CN104069913A - 双齿辊破碎机 - Google Patents

Abstract

一种双齿辊破碎机，包含减速机、一对破碎辊、齿环和隔环，安装在所述破碎辊上的所述齿环采用分组螺旋布齿结构，即所述齿环沿破碎辊沿轴向分组按一定的角度差螺旋分布，同一组内齿环间沿破碎辊轴向没有角度差，其中一根破碎辊上安装的齿环按n个齿环组成一组间隔n-1个齿环组成一组的方式分组布置，另一根破碎辊上安装的齿环按n-1个齿环组成一组间隔n个齿环组成一组的方式分组布置；两根破碎辊上的齿环错开排布，使得一根破碎辊上的n-1个齿环组成的一组内的n-1个齿环处于另一根破碎辊上与该组对应的n个齿环组成的一组的n个齿环的相应的间隔中形成一个破碎小组。本发明的双齿辊破碎机大大降低了动力传递路线上所有元件峰值载荷，延长了关键元器件的使用寿命。

Description

双齿辊破碎机

技术领域

本发明涉及双齿辊破碎机，特别涉及一种结构紧凑、易于安装的双齿辊筛分式破碎机。

背景技术

双齿辊破碎机作为大型露天矿半连续开采工艺系统中移动破碎站、半移动破碎站的核心设备，在矿山被广泛应用，半连续开采工艺系统性能的优劣很大程度上取决于破碎机，因此，半连续开采工艺系统对破碎机的可靠性、可维护性、结构的紧凑性等方面都提出了很高的要求。

现有双齿辊筛分式破碎机的传统布齿方式一般包括非螺旋布齿和螺旋布齿。图4所示的非螺旋的传统布齿结构，每个破碎辊上每隔一定角度安装有一排破碎齿，工作时破碎辊每转一定角度破碎物料一次，当某排破碎齿处于破碎物料的位置上时，这一排上的所有破碎齿都参与破碎，物料特别是中硬以上物料破碎时在破碎辊上产生很大的冲击负载，物料被破碎后破碎辊上的负载迅速下降直至下一排破碎齿进入破碎物料的位置，破碎辊的载荷谱表现出如图12所示的周期长但峰值很大的规律，这种长周期大峰值的负载对破碎机动力传递路线上所有元件的损害极大。采用图5所示螺旋布齿方案时，物料特别是中硬以上物料在破碎时有向非驱动端(图5中A向)跳动的趋势，硬物料不断地在破碎机内跳动而不易被咬入，阻挡其上部的物料进入破碎机，降低了破碎机的通过率。

而且，现有破碎机驱动端破碎机主轴与减速机通过联轴器连接，因此驱动端结构尺寸大，不易在移动设备上布置。

发明内容

本发明的目的旨在满足半连续开采工艺系统对破碎机的可靠性、可维护性、结构的紧凑性等方面的要求，开发一种结构更紧凑、便于在移动设备上安装、并且大大降低传动元件峰值载荷的双齿辊破碎机。

本发明提供一种双齿辊破碎机，包含减速机、一对破碎辊、安装在所述破碎辊上的齿环和隔环，安装在所述破碎辊上的所述齿环采用分组螺旋布齿结构，即所述齿环沿破碎辊沿轴向分组按一定的角度差螺旋分布，同一组内齿环间沿破碎辊轴向没有角度差，其中一根破碎辊上安装的齿环按n个齿环组成一组间隔n-1个齿环组成一组的方式分组布置，另一根破碎辊上安装的齿环按n-1个齿环组成一组间隔n个齿环组成一组的方式分组布置，n为大于1的自然数；两根破碎辊上的齿环错开排布，使得一根破碎辊上的n-1个齿环组成的一组内的n-1个齿环处于另一根破碎辊上与该组对应的n个齿环组成的一组的n个齿环的相应的间隔中形成一个破碎小组。

所述破碎辊上的每个齿环设置有z个破碎齿，两根所述破碎辊上齿环共组成m个所述破碎小组，所述破碎辊上相邻两组齿环沿轴向以θ＝360/zm的角度差错开布置，其中m和z为自然数。

所述n等于2、所述z等于6、所述m等于5。

所述减速机通过空心轴的定位柱面与所述破碎辊主轴上的定位柱面相配合来传递由于工作及部分自重产生的径向力，通过所述空心轴的内花键与所述破碎辊主轴上的外花键啮合来传递工作扭矩，并利用轴端挡板及螺栓组件对所述减速机在所述破碎辊主轴上进行轴向定位；所述减速机输入轴用于安装电机及液力偶合器一侧的对称侧端面上安装有一个扭力臂，所述扭力臂通过一个拉杆与所述破碎机驱动端轴承座相连接以平衡所述减速机输出轴上的工作力矩并承载所述减速机一部分自重，所述拉杆的两端安装了一对关节轴承以补偿由于加工及安装时所形成的尺寸及位置误差。

所述破碎机还包括同步齿轮，所述同步齿轮安装在所述破碎机的非驱动端。

所述破碎辊两端轴承位密封采用非接触式、迷宫轴承隔离器密封。

本发明的破碎机采用分组螺旋布齿方式，在破碎辊工作的某一瞬时，只有一组破碎齿参与破碎物料，破碎辊每转θ度有一组破碎齿进入工作位置，破碎辊的载荷谱与传统布齿方式相比，缩短了峰值出现的周期，同时很大程度上降低了峰值载荷，并且可有效抑制中硬以上物料在破碎时破碎辊轴向跳动的趋势，极大地改善了破碎机动力传递路线上所有元件工况。

本发明的双齿辊破碎机的减速机采用浮动支撑安装方式与破碎辊及驱动端轴承座相连接，减速机与破碎机主轴之间没有设置联轴器，再次大幅缩短了破碎机驱动侧的长度尺寸，设备更紧凑，便于在移动设备上安装。同时，浮动支撑的安装方式可避免减速机由于安装产生过定位而承受额外负载。

本发明的双齿辊破碎机由于同步齿轮安装在非驱动端，可以大幅缩短破碎机驱动侧的长度尺寸，设备更紧凑，便于在移动设备上安装。

本发明破碎辊两端轴承位密封采用非接触式、迷宫轴承隔离器，避免了由于接触密封而导致破碎辊主轴及密封件的磨损，使用寿命长，密封效果好，隔离器保证其内圈与外圈之间有5mm以上的轴向串动量时仍能保持最佳的密封效果而不泄露，密封可靠。

由此可见，本发明的双齿辊破碎机不仅极大地改善了破碎机的工况，大大降低了动力传递路线上所有元件峰值载荷，延长了关键元器件的使用寿命，提高了设备的可靠性，而且大幅缩短了破碎机驱动端长度尺寸，设备更紧凑，可以方便、快捷地在移动设备上进行安装与维修，大幅提高了设备的生产效率。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明的双齿辊破碎机结构示意图；

图2是本发明的分组螺旋布齿破碎机结构示意图；

图3是本发明的简化的分组螺旋布齿方式示意图；

图4是现有简化的非螺旋布齿方式示意图；

图5是现有简化的螺旋布齿方式示意图；

图6是本发明的破碎辊6的结构示意图；

图7是本发明的减速机输出轴与破碎辊主轴安装方式示意图；

图8是本发明的减速机扭力臂与拉杆安装示意图；

图9是本发明的减速机扭力臂与拉杆安装示意图；

图10是图6中破碎辊两端轴承隔离器安装结构的放大图；

图11是本发明的一对齿环上破碎齿的安装结构示意图；

图12是现有非螺旋布齿的破碎辊上的载荷谱示意图；

图13是本发明的分组螺旋布齿的破碎辊上的载荷谱示意图。

其中，附图标记说明如下：

1驱动电机、2联轴器、3液力偶合器、4减速机、5减速机、6破碎辊、7破碎辊、8破碎机侧壁、9驱动端轴承座、10非驱动端轴承座、11同步齿轮箱、12耐磨板组件、13-27齿环、28同步齿轮、31隔离器、311外圈、312内圈、313保持架、314、315O型圈、32端盖、33破碎辊轴、41减速机定位柱面、42内花键、43螺栓组件、44扭力臂、45拉杆、46关节轴承、61破碎辊轴定位柱面、62碎辊轴外花键。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。

本实施例以n等于2、z等于6、m等于5为例描述本发明，本领域技术人员可以根据破碎机具体的齿环数合理选择n、z、m的取值以实现本发明的降低了动力传递路线上所有元件峰值载荷的目的。

如图1所示，本发明所涉及双齿辊破碎机主要包含驱动电机1、联轴器2、液力偶合器3、减速机4、减速机5、一对破碎辊6和7、破碎机侧壁8、驱动端轴承座9、非驱动端轴承座10、同步齿轮箱11及耐磨板组件12等。

如图1和2所示，破碎辊6和破碎辊7上的齿环采用分组螺旋布齿结构。破碎辊6安装有齿环13、17、18、19、23、24、25，破碎辊7安装有齿环14、15、16、20、21、22、26、27。本实施例中以破碎辊6上设置7个齿环、破碎辊7上设置8个齿环为例来描述本发明的分组螺旋布齿结构，本领域技术人员可以理解，破碎辊上可以根据需要设置任何数量的破碎齿环。破碎辊6上的齿环13、17、18、19、23、24、25沿破碎辊6轴向分组按一定的角度差螺旋分布，分组方式为：13构成一组，17、18构成一组，19构成一组，23、24构成一组，25构成一组，同一组内两齿环间沿破碎辊轴向没有角度差。破碎辊7上的齿环14、15、16、20、21、22、26、27沿破碎辊7轴向分组按一定的角度差螺旋分布，分组方式为：14、15构成一组，16构成一组，20、21构成一组，22构成一组，26、27构成一组，同一组内两齿环间沿破碎辊轴向没有角度差。如图1、2、6和11所示，安装后破碎辊6和7上的齿环轴向交错地布置，并且一根破碎辊上的1个一组的齿环处于另一根破碎辊上的2个一组的两齿环之间，因此从一对破碎辊来看，这种布齿方式又可以构成若干破碎小组，即：齿环13、14、15构成一个破碎小组，齿环16、17、18构成一个破碎小组，齿环19、20、21构成一个破碎小组，齿环22、23、24构成一个破碎小组，齿环25、26、27构成一个破碎小组。

采用传统的螺旋布齿结构，对称布置的一对破碎辊，齿辊的任意齿环上都安装有6个破碎齿，若按图4所示的非螺旋的传统布齿结构布齿，每个破碎辊上每隔60度安装有一排破碎齿，工作时破碎辊每转60度破碎物料一次，当某排破碎齿处于破碎物料的位置上时，这一排上的所有破碎齿都参与破碎，物料特别是中硬以上物料破碎时在破碎辊上产生很大的冲击负载，物料被破碎后破碎辊上的负载迅速下降直至下一排破碎齿进入破碎物料的位置，破碎辊的载荷谱表现出如图12所示的周期长但峰值很大的规律，这种长周期大峰值的负载对破碎机动力传递路线上所有元件的损害极大。若采用图5所示传统螺旋布齿方式，物料特别是中硬以上物料在破碎时有沿破碎辊轴向跳动的趋势(参见图5，A向)，硬物料不断地在破碎机内跳动而不易被咬入，阻挡其上部的物料进入破碎机，降低了破碎机的通过率。而采用本发明所述分组螺旋布齿方案(参见图3)，在破碎辊工作的某一瞬时，只有一组破碎齿参与破碎物料，破碎辊每转12度有一组破碎齿进入工作位置，破碎辊的载荷谱与传统方案相比，缩短了峰值出现的周期，同时很大程度上降低了峰值载荷(参见图13)，极大地改善了破碎机动力传递路线上所有元件工况；并且可有效抑制中硬以上物料在破碎时沿破碎辊轴向跳动的趋势，硬物料易于被咬入。

如图1所示，一对同步齿轮28安装在非驱动端的破碎辊6和破碎辊7上。同步齿轮安装在破碎机的非驱动端，可以大幅缩短破碎机驱动端的长度尺寸，设备更紧凑，便于在移动设备上安装。

参见图6-9，减速机输出轴通过空心轴内花键42与破碎辊主轴连接而不采用联轴器，例如，减速机4通过空心轴直接套装在破碎辊6的主轴上，减速机通过空心轴的定位柱面41与破碎辊6主轴上的定位柱面61相配合来传递由于工作及部分自重产生的径向力，通过空心轴的内花键42与破碎辊6主轴上的外花键62啮合来传递工作扭矩，并利用轴端挡板及螺栓组件43对减速机在破碎辊6主轴上进行轴向定位；减速机4的输入轴的一侧用于安装电机1及液力偶合器3，减速机4输入轴另一侧的端面上安装有一个扭力臂44，扭力臂44通过一个拉杆45与破碎机驱动端轴承座9相连接以平衡减速机4输出轴上的工作力矩并承载一部分自重，拉杆45的两端安装了一对关节轴承46以补偿由于加工及安装时所形成的尺寸及位置误差。减速机5也以相同的方式与破碎辊7、电机1、偶合器3和驱动端轴承9连接。减速机4和5采用浮动支撑安装方式与破碎辊6和7及驱动端轴承座9相连接，减速机4和5与破碎机主轴之间没有设置联轴器，再次大幅缩短了破碎机驱动侧的长度尺寸，设备更紧凑，便于在移动设备上安装。浮动支撑的安装方式可避免减速机4和5由于安装产生过定位而承受额外负载。

本发明的破碎辊及齿环采用了授权专利201210111258.X公开的破碎辊轴向定位装置。安装方便，运行可靠，便于维修。

如图6和10所示，破碎辊两端轴承位密封采用非接触式、迷宫轴承隔离器31，隔离器31由外圈311、内圈312、保持架313、O形圈314、315等部分组成，工作时外圈311通过O形圈314与端盖箱连接并固定在端盖内32，内圈312通过O形圈315与破碎辊轴33相连接并随轴33转动，工作时内外圈不接触，利用外圈311与内圈312之间形成的迷宫进行密封。破碎辊两端轴承位密封采用非接触式、迷宫轴承隔离器，避免了由于接触密封而导致破碎辊主轴及密封件的磨损，使用寿命长，密封效果好，隔离器保证其内圈与外圈之间有5mm以上的轴向串动量时仍能保持最佳的密封效果而不泄露，密封可靠。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种双齿辊破碎机，包含减速机、一对破碎辊、安装在所述破碎辊上的齿环和隔环，其特征在于：

安装在所述破碎辊上的所述齿环采用分组螺旋布齿结构，即所述齿环沿破碎辊沿轴向分组按一定的角度差螺旋分布，同一组内齿环间沿破碎辊轴向没有角度差，其中一根破碎辊上安装的齿环按n个齿环组成一组间隔n-1个齿环组成一组的方式分组布置，另一根破碎辊上安装的齿环按n-1个齿环组成一组间隔n个齿环组成一组的方式分组布置，n为大于1的自然数；

两根破碎辊上的齿环错开排布，使得一根破碎辊上的n-1个齿环组成的一组内的n-1个齿环处于另一根破碎辊上与该组对应的n个齿环组成的一组的n个齿环的相应的间隔中形成一个破碎小组。

2.根据权利要求1所述的双齿辊破碎机，其特征在于，所述破碎辊上的每个齿环设置有z个破碎齿，两根所述破碎辊上齿环共组成m个所述破碎小组，所述破碎辊上相邻两组齿环沿轴向以θ＝360/zm的角度差错开布置，其中m和z为自然数。

3.根据权利要求2所述的双齿辊破碎机，其特征在于，所述n等于2、所述z等于6、所述m等于5。

4.根据权利要求3所述的双齿辊破碎机，其特征在于，所述减速机通过空心轴的定位柱面与所述破碎辊主轴上的定位柱面相配合来传递由于工作及部分自重产生的径向力，通过所述空心轴的内花键与所述破碎辊主轴上的外花键啮合来传递工作扭矩，并利用轴端挡板及螺栓组件对所述减速机在所述破碎辊主轴上进行轴向定位；所述减速机输入轴用于安装电机及液力偶合器一侧的对称侧端面上安装有一个扭力臂，所述扭力臂通过一个拉杆与所述破碎机驱动端轴承座相连接以平衡所述减速机输出轴上的工作力矩并承载所述减速机一部分自重，所述拉杆的两端安装了一对关节轴承以补偿由于加工及安装时所形成的尺寸及位置误差。

5.根据权利要求4所述的双齿辊破碎机，其特征在于，还包括同步齿轮，所述同步齿轮安装在所述破碎机的非驱动端。

6.根据权利要求1至5任一项所述的双齿辊破碎机，其特征在于，所述破碎辊两端轴承位密封采用非接触式、迷宫轴承隔离器密封。