CN106573246B - 具有用于碾碎颗粒材料的分段耐磨表面的辊 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于碾碎颗粒材料的辊(1)，该颗粒材料例如用于采矿工业中的原矿石，其中辊本体(2)设置有多个单独的耐磨段(4，5)，其被布置在纵向引导装置(6)上且在压板(7，8)之间，使得耐磨段(4，5)中的两个或更多个固定至辊本体(2)的一横向部分的相同横向段，且因此该耐磨段的更换的频率和相关的成本都降低。本发明还涉及多个耐磨段以及涉及制造辊的方法。

Description

具有用于碾碎颗粒材料的分段耐磨表面的辊

技术领域

本发明涉及用于碾碎颗粒材料的辊，该颗粒材料例如用于水泥或采矿工业的原矿石，其中辊本体设置有多个单独的耐磨段，其布置在纵向引导装置上且在压板(clamp)之间，从而耐磨段中的两个或更多个固定至辊本体的一横向部分的相同横向段上，使得与该耐磨段的更换的频率和更换相关成本都最小化。本发明还涉及多个单独的耐磨段以及涉及制造辊的方法。

该辊可用于例如竖直滚压机，高压磨辊压机，或者用于碾碎颗粒材料的类似设备中。

背景技术

历史上，由于研磨介质和颗粒冲撞壳体内的辊引起的过量磨损，所以没有耐磨段的磨辊(或者具有均匀、单件式耐磨件的磨辊)需要每三至八个月进行更换(根据磨辊的端速)。该更换过程是耗时的。例如，更换研磨机中的磨辊需要四至六小时或者更长时间，并且完全更换所有的磨辊(尽管是通常不需要的)需要大约十六个小时或者更长时间。如果这些耗时的维修过程进行得过于频繁，则可导致损失，例如过多的操作停工时间，增加的人力成本，和减少的产出。如果维修过程进行得过少，则可发生其它昂贵的损失，例如轴故障，低效研磨，和/或整个研磨辊或研磨机构件的进一步损坏。

此外，该磨辊通常是非常昂贵的。例如，当使用进口高端耐磨表面时，整个辊需要由该进口高端材料制成。

为了减少磨损以及为了降低磨辊的更换频率，使用分段碾碎辊。该分段碾碎辊还允许局部地使用进口高端耐磨段(即，在一个耐磨段中使用进口高端耐磨段而在另一段中没有使用)。描述了辊的辊本体外周上覆盖有分段的耐磨段的专利/申请示例例如EP2703085，DE 19709263A1，US 5,253,816和US 5,860,609。在各前述专利/申请中，辊被横向地布置在辊本体上(即，当在纵向上观察辊(使得辊的中心轴线横向延伸通过辊本体的中心轴)时，耐磨段横向地布置在磨辊的外周上，从而耐磨段跨过磨辊的整个横向部分)。

当该分段辊用于高压研磨应用中时，在相邻段之间累积的压力将促使段移动。初始地，该移动是小的，但是在一段时间之后该移动变得显著，且可最终导致段，压板或者甚至辊本体的损坏。结果，该段、压板、辊表面或者辊本体必须维修，表示整个研磨循环必须停止操作，这是代价大的。因此，进行了多种尝试，以尽量使得耐磨段之间的间隙不存在和尽可能地小。

例如，在US 2014/0158801中，该间隙减小或消除。在US 2014/0158801中，当在纵向上观察辊(使得辊的中心轴线横向延伸通过辊本体的中心轴)时，耐磨段横向地布置在研磨辊的外周，从而耐磨段跨过磨辊得单个横向部分。然而，在该配置中，当耐磨段的外半部磨损时(这通常在例如竖直滚压机中出现)，整个耐磨段需要更换或者更新。此外，在该配置中，存在着不一致的磨损图纹，其导致低效的研磨和能量损失。因此，前述设计不是有利的，由于其仍然导致耗时的维修过程且可导致例如过长操作停机时间，增加的人力和材料成本，以及减少的产出的损失。该不一致磨损还导致非最优的生产和增加的能耗。

需要一种新类型的磨辊和耐磨段，以降低成本和减少与频繁维修和/或更换过早损坏的分段盘相关的时间。此外，需要新类型的磨辊和耐磨段，从而在辊段的整个宽度上(在横向上)保持一致的磨损。优选地，当耐磨段的外半件需要更换时，该新类型的压碎辊允许容易地更换或翻新，且将提供一致的磨损以在耐磨段的使用寿命过程中实现和保持最佳生产和降低能耗。

发明内容

提供了一种用于碾碎颗粒材料的辊，其包括：具有中心轴线3的辊本体2；固定至所示辊本体2的多个耐磨段4、5，其具有碾碎表面；多个压板7、8，其设置在所述辊本体2的两侧上；引导装置6，其设置在所述辊本体2上，在所述压板7、8之间；其中所述引导装置6纵向延伸且其中所述耐磨段4、5布置在所述引导装置6上。所述多个耐磨段4、5可包括凹槽11和凸起部12，所述凹槽11和凸起部12与所述引导装置6配合以将所述多个耐磨段4、5固定至所述辊本体2。所述辊1还包括多个键10，所述多个键10固定至所述辊本体2。所述多个耐磨段4、5还包括键槽13，所述键槽13与所述多个键10配合以防止所述多个耐磨段4、5在纵向上移动。多个耐磨段4、5还可包括突起14、15。

提供一种用于布置在碾碎颗粒材料的辊的纵向引导装置6上的耐磨段4，包括：凹槽11和凸起部12，其中所述凹槽11被配置成接收纵向引导装置6，且其中所述凸起部12被配置成至少部分地在所述引导装置6的一部分上延伸。耐磨段4还可包括多个键槽13，该键槽13与在辊本体上的键10配合以防止耐磨段在纵向上移动。耐磨段4还可包括突起14、15，其设置在所述耐磨段4、5的面向纵向引导装置6的纵向侧的所述凸起部12上。

提供了一种制造用于碾碎颗粒材料的辊1的方法。该方法包括以下步骤：通过将耐磨段4、5设置在纵向引导装置6上并且将所述耐磨段4、5设置在多个压板7、8之间，将多个耐磨段4、5固定至具有中心轴线的辊本体2；以及紧固所述多个压板7、8中的至少一个，从而耐磨段4的第一纵向侧邻靠引导装置6和耐磨段5的第一纵向侧；耐磨段4的第二纵向侧邻靠多个压板7，且耐磨段5的第二纵向侧邻靠多个压板8。在该方法的一些实施方式中，该方法还可包括如这里进一步所述另外的步骤。

根据当前列出的示例性实施方式的以下说明和实现该过程的示例性方法，本发明的其它细节、目的和优点将是明显的。

附图说明

在附图中示出了用于碾碎颗粒材料的辊的实施方式。

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的辊的三维模型。

图2示出了根据本发明的示例性实施方式的辊的横剖视图。

图3示出了根据本发明的示例性实施方式的辊的展开三维视图。

图4示出了根据本发明的另一个示例性实施方式的辊的三维模型。

图5示出了根据本发明的另一个示例性实施方式的辊的横剖视图。

图6示出了根据本发明的示例性实施方式的耐磨段的底部倾斜视图。

图7示出了根据本发明的另一个示例性实施方式的辊的横剖视图。

具体实施方式

参考图1至5，用于碾碎颗粒材料的辊1具有辊本体2，其具有延伸横过辊本体2的中心轴的中心轴线3。辊本体2的外周设置有多个单独的耐磨段4、5；该多个耐磨段4、5具有碾碎表面。该多个耐磨段4、5可具有不同的碾碎表面。例如，耐磨段5可由进口的、高端耐磨表面制成，例如但不限于陶瓷或者其它硬铸或锻造材料；并且耐磨段4可由常规耐磨表面制成(例如，铸铁，奥贝球铁，碳化奥贝球铁(carbidic austempered ductile iron)或者聚氨酯)。耐磨段4、5的碾碎表面可以是PTA，面硬化，烧结的，斜脊的(hipped)或者可具有嵌入在其中的铆钉(例如，由碳化钨制成)，以延长多个耐磨段4、5的使用寿命。

该多个耐磨段4、5固定至辊本体2。该辊具有设置在辊本体2的纵向(即，当从中心轴线3延伸横过辊本体2的中心轴的方位观察辊1时)侧上的多个压板(clamp)7、8。该辊1具有设置在多个压板7、8之间的辊本体2上的引导装置6，该压板7、8设置在辊本体2的纵向侧上。

引导装置6关于辊本体2的圆周纵向地延伸(即，当从中心轴线3延伸横过所述辊本体2的中心轴线的方向观察辊1时)(这里还称作“纵向引导装置”或者仅称作“引导装置”)。

在一个实施方式中，引导装置6基本平行于多个压板7和多个压板8。然而，对于具体研磨辊应用，纵向引导装置6的位置由常规磨耗图纹(wear pattern)确定。作为示例，如果研磨辊应用的磨耗图纹显示在研磨辊的左纵向2/3上的磨损较重，则引导装置6可设置在距研磨辊的左纵向侧2/3处。该定向允许将高端进口耐磨段设置在磨损最重的区域，且在剩余1/3中使用常规耐磨段。该布置得到一致的磨损形貌(wear profile)。

如图3中所示，在一个实施方式中，引导装置6是均匀单件。在其它实施方式中，引导装置6是多件。引导装置6通常为楔形，但是还可以是基本矩形。引导装置6可由高强度或者低合金钢构成，例如但不限于CrMo。

在一个实施方式中，引导装置6是浮动的(即，其没有通过紧固装置固定至辊本体2)。然而，如图5中所示，在另一个实施方式中，引导装置6通过紧固装置9固定至辊本体2，在该示例中，例如紧固装置为径向设置的螺钉。

在一个实施方式中，辊本体2可具有两个或更多个引导装置6，其设置在辊本体2上，在辊本体2的纵向侧上的多个压板7、8之间。该两个或更多个引导装置6的每一个围绕辊本体2的圆周纵向地(即，当从中心轴线3横向延伸通过所述辊本体2的中心轴的方向观察辊1时)延伸。该两个或更多个引导装置6的分隔的位置由该研磨辊应用的常规磨耗图纹确定。

在一个实施方式中，所述多个压板之一7是固定的，且所述多个压板中的另一个8是可移动的。

该多个耐磨段4、5被布置在纵向引导装置6上。当辊具有两个或更多个引导装置6时，应理解三个或更多纵向耐磨段4、5可横向对齐，表示该三个或更多纵向耐磨段可固定至辊本体2的一个横向部分的相同横向段上。该三个或更多耐磨段可具有不同的耐磨表面。

与引导装置横向延伸的情况相反，由于纵向引导装置6，所以耐磨段4、5可更小且重量更轻。此外，通过将耐磨段4、5布置在纵向引导装置6上，可更换耐磨段的纵向半件(即，耐磨段5)而不用更换耐磨段的对应纵向半件(即，耐磨段4)。由于一些研磨机的磨损形貌已经显示出辊表面的一个纵向侧磨损比另一侧更严重，所以该配置是有利的。该配置允许降低与磨损部件相关的最初成本(即，允许进口耐磨部件仅用于一个纵向半件)，且允许需要维修时减少废弃材料的量。该配置促进了在辊的横向分段上的一致磨损，得到更加有效的研磨和更低的能耗。该配置还转换为较短的操作停工时间，降低的劳动力成本，以及增加的产出。

当多个耐磨段4、5固定至辊本体2时，在一个实施方式中，耐磨段4被布置成与耐磨段5相邻，从而当辊本体2被观察为从而辊所处方位使得中心轴线3延伸横过辊本体2的中心轴时，耐磨段4的第一长侧邻靠耐磨段5的第一长侧，耐磨段4的第二长侧邻靠压板7且耐磨段5的第二长侧邻靠压板8。

如从图2、5和6能理解，在示例性实施方式中，多个耐磨段4、5具有凹槽11和凸起部12。该凹槽11和凸起部12与纵向引导装置5配合，以将多个耐磨段4、5固定至辊本体2。在一个实例实施方式中，耐磨段5的凸起部12与耐磨段4的凸起部12邻靠，并且纵向引导装置6延伸进入耐磨段5和耐磨段4的凹槽11。

例如，如图2和3所示，在一个示例实施方式中，键10可设置在辊本体2上。键10被配置成防止耐磨段4、5的纵向位移。在示例性实施方式中，如图6中所示，耐磨段4、5具有键槽13，其中键10与键槽13互锁，以进一步防止耐磨段4、5的纵向位移。

在可选的实施方式中，如图7中所示，剪切销16可设置在辊本体2上。剪切销16被配置成防止耐磨段4、5的位移。在一个示例实施方式中，如图7中所示，耐磨段4、5具有销孔17，其中剪切销16与销孔17互锁，以进一步防止耐磨段4、5的位移。如图6中所示，在示例性实施方式中，耐磨段4、5具有匹配的公突起(male projection)14和/或母突起(femaleprojection)。该突起14、15被设置在耐磨段4、5的纵向侧的与纵向引导装置6相面对的凸起部12上。

如图2、3和5所示，耐磨段4、5被布置在纵向引导装置6上。当所有的多个耐磨段4、5就位时，其通过多个压板7、8而固定至辊本体2。紧固件，例如轴向布置的螺钉连接件紧固压板7、8，并且将耐磨段4、5固定至辊本体2。例如，当在压板7、8上的紧固件被紧固时，法向力被施加至耐磨段4、5和引导装置6，耐磨段被压力抵靠引导装置6和压板7、8，且引导装置6被施加张力，从而该张力和压力停止耐磨段4、5在横向上的进一步移动。当耐磨段4、5具有匹配的公突起14和/或母突起15时，张力和压力还作用以将突起14、15互锁，并且停止耐磨段在纵向上的进一步移动。该引导装置6用作内部浮动压板。

在一个示例性实施方式中，耐磨段4、5可包括设置在耐磨段4、5的面向压板7、8的纵向侧上的凸结(knotch)。该凸结与压板7、8配合，以形成紧密配合并且进一步将多个耐磨段4、5固定至辊本体2。

还公开了根据本发明的制造辊1的方法。在示例性实施方式中，耐磨段4、5被设置辊本体2上，在纵向引导装置6上以及在多个压板7、8之间。多个压板7、8被紧固，推动耐磨段4的第一纵向侧邻靠引导装置6和耐磨段5的第一纵向侧；耐磨段的第二纵向侧邻靠多个压板7，且耐磨段5的第二纵向侧邻靠多个压板8。

在根据本发明的用于制造辊1的方法的另一个示例性实施方式中，键10固定至辊本体和耐磨段4、5，其中键槽13布置在辊本体2上，在纵向引导装置6上以及多个压板7、8之间。该多个压板7、8被紧固，推动耐磨段4的第一纵向侧邻靠引导装置6和耐磨段5的第一纵向侧；耐磨段4的第二纵向侧邻靠多个压板7，且耐磨段5的第二纵向侧邻靠多个压板8。当耐磨段4、5具有匹配的公突起14和/或母突起15时，该紧固将多个耐磨段4、5的突起14、15互锁。

应理解，所示的本发明的形式仅仅是优选实施方式。可对部件的功能和配置进行多种改变；对于所示和说明的可以等同装置替换；且一些特征可相对于其它特征独立地使用而不偏离所附权利要求限定的本发明的实质和范围。

Claims (8)

1.一种用于碾碎颗粒材料的辊(1)，包括：

具有中心轴线(3)的辊本体(2)；

固定至所述辊本体(2)的多个耐磨段(4，5)，其具有碾碎表面；

多个压板(7，8)，其设置在所述辊本体(2)的侧上；

引导装置(6)，其设置在所述辊本体(2)上在所述压板(7，8)之间；

其中所述引导装置(6)围绕所述辊本体(2)的圆周纵向地延伸，且其中所述耐磨段(4，5)被布置在所述引导装置(6)上，从而所述耐磨段(4，5)中的两个或更多个固定至所述辊本体(2)的一个横向部分的相同横向段，

其中所述多个耐磨段中的一个耐磨段的第一纵向侧邻靠所述多个耐磨段中的另一耐磨段的第一纵向侧和所述引导装置，并且所述一个耐磨段和所述另一耐磨段被压力抵靠所述引导装置和所述压板。

2.如权利要求1所述的用于碾碎颗粒材料的辊(1)，其中所述多个耐磨段(4，5)包括凹槽(11)和凸起部(12)，所述凹槽(11)和凸起部(12)与所述引导装置(6)配合以将所述多个耐磨段(4，5)固定至所述辊本体(2)。

3.如权利要求1所述的用于碾碎颗粒材料的辊(1)，还包括多个键(10)，所述多个键(10)被固定至所述辊本体(2)。

4.如权利要求3所述的用于碾碎颗粒材料的辊(1)，其中所述多个耐磨段(4，5)还包括键槽(13)，所述键槽(13)与所述多个键(10)配合以防止所述多个耐磨段(4，5)在纵向上移动。

5.如权利要求1所述的用于碾碎颗粒材料的辊(1)，其中所述多个耐磨段(4，5)还包括突起(14，15)。

6.一种用于布置在用于碾碎颗粒材料的辊的纵向引导装置(6)上的耐磨段(4)，所述纵向引导装置(6)围绕所述辊的辊本体(2)的圆周纵向地延伸，所述耐磨段(4)包括：凹槽(11)和凸起部(12)，其中所述凹槽(11)被配置成接收纵向引导装置(6)，且其中所述凸起部(12)被配置成至少部分地在所述引导装置(6)的一部分上延伸，所述耐磨段还包括多个键槽(13)，所述键槽(13)与在辊本体上的键(10)配合以防止所述耐磨段(4)在纵向上移动，其中所述耐磨段的第一纵向侧邻靠所述引导装置。

7.如权利要求6所述的耐磨段(4)，还包括：突起(14，15)，所述突起(14，15)设置在所述耐磨段(4，5)的面向所述纵向引导装置(6)的纵向侧的所述凸起部(12)上。

8.一种制造用于碾碎颗粒材料的辊(1)的方法，包括以下步骤：

通过将耐磨段(4，5)设置在纵向引导装置(6)上并且将所述耐磨段(4，5)设置在多个压板(7，8)之间，而将多个耐磨段(4，5)固定至具有中心轴线的辊本体(2)，从而所述耐磨段(4，5)中的两个或更多个被固定至所述辊本体(2)的一个横向部分的相同横向段上，其中所述引导装置(6)围绕所述辊本体(2)的圆周纵向地延伸；以及

紧固所述多个压板(7，8)中的至少一个，从而所述多个耐磨段中的一个耐磨段(4)的第一纵向侧邻靠引导装置(6)和所述多个耐磨段中的另一耐磨段(5)的第一纵向侧；所述一个耐磨段(4)的第二纵向侧邻靠多个压板(7)，且所述另一耐磨段(5)的第二纵向侧邻靠多个压板(8)，

其中所述一个耐磨段和所述另一耐磨段被压力抵靠所述引导装置和所述压板。

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