CN108430641B - 用于惯性圆锥破碎机的驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种用于惯性圆锥破碎机的驱动机构，其包括传动装置(55)，用以使不平衡质量体(30)在所述破碎机内旋转并致使破碎机头(16)绕回转轴线以由所述破碎机头的轴线相对于所述回转轴线形成的倾斜角度旋转。扭矩反作用联接器(32)位于所述传动装置中，处于所述质量体和驱动输入部件(42)之间，并且能够弹性地移位和/或变形。具体地是，所述扭矩反作用联接器构造用以：i)将扭矩从所述驱动输入部件传递到所述质量体，并且ii)响应于由所述破碎机头的倾斜角度的变化引起的扭矩的变化而动态地弹性移位和/或变形，以消散传递到所述传动装置的扭矩的变化。

Description

用于惯性圆锥破碎机的驱动机构

技术领域

本发明涉及一种惯性圆锥破碎机，并且特别但非排它地涉及一种具有扭矩反作用联接器的、用于惯性圆锥破碎机的驱动机构，该扭矩反作用联接器构造用以阻止来自在破碎机内回转的不平衡质量体的扭矩的变化传递到为质量体提供旋转驱动的传动部件。

背景技术

惯性圆锥破碎机用于将诸如石头、矿石等的物料破碎成更小尺寸。物料在限定在安装在框架上的外破碎壳(通常称为凹形件)和安装在破碎头上的内破碎壳(通常称为壳罩)之间的破碎腔内进行破碎。破碎头通常安装在主轴上，主轴通过线性轴衬(linearbushing)将不平衡配重安装在相反的轴向端上。不平衡配重(本文中称为不平衡质量体)被支承在圆柱形套筒上，该套筒通过允许不平衡配重绕主轴旋转的中间轴衬而装配在主轴的下侧轴向端上。圆柱形套筒通过传动装置连接到皮带轮上，皮带轮则可驱动地连接到马达上，马达可操作用来使皮带轮旋转并且因此使圆柱形套筒旋转。这种旋转导致不平衡配重绕主轴的中心轴线旋转，从而导致主轴、破碎头和内破碎壳回转，并破碎馈送至破碎腔的物料。EP1839753；US 7,954,735；US 8,800,904；EP 2535111；EP 2535112；US 2011/0155834中描述了示例惯性圆锥破碎机。

然而，传统的惯性破碎机虽然可能提供优于偏心回转式破碎机的性能优势，但由于由不平衡配重绕破碎机的中心轴线旋转引起的高动态性能和复杂的传力机构，所以其易于受到加速磨损和意外故障。具体地是，产生不平衡配重的陀螺精度的驱动机构暴露于过大的动态力，并且因此部件部分容易磨损和疲劳。因此，现有的惯性圆锥破碎机可以被认为是高维护设备，这在这种破碎机位于延长的物料加工管线内的情况下是特定缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种惯性圆锥破碎机，并且特别是用于惯性圆锥破碎机的驱动机构，其构造用以将旋转驱动施加到不平衡配重上，同时构造用以消散由在破碎机内回转的不平衡配重引起的相对较大的动态扭矩，并防止这种扭矩传递到传动装置。另一具体目的是通常防止或最小化传动装置和/或破碎机的部件部分的加速磨损、损坏和故障。

通过传动装置布置或机构实现了这些目的并解决了上述问题，该传动装置布置或机构部分地将旋转的不平衡配重且特别地是在破碎机的操作期间产生的相关联的动态力(主要是扭矩)与负责引起不平衡质量体的旋转的上游的传动装置的部件的至少一些部件或部件部分隔离开来。具体地是，本传动装置包括定位于驱动输入部件(其形成破碎机处的传动装置的一部分)与不平衡配重中间的扭矩反作用联接器。扭矩反作用联接器构造用以接收由不平衡配重在其绕回转轴线旋转时产生的在传动装置处的扭矩(在此称为“反作用扭矩”)的变化，并且抑制、衰减、消散或扩散该反作用扭矩并阻止或防止直接传递到至少传动部件的区域中。

扭转反作用联接器及其相对定位有利于将质量体以“浮动”的布置支承在破碎机内，并且允许和适应破碎头(和因此主轴)绕回转轴线的非圆形轨道运动，该非圆形轨道运动又导致不平衡配重偏离其理想的圆形旋转路径。因此，传动部件与由不平衡配重的角速度的非期望变化和/或主轴和不平衡配重的质心与回转轴线的径向间距的变化所引起的扭矩分隔开来。因此，根据本布置，传动装置与由摆动的质量体的非理想的、动态的且不受控制的运动引起的过大的且非期望的扭矩隔离开来。扭矩反作用联接器构造用以接收、存储和消散从旋转的质量体的运动接收到的能量，并且当反作用联接器在传动路径内的位置上弹性移位和/或变形时，其部分地将该扭矩中的至少一些返回到质量体。这样的布置有利于减小和抵消大的过大扭矩，以便于维持不平衡质量块的绕回转轴线的期望的圆形旋转路径和角速度。

本发明的传动布置因此提供与不平衡配重的柔性或非刚性连接，以允许不平衡配重相对于至少部分的上游的传动装置的至少部分独立运动(或运动自由度)，使得传动装置具有适应扭矩变化的运动自由度。具体地是，不平衡配重的质心自由偏离预定的(或理想的)圆形陀螺进动和/或角速度，而不会损害传动装置和破碎机内的其它部件的完整性。本装置及破碎机的操作方法有利于防止破碎机部件部分且具体地是与传动装置相关联的那些部分损坏和过早故障。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于惯性圆锥破碎机的驱动机构，该驱动机构包括位于破碎机处的驱动输入部件，该驱动输入部件形成传动装置的一部分，以使不平衡质量体在破碎机内旋转并且使破碎机头绕回转轴线旋转；扭矩反作用联接器，该扭矩反作用联接器定位于传动装置中，处于质量体和驱动输入部件之间，并且是可弹性移位和/或可弹性变形的，该扭矩反作用联接器构造用以：i)将扭矩从驱动输入部件传递到质量体，并且ii)响应于由破碎机头绕回转轴线的旋转运动的变化和/或破碎机头的旋转速度的变化引起的扭矩的变化而动态地弹性移位和/或变形，以消散破碎机处的扭矩的变化。

可选地是，破碎机头可以以由破碎机头的轴线相对于回转轴线形成的倾斜角度对齐和旋转。破碎机头可以适合于根据理想的圆形运动绕回转轴线旋转。扭矩反作用联接器构造用以排它性地偏转和/或耗散在传动装置、驱动输入部件或质量体内的与不平衡配重的摆动运动(由于破碎机头(以及因此质量体和可选的主轴)相对于理想的圆形路径的偏离)相关联的机械载荷扭矩。即，扭矩反作用联接器被定位和/或构造用以排它性地响应于扭矩变化并且不受其它横向载荷的影响，其它横向载荷具体地包括传动装置内的拉伸力、压缩力、剪切力和摩擦力。

在本说明书中，“驱动输入部件”的提及涵盖皮带轮、驱动轴、扭力杆、轴承座圈、轴承壳体、传动联接器或传动部件，该传动部件包括定位于驱动皮带(诸如V形皮带)下游(在传动路径中)的传动装置内的部件、马达驱动轴、马达或其它动力源单元、定位于破碎机上游的部件或布置。该术语不包括安装在用于向破碎机输入驱动的破碎机的驱动输入皮带轮上游的马达、皮带驱动和其它传动部件。本文中，驱动输入部件的提及涵盖形成破碎机的一部分并且集成在破碎机处的部件。可选地是，柔性联接器可以安装在向破碎头提供旋转驱动的马达的驱动轴处。可选地是，柔性联接器可以实施为构造用以将驱动从马达传递到破碎头的驱动皮带轮的部件部分。

在本说明书中，扭矩反作用联接器“可弹性移位和/或可弹性变形”的提及涵盖扭矩反作用联接器构造用以当以预定的扭矩大小将驱动扭矩传递到质量体时，相对于传动装置内的其它部件移动和/或相对于扭矩反作用联接器的‘正常’操作位置移位，而不会影响或改变由破碎机头的倾斜角度的变化所产生的扭矩。该术语涵盖扭矩反作用联接器包括足够的刚度，以将驱动扭矩传递到至少部分的质量体，同时通过响应于在传动装置、质量体或驱动输入部件处的扭矩的变化而移动/变形来充分地响应。术语“动态移位”涵盖：响应于主轴相对于圆形的轨道路径的偏离，扭矩反作用联接器的旋转移动和平移偏移。

优选地是，扭矩反作用联接器被机械地附接、锚固或以其它方式链接到传动装置，以及具体地是与施加到破碎机头的旋转驱动相关联的其它部件，并且其包括构造用以绕轴线旋转或扭转以吸收扭矩的变化的至少一部分或区域。

优选地是，扭矩反作用联接器的至少相应的第一和第二附接端或区域被机械地固定或联接到传动装置内的部件，使得扭矩反作用联接器的至少另一部分或区域(位置上位于第一和第二附接端或区域中间)构造成相对于(并且独立于)静止的第一和第二附接端或区域旋转或扭转。

术语“破碎机头的旋转运动的变化”涵盖破碎机头相对于绕回转轴线的期望的圆形轨道路径的偏离。在破碎机头以倾斜角度倾斜的情况下，破碎机头的旋转运动的变化可以包括倾斜角度的变化。可选地是，破碎机头可以平行于破碎机的纵向轴线对齐，使得与圆形轨道路径的偏离是平移移位。本文中，“破碎机头的旋转速度的变化”的提及涵盖破碎机头以及因此质量体的角速度的突然变化，质量体的角速度的突然变化又导致通过传动装置传递并且显现为扭矩的系统内的惯性变化。

优选地是，至少扭矩传递联接器的区域锚固到包括驱动输入部件和质量体的部分的传动装置。

因此，扭矩传递联接器与传动装置、驱动输入部件或质量体的连接的区域可以被视为是静止的或刚性的，以传递扭矩。优选地是，扭矩反作用联接器包括安装附接件，以将该联接器安装在质量体、驱动输入部件处或在质量体与驱动输入部件之间的传动路径内的适当位置上。附接件可以包括诸如螺栓、销钉或夹子的机械附接部件，或者可以包括相应的邻接面，该邻接面压靠在包括至少部分的质量体或驱动输入部件的传动装置的对应部件上。

可选地是，扭矩反作用联接器位于破碎机框架内。

可选地是，扭矩反作用联接器位于破碎机的正下方。

可选地是，扭矩反作用联接器对齐，以当破碎机不可操作或不可移动时被定位在延伸穿过破碎机头和/或主轴的纵向轴线上。可选地是，该扭矩反作用联接器位于当不平衡配重在破碎机内旋转时由不平衡配重限定出来的轨道路径的周界内。可选地是，扭矩反作用联接器定位成集成或结合在不平衡配重或驱动输入部件内。

破碎机头构造成支承壳罩，其中质量体设置在破碎机头处或连接到破碎机头。可选地是，质量体经由主轴与破碎机头连接，或者质量体集成在破碎机头处或安装在破碎机头内。可选地是，质量体可以与破碎机头直接相连接或与破碎机头集成在一起，使得破碎机不包括主轴。优选地是，破碎机头包括圆锥形或穹顶形轮廓。可选地是，不平衡配重被容纳在破碎机头的主体内，以保持圆锥形轮廓。

优选地是，传动装置包括至少一个另外的传动部件，其联接到质量体和驱动输入部件，以形成传动装置的一部分。可选地是，该另外的传动部件可以包括将不平衡重量连接到诸如马达的动力单元的扭力杆、驱动轴、皮带轮、轴承组件、轴承座圈、扭力杆安装插座或轴衬。

可选地是，扭矩反作用联接器相对于驱动输入部件和/或所述另外的传动部件可弹性变形。即，扭矩反作用联接器包括构造用以在联接器内部内部移动的结构或部件部分，并且/或者，整个扭矩反作用联接器构造成相对于回转轴线和/或传动装置内的其它部件诸如驱动输入部件或质量体移动。可选地是，扭矩反作用联接器包括由多个部件部分形成的模块化组件构造，其中，所述部件部分的选择构造成在所述扭矩反作用联接器的变形期间相对于彼此移动。

可选地是，扭矩反作用联接器包括弹簧。可选地是，弹簧是螺旋弹簧或卷簧。可选地是，弹簧包括下列中的任何一个或其组合：扭力弹簧、螺旋弹簧、卷簧、气弹簧、扭力碟形弹簧(torsion disc spring)或压缩弹簧。可选地是，弹簧包括任何横截面形状轮廓，其包括例如矩形、方形、圆形、椭圆形等。可选地是，弹簧可以由卷绕成圆形螺旋的伸长金属条形成。

可选地是，扭矩反作用联接器包括扭力杆，该扭力杆构造用以响应于所述杆的每个相应端部处的扭矩的差异而绕其中心轴线扭转。

可选地是，扭矩反作用联接器包括可选地在传动装置内串联和/或并联地安装在破碎机处的多个力反作用部件，诸如不同类型或构型的弹簧以及扭力杆。

可选地是，弹簧包括在100Nm/度到1500Nm/度范围内的刚度和取决于破碎机马达的功率和不平衡配重的质量而小于刚度的10％、5％、3％、1％、0.5％或0.1％的阻尼系数(以Nm.s/度计)。这种布置有利于使弹簧能够传递驱动扭矩，同时柔性足以响应于反作用扭矩而变形。特别地是，柔性联接器可以构造成在其连接端部(连接到不平衡质量体、驱动输入部件和/或中间驱动联接部件)之间扭转+/-45°范围内的角度。因此，柔性联接器构造成在两个方向上内部(相对于其连接端部)扭转高达70°、80°、90°、100°、110°、120°、130°或140°的角度。

这样的扭转范围不包括由于当破碎机操作并且柔性联接器受到驱动扭矩作用时加载的扭矩而引起的初始偏转。这种初始扭矩预加载可能涉及10°至50°、10°至40°、10°至30°、10°至25°、15°至20°或20°至30°的联接器偏转。有利地是，弹性联接器能够进一步偏转超过最初的扭矩预加载，以能够从初始偏转(例如15°至20°)“卷绕”或“解绕”。可选地是，扭矩响应联接器包括最大偏转，其可以表示为在两个方向上高达90°的扭转。可选地是，该联接器可以构造成响应于当破碎机启动时、可选地是在破碎操作前或破碎操作过程中通过该联接器传递的‘正常’加载扭矩而偏转最大偏转的5％至50％、5％至40％、5％至30％、5％至20％、5％至10％、10％至40％、20％至40％、30％至40％、20％至40％、20％至30％、10％至50％、10％至30％或10％至20％。

可选地是，扭矩反作用联接器包括第一部分和第二部分，使得扭矩反作用联接器在驱动输入部件与质量体之间的锚固位置中可弹性移位和/或可弹性变形，该第一部分锚固到质量体或锚固到联接到质量体的部件，该第二部分锚固到驱动输入部件或锚固到形成传动装置的一部分并联接到驱动输入部件的联接器。第一部分和第二部分可以包括弹簧和/或用以将传动装置的部件部分固定为整体组件的安装附接部件(诸如螺栓和铆钉、销钉或其它联接附件)的相应端部。

扭矩反作用联接器有利于构造成被安装在传动装置中或者在质量体或驱动输入端处，用以存储扭矩的变化并相对于下列中的任何一个移位和/或变形：驱动输入部件、部分的质量体、破碎机框架、回转轴线、破碎机的中心轴线或反作用联接器的相应安装部分，该相应安装部分将联接器连接至传动装置、质量体或驱动输入部件，以消散破碎机内以及具体地是传动装置的区域内的扭矩的变化。优选地是，扭矩反作用联接器构造成响应于扭矩的变化而移位和/或变形，该扭矩的变化是由于破碎机头绕回转轴线偏离大致圆形运动而引起的。质量体的相对于圆形轨道路径的偏离可能因此产生于破碎机头与倾斜角度的偏离，这又可能产生于破碎区(处在凹形件和壳罩之间)内的物料的类型、流量或体积的变化和/或壳罩和凹形件的形状的变化并且具体地是壳罩和凹形件的缺陷或磨损。

根据本发明的第二方面，提供了一种惯性破碎机，其包括：支承外破碎壳的框架；破碎机头，其相对于框架可移动的安装，以支承内破碎壳，以限定外破碎壳和内破碎壳之间的破碎区；以及根据本文权利要求书所述的驱动机构。

根据本发明的第三方面，提供了一种操作惯性破碎机的方法，包括：将扭矩输入到形成传动装置的一部分的、在破碎机处的驱动输入部件；将驱动从驱动输入部件传递到不平衡质量体，以致使破碎机头绕回转轴线以由破碎机头的轴线相对于回转轴线形成的倾斜角度旋转；经由可弹性移位和/或可弹性变形的扭矩反作用联接器将在驱动输入部件和质量体之间的传动装置分隔开来，该扭矩反作用联接器构造用以允许扭矩从驱动输入部件传递到质量体；经由扭矩反作用联接器的移位和/或变形，阻止由破碎机头绕回转轴线的旋转运动的变化和/或破碎机头的旋转速度的变化引起的扭矩的变化传递到至少部分的传动装置。

本扭矩反作用联接器有利于动态地响应由质量体的旋转路径的变化和/或角速度的变化引起的倾斜角的变化，这又引起传动装置内的扭矩的变化。因此，本扭矩反作用联接器提供了柔性联动装置(linkage)，以适应由质量体旋转产生的非期望的和不可预测的扭力。

附图说明

现将仅以示例的方式并参照附图描述本发明的具体实施方式，在附图中：

图1是根据本发明的一个具体实施方式的惯性圆锥破碎机的横截面视图；

图2是图1的惯性破碎机内的所选择的移动部件的示意性侧视图，所选择的移动部件具体地包括破碎头、不平衡配重和传动装置；

图3是根据本发明的另一具体实施方式的惯性圆锥破碎机的横截面视图；

图4是根据本发明的另一具体实施方式的惯性圆锥破碎机的横截面视图；

图5是扭力杆的示意图，该扭力杆形成图4的惯性圆锥破碎机的传动装置的一部分；

图6是根据本发明的另一具体实施方式的惯性圆锥破碎机的横截面视图；

图7是通过根据本发明的具体实施方式的惯性圆锥破碎机的驱动皮带轮部件的透视横截面视图；

图8是绕根据本发明的另一具体实施方式的惯性圆锥破碎机的不平衡配重安装的扭矩反作用联接器的示意性透视图；

图9是根据本发明的另一具体实施方式的惯性圆锥破碎机的选定部件的示意图，包括破碎机头、不平衡配重和传动部件；

图10是形成惯性圆锥破碎机内的传动装置的一部分的扭矩反作用联接器的另一具体实施方式；

图11是图10的扭矩反作用联接器的碟形弹簧部分的放大透视图；

图12是穿过根据本发明的具体实施方式的惯性圆锥破碎机的局部横截面图，其中图10和11的扭矩反作用联接器安装在适当位置上，作为不平衡配重的一部分；

图13是惯性圆锥破碎机内的扭矩反作用联接器的另一实施例的示意性透视图，该扭矩反作用联接器形成传动装置的一部分；

图14是图13的扭矩反作用联接器的示意图，其安装在破碎头和驱动输入部件之间的传动装置内的适当位置上；

图15是扭矩反作用联接器的另一实施方式的示意图，其定位在传动装置中，处于不平衡配重与驱动部件之间；

图16是图15的扭矩反作用联接器的另一放大透视图；

图17A是扭矩反作用联接器的另一具体实施方式的分解图；

图17B是图17A的扭矩反作用联接器的具体实施方式的组装图；以及

图18是扭矩反作用联接器的另一具体实施方式，其安装在惯性圆锥破碎机内的所选择的传动部件之间的适当位置上。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的惯性圆锥破碎机1。惯性圆锥破碎机1包括破碎机框架2，破碎机1的各零部件安装在该破碎机框架2中。框架2包括上框架部分4和下框架部分6。上框架部分4具有碗的形状并设有外螺纹8，该外螺纹8与下框架部分6的内螺纹10协作配合。上部框架部分4在其内侧支承凹形件(concave)12，该凹形件12为磨损零件并通常由锰钢形成。

下框架部分6支承总的用附图标记14表示的内破碎壳布置。内壳布置14包括破碎头16，破碎头16具有大致圆锥形的轮廓并且支承壳罩(mantle)18，该壳罩18同样为磨损零件且通常由锰钢形成。破碎头16被支承在部分球形的轴承20上，该轴承20又被支承在下框架部分6的内圆柱形部分22上。在凹形件12和壳罩18之间形成破碎腔48，待破碎的物料从料斗46供应到破碎腔48。破碎腔48的卸料口以及由此破碎能力可以通过借助于螺纹8、10转动上框架部分4以调整凹形件12和壳罩18之间的竖直距离来调整。破碎机1被悬置在缓冲垫45上，以衰减在破碎动作期间发生的振动。

破碎头16安装在主轴24的上端处或朝向主轴24的上端安装。主轴24的相反下端由轴衬26包围，轴衬26具有圆柱套筒形式。轴衬26设有内圆柱轴承28，使得轴衬26能够相对于破碎头的轴24绕延伸穿过破碎头16和主轴24的轴线S旋转。

不平衡配重30偏心地安装在轴衬26(的一侧)上。在其下端，轴衬26连接到总的用附图标记55表示的传动机构的上端。传动装置55包括呈螺旋弹簧形式的扭矩反作用联接器32，扭矩反作用联接器32具有第一上端33和第二下端34。第一端33连接到轴衬26的最下端，而第二端34安装成与经由轴承壳体35可旋转地安装在框架6处的驱动轴36联接布置。扭力杆37经由其第一上端39可驱动地联接到驱动轴36的下端。扭力杆37的相应第二下端38安装在驱动皮带轮42上。上平衡配重23安装到驱动联接器36的轴向上侧区域，并且下平衡配重25类似地安装在驱动联接器36的轴向下侧区域。根据具体的实施方式，扭矩反作用联接器32、驱动轴36、轴承壳体35、扭力杆37和皮带轮42彼此同轴地对齐，以使主轴24和破碎头16以轴线S为中心。驱动皮带轮42安装绕相应的马达皮带轮43延伸的多条驱动V形皮带41。皮带轮43由合适的电动马达44驱动，该电动马达44经由控制单元47控制，该控制单元47构造用以控制破碎机1的操作并连接到马达44，用于控制马达44的RPM(以及因此其功率)。用于驱动马达44的变频器可以连接在电力供应线和马达44之间。

根据具体实施方式，驱动机构55包括在扭矩反作用联接器32的相应安装端部33和34的区域以及扭力杆37的相应端部39、38处的四个CV接头。因此，通过马达44的皮带轮42的旋转驱动经由与皮带轮42联接的传动部件32、36、37而被平移到轴衬26，最终被平移到不平衡配重30，皮带轮42可以被视为破碎机1的驱动输入部件。当破碎机1静止时，皮带轮42以大致竖直延伸的破碎机1的中心轴线C为中心，该中心轴线C与主轴和破碎头的轴线S同轴对齐。

当破碎机1操作时，传动部件32、36、37和42由马达44旋转，以引起轴衬26的旋转。因此，响应于不平衡配重30所暴露于的离心力，轴衬26沿不平衡配重30的方向径向向外摆动，从而使不平衡配重30离开破碎机的竖直参考轴线C移位。由于在传动装置55的各个区域处的CV接头的柔性，因此实现了不平衡配重30和轴衬26(不平衡配重30附接至该轴衬)的这种移位。此外，由于套筒形轴衬26构造成经由圆柱轴承28在主轴24上沿轴向滑动，因此适应了配重30的所期望的径向移位。不平衡配重30的组合的旋转和摆动导致主轴24的倾斜，并且引起破碎头和主轴的轴线S绕竖直参考轴线C回转，如图2中所示的那样，使得破碎腔48内的物料在凹形件12和壳罩18之间被破碎。因此，在正常操作条件下，破碎头16和主轴24将绕着回转的回转轴线G与竖直参考轴线C重合。

图2示出了在破碎机1的正常操作期间主轴24和破碎头16的中心轴线S绕回转轴线G的回转运动。为了清楚起见，仅示意性地示出了旋转部分。当驱动轴36使扭矩反作用联接器32和不平衡轴衬26旋转时，不平衡配重30沿径向向外摆动，由此使破碎头16和主轴24的中心轴线S相对于竖直参考轴线C倾斜一个倾角i。当倾斜的中心轴线S由驱动轴36旋转时，其将遵循绕回转轴线G的回转运动，由此中心轴线S用作母线，该母线产生在顶点13处汇合的两个圆锥。由破碎头16的中心轴线S和回转轴线G在顶点13处形成的倾斜角度α的变化将取决于不平衡配重30的质量、不平衡配重30旋转的RPM、待破碎的物料的类型和量、DO设置以及凹形件18和壳罩12的形状轮廓。例如，驱动轴36旋转得越快，则不平衡配重30将会使破碎头16和主轴24的中心轴线S倾斜得越多。在图2中所示的正常操作条件下，破碎头16相对于竖直轴线C的瞬时倾角与回转运动的顶点倾斜角度α一致。具体地是，当传动部件33、36、37和42旋转时，不平衡配重30旋转，使得破碎头16抵靠破碎腔48内的待破碎的物料回转。当破碎头16抵靠在与凹形件12的周界相距一段距离处的物料滚动时，破碎头16绕着旋转的破碎头16的中心轴线S将遵循绕回转轴线G的圆形路径。在正常操作条件下，回转轴线G与竖直参考轴线C重合。在一整转过程中，破碎头16的中心轴线S以均匀的速度并且与竖直参考轴线C相距一段静态距离地经过0-360°。

然而，由于包括例如破碎腔室48内的物料的类型、体积和不均匀输送速度的许多因素，因此破碎头16绕轴线C的期望的圆形陀螺进动被定期打断。此外，凹形件12和壳罩18的不对称形状变化起到使轴线S(以及因此破碎头16和不平衡配重30)偏离预期倾斜角度i的作用。主轴相对于轴线G的预期旋转路径的突然变化和/或不平衡配重30的角速度(本文中称为速度)的突然变化表现为传递到传动部件32、36、37和42中的显著过大的动态扭矩变化。这种动态扭矩会导致传动装置55乃至破碎机1的其它部件的加速磨损、疲劳和故障。

根据具体实施例，扭矩反作用联接器32起到类似于弹性弹簧的作用，该弹性弹簧构造成响应于接收到由不平衡配重30的非期望和不受控的运动和速度引起的动态扭矩而弹性变形。具体地是，当扭矩从轴承座圈(安装在轴衬26的轴向下端31处)传递到弹簧上端33并且随后传递到弹簧下端34时，弹簧32适于经由径向和轴向膨胀和收缩进行自身调节。因此，由不平衡配重30的过大运动产生的反作用扭矩通过联接器32消散掉，并被阻止乃至防止传递到其余的传动部件36、37和42。扭矩反作用部件32构造用以接收、存储扭矩，并且至少部分地将扭矩返回至轴衬26和不平衡配重30。因此，不平衡配重30经由联接器32相对于其余的传动部件36、37和42悬置在“浮动”布置下。即，相对于部件36、37和42的相应的旋转驱动，除了配重30的角速度的变化之外，联接器32还能够使配重30的倾斜角度i发生预定量的变化。

图3示出了另一个实施例，其中传动装置55包括轴向上侧扭力杆50，轴向上侧扭力杆50在其上端51处连接至轴衬26并且在其下端52处连接至驱动轴36。呈弹簧形式的扭矩反作用联接器32有效地安装，用以替代图1的下侧扭力杆，并且在轴向上安装在驱动轴36的下端和驱动皮带轮42之间的适当位置上。因此，来自马达44的驱动扭矩经由驱动皮带轮42、扭矩反作用联接器32、驱动轴36、上侧扭力杆50、轴衬26传递到破碎机，最终传递到不平衡配重30。如参照图1详细描述的那样，扭矩反作用联接器32(位于传动装置的下侧区域)构造成通过弹性变形而移动，以消散由不平衡块30产生的反作用扭矩。

图4示出根据图1的实施例的变型的另一实施例。总的用附图标记53表示的扭力杆表示扭矩反作用联接器32。扭力杆53沿轴向定位在轴衬26和驱动轴36之间。具体地是，扭力杆53的第一轴向上端经由刚性安装件15安装到轴衬26上。杆53的轴向下端类似的经由刚性安装件49安装到驱动轴36。扭力杆53包括多根同心安装的管，每根管均构造成响应于由不平衡块30产生的反作用扭矩绕杆53的轴线扭转。杆53包括第一径向外部管54、位于中心的径向最内的杆或管59，和位于最内部件59和外部部件54之间的中间管58。相应的部件54、59和58经由第一轴向上组件安装件56和第二轴向下组件安装件57而在它们各自的轴向端部处联接在一起。

因此，扭力部件54、59、58中的每一个部件均在其各自的端部处彼此串联连接，以将来自驱动轴36的驱动扭矩传递至轴衬26，并将来自不平衡配重30的反作用扭矩传递至驱动轴36。当传递驱动时，力传递路径从驱动轴36延伸到径向最内的杆或管59中，延伸到中间管58中，然后延伸到径向外部管54中，接着经由安装件15延伸到轴衬26。图5示意性地示出了扭力杆53的构型，扭力杆53构造成在轴向端部安装部56、57之间扭转，使得扭力杆53的轴向结构采用总的用附图标记60表示的螺旋扭转轮廓。

图6示出了图4和图5的实施例的变型，其包括容纳在伸长孔62内的、总的用附图标记53表示的对应的模块化扭力杆，伸长孔62在主轴24内沿轴向延伸。孔62在接纳上侧扭力杆50的轴向上端的轴承座圈86(安装在轴端31处)与主轴24的轴向区域之间延伸，破碎头16绕主轴24安装。类似图4和5的实施例，扭力杆53包括外部管63和相应的同轴内管64，其中两根管63、64均经由其各自的上端和下端通过安装件61和65连接。安装件66将外部管63连接到不平衡配重30，而下安装件65将内管64连接到轴承座圈86。因此，驱动扭矩和反向的反作用扭矩都沿每根管63、64的轴向长度被传递通过扭力杆53，其中每根管都构造成弹性扭转，如图5中所示的那样。因此，扭力杆53包括足以传递驱动扭矩的刚度，同时包括扭转柔性，以接收反作用扭矩并且在孔62内变形。

参照图7描述了扭矩反作用联接器的另一实施例，图7中，图1的驱动皮带轮42修改成包括可弹性变形的部件32。具体地是，皮带轮42包括径向最外的带槽座圈69，V形皮带41绕该带槽座圈69延伸。径向内侧座圈67限定插座68，以接纳下侧扭力杆37的下端38。包括轴承70和轴承滚道71的内轴承组件在径向上安装在内侧座圈67外，并且经由上安装盘73和下安装盘74固定就位。总的用附图标记81表示的适配器轴包括径向向外延伸的轴向上侧杯状部分84，其不可移动地附接到内侧座圈67的下侧区域83。适配器轴81还包括设置在轴81的最下端处的径向向外延伸的凸缘85。包括轴承88和轴承滚道87的外轴承组件沿径向定位在带槽径向外侧座圈69与轴承壳体72之间，轴承壳体72沿径向定位在两个轴承组件87、88和70、71之间。因此，外侧带槽座圈69能够经由相应的轴承组件70、71和87、88相对于内侧座圈67独立旋转。

柔性扭转联接器32经由适配器轴81定位在传动路径中，处于带槽皮带轮座圈69和内侧座圈67之间。根据具体实施方式，联接器32包括由可变形弹性体环和一组中间金属碟形弹簧形成的模块化组件。具体地是，第一环形上弹性体环78在其最下面的环形面处安装碟形弹簧79的第一半部。类似地是，相应的第二环形下弹性体环77在其上环形面处安装碟形弹簧80的第二半部，以形成轴向堆叠的组件，在该组件中，金属碟形弹簧79、80将相应的上弹性体环78和下弹性体环77分开。第一上环形金属凸缘76安装在上弹性体环78的上环形面处，并且相应的第二下金属凸缘89附接到下弹性体环77的相应的轴向下表面。上凸缘76在其径向外周界处附接到由弹性体材料形成的第一上适配器凸缘75。凸缘75在其径向外周界处固定到带槽皮带座圈69的下环形面。因此，适配器凸缘75和联接凸缘76提供带槽V形皮带座圈69与柔性联接器32之间的机械联接的一半。类似地是，也由弹性体材料形成的第二下适配器凸缘82在径向外区域处安装到下联接凸缘89，并且在径向内区域处安装到适配器轴凸缘85。因此，适配器凸缘82提供了柔性联接器32与内侧座圈67之间(经由适配器轴81)的机械连接的第二半。弹性体部件75、78、77、82中的每一个均构造成响应于由驱动扭矩引起的在第一旋转方向上的扭力载荷和由反作用扭矩引起的在相反的旋转方向上的扭力载荷而弹性变形。下适配器凸缘82具体地构造成在扭转上相对于部件77、78、75物理且机械地更硬，但将能轴向变形，以提供轴向自由度，并且允许部件78、77响应于扭矩载荷而挠曲。

柔性联接器32在皮带轮42处经由一组可释放的连接而能够可拆卸地互换。具体地是，上联接凸缘76经由附接件97(例如螺栓)以可释放方式安装到适配器凸缘75，并且下联接凸缘89经由相应的附接件(未示出)以可释放方式附接到适配器凸缘82。此外，下适配器凸缘82经由可释放的附接螺栓98以可释放方式附接到适配器轴凸缘85。根据另外的实施例，适配器轴端部部分84可拆卸地附接到座圈下端区域83，以允许不同构型的轴81互换。

在皮带轮42处的安装位置中，除金属碟形弹簧79、80之外，弹性体部件78、77、75、82还构造成响应于驱动扭矩和反作用扭矩，经由扭转及轴向和径向的压缩和膨胀而在径向上和轴向上变形。与图1至图6的实施例相同，联接器32因此构造用以消散由倾斜角度α的变化和不平衡配重30的非圆形轨道运动所产生的非期望的反作用扭矩。具体地是，联接器32具体地构造用以吸收这些扭矩，并且阻止向前传递到传动部件，在这个示例中，即为径向外部带槽V形皮带座圈69。

参照图8描述呈卷簧或时钟发条的形式(总的用附图标记90表示)的柔性弹性扭矩传递联接器的另一实施方式。根据具体实施方式，弹簧90包括矩形横截面形状轮廓，并且由卷绕成具有第一端部91和第二端部92的圆形螺旋的伸长金属条形成，其中每个端部91、92在周向方向上彼此叠置。如可以理解的，卷簧90可以包括一个单一的圆形圈，或者可以包括各延伸通过360°的多个螺旋圈。弹簧90在上侧扭力杆50的轴向上端51的区域处沿径向定位于不平衡配重30的外侧。具体地是，弹簧第一端部91经由刚性连接94固定到不平衡配重30的区域，并且弹簧第二端部92经由刚性连接93固定到扭力杆50。因此，弹簧90定位在传动路径中，处于不平衡配重30与上侧扭力杆50之间。这样，弹簧90构造成响应于来自驱动皮带轮的驱动扭矩和由不平衡配重30的运动产生的反作用扭矩二者而动态地卷绕和解绕。

参照图9，以在轴向上安装在上侧扭力杆50和下侧扭力杆37之间的螺旋弹簧32的形式描述柔性扭矩响应联接器32的另一实施例。具体地是，弹簧32的第一轴向上端137刚性地安装至第一CV轴衬95，第一CV轴衬95安装并在旋转上支承上侧扭力杆50的轴向下端52。弹簧32的相应的第二下轴向端114刚性地附接到第二CV轴衬96，第二CV轴衬96安装并在旋转上支承下侧扭力杆37的轴向上端39。上侧扭力杆50的相应上端51附接到轴衬26，如参照图3所述的那样，并且下侧扭力杆37的轴向下端38安装到皮带轮42，如参照图1所述的那样。因此，弹簧32提供扭力弹性变形特性，以阻止来自不平衡配重30的运动的反作用扭矩被传递到下侧传动部件37和42中。如同本文中描述的所有实施例一样，不平衡配重30经由可变形联接器32可以被认为相对于至少一些传动部件保持处于“浮动”关系，以在不平衡配重30和传动装置55的所选择的部件之间提供一定程度的独立旋转运动。

参照图10至图12来描述另一具体实施方式。

根据该另一实施例，扭矩反作用联接器32实施为安装在不平衡重物30与轴承座圈86(图6中所示)之间的扭力碟形弹簧，轴承座圈86安装并在旋转上支承上侧扭力杆50的轴向上端51。扭力碟形弹簧32与不平衡配重30一体地形成，并且构造成坐落在大致环形的不平衡配重段的堆叠内。具体地是，对应于堆叠的轴向最下面一段(其定位成与运动传感板107接触)的、不平衡配重30的一段106适合于至少部分地容纳扭力碟形弹簧32。段106是环形的，并且包括用于绕轴衬26安装的孔108。

参照图12，总的用附图标记105表示的弹簧位于配重段106的上表面112和下表面113之间。周向延伸的凹槽101凹进到配重段106的上表面112中，并且至少部分地安装弧形滑动轴100。多个环形碟形弹簧段以可滑动方式安装在轴100上，位于其第一端和第二端之间。每个段均包括一对环形盘或环109、110，所述一对环形盘或环109、110在其径向最外周界处相连接并且彼此横向对齐，以能够绕其组合的环形周界连结部139铰接。每个环109、110的径向内端147附接到相应的滑动环111，滑动环111以可滑动方式安装在轴100上。因此，包括环109、110的每个段均能够沿轴100的轴向方向压缩和膨胀。第一止挡102和第二止挡103绕轴100安装在碟形弹簧105的相应的端部148、148处。每个止挡102、103均连接到不平衡配重30。扭力输入联接器104安装在弹簧第二端149处，使得弹簧105构造成响应于如本文中所述的反作用扭矩，沿轴100在轴向上压缩和膨胀。在轴衬26的轴向下侧区域处的另外的支承面138进一步有助于在扭力弹簧105的区域处的轴向载荷的传递。

根据图13和14的另一个实施例，扭矩反作用联接器32实施为位于不平衡配重30和上侧扭力杆50之间的多个轴向压缩弹簧构成的组件。该弹簧组件包括径向分布在上侧扭力杆50外侧的一组滑动压缩弹簧布置。每个滑动布置包括轴119，轴119以可滑动方式安装弹簧导向件118，弹簧导向件118构造成沿轴119线性移动。螺旋弹簧116绕轴119沿轴向延伸，并定位成在导向件118(安装在轴119的一端处)和弹簧保持器117(安装在轴119的相反端处)之间延伸。因此，每个螺旋弹簧116均被夹在导向件118和保持器117之间。每个保持器117经由联动臂115而被固定到扭力杆50上，并且柔性联接器经由导向件118而被固定到不平衡配重30上。因此，驱动扭矩和反作用扭矩可以通过弹簧组件传递，从而使得配重30绕回转轴线G的非圆形运动迫使每个导向件118沿轴119滑动，其中，运动通过每个相应的弹簧116的线性压缩和延伸而进行控制。因此，过大的动态扭矩被传递到弹簧布置中，在该弹簧布置中，它们被消散并且被阻止向前传递到上侧扭力杆50中。

图15和16示出了呈总的用附图标记121表示的气弹簧形式的动态反作用联接器32的另一实施方式。根据具体实施方式，气弹簧121以与针对图10至图12的实施例描述的类似的方式集成在不平衡配重30内。在具体实施方式中，气弹簧121包括由具有第一端127和第二端128的壳体限定的内腔。内腔类似的包括第一端124和第二端125，第一端124和第二端125由延伸穿过内腔的滑动板126分隔开来。因此，内腔被分成在相应端部124的125之间的滑动板126的任一侧上的第一腔室122和第二腔室123。刚性连接安装件120从滑动板126延伸，并附接到上侧扭力杆50。壳体第二端128附接到不平衡配重30的区域。因此，响应于从不平衡配重30的非期望的偏转运动而传递到气弹簧121的扭力，滑动板126构造成在腔室的端部124、125之间滑动。一个或两个腔室半部122、123内的流体响应于板126的滑动而被迫压缩(或膨胀)，以提供弹性变形和扭矩反作用。因此，经由腔室半部122、123内的流体、流体压力和/或流体体积的选择，气弹簧121可以响应于从不平衡配重30的非圆形轨道运动相应传递到联接器121中的反作用扭矩，而单向作用或双向作用。

参照图17A和B，在一个实施方式中，扭矩反作用联接器32可以表示为在上侧扭力杆50的区域处的凸轮接头。具体地是，杆50被分成包括下段131和上段130的至少两个轴向段。下段131包括面向上的凸轮表面132，并且上段130包括与下段131的凸轮表面132相对的相应的面向下的凸轮表面136。弹簧133定位成在相应的凸轮表面132、136之间延伸，并在轴向上联接相应的凸轮表面132、136，并且在其第一端134和第二端135处附接到扭力杆50的相应的轴向段131、130。因此，凸轮和弹簧组件提供了柔性接头，以当凸轮表面132、136被迫朝向彼此时消散由不平衡配重30的运动导致的过大扭力。具体地是，弹簧133由于扭力杆50的上段130和下段131之间的扭力差而压缩或膨胀，从而将两个段130、131偏压在一起。根据具体实施方式，凸轮表面136、132各自包括在一段短圆柱形壁段的一端处的沿周向方向延伸的“波浪”型轮廓，该段短圆柱形壁段部分地限定出相应的上段130和下段131中的每一个。

参照图18，根据另一实施例描述扭矩响应联接器32。联接器32定位成朝向传动装置55的轴向下侧区域，处于下侧扭力杆37与驱动皮带轮42之间。类似于图7的实施例，联接器32包括模块化组件结构，其具有固定在相应的上安装板141和下安装板142之间的第一弹性体环140和第二弹性体环143。金属碟形弹簧146将上弹性体环140和下弹性体环143分隔开来，并且构造用以允许一定程度的由扭矩引起的环140、143的独立旋转运动，该扭矩由不平衡配重30的运动引起。下板142在其径向内部区域144处安装到从轴承壳体72突出的径向向外延伸的凸缘145，如参照图7所述的那样。类似地是，上板141的径向内部区域144联接到从支承下侧扭力杆37的内侧座圈67的上侧区域突出的径向向外延伸的凸缘150，如参照图7所述的那样。因此，驱动扭矩和反作用扭矩经由柔性联接器32而在轴承壳体72和内侧座圈67之间传递。因此，非期望的反作用扭矩通过弹性体环140、143的转动扭转和中间碟形弹簧146的运动而被动态地消散。

如可以理解的，图1至18的具体实施例是位于传动装置55的一部分与不平衡配重30之间的可弹性变形的扭矩响应联接器的示例实施方式。具体地是，根据另外的实施例，扭矩传递联接器32可以提供根据图1的实施例的在皮带轮42和轴衬26之间的直接联接，这将避免对驱动轴36和下侧扭力杆37的需要。类似地是且仅举例来说，图8的卷簧实施例可以在直接处在不平衡配重30(或轴衬26)和上侧扭力杆50之间的位置处实施。

在优选实施例中，联接器32定位在传动路径中，相对于皮带轮42更靠近不平衡配重30(或轴衬26)。这样的构型有利于消散更靠近源的反作用扭矩，并且将全部或大部分的传动部件55与过大扭力隔离开来。然而，将联接器32朝向破碎机1的下侧区域定位在驱动皮带轮42处或靠近驱动皮带轮42对于磨损零件的安装、维修和维护来说是有利的。具体地是，图7的实施例有利于允许在皮带轮42的轴向下侧区域处方便地互换不同构型的柔性联接器32，以适合破碎物料和可能影响反作用扭矩的大小和频率的期望的操作参数。

Claims (11)

1.用于惯性圆锥破碎机的驱动机构，所述驱动机构包括：

驱动输入部件，所述驱动输入部件在所述破碎机处形成传动装置的一部分，以使所述破碎机内的不平衡质量体旋转，并且致使破碎机头绕回转轴线旋转；

扭矩反作用联接器，所述扭矩反作用联接器处于所述质量体和所述驱动输入部件之间，或者定位于所述质量体处，并且能够弹性移位和/或弹性变形；

所述扭矩反作用联接器构造用以：i)将扭矩从至少部分的所述驱动输入部件传递到至少部分的所述质量体，并且ii)响应于由所述破碎机头绕所述回转轴线的旋转运动的变化和/或所述破碎机头的旋转速度的变化引起的扭矩的变化，而动态地弹性移位和/或变形，以消散在所述破碎机处的所述扭矩的变化；并且

所述扭矩反作用联接器包括弹簧，所述弹簧是能够轴向和径向膨胀和收缩的螺旋弹簧或卷簧。

2.如权利要求1所述的驱动机构，其中，所述破碎机头支承内破碎壳，所述质量体设置在所述破碎机头处或被连接到所述破碎机头。

3.如权利要求2所述的驱动机构，其中，所述质量体经由主轴连接到所述破碎机头，或者所述质量体被集成在所述破碎机头处或被安装在所述破碎机头内。

4.如前述权利要求中任一项所述的驱动机构，还包括至少一个另外的传动部件，所述至少一个另外的传动部件被联接到所述质量体和所述驱动输入部件，以形成所述传动装置的一部分。

5.如权利要求4所述的驱动机构，其中，所述扭矩反作用联接器能够相对于所述驱动输入部件和/或所述另外的传动部件弹性变形。

6.如权利要求5所述的驱动机构，其中，所述弹簧包括在100Nm/度到1500Nm/度的范围内的刚度和小于所述刚度的5％的阻尼系数(Nm.s/度)。

7.如权利要求5所述的驱动机构，其中，所述扭矩反作用联接器包括：第一部分，所述第一部分被锚固到所述质量体或与所述质量体联接的部件；和第二部分，所述第二部分被锚固到所述驱动输入部件，或锚固到形成所述传动装置的一部分并且与所述驱动输入部件联接的联接器，使得所述扭矩反作用联接器能够在所述驱动输入部件和所述质量体之间的锚固位置上弹性地移位和/或变形。

8.如权利要求5所述的驱动机构，其中，所述扭矩反作用联接器被构造并安装在所述传动装置中，以存储所述扭矩的变化并相对于所述驱动输入部件移位和/或变形，以阻止将所述扭矩的变化传递到至少部分的所述传动装置。

9.根据权利要求5所述的驱动机构，其中，所述扭矩反作用联接器构造用以：响应于由于偏离所述破碎机头绕所述回转轴线的大致圆形运动而引起的所述扭矩的变化，所述扭矩反作用联接器移位和/或变形。

10.一种惯性破碎机，包括：

框架，所述框架用于支承外破碎壳；

破碎机头，所述破碎机头相对于所述框架以可移动方式安装，以支撑内破碎壳，从而限定在所述外破碎壳和所述内破碎壳之间的破碎区；以及

如前述权利要求中任一项所述的驱动机构。

11.一种操作惯性破碎机的方法，包括：

将扭矩输入到在所述破碎机处形成传动装置的一部分的驱动输入部件；

将驱动从所述驱动输入部件传递到不平衡质量体，以致使破碎机头绕回转轴线以由所述破碎机头的轴线相对于所述回转轴线形成的倾斜角度旋转；

经由能够弹性地移位和/或变形的扭矩反作用联接器，将在所述驱动输入部件和所述质量体之间的所述传动装置分隔开，所述扭矩反作用联接器处于所述质量体和所述驱动输入部件之间或者定位于所述质量体处，并构造用以允许扭矩从所述驱动输入部件传递到所述质量体，所述扭矩反作用联接器包括弹簧，所述弹簧是能够轴向和径向膨胀和收缩的螺旋弹簧或卷簧；

经由所述扭矩反作用联接器的移位和/或变形，阻止由所述破碎机头绕所述回转轴线的旋转运动的变化和/或所述破碎机头的旋转速度的变化引起的扭矩的变化传递到至少部分的所述传动装置。

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