CN106269068A - 用于碎裂机器的锤 - Google Patents

Abstract

碎裂机锤具有位于相对侧上的第一和第二主要表面以及圆周边缘。安装部分包括从第一主要表面延伸到第二主要表面并被构造成接收用于安装粉碎系统的锤安装销的安装孔。圆周边缘包括最初冲击待粉碎材料的主要冲击面和随后贴靠设备的壁破碎和剪切材料的磨损边缘。锤被向前偏压在销上以便在磨损边缘和格栅之间接纳更多待破碎材料。

Description

用于碎裂机器的锤

本申请是于2015年1月15日进入中国国家阶段的题为“用于碎裂机器的锤”且中国申请号为201380037756.7、国际申请日为2013年5月17日的国际申请PCT/US2013/041729的分案申请。

技术领域

本发明涉及工业碎裂系统。更具体地，本发明涉及包括碎裂机锤的碎裂系统。

背景技术

工业碎裂设备通常用来将大物体破碎成可以更容易处理的较小块，例如在回收工业中。商业上可用的碎裂机的尺寸范围从碎裂类似于橡胶(例如汽车轮胎)、木材和纸张的材料的那些到能够碎裂废金属、汽车、汽车主体部件等较大碎裂系统。

大多数工业碎裂系统的核心是碎裂腔室，其中多个碎裂机锤在转动的碎裂头上旋转，并且贴靠砧座或其他硬化表面重复地冲击待碎裂材料。碎裂机锤因此长期暴露于极为严酷的使用条件下，并且通常由硬化钢材料(例如低合金钢或高锰合金含量钢(例如高锰钢))构造。

碎裂机锤的重量可分别为几百磅(例如150-1200lbs)。在典型的碎裂机操作中，这些沉重的锤以相对高的速率冲击待碎裂材料。即使在采用硬化材料时，碎裂机锤的典型寿命可以只有几天到几星期。特别是，随着碎裂机锤叶片或冲击区域经受与待处理材料的重复碰撞，碎裂机锤的材料趋于磨损掉。

应该理解到碎裂设备可以处理的产量越大，设备可以更有效和有利地操作。因此，在用于改进碎裂机锤的结构和构造的领域中以及采用这种锤的机器和系统中存在空间。

碎裂机锤和工业碎裂设备的例子在美国专利No.US RE14865、US1281829、US1301316、US2331597、US2467865、US3025067、US4049202、US4310125、US4373679、US6102312和US7325761中公开。这里引用的这些和所有公开文献的内容出于所有目的通过引用整体合并于此。

发明内容

本发明总体涉及碎裂操作和锤，通过改进锤设计和锤与相对格栅之间的协调来增加产量。

在本发明中，锤改善锤的外磨损边缘和相对格栅(碎裂材料经过其中离开碎裂腔室)之间的材料引入和加工。在锤和格栅之间馈送更多材料以及更有效地碎裂引入材料的能力造成碎裂机器的生产产量增加。

在本发明的一个方面，锤的横向延伸在拖尾方向上更大，以提供增加的接收间隙和/或随着时间推移保持接收间隙更完全打开和/或更快速地返回到打开位置。由于材料沿着磨损边缘的更大馈送，通过本发明的锤实现改进的碎裂和从碎裂腔室的较高排放率。

在本发明的另一方面，锤形成有具有比锤的导前区段大的质量的拖尾区段，以实现锤的接收间隙和磨损边缘的改进馈送和使用。拖尾和导前区段通过延伸经过安装孔的中心和磨损边缘的中点的纵向轴线限定。

在本发明的另一方面，锤形成有延伸的磨损边缘，由此，锤可以与相对格栅协作以更有效地压碎、破碎和碎裂材料。磨损边缘的长度与锤尺寸相关。为了在没有由增加的锤宽度造成的不利有害影响下增加生产，锤高度与磨损边缘的长度的比例(H/L)优选地小于0.75。在本发明的一种实施方式中，磨损边缘是弧形，使得作业部分中的质量最大，和/或提供与格栅的有效协作以碎裂和排放材料。

在本发明的另一方面，锤的磨损边缘在拖尾方向上比导前方向更远离重心轴线延伸，其中重心轴线延伸经过安装孔的中心和重心。

在本发明的另一方面，锤被构造成使得拖尾轴线和重心轴线之间限定的角度大于导前轴线和重心轴线之间的角度。所有三个轴线经过安装孔的中心交叉，其中重心轴线延伸经过重心，拖尾轴线延伸经过磨损边缘的拖尾端，并且导前轴线延伸经过磨损边缘的导前端。

在本发明的另一方面，导前区域和拖尾区域的质量中心限定在导前轴线和拖尾轴线之间的角度内。这种构造提供磨损边缘长度与作业部分质量的有效协作以改善材料在碎裂腔室中的碎裂。

在本发明的另一方面，碎裂机器包括具有一个或多个以上所述的创新特征的一个或多个锤。这种机器提供产生目标材料的增加产量的碎裂过程。进一步确信该过程提供目标材料的更大粉碎以便目标材料的便利和更好的下游处理。

在另一方面，本发明包括碎裂机锤，其包括一对主要表面、连接主要表面并包括磨损边缘的圆周边缘以及延伸经过锤和每个主要表面内的开口以接收在碎裂机器中安装碎裂机锤的支承销的孔。远离孔的锤的作业部分包括磨损边缘。较大的接收间隙限定在材料主要在邻近冲击面的磨损边缘和碎裂机器的壁之间分离和粉碎的位置处。

在附图所示的多种实施方式中，本发明包括碎裂机锤，其具有从主要冲击面向后移位的质量，使得锤相对于常规对称锤在安装销上向前转动，以便在锤和碎裂机的格栅之间产生增加的接收间隙。

在替代实施方式中，对称锤包括两个相对表面和连接两个相对表面并包括磨损边缘的周边边沿。锤还包括重心和在安装部分处延伸经过锤和每个相对表面内的开口以接收用于在碎裂机器中安装碎裂机锤的支承销的孔。远离安装部分的磨损边缘终止于第一端处的导前面和第二端处的拖尾面。导前面和拖尾面从磨损边缘朝着安装部分延伸。重心轴线延伸经过重心并经过孔的中心，以限定包括拖尾周边的拖尾区域和包括导前周边的导前区域。在导前区域投影在重心轴线上并重叠在拖尾区域之上时，拖尾周边延伸超过导前区域的导前周边。

在替代实施方式中，本发明包括锤，其具有两个主要表面、连接两个主要表面并包括磨损边缘的周边边沿、重心和延伸经过锤和每个主要表面内的开口以接收用于在碎裂机器中安装碎裂机锤的支承销的孔。重心轴线经过重心和孔的中心。远离孔的磨损边缘包括导前端和拖尾端。导前轴线从孔的中心延伸到磨损边缘的导前端，并且拖尾轴线从孔的中心延伸到磨损边缘的拖尾端。重心轴线和拖尾轴线之间的倾斜大于重心轴线和导前轴线之间的倾斜。

在替代实施方式中，本发明包括碎裂机锤，其包括一对主要表面、连接主要表面并包括磨损边缘的圆周边缘、重心和包括延伸经过锤和每个主要表面内的开口以接收用于在碎裂机器中安装碎裂机锤的支承销的孔的安装部分。重心轴线延伸经过孔的中心和重心。远离孔的锤的作业部分包括磨损边缘。磨损边缘终止于导前冲击面和拖尾面。垂直于重心轴线的横向线限定从轴线与磨损边缘的交叉部朝着导前端延伸的外部基准。接收间隙通过导前端处的磨损边缘和外部基准之间的距离限定。根据本发明，接收间隙是导前轴线距离(即安装孔的中心到导前端处的磨损边缘的距离)的至少21％。

在替代实施方式中，本发明包括不对称锤，其包括第一表面和第二表面、连接第一表面和第二表面并包括描述终止于第一面和第二面的弧形的磨损边缘的边缘。锤还包括重心和延伸经过锤和第一表面和第二表面处的开口以接收用于在碎裂机器中安装碎裂机锤的支承销的孔。重心轴线经过重心和孔的中心，限定具有拖尾面的拖尾区域和具有导前面的导前区域。横向线限定垂直于重心轴线的外部基准并从重心轴线(在此处它与磨损边缘相遇)延伸。接收间隙角度通过外部基准线和从外部基准和磨损边缘的交叉部延伸到磨损边缘的导前端的间隙线限定。在本发明的一个方面，接收间隙角度是至少19度。

在替代实施方式中，本发明包括用于分离材料的粉碎系统，其包括具有包围转动碎裂头的壁的碎裂腔室，其中多个碎裂机锤通过支承销枢转安装到转动碎裂头。至少一个碎裂机锤具有一对主要表面、连接主要表面并包括磨损边缘的圆周表面、延伸经过锤和每个主要表面内的开口以便接收支承销的孔以及重心。重心轴线延伸经过孔的中心和重心。远离孔的锤的作业部分包括磨损边缘。磨损边缘在导前或主要冲击面和拖尾或次级冲击面之间延伸，与腔室壁的相对部分一起限定用于粉碎材料的压缩区域。压缩区域通过重心轴线和从孔的中心到导前冲击面处的磨损边缘的线之间的角度限界，并且该角度大于38度。

在替代实施方式中，本发明包括不对称锤，其包括两个相对表面、连接两个相对表面并包括磨损边缘的周边边沿、重心和延伸经过锤和每个主要表面内的开口以接收用于在碎裂机器中安装碎裂机锤的支承销的孔。磨损边缘远离孔并描述终止于导前面和拖尾面的弧形。重心轴线经过重心和孔中心，限定包括拖尾面的拖尾区域和包括导前面的导前区域，其中孔的中心和导前冲击面处的磨损边缘的末端之间的线相对于重心轴线倾斜至少38度。

在替代实施方式中，本发明包括用于碎裂机器的锤，其包括用于在碎裂机器中安装锤的安装孔、重心和延伸经过安装孔的中心和重心的重心轴线。重心轴线限定位于重心轴线一侧并具有导前质量中心的导前部分，以及位于重心轴线的另一侧并具有拖尾质量中心的拖尾部分。导前质量中心比拖尾质量中心更靠近安装孔的中心。

本发明的其他方面、优点和特征将在下面更加详细地描述，并能够从根据本发明的示例性结构的以下详细描述中认识。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施方式的碎裂系统的示例性描述。

图2是用于碎裂系统的具有锤的转动头的端部的立视图。

图3是图2的转动头的透视图。

图4A和4B是在碎裂系统的转动头中使用的常规对称锤的透视图。

图5是根据本发明的锤的一种实施方式的透视图。

图6是本发明锤的前视图。

图7是本发明锤的一侧的侧视图。

图8是本发明锤的另一侧的侧视图。

图9是本发明锤的底视图。

图10是本发明锤的顶视图。

图11是本发明锤的前视图，其中以虚线描述对称锤的轮廓，重心(CG)轴线经过重心和孔的中心，其中锤在未加载稳定状态条件下。

图12是本发明锤的前视图，其中导前边缘周边投影在重心轴线上。

图13是碎裂系统的一部分的横截面，其中本发明的锤处于未加载位置。

图14是碎裂系统的一部分的横截面，其中本发明的锤处于未加载位置。

图15是本发明锤的前视图。

图16是碎裂系统的一部分的横截面，其中加载的本发明锤围绕安装销转动，示出冲击锤的材料以及锤和碎裂系统壁之间的材料。

具体实施方式

粉碎系统中的锤以非常高的速度操作，以便冲击和分离材料成为较小的部分，允许它们在下游操作中进一步处理。锤安装到头，并在壳体内转动。目标材料最初通过经过材料入口附近的砧座或切割杆的锤的导前冲击面来冲击。锤与馈送到碎裂机器的材料的接触使材料碎裂、压缩和剪切成较小块。目标材料的尺寸随着材料在锤的外表面(即磨损边缘)和形成粉碎系统的壁的一部分的格栅之间压缩和碎裂而减小。这些格栅限定允许材料在足够小时经过格栅开口离开的开口。

在系统壳体内没有材料时，具有锤的头以操作速度转动。锤通常在操作期间围绕安装销自由转动。在未加载状态下，在离心力下，锤通常直接延伸离开转动轴线和与头中心重合的锤重心轴线。响应于系统中的材料接触锤的导前边缘，随着锤冲击材料并使其贴靠格栅破碎，锤偏移并在安装销上向后转动。

典型对称锤上的外表面或磨损边缘的构造反映锤围绕销的转动圆周。转动圆周小于对应于具有一组锤的头的转动圆周的格栅曲率。锤通常对称地成形以允许可逆安装。材料有效碎裂的常规方法提供用于导前冲击面破碎和撕裂材料的大部分质量。一些锤被不对称加载以便在导前端提供更大的材料质量，试图增加使用寿命，但是这减小了接收间隙。

虽然质量和冲击能量有利于碎裂材料，经过碎裂机器的材料产量可以通过改善锤的磨损边缘和相对格栅之间的材料加工来显著改善。这可以通过增加锤的外表面的导前端处的开口(即，锤的外表面的导前端和相对格栅之间的接收间隙)来实现，和/或向前偏置锤以便随着时间推移保持接收间隙更完全打开，和/或使锤更快速地返回到打开位置。增加的或更加打开的接收间隙使得更多数量的未碎裂材料馈送到锤和格栅之间，此处材料可被有效地碎裂、破碎、粉碎和被迫经过格栅中的开口。这造成生产增加以及材料的更大分离。更大的接收间隙也提供材料的另外压缩，生成具有增加密度的产品，继而生成碎裂产品的增加价值。常规对称锤和前部加载锤不能提供用于较高生产操作的足够接收间隙。

在本发明的一种优选实施方式中，锤被赋予不对称构造，以提供较大的接收间隙，并且偏置接收间隙到打开位置，以便更有效地粉碎待碎裂的目标材料。磨损边缘优选为弓形，以使可用间隙最大，质量增加，并与相对格栅有效协作。锤在拖尾方向上具有较大横向延伸，和/或在拖尾区域具有较大质量，以向前偏置导前表面，以改善材料接收进入接收间隙。

图1示意性示出示例性工业碎裂系统10。碎裂系统10包括将待碎裂材料14引入碎裂腔室16的材料引入部(例如滑道12)。待碎裂材料14可以具有任何希望尺寸或形状。材料14在引入碎裂腔室16之前任选地被预处理，例如通过加热、冷却、压碎、打包等。材料引入部12可任选地包括馈送辊或其他机械以有助于馈送材料14到腔室16，和/或控制材料14进入腔室16的速率，和/或防止材料14沿着滑道12向后运动。腔室16的壁的一部分包括允许粉碎到一定尺寸以下的材料离开腔室的格栅26。

在碎裂腔室16内的是转动碎裂头18，其中转动方向通过箭头27所示。虽然本发明描述特殊的转动碎裂头，应该理解到本发明能够在广泛范围的碎裂机器中使用，例如多种转子构造，例如盘转子、蜘蛛转子、筒转子等。转动碎裂头18被构造成围绕轴或轴线20转动，并且装备有根据本发明的多个碎裂机锤22。每个碎裂机锤22独立地枢转安装到转动碎裂头。响应于随着碎裂机头18转动的离心力，每个锤向外延伸，趋向于每个锤的重心尽可能与转动轴线20向外间隔开的位置。虽然根据本发明优选的是仅仅使用锤，本发明的锤可与常规锤组合使用，并且本发明涉及具有至少一个本发明锤的系统。常规对称碎裂锤22A的例子在图4中示出。

随着转动碎裂头18转动，碎裂机锤冲击待碎裂材料14，并贴靠砧座24、格栅26、腔室壁或相邻锤破碎材料以使材料碎裂。得到的碎裂材料可以经过从碎裂腔室导引的格栅26中的任一个从碎裂腔室16排放。如图1所示，适当的格栅26可以设置在腔室16壁的底部、顶部和/或一个或多个侧部。碎裂材料可以接着被运输以便收集和进一步处理。

用于这些机器的广泛的多种应用(从粘土处理到汽车碎裂)造成范围广泛和多种的碎裂机构造。图2示出碎裂头18的一个例子。转动碎裂头18包括通过间隔件彼此分离的多个转动盘28，间隔件被构造成围绕驱动轴20安装。虽然在转动碎裂头中可以采用任何数量的转动盘28，碎裂头18的所示例子包括十个盘28。盘28可以相对于轴20固定安装，例如通过焊接、机械联接等，以允许盘28在轴20通过外部马达或其他动力源(未示出)转动时转动。除了提供间隔功能之外，间隔件还有助于保护轴20而不受到由于与碎裂中的材料14接触或破碎碎裂机锤22的碎片等造成的损坏。

转动碎裂头18还包括在至少一些转动盘28之间延伸和/或经过碎裂头18的整个长度的多个锤安装销32。碎裂机锤22转动地安装在锤安装销32上，使其能够围绕安装销自由和独立转动。在所示例子中，碎裂头18包括围绕转动盘28的圆周的四个安装销32，并且碎裂机锤22被示出为在每个相邻成对的转动盘28之间安装在所选销32上。认识到根据具体应用可以在相邻盘之间安装两个、三个或四个或更多个锤。锤的特定分布可以根据终端用户需要通过终端用户所需调整，虽然锤通常定位成使得碎裂头相对于转动平衡。对于不同应用的多种粉碎机器，具有用于机器的广泛范围的锤。

安装销32、碎裂机锤22和转动盘28可以构造和布置成使得在碎裂机锤22不能完全经过材料14的情况下，它可以转动到相邻盘28之间的位置，由此材料14从其经过，直到它能够响应于碎裂头18的转动或另外的材料相互作用而再次向外延伸。替代地，或另外，碎裂机锤22可随着待碎裂材料14经过或通过而在其安装销32上侧向移位。

用于工业碎裂机建造和操作领域的碎裂机锤通常由特别耐用材料构造，例如硬化钢合金。适用于碎裂机锤制造的示例性材料尤其包括低合金钢或高锰合金含量钢。特别优选的是所谓加工硬化钢合金，即越受到冲击和/或压缩力，就变得越硬的一类钢组分。一种这样的锰合金是高锰钢，其包括大约11％-大约14％的锰(重量)。下层通常保持柔韧和坚韧。但是，随着碎裂机锤表面磨损，展示增加硬度的材料层被更新，随着锤表面磨损而深度逐渐增加。

碎裂锤22的一种实施方式在图5-15中示出。碎裂机锤22具有板状锤主体34，其包括限定锤的相对两侧的第一主要表面36和第二主要表面38。主要表面36和主要表面38通过锤的厚度40分离。锤的厚度40可以是大致恒定的，或者可以在锤的区域上变化。

锤的形状大部分通过在第一和第二主要表面36和38之间延伸的圆周边缘或边沿42限定。圆周边缘42在此实施方式中大致垂直于第一主要表面36或第二主要表面38中的两者或至少一个，但是也可以有其他布置。圆周边缘优选地包括多个边缘分段，包括一个或多个弯曲边缘分段，以便限定锤的总体轮廓。在本发明的此实施方式中，圆周边缘42描绘大致钟形的轮廓。

锤22包括被构造成接收锤安装销32以便将碎裂机锤转动地安装到转动碎裂头18的安装孔或孔口50。安装孔50从锤的第一主要表面36延伸至第二主要表面38，并形成经过锤22的通道。安装孔50的内表面52可以具有与希望的安装销和转动碎裂头(旨在使用碎裂机锤)相容的任何几何结构。内表面52可以成形为使得安装孔50是大致柱形的。替代地，安装孔50的内表面52可以限定一个或多个弯曲表面，例如美国专利No.8,308,094(通过引用合并)中描述的。

锤22的特征可以在于具有近侧或安装部分46和远侧或作业部分48。锤22包括经过孔50的中心和用于锤的重心CG的重心轴线CGA。重心轴线CGA在锤处于未加载操作稳定状态条件(即没有负载地转动)下大致从销32径向向外延伸。锤22的安装部分46包括用于将锤22安装到头的安装孔50和有助于碎裂机锤22的处理和运动的提升眼孔54，都可能是极为沉重和笨重的。提升眼孔54(如果有的话)优选地布置在安装部分处的圆周边缘42上。提升眼孔54优选地沿着重心轴线CGA或在其附近。安装部分46和作业部分48可通过垂直于重心轴线并延伸经过重心CG的横向轴线TA限定，但是可以定位在重心的内侧或外侧；即安装部分和作业部分之间的分离可以不同地限定，并且可以对于不同锤来说是不同的。横向轴线TA可以是线或弧形或提供两个部分的差别的其他构造。

碎裂机锤22的主要表面可包括一个或多个凹部，例如主要位于安装部分内的凹部30。这种凹部可以具有所示的圆化矩形轮廓或其他形状。凹部30减小锤的总体重量，而不显著降低操作效率。在操作期间，随着锤高速旋转，与安装部分内的质量相比，总体进行碎裂的作业部分中的质量通过较大的动能以高得多的速度运行。安装部分46中的质量减小对于锤提供的冲击具有有限影响，并且减小锤使用寿命结束时丢弃的质量。

在此实施方式中，边沿表面42具有沿着安装部分46的近侧或内部分段42a，其具有环绕安装孔50的弯曲、大致半圆形表面分段。导前侧分段42b和拖尾侧分段42c从内部分段42a的相对端向外延伸。侧分段42b、42c大致在向外方向上朝着磨损边缘分散，以便在锤的作业部分内提供显著质量，从而更有效地碎裂目标材料，并提供足够强度以适应作业部分中的较大质量和长磨损边缘。侧分段42b、42c可以在对于作业部分向外分散之前在重心CG上方略微窄(如果希望的话)。导前侧分段42b连接到面向前以冲击馈送到机器的材料的导前冲击面58。虽然导前冲击面58可具有多种取向，它优选地大致在重心轴线CGA的方向上延伸。冲击面58优选为大致的平面，但是可以具有圆化或其他构造。拖尾面60限定第二或次级冲击面以便在作业部分48的导前部分磨损之后允许锤的可逆安装；但是第二冲击面不是必要的。导前和拖尾面58、60在导前和拖尾端57和59处与磨损边缘56连接。导前冲击面大致从磨损边缘56向内朝着安装孔延伸(即大致在重心轴线CGA的方向上)。冲击面58面向转动碎裂头18的转动方向，以提供冲击馈送到机器内的材料的钝面。第二面可以限定在磨损边缘56的拖尾端处以便在作业部分48的导前部分磨损时允许锤的可逆安装。

锤22的作业部分48包括称为外表面或磨损边缘56的圆周边缘42的远侧表面。磨损边缘56在未加载条件下转动时面向外并与格栅26相对。磨损边缘与格栅一起工作以碎裂材料。在此实施方式中，磨损边缘56限定为沿着锤22的远侧边缘的凸出弧形。磨损边缘56的作为凸出弧形的形状有助于随着碎裂机锤围绕安装销32转动来防止碎裂机锤22和碎裂腔室16的壁或砧座24之间的任何不希望接触。弓形磨损边缘使得作业部分中的质量最大化，同时还允许用于锤围绕安装销32转动的所需间隙。弓形磨损边缘还提供与格栅的协作以有效地破碎馈送到机器中的材料。磨损边缘可以是由半径限定或由多个半径或连续改变的弧形限定的圆形的弧。弧形优选地通过其曲率中心位于安装孔50中心处或附近(即位于锤转动轴线或销32的中心处或附近)的半径限定。替代地，磨损边缘可以形成有平面或不规则表面或分段。磨损边缘可以通过经过锤的凹口或狭槽中断。

作业部分48包括位于重心轴线CGA的相对侧上的导前部分48a和拖尾部分48b。如图12和14最佳看到，拖尾部分48b比导前部分48a从重心轴线CGA进一步横向延伸(即垂直于重心轴线CGA)。与常规锤相比，拖尾部分48b的进一步延伸形成趋于向前偏置锤的更大杠杆。

图11示出与常规对称锤22A(虚线所示)重叠的不对称锤22。两种锤在未加载条件下从销悬挂，使得重心CG对准或重叠并位于销中心的正下方。不对称锤的前侧反映对称锤的类似轮廓，以便说明，但是锤可具有很大变化。两种锤参照相同的安装销中心32。可以看到，与常规对称锤的接收间隙d_s相比，锤22提供用于在锤磨损边缘和格栅之间接收材料的更大接收间隙d_a。锤22的主要冲击面58处的磨损边缘56的前端或末端57比离开横向线距离d_s的对称锤上的相应点57A具有离开横向线TL的更大距离d_a。横向线TL限定外部基准，其垂直于重心轴线CGA并越过磨损边缘56和重心轴线CGA的交叉部。这提供更宽开口或间隙以接收待分离和粉碎的目标材料并增加系统的效率。

通过进一步向后延伸的拖尾部分48b提供的向前偏置还趋于向前运动锤22以便比对称锤更快地打开接收间隙d_a。与对称锤相比，初始较大开口以及更快速地返回打开的接收间隙在整个操作过程中分别导致更大的接收间隙d_a。操作期间的较大接收间隙d_a导致更多材料接收在磨损边缘56和格栅26之间。磨损边缘56和格栅26的协作作业将材料更快速地碎裂成块，其经过格栅56排放。与常规锤相比，进一步确信磨损边缘56和格栅26之间的材料的进一步处理趋于更细小地碎裂材料，改善下游分离处理以改善操作的收益。较大接收间隙还提供材料的附加压缩，形成具有增加密度的产品，并继而增加碎裂产品的价值。

在考虑本发明的替代方式中，拖尾边缘可延伸超过相对于重心轴线投影或镜像的导前边缘。即，锤可以认为具有位于重心轴线一侧并包括导前周长或周边的导前部分22B和位于重心轴线的另一侧并包括拖尾周长或周边的拖尾部分22C。在图12中，相对于重心轴线反射的导前部分22B周长的投影或镜像以覆盖在拖尾部分22C上的虚线22D表示。磨损边缘的拖尾面60和拖尾端59位于导前部分的镜像导前周长和导前端57的外侧和/或延伸超过导前部分的镜像导前周长和导前端57。优选地，拖尾部分的延伸质量尽可能远地与重心轴线间隔开(在强度和间隙极限内)以便在向前偏置锤中提供尽可能多的杠杆作用。

锤包括导前轴线62，导前轴线以重心轴线和导前轴线之间的导前角度68从孔50的中心延伸到磨损边缘56的末端或导前端57。锤还包括拖尾轴线64，拖尾轴线以重心轴线和拖尾轴线之间的拖尾角度70从孔50的中心延伸到磨损边缘56的拖尾末端或拖尾端59。拖尾部分48b的进一步向后延伸延长磨损边缘，使得拖尾角度70大于导前角度68。

锤的安装部分中的材料强度和应力限制作业部分的总质量。锤的安装部分在操作期间支承锤的作业部分时受到显著应力。锤以高速转动在锤的安装部分中产生与离心力相反的拉伸应力，并且随着锤的作业部分冲击材料，它随着重复冲击产生另外的弯曲应力以及材料疲劳。安装部分的过多缩颈和减小横截面会增加应力，造成锤裂纹和失效。与质量或延伸对称地添加到两侧以限制锤上的应力的情况相比，向后延伸拖尾部分和/或添加质量到拖尾边缘以向前偏置锤通过较小质量打开接收间隙。

本发明的优点可以从接收待处理的附加目标材料的接收间隙的体积增加的观点看到。图14示出在未加载条件下安装到销32的锤22，其中磨损边缘56至少部分通过离开孔50的中心附近的半径R1描绘。磨损边缘56与格栅26的一部分相对。锤22的尺寸设置成在磨损边缘和格栅之间提供间隙，待碎裂材料被馈送到该间隙中。磨损边缘还需要离开支承锤的头的部件的间隙。磨损边缘和头部件之间的间隙(例如在锤围绕销32转动时)可以小于磨损边缘和格栅之间的间隙，并限定磨损边缘的设计极限。

更大的接收间隙可以通过锤的接收间隙角度GA限定。间隙线GL与横向线TL一起限定接收间隙角度GA。图14中的间隙线GL从重心轴线CGA与磨损边缘56的交叉部延伸到磨损边缘56的导前端57。接收间隙角度GA限定在外部基准(或横向线)TL和间隙线GL之间。在本发明中，接收间隙角度GA优选为至少19度。向后移位重心造成锤在销32上向前转动，并增加由横向线TL和间隙线GL在磨损边缘和格栅之间限定的接收间隙的体积。这种增加的接收间隙在操作期间接收更多材料以便处理。

末端57可以不是锤上的实际位置；例如，磨损边缘的端部可以被斜切或通过其他方式调整。在这种情况下，末端57通过限定磨损边缘56的弧形(或其他表面)的延伸以及对应于冲击面58的线的延伸限定。磨损边缘的弧形或冲击面的面可以通过缺口或其他特征中断，其中断线的期望延伸。限定磨损边缘的弧形可具有例如缺口或台阶的中断，同时保持可识别的弧形。

图15示出加载条件下的图14的未加载锤。这里材料已经引入系统。响应于材料冲击和摩擦的锤22在销32上向后转动。目标材料14进入接收间隙，并且在磨损边缘56和格栅26之间破碎。增加的接收间隙在锤和格栅之间接收更多材料，造成更高的生产率。一些破碎的材料14被示出经过格栅的开口以便进一步的下游处理。较高的材料压缩率增加锤沿着磨损边缘的硬化，以提供延长的使用寿命。

本发明的优点可以从磨损边缘和格栅之间的破碎区域的长度增加的角度看到。使重心向后移位以及锤随后在销上向前转动延长接收目标材料的磨损边缘开口的部分。这种增加的长度增加总破碎区域，以及粉碎操作的效率。随着材料在锤和格栅之间结合，锤在销32上再次向后摆动，并且材料被破碎，且尺寸减小。

生产产量也通过延长的磨损边缘增加，而不考虑锤是对称还是不对称。在优选实施方式中，锤的宽度增加以提供馈送到机器中的材料的改进碎裂。虽然在增加宽度与不对称设计(例如如上所述)一起使用时优化产量，增加宽度改善生产，而不考虑是否与对称或不对称锤一起使用。增加宽度取决于锤的尺寸。根据本发明，锤高度H(即沿着纵向轴线LA在安装孔50的中心和磨损边缘56之间的距离)和磨损边缘的长度L之间的比例是0.75或更小。这使得锤提供加长的磨损边缘，而不损害锤的强度和耐用性。具有较短磨损边缘的可比的常规锤具有大于0.75且有时大于1.25的H/L比例。加长的磨损边缘给予锤更大的表面面积，在该表面面积上与相对格栅协作破碎和碎裂材料。

在一种优选实施方式中，锤操作通过作业部分中的增加质量与加长的磨损边缘56相结合来优化。根据本发明的锤具有通过导前轴线62和拖尾轴线64限定的磨损边缘角度WA。导前区域(即，位于重心轴线的导前侧)具有导前质量中心LCM，并且拖尾区域(即，位于重心轴线的拖尾侧)具有拖尾质量中心TCM。作业部分48中的质量大于安装部分46，使得导前质量中心LCM和拖尾质量中心TCM都定位在磨损边缘角度WA内。在常规锤中，导前质量中心LCM和拖尾质量中心TCM定位在磨损边缘角度附近或外侧。

另外，与导前质量中心LCM相比，作业部分的拖尾部分中的增加质量(使得质量中心远离导前边缘移位)也使得拖尾质量中心TCM朝着磨损边缘56并进一步远离安装孔移位，使得图14中的距离Rt大于距离R1。拖尾质量中心反映使得锤向前偏置的附加质量，并提供使得锤在销32上转动的转矩或动能。锤的这种转动打开接收间隙，以便更有效地粉碎材料。

在替代实施方式中，与导前区段22E相比，锤在拖尾区段22F内包括更多质量。限定导前和拖尾区段的纵向轴线LA经过孔的中心并经过重心之外的参考点。参考点优选为由磨损边缘上的在磨损边缘的导前端57和磨损边缘的拖尾端59之间等距的点限定的磨损边缘中点，如图15中的长度相等的L1和L2所示。替代地，参考点是在磨损边缘的导前端57和拖尾端59之间的横向线TL’上等距的作业端宽度中点，其中L1’和L2’长度相等。拖尾部分的附加质量使得锤的重心向后远离导前边缘58从纵向轴线移位距离Dcg。移位的重心向前偏置锤，以提供更大的接收间隙。为了增加锤的拖尾区段中的质量，锤可以例如在拖尾区段中结合更致密的材料。替代地，锤的导前区段可例如结合较轻材料，或者导前区段可以结合具有减小厚度和较少材料的部分。锤也可以例如结合增加拖尾区段中的质量的盖或被覆物。

碎裂操作的磨损特性造成锤主要在邻近主要冲击面的磨损边缘处以显著速率磨损。随着材料磨损掉，接收间隙甚至进一步打开。冲击面的腐蚀同时在锤最初贴靠砧座冲击材料时的效率不太高，因为它与砧座间隔开，在冲击材料时使得间隙的效率不太高，并不能将材料破碎成原始小体积。腐蚀造成用于贴靠格栅进行破碎和碎裂的磨损边缘表面面积减小。锤变得效率不太高，因为主要冲击面和磨损边缘被腐蚀掉。不对称锤的有利之处在于重心被设计成最初向后移位。随着锤的前部处的材料腐蚀，重心进一步向后移位，并且锤在销32上向前转动。这允许磨损边缘的后部受到较小磨损，以便更有效地贴靠格栅破碎材料，并继续冲击材料，在主要面对方向上延长锤的有效使用寿命。

通常，在锤的使用寿命的某个点处，操作者在头上使锤颠倒到次级面对位置，使得次级冲击面60进行初始冲击。锤的次级冲击面区域在颠倒锤之前受到低得多的磨损率，使其对于初始冲击来说保持最佳的初始尺寸，并且使得磨损边缘保持有效地贴靠格栅进行破碎和剪切。颠倒锤以采用次级冲击面可以显著延长锤的使用寿命。

应该理解到虽然这里公开了代表性碎裂机锤的所选实施方式，本领域普通技术人员可以设想到这些实施方式的许多变型而不偏离本发明的范围。当前公开的碎裂机锤设计使其本身用于锰和合金锤的类型，并且得到的锤很好地适用于金属碎裂和金属回收之外的多种碎裂应用。

这里给出的公开包含具有独立效用的多种独特发明。以上描述的本发明的多种特征优选地包括在每个锤中。不过，该特征可单独地用于锤以获得本发明的一些优点。虽然这些发明的每个以优选形式公开，这里公开和描述的其具体实施方式不以任何限制含义考虑，因为许多变型是可能的。每个例子限定以上公开中公开的实施方式，但是任何一个例子不必包含可以最终要求保护的所有的特征或组合。在说明书中提及“一个”或“第一”或等同术语的情况下，这种描述包括一个或多个这样的元件，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。另外，用于识别元件的例如第一、第二或第三的顺序性术语用来在元件之间区分，并不指示这些元件的必要或限制数量，并且不指示这些元件的特定位置或顺序，除非另外明确说明。

Claims (12)

1.一种用于碎裂机器的单件式的锤，其包括第一主要表面和第二主要表面；在主要表面内开口、用于将锤安装在碎裂机器中以进行锤转动的安装孔；重心；延伸经过安装孔的中心和重心的重心轴线；以及连接第一主要表面和第二主要表面的圆周边缘，第一主要表面和第二主要表面包括位于重心轴线的一侧上且在未加载条件下面向锤转动方向的导前侧表面以及位于重心轴线的另一侧上且比导前侧表面进一步横向远离重心轴线延伸的拖尾侧表面；以及在未加载条件下面向外的磨损边缘，导前侧表面和拖尾侧表面大致朝着重心外侧的磨损边缘分散。

2.根据权利要求1所述的锤，其中，磨损边缘具有弓形构型。

3.根据权利要求1或2所述的锤，其中，重心轴线的拖尾侧上的磨损边缘比重心轴线的导前侧上的磨损边缘长。

4.根据权利要求1或2所述的锤，其中，导前侧表面包括面向前的导前表面，以限定主要冲击表面，并且拖尾侧表面包括面向后的拖尾表面，以限定用于颠倒安装的次级冲击表面。

5.一种用于碎裂机器的单件式的锤，其包括用于将锤安装在碎裂机器中以进行锤转动的安装孔；重心；延伸经过安装孔的中心和重心的重心轴线；面向转动方向的导前冲击面；和在未加载操作条件下面向外的磨损边缘，磨损边缘大致延伸到重心轴线的每侧，并且与朝着重心轴线前部的导前冲击面相比，更长地延伸到重心轴线的后部。

6.根据权利要求1、2和5中任一项所述的锤，其中，导前轴线从安装孔的中心延伸到磨损边缘的导前端，拖尾轴线从安装孔的中心延伸到磨损边缘的拖尾端，并且拖尾轴线和重心轴线之间的拖尾角度大于导前轴线和重心轴线之间的导前角度。

7.一种用于碎裂机器的单件式的锤，其包括用于将锤安装在碎裂机器中的安装孔；重心；延伸经过安装孔的中心和重心的重心轴线；导前冲击面；具有导前端和拖尾端并在未加载操作条件下面向外的磨损边缘；从安装孔的中心延伸到磨损边缘的中点的纵向轴线；以及从安装孔的中心延伸到磨损边缘的拖尾端的拖尾轴线，其中重心轴线的中心位于纵向轴线和拖尾轴线之间。

8.根据权利要求5或7所述的锤，包括朝着重心外侧的磨损边缘分散的相对侧表面。

9.根据权利要求5或7所述的锤，包括通过圆周边沿表面互连且间隔开的相对主要表面，其中安装孔在每个主要表面内开口。

10.一种单件式的锤，包括两个主要表面；延伸经过锤并在每个主要表面内开口以接收将锤安装在碎裂机器中的支承销的安装孔；连接两个主要表面并包括磨损边缘的周边边沿，磨损边缘远离所述安装孔并包括导前端和拖尾端；重心；经过重心和安装孔的中心的重心轴线；从安装孔的中心延伸到磨损边缘的导前端的导前轴线以及从安装孔的中心延伸到磨损边缘的拖尾端的拖尾轴线，其中导前轴线和拖尾轴线位于重心轴线的相对侧上，重心轴线和拖尾轴线之间的拖尾角度大于重心轴线和导前轴线之间的导前角度，并且导前角度大于38度。

11.一种用于碎裂机器的锤，其包括相对的主要表面；在主要表面内开口、用于将锤安装在碎裂机器中以进行锤转动的安装孔；重心；延伸经过安装孔的中心和重心的重心轴线；结合主要表面并描绘大致钟形形状的轮廓的圆周边缘；位于重心轴线的一侧上并在未加载条件下面向锤转动方向的导前部分；以及位于重心轴线的另一侧上并比导前部分进一步横向远离重心轴线延伸的拖尾部分。

12.根据权利要求1、2、5、7、10和11中任一项所述的锤，包括垂直重心轴线并延伸经过重心的横向轴线，以便限定具有磨损边缘的作业部分和具有安装孔的安装部分，其中作业部分比安装部分宽。