压控制的简化，该液压控制在极端情况中无需相互间的补偿就可以单独进行。另外可以放弃使用多腔液压缸。此处介绍的辊压机100坚固耐用、提供自动定中心并且由于封闭的力系而可配备轻型的机架。

图3最后示出根据本发明的辊压机100的透视图，在该透视图中为了清楚地说明本发明略去了选出的元件。从透视图中可以清楚地看到：压辊120通过轴122容纳在浮动轴承箱160内。在这个位置上轴122从浮动轴承箱160中伸出并且在那里是轴122的驱动侧。这个浮动轴承箱160如同此处被略去的第二压辊110的浮动轴承箱150一样容纳在包括多个元件的框架中，该框架在辊压机100的这种设计结构中包括四个承载拉力的液压缸230、230′、240和240′，围住所述浮动轴承箱150和160的块件155和165以及力矩平衡器260和260′，其中，这个框架构成一个封闭的力系，该力系设计为用来吸收由辊间隙115中的压力产生的作用力。除了容纳在包括不同的元件的框架中之外，此处示出的浮动轴承箱150和160还放置在滑轨180上，该滑轨并非上述包括多个元件的框架的部件，而是此处未示出的机架171的部件。滑轨180因此仅仅吸收压辊110和120连同它们的轴111、112、121和122以及浮动轴承箱150、160的重量。力矩平衡器260和260′包括两个强有力的平衡板280、280′，液压缸230、230′、240和240′嵌接在这些平衡板内。在两个平衡板280、280′之间容纳有摆动件300、300′，通过该摆动件力矩平衡器260、260′可以围绕作为旋转枢轴320的销栓转动。该销栓固定地安装在机架171的一部分上并且吸收与液压缸230、230′、240和240′的拉力相比微小确定大小的作用力。

附图标记列表

100    辊压机                220    液压缸

110    压辊                  220′  液压缸

111    轴                    230    液压缸

112    轴                    230′  液压缸

115    辊间隙                240    液压缸

120    辊                    240′  液压缸

121    轴                    250    力矩平衡器

122    轴                    250′  力矩平衡器

130    固定轴承箱            260    力矩平衡器

140    固定轴承箱            270    平衡板

150    浮动轴承箱            270′  平衡板

155    块件                  280    平衡板

160    浮动轴承箱            280′  平衡板

165    块件                  290    摆动件

170    滑轨                  290′  摆动件

171    机架                  300    摆动件

180    滑轨                  300′  摆动件

210    液压缸                310    旋转枢轴

210′  液压缸                320    旋转枢轴

Claims (10)

1.用来对粒状材料进行压力处理或使粒状材料致密的辊压机（100），其具有至少两个分别通过一根轴（111、112、121、122）可旋转地支承在机架（171）内的且被反向地驱动的且通过辊间隙（115）彼此分离的、构造成浮动压辊的压辊（110、120），其中，所述压辊（110、120）的轴（111、112、121、122）容纳在可运动地设置在所述机架（171）内的轴承箱（130、140、150、160）内，并且其中，不同的压辊（110、120）的设置在所述压辊（110、120）一侧的相应的两个轴承箱（130、140、150、160）通过至少一个压紧缸（210、210′、220、220′、230、230′、240、240′）相互连接，其特征在于：各轴承箱（130、140、150、160）的连接部分别具有至少一个力矩平衡器（250、250′、260、260′）。

2.如权利要求1所述的辊压机，其特征在于：相应的所述至少一个力矩平衡器（250、250′、260、260′）大致居中地设置在所述轴承箱（130、140、150、160）之间。

3.如权利要求1或2所述的辊压机，其特征在于：相应的所述至少一个力矩平衡器（250、250′、260、260′）围绕竖直的旋转轴（310、320）可旋转地支承，该旋转轴位于由所述辊间隙（115）的中心线与竖直线的中心线展开而成的平面内。

4.如权利要求3所述的辊压机，其特征在于：相应的所述至少一个力矩平衡器（250、250′、260、260′）具有平衡板（270、270′、280、280′）并且具有可旋转地支承的摆动件（290、290′、300、300′），通过该平衡板，所述两个轴承箱（130、140、150、160）相互连接，通过所述摆动件，所述平衡板（270、270′、280、280′）围绕所述旋转轴（310、320）可枢转地支承。

5.如权利要求3至4之任一项所述的辊压机，其特征在于：所述旋转轴（310、320）与所述机架（171）固定连接。

6.如权利要求1至5之任一项所述的辊压机，其特征在于：所述压紧缸（210、210′、220、220′、230、230′、240、240′）分别成对地且彼此对置地作用在所述力矩平衡器（250、260）上。

7.如权利要求1至6之任一项所述的辊压机，其特征在于：所述压紧缸（210、220、230、240）承载拉力。

8.如权利要求1至7之任一项所述的辊压机，其特征在于：所述轴承箱（130、14、150、160）、所述压紧缸（210、210′、220、220′、230、230′、240、240′）和所述力矩平衡器（250、250′、260、260′）构成本身封闭的力系。

9.如权利要求1至8之任一项所述的辊压机，其特征在于：至少一个压辊（110、120）的轴承中的至少一个轴承为浮动轴承，该浮动轴承提供沿所述轴（111、112、121、122）的轴向方向的自由度。

10.用于为用来对粒状材料进行压力处理或使粒状材料致密的辊压机（100）的辊间隙（115）定中心的方法，该辊压机具有至少两个分别通过一根轴可旋转地支承在机架（171）内的且被反向地驱动的且通过辊间隙（115）彼此分离的、构造成浮动压辊的压辊（110、120），其中，所述压辊（110、120）的轴（111、112、121、122）容纳在可运动地设置在所述机架（171）内的轴承箱（130、140、150、160）内，并且其中，不同的压辊（110、120）的设置在所述压辊一侧的相应的两个轴承箱（130、140、150、160）通过至少一个压紧缸（210、210′、220、220′、230、230′、240、240′）相互连接，其特征在于：在所述轴承箱（130、140、150、160）之间分别使用至少一个力矩平衡器（250、250′、260、260′）。

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