CN107810062A - 偏心破碎颚安装组件 - Google Patents
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Abstract
一种用于将颚安装在颚式破碎机上的安装组件。所述组件包括可旋转轴,所述可旋转轴具有相对于所述轴的纵向轴线偏心的颚轴承安装区域,使得将所述颚安装在所述破碎机上的颚轴承的中心轴线与将所述轴安装在所述破碎机上的框架轴承的中心轴线偏离在20mm至35mm的范围内的距离。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将可移动颚安装在颚式破碎机上的破碎颚安装组件,该颚式破碎机具有优化的偏心摆幅(eccentric throw),以最大化破碎机能力。
背景技术
颚式破碎机通常包括固定颚和可移动颚,固定颚和可移动颚一起限定了破碎区。驱动机构可操作用以前后摇动可移动颚,以便破碎该区内的材料。破碎区通常朝着其下部排出端会聚,使得被馈送给该区的上部且较宽端的可破碎材料能够在重力的作用下向下掉落,同时响应于可移动颚的循环运动而经历破碎移动的重复循环。然后,被破碎的材料在重力的作用下通过下部且较窄的排出端排出到运输机上,以向前处理或者堆料贮存。
在GB 569,705;US 2,380,419;US 2,532,678;US 2,738,933;US 3,894,698和US6,641,068中描述了其中可移动颚相对于静止颚前后摆动的示例颚式破碎机。通常,可移动颚经由可旋转轴而被偏心地安装,以实现并且确定破碎机的摆幅或行程。偏心的程度影响移动颚的位移,并且部分地影响破碎机的特性和动态。此外,破碎机的能力取决于安装在每个颚上的对置的破碎板之间的水平距离、破碎区中的“咬合角”以及可旋转轴的旋转速度。这些物理和运行参数的调整经常受到关注,以便优化或最大化生产能力(以每小时的吨数来定义),而不需要不可接受的功耗(通常在马力方面考虑)。已经尝试了调整肘板角度来优化能力。然而,在提高能力(以及在颚的下部区域的摆幅)的同时实现更陡的角度受到操作力的限制。
US5,110,057描述了一种通过增加可移动颚的摆幅来操作破碎机的方法,其试图在不增加破碎力的情况下提高能力。然而,需要一种颚式破碎机,尤其是用于可移动颚的安装组件,其能够在不损害破碎机的其它物理和操作特性的情况下更好地优化能力。
发明内容
本发明的目标在于提供一种用于安装颚式破碎机的可移动颚的组件,该可移动颚被构造用以在可移动颚相对于静止颚摆动时提供期望的颚摆幅或行程,以便最大化能力,同时实现期望的减少。另一目标在于优化破碎机的能力,而不损害其它物理和/或操作特性,特别是不显著增加破碎机的总重量。
特别地是,具体目标在于提供一种颚式破碎机,该颚式破碎机提供最大化能力,以及关于材料在重力的作用下通过破碎区掉落并且随着可移动颚相对于固定颚摆动而在颚板之间被压缩的速率的期望减少。
这些目标通过在破碎机内的颚的安装布置实现,该安装布置包括具有偏心区域的安装轴,颚被安装在该偏心区域上,以在破碎操作期间实现期望大小的摆幅或行程。特别地是,安装布置被构造用以经由一对在颚和轴之间提供中间联接的颚轴承而将可移动颚悬挂在其最上端处。由于颚轴承相对于对应的框架轴承(框架轴承将轴安装在破碎机的框架上)偏心地安装,所以实现了提高和优化的行程。发明人已经确定,颚轴承的中心轴线相对于框架轴承的中心轴线在20mm至35mm之间的偏离对齐距离(在径向方向上)提供了可移动颚在沿从最上部区域至最下部区域的颚长度的所有区域上的期望摆幅和位移。这样的构造使得最上部的颚端部和最下部的颚端部之间的破碎区的整个体积都被优化,包括下部区域(排出端)处的破碎作用在内,其也例如受到诸如肘板角度等的其它因素影响。
根据本发明的第一方面,提供了一种用于颚式破碎机的破碎颚安装组件,该组件包括:可旋转轴,该轴用于安装第一破碎颚并且通过旋转引起颚相对于破碎机的第二颚进行摆动,轴具有相对于该轴的中心纵向轴线偏心的至少一个颚轴承安装区域;至少一个颚轴承,该颚轴承被安装成绕该轴的安装区域进行接触,颚轴承被构造用以在该轴处提供该第一颚的中间安装部;至少一个框架轴承,该框架轴承被安装成在该颚轴承的一侧绕该轴轴向地接触,以将该轴以可旋转方式安装在颚式破碎机的框架处;其特征在于:偏心安装的该颚轴承的中心轴线与该框架轴承的中心轴线偏离在20mm至35mm的范围内的距离。
可选地是,偏心距离可在下列范围内:20mm至34mm、20mm至32mm、20mm至30mm、20mm至28mm、20mm至26mm、20mm至24mm。可选地是,偏心距离可在下列范围内:22mm至35mm、22mm至34mm、22mm至32mm、22mm至30mm、22mm至28mm、22mm至26mm、22mm至24mm。可选地是,偏心距离可在下列范围内:24mm至35mm、24mm至34mm、24mm至32mm、24mm至30mm、24mm至28mm、24mm至26mm。可选地是,偏心距离可在下列范围内:26mm至35mm、26mm至34mm、26mm至32mm、26mm至30mm、26mm至28mm。可选地是,偏心距离可在下列范围内:20mm至28mm、22mm至32mm、20mm至26mm或24mm至35mm。这些构造对于提供期望行程和最大化能力是有效的。另外,这种布置允许较低的操作破碎机速度,其对于减少噪声发出同时避免产生损伤力是进一步有利的。
特别地是,通过选择与破碎机进口尺寸成比例的摆幅大小,本发明可以与各种不同的破碎机尺寸一起使用。
优选地是,颚轴承的中心轴线相对于轴的中心轴线被偏心地安装。优选地是,每个颚轴承和框架轴承都包括环形构造。这种布置提供了可旋转轴在破碎机内的稳定安装,以与现有的飞轮和驱动机构兼容。另外,为了进一步稳定可移动颚的陀螺进动,颚轴承的内径大于框架轴承的内径。特别地是,颚轴承与框架轴承的直径差是轴偏离距离这个距离的至少两倍,使得相应的轴承直径的差在40至80mm、40至70mm、40至60mm、50至80mm、50至70mm、50至60mm的范围内。
可选地是,破碎机还可包括至少一个环形座,其被径向地定位在轴与每个颚轴承和/或框架轴承的中间。被径向地定位在轴承和轴之间的座或衬垫可以用于容纳或允许根据需要更换不同尺寸的轴承。中间座还可以稳定轴承并有助于减少振动力在颚安装组件内的传递。
优选地是,颚轴承的安装区域与轴一体形成。单件式轴有益于优化组件的强度,并最小化轴和/或轴承上产生的应力集中和疲劳。优选地是,轴承安装区域和轴的其余部分之间的接合部或交界部经由锥形或弯曲区域逐渐增大或减小。也就是说,在颚轴承安装区域处的偏心质量被构造为轴在径向向外方向上的逐渐伸展。同样地是,这种布置有益于减少轴上的应力集中。优选地是,安装区域处的轴的径向外表面与安装框架轴承的轴的外表面在径向上分离开在20mm至35mm的范围内的距离。
优选地是,该组件包括两个相应的颚轴承和框架轴承,被轴向地定位在颚轴承外的每个框架轴承都轴向地更靠近轴的每个相应端部。每一个颚轴承和框架轴承的双组都代表了稳定颚在轴(以及破碎机框架处的轴)处的偏心安装,同时最小化对破碎机整体重量的贡献之间的优化折中。可以认为中心轴线相对于相应的颚轴承和框架轴承安装区域的径向外表面居中。
根据本发明的第二方面,提供了一种颚式破碎机,包括:基本静止颚;以及可移动颚,该可移动颚经由本文所要求保护的安装组件或轴相对于静止颚以可移动方式安装。
可选地是,第一颚和第二颚的最上部边缘之间的分离距离在600至1000mm的范围内;第一颚和第二颚在与分离距离垂直的方向上的宽度在800至1200mm的范围内;并且颚轴承的偏离距离在20至28mm的范围内。可选地是,第一颚和第二颚的最上部边缘之间的分离距离在800至1200mm的范围内;第一颚和第二颚在与分离距离垂直的方向上的宽度在1000至1400mm的范围内;并且颚轴承的偏离距离在20至30mm的范围内。可选地是,第一颚和第二颚的最上部边缘之间的分离距离在1200至1600mm的范围内;第一颚和第二颚在与分离距离垂直的方向上的宽度在1400至2200mm的范围内;并且颚轴承的偏离距离在22至35mm的范围内。可选地是,根据具体实施例的颚式破碎机可包括:(600mm-1000mm)×(800mm-1200mm)的进料开口(直径×宽度);在180rpm-260rpm范围内的颚移动角速度;在110kW-250kW范围内输出功率的马达;以及在20mm-28mm范围内的轴承偏离距离。可选地是,根据具体实施例的颚式破碎机可包括:(1000mm-1300mm)×(1200mm-1500mm)的进料开口(直径×宽度);在150rpm-210rpm范围内的颚移动角速度;在200kW-400kW范围内输出功率的马达;以及在22mm-32mm范围内的轴承偏离距离。可选地是,根据具体实施例的颚式破碎机可包括:(1300mm-1700mm)×(1500mm-2200mm)的进料开口(直径×宽度);在140rpm-180rpm范围内的颚移动角速度;在300kW-800kW范围内输出功率的马达;以及在24mm-35mm范围内的轴承偏离距离。
可选地是,破碎机可包括马达,该马达致动可移动颚的摆动,其中马达包括在110至350kW的范围内的输出功率。这种构造对于在20至24mm和24至28mm的范围内的偏离距离是有利的。可选地是,破碎机可包括马达,该马达致动可移动颚的摆动,其中马达包括在160至800kW的范围内的输出功率。这种构造可以对于在24至28mm和28至35mm的范围内的偏离距离是优化的。
根据本发明的第三方面,提供了一种操作颚式破碎机的方法,该方法包括:经由至少一个框架轴承将可旋转轴安装在颚式破碎机的框架内,该轴具有相对于所述轴的中心纵轴线偏心的至少一个颚轴承安装区域;经由至少一个颚轴承在安装区域上安装第一破碎颚;其特征在于:通过轴的旋转使第一颚摆动,其中偏心安装的颚轴承的中心轴线与框架轴承的中心轴线偏离在20至35mm的范围内的距离。
利用20至35mm的偏心距离操作颚式破碎机的方法与如下可移动颚角速度兼容,该速度比具有相同的相应进口尺寸的常规破碎机低。特别地是,对于偏心距离20至35mm,可移动颚在操作期间的角速度可以在140至260的范围内,或者可选地是在160至240rpm的范围内。
根据本发明的第四方面,提供了一种安装轴,其形成用于颚式破碎机的破碎颚安装组件的一部分,该安装轴包括:可旋转轴,该轴用于安装第一破碎颚并且通过旋转引起颚相对于破碎机的第二颚进行摆动,该轴具有相对于轴的中心纵向轴线偏心的至少一个颚轴承安装区域;其特征在于:颚轴承安装区域的中心轴线与该轴的中心纵向轴线偏离在20mm至35mm范围内的距离。
附图说明
现在将仅通过示例并且参考附图描述本发明的具体实施例,其中:
图1是根据本发明的具体实施例的颚式破碎机的外部透视图,其中为了例示目的而移除了侧壁;
图2是根据本发明的具体实施例的穿过安装组件的部分横截面图,安装组件将可移动颚安装在破碎机内,其具有偏心轴和相应组的轴承安装部;
图3是穿过图2的轴承和轴安装组件的另外的横截面;
图4是还包括马达和驱动变速器的图1的破碎机的外部侧视立面图;
图5是图4的破碎机的平面图。
具体实施方式
参考图1,颚式破碎机100包括主框架102,在主框架102上安装有可移动颚105和基本固定颚104。可移动颚105被偏心地安装在可旋转轴107(在其相应端处由一对端盖109覆盖)处,并且被定位为与固定颚104分离并对置。固定颚104和可移动颚105相对于彼此的取向沿着它们相应的长度会聚,使得固定颚104和可移动颚105之间的分离距离在向下的长度方向上减小。破碎板113被以可拆卸方式附接到固定颚104,并且对应的破碎板114被以可拆卸方式附接到可移动颚105,对置的板113、114之间的区域代表破碎区103。主框架102包括两个对置的框架壁,这两个对置的框架壁支撑前框架端部并在固定颚104和可移动颚105的任一侧延伸,以进一步限定破碎区103。对置的固定颚104和可移动颚105被定向为相对于彼此倾斜并且在它们相应的上端110比它们的下端108进一步间隔开。因此,破碎区103从上部进料区111向下部排出区112会聚。
一对飞轮101被安装在轴107的每一端处,位于破碎区103外的框架侧壁的面向外部一侧。参考图4和图5,破碎机100还包括马达402,马达402经由一系列v形皮带401被以可驱动方式联接到飞轮101中的一个飞轮。
可移动颚105被构造用于随着飞轮101和轴107被马达402旋转而相对于固定颚104进行陀螺或偏心运动。颚105的这种运动为对置的板113和114之间的区103内的材料提供必要的破碎作用。多个以可拆卸方式安装的侧衬板106被附接至定位于破碎区103的每个宽度方向端部处的相应的侧壁400。可移动颚105由后框架端部115支撑,并且特别是由具有肘板116的机械致动的连杆支撑。板116被联接至颚下端108,并用于支撑和稳定颚105的摆动移动。
参考图1至3,颚105经由轴107被悬挂在破碎机100内,轴107延伸穿过设置在颚上端110处的圆柱形孔(由向内面向表面211限定)。轴107包括大致圆柱形的形状构造,这种构造具有在可移动颚105的每个相应侧210处从圆柱形孔轴向向外突出的第一端和第二端202。轴107还包括定位于轴向中央区段303的任一轴向侧的第一对安装区域203。每个安装区域203都相对于大致居中地延伸穿过轴107的纵向轴线300偏心。安装区域203包括基本上平行于轴线300的径向向外面向的安装表面204,每个安装表面204都相对于轴线300偏心。轴107还包括一对第二安装区域209,其被轴向定位在第一安装区域203的任一侧,第二安装区域209被定位成轴向更靠近轴端202。每个第二安装区域209处的径向向外面向表面206都同心,并且也基本上平行于轴线300对齐。由于相对于轴线300径向偏离移位的偏心质量,所以每个第一安装区域203处的轴107的直径都大于每个第二安装区域209处的直径。轴107的直径大致在轴向向外方向上从每个第二安装区域209朝向轴端202减小。
本发明的颚安装组件还包括一对颚轴承200,颚轴承200被径向地定位在颚105和轴107中间。特别地是,每个轴承200的径向外部区域都被定位成接触抵靠限定了在内部与颚105一起在侧面210之间延伸的圆柱形孔的内表面211。轴承200的对应径向内部区域被定位成接触抵靠轴表面204。另外,一对框架轴承201被径向定位在破碎机100的框架部分212和轴107的中间,并被构造用以大致在破碎机100处安装轴107。因此,轴107能够相对于框架部分212绕轴线300旋转,以便经由轴承200在区域203处的偏心安装来产生绕轴线300偏心地摆扬的颚105的对应陀螺进动。每个框架轴承201都经由中间环状座205而安装在每个相应的第二安装区域209处,中间环状座205具有大致渐缩的径向厚度,从而提供当在横截面中(在平行于轴线300的平面中)观察时的楔形构造。根据进一步实施例,颚轴承200和框架轴承201可被安装成直接或者间接地接触外部面向表面204、206(在每个相应的安装区域203、209处),且组件可选地还包括总的以附图标记205指示的类型的中间安装衬垫或座。
颚轴承200包括大致环形构造,其中内径由被定位成与安装区域表面204直接接触的径向向内面向的表面208限定。由于每个区域203处的偏心质量,所以颚轴承200的中心轴线302(以及还有安装区域表面204)相对于轴线300径向地移位,从而偏离预定的距离。另外,框架轴承201也包括具有径向向内面向表面207的大致环形构造,该径向向内面向表面207被定位成在第二安装区域209处接触抵靠外部面向表面206。如图2和3中所示,根据具体实施例,颚轴承200的内径(由环形内表面208限定)大于框架轴承201的对应内径(由内表面207限定)。
因而,在安装区域209相对于轴线300同心时,由框架轴承内表面207(和表面206)限定的中心轴线301相对于轴线300同心。同样地是,颚轴承轴线302相对于框架轴承轴线301偏心。为了实现期望的摆幅或行程,轴线302从轴线301偏离20mm至35mm的距离。这种构造对于通过增加在破碎期间破碎板114的摆幅来显著增加颚式破碎机100的能力是有利的。经由图1至图3的布置来安装颚105,其中,颚轴承200相对于框架轴承201以20mm至35mm偏心地安装,这优化了颚105的行程,并且特别是优化了在上端110和下端108之间的颚104、105的整体长度上的板113和114之间的分离距离(在水平平面内)的变化。应明白,肘板116的咬入角和倾斜角也可以在本发明的范围内进行调节,以进一步实现期望的能力和减小。
参考图5,本发明被优化,以关于不同的破碎机尺寸实现期望的能力和减小。破碎机尺寸可以参考在破碎区103的上部区域处的进口尺寸来表示,尤其包括侧衬板106之间和/或对置的侧壁400的内表面502之间的分离距离500。还可参考安装在相应的可移动颚105和固定颚104处的颚板114、113的上边缘503、504之间的分离距离501进一步限定进口尺寸。特别地是,发明人已经确定,为了经由轴线302相对于轴线301的增大的偏心距离实现显著高的能力同时维持期望大小的减小,必须考虑破碎机的其它部件和控制参数。在没有这样的进一步考虑的情况下,根据本发明的具有轴线302相对于轴线301的相对偏心距离的破碎机将受到增大的和破坏性的动态力。特别地是,为了利用颚105的更大摆幅以获得更高能力,马达402被构造成通常更大(相对于针对给定进口几何形状/尺寸的传统破碎机布置),以便为了所实现的破碎力适应更大功耗。从马达402到飞轮101的功率传递的提高幅度还可能要求高性能V形皮带401,并且选择马达402和飞轮101之间的期望传动装置(包括马达402的内部传动构造)。
利用颚轴承200相对于框架轴承201的偏心需要以较低的速度操作破碎机,以便实现关于在板114、113之间的压缩运动与由于重力而通过破碎区103落下的材料之间的平衡的优化能力。破碎机速度可以被定义为颚105绕轴线300旋转的角速度。发明人已经确定,优化破碎(关于能力和减小)涉及考虑破碎机进口尺寸、可移动颚105的角速度和马达402的功率。例如,轴线302相对于轴线301在朝向35mm的上限值处的偏心距离将需要可移动颚105的非常低的角速度,以避免增大的动态力。这继而将不利地影响减小,从而需要将额外的中间破碎单元安装在生产线内。因此,期望的是使能力最大化,同时实现期望的减小,以便视需要最小化串联的破碎机的数量。颚轴承(200)在20至35mm之间的偏心距离的当前范围代表了硬件的实际限制和操作参数内的平衡。
作为示例,可参考如下表1详述的针对不同的偏心距离范围(轴线302相对于轴线301)的偏心距离、进口尺寸、马达功率和破碎机操作的速度示出对不同尺寸的(根据本发明的)破碎机的优化。
表1示例破碎机构造:1“偏心距离”为轴线302和轴线301之间的分离距离;2“分离距离”为501;3“宽度”为501;4“功率”为马达402的输出功率;并且5“速度”为可移动颚105绕轴线300的角速度。
通常可以选择上述破碎机尺寸,以适应岩石的类型(和破碎它们所需的能量)以及通过进口区域引入的岩石块的尺寸。应明白,破碎板114、113的长度也将影响功耗和表1中详述的涉及破碎的功率范围,并且颚可以包括与宽度500垂直的长度,其与现有技术中发现的值相当(对于相应的进口尺寸)。
因此,本发明有利于实现提高的能力,同时将期望的减小水平维持在可接受的功耗范围和整体破碎机尺寸(关于总破碎机重量)内。本发明由于与常规破碎机相比以相对较低的速度操作破碎机100的能力而进一步有利于最小化来自破碎机100和周围结构的噪音传递。
Claims (15)
1.一种用于颚式破碎机(100)的破碎颚安装组件,所述组件包括:
可旋转轴(107),所述轴(107)用于安装第一破碎颚(105)并且通过旋转引起所述颚(105)相对于破碎机(100)的第二颚(104)进行摆动,所述轴(107)具有相对于所述轴(107)的中心纵向轴线(300)偏心的至少一个颚轴承安装区域(203);
至少一个颚轴承(200),所述颚轴承(200)被安装成绕所述轴(107)的所述安装区域(203)进行接触,所述颚轴承(200)被构造用以在所述轴(107)处提供所述第一颚(105)的中间安装部;
至少一个框架轴承(201),所述框架轴承(201)被安装成在所述颚轴承(200)的一侧绕所述轴(107)轴向地接触,以将所述轴(107)以可旋转方式安装在所述颚式破碎机(100)的框架(212)处;
其特征在于:
偏心安装的所述颚轴承(200)的中心轴线(302)与所述框架轴承(201)的中心轴线(301)偏离在20mm至35mm的范围内的距离。
2.根据权利要求1所述的组件,其中所述距离为20mm至28mm。
3.根据权利要求1所述的组件,其中所述距离为22mm至32mm。
4.根据权利要求1所述的组件,其中所述距离为20mm至26mm。
5.根据权利要求1所述的组件,其中所述距离为24mm至35mm。
6.根据任一前述权利要求所述的组件,其中所述颚轴承(200)的所述中心轴线(302)被相对于所述轴(107)的中心轴线(300)偏心地安装。
7.根据任一前述权利要求所述的组件,其中所述颚轴承(200)的内径大于所述框架轴承(201)的内径。
8.根据任一前述权利要求所述的组件,包括至少一个环形座(205),所述至少一个环形座(205)被径向地定位在所述轴(107)与每个所述颚轴承(200)和/或框架轴承(201)的中间。
9.一种颚式破碎机,包括:
基本静止颚(104);和
可移动颚(105),所述可移动颚(105)经由根据任一前述权利要求所述的安装组件相对于所述静止颚(104)以可移动方式安装。
10.根据权利要求9所述的颚式破碎机,其中:
所述第一颚(104)和第二颚(105)的最上部边缘(503、504)之间的分离距离(501)在600至1000mm的范围内;
所述第一颚(104)和第二颚(105)在与所述分离距离(501)垂直的方向上的宽度(500)在800至1200mm的范围内;并且
所述颚轴承(200)的偏离距离在20至28mm的范围内。
11.根据权利要求9所述的颚式破碎机,其中:
所述第一颚(104)和第二颚(105)的最上部边缘(503、504)之间的分离距离(501)在800至1200mm的范围内;
所述第一颚(104)和第二颚(105)在与所述分离距离(501)垂直的方向上的宽度(500)在1000至1400mm的范围内;并且
所述颚轴承(200)的偏离距离在20至30mm的范围内。
12.根据权利要求9所述的颚式破碎机,其中:
所述第一颚(104)和第二颚(105)的最上部边缘(503、504)之间的分离距离(501)在1200至1600mm的范围内;
所述第一颚(104)和第二颚(105)在与所述分离距离(501)垂直的方向上的宽度(500)在1400至2200mm的范围内;并且
所述颚轴承(200)的偏离距离在22至35mm的范围内。
13.根据权利要求10或11所述的破碎机,还包括马达(402),所述马达(402)用于致动所述可移动颚(105)的摆动,其中所述马达(402)包括在110至350kW的范围内的输出功率。
14.根据权利要求11或12所述的破碎机,还包括马达(402),所述马达(402)用于致动所述可移动颚(105)的摆动,其中所述马达(402)包括在160至800kW的范围内的输出功率。
15.一种操作颚式破碎机的方法,所述方法包括:
经由至少一个框架轴承(200)将可旋转轴(107)安装在颚式破碎机(100)的框架内,所述轴(107)具有相对于所述轴(107)的中心纵轴线(300)偏心的至少一个颚轴承(200)安装区域(203);
经由至少一个颚轴承(200)在所述安装区域处安装第一破碎颚(105);
其特征在于:
通过所述轴(107)的旋转使所述第一颚摆动,其中偏心安装的所述颚轴承(200)的中心轴线(300)与所述框架轴承(200)的中心轴线(300)偏离在20至35mm的范围内的距离。
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