CN117062671A - 破碎机转子 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于粉碎设备(100)的转子(108)，所述转子(108)被布置成朝向表面(206)(诸如砧座或破碎材料的自生层)发射待粉碎的材料，所述转子(108)包括框架(202)，该框架包括上板(204)、下板(208)和在所述上板(204)与所述下板(206)之间延伸的壁元件(208)，转子(108)还包括在所述上板(204)中的入口开口(210)和位于上板(204)与下板(206)之间的出口(212)，其中，框架(202)的最上表面(304)和框架(202)的最下表面(306)具有比框架(202)的其余部分更大的硬度，使得在那些最上表面和最下表面(304、306)处可以省略附加的磨损保护元件。
Description
技术领域
本发明涉及用于破碎岩石、矿石或类似物的破碎设备。更具体地，本发明涉及所谓的立轴冲击式破碎机(vertical shaft impact crusher)。
背景技术
当破碎或研磨岩石、矿石、水泥熟料和其他硬质材料时，可以使用具有围绕竖直轴线旋转的转子的立轴冲击式破碎机。待破碎的材料通过转子的上板中的居中布置的开口供给。分配器板被布置在转子的下板的上表面处。当待破碎的材料撞击旋转分配器板时，材料将被大致径向向外拖曳并撞击外破碎表面，其通常包括在破碎室的内表面上产生的待破碎的材料的堆积(build-up)，从而产生自生破碎。这样的自生破碎已被证明保证了优异的形状颗粒，例如骨料。然而，在当前的转子中，在破碎机运行时转子的平衡和转子的振动存在问题。此外，在制造工艺期间包含大量加工，这使得转子制造具有挑战性。
为了解决该问题，美国专利申请US 4923131提出了一种具有大致三角形形状的旋转冲击式破碎机转子，其可以由粗规格低碳钢制成，在其外表面上施加硬面材料。国际专利申请WO2018/005836提出了一种可逆立式冲击式破碎机，其包括具有上板和下板的转子，其中，转子包括耐磨板。由US 4923131 A和WO2018/005836公开的解决方案的问题是制造复杂并且不容易实现平衡。因此，本领域需要一种更加用户友好的转子制造工艺，以及提供一种转子，其中平衡简化，并且转子的振动减少。
发明内容
目的是单独地或以任何组合缓解、减轻或消除本领域中的上述缺陷和缺点中的一个或多个，并且至少解决上述问题。
根据第一方面，提供了一种用于粉碎设备的转子，所述转子被布置成朝向表面(诸如砧座或破碎材料的自生层(autogenous layer))发射待粉碎的材料，所述转子包括框架，该框架包括上板、下板和在所述上板与所述下板之间延伸的壁元件，转子还包括在所述上板中的入口开口和位于上板与下板之间的出口，其中，框架的最上表面和框架的最下表面具有比框架的其余部分更大的硬度，使得在那些最上表面和最下表面处能够省略附加的磨损保护元件。
与由顶部和底部耐磨板保护的当前转子相比，通过将转子制造为耐磨部件，因为需要较少的加工，实现了挑战较小的制造过程。因为耐磨部件的量和部件之间的配合表面的量减少，所以需要较少的加工。如在当前转子中，大量的耐磨部件和配合表面需要精确制造，但是当将转子制造为耐磨部件时，这些挑战由于耐磨部件和耐磨部件之间的配合表面的量减少而减少。具有较少部件的另一个优点是降低了生产成本。具有较少部件的又一个优点是还减少了组装工作。
所公开的转子在工厂处平衡，之后，客户不再需要对其进行平衡。因此，不需要转子调整(turning，转向)。此外，当转子磨损到极限时不需要更换转子的部件，而是在转子磨损到极限之后更换整个转子。因此，实现了更直接的磨损部件更换程序，这提供了减少花费在维护上的时间。因此，本公开的转子的另一个优点是在很大程度上减少了客户侧的维护操作或维修。
本公开的转子的又一个优点是，由于部件数量减少，材料重量减轻。通过减轻转子的重量，需要较轻的负重托举，这在维护和安装方面提供了更安全的设计。此外，由于转子在磨损到极限时更容易更换的事实意味着需花费的时间更少，这进而减少了生产停机时间。
与配备有螺接到较不硬的转子本体的机加工的顶部和底部耐磨板的当前转子相比，转子(其中框架的最上表面和最下表面具有比框架的其余部分更大的硬度)的又一个优点是实现了更稳定的转子。
应当注意，旧耐磨板的成本或多或少与整个公开转子的成本相同。由于制造时间和维护操作时间以及所需材料部件的数量减少，因此与传统转子相比成本降低。
因此，转子优于现有技术，因为它允许减少磨损部件的量和这些部件之间的配合表面的量。这进而促进了平衡并减少转子的振动，从而导致减少的转子的重量以及降低成本和制造时间。
根据一些实施例，框架以焊件的形式提供。
这是有利的，因为制造过程可以更容易并且制造时间减少。因此，与其中需要单独的焊件并且机加工的底部和顶部耐磨板与转子本体螺接在一起的当前转子相比，在所公开的转子中仅需要一个焊件。所公开的转子(其中，框架以焊件的形式提供)的另一个优点是不需要顶部和底部耐磨板组装时间以及调整转子和螺接板的时间。因此，在很大程度上减少了组装时间。
根据一些实施例，框架围绕其预期的旋转轴线平衡。
这是有利的，因为它允许框架在制造工艺期间已经以正确的方式平衡。如上所述，该平衡过程在工厂执行，客户不需要平衡框架。因此，减少了客户的维护时间。
根据一些实施例，上板和下板具有比壁元件更大的硬度。
根据一些实施例，其中，上板和下板中的至少一个的硬度与壁元件中的至少一个的硬度的比率在1.3至5.3的范围。
根据一些实施例，其中，上板和下板中的至少一个的硬度与壁元件中的至少一个的硬度的比率在2.5至3的范围。
这是有利的，因为与壁元件相比，通常是上板和下板暴露于更多的磨损。因此，实现了转子寿命的增加。
在优选实施例中，上板和下板的硬度在270-530HB之间。在优选实施例中，(一个或多个)壁元件的硬度在100-190HB之间。在一个实施例中，上板和下板具有相同的硬度。在其他实施例中，两个板之间的硬度可以不同。在一个实施例中，分离的壁元件具有相同的硬度。在其他实施例中，壁元件之间的硬度可以不同。
根据一些实施例，其中，上板和下板中的至少一个的拉伸强度与壁元件中的至少一个的拉伸强度的比率在1.5至3.8的范围。
根据一些实施例，其中，上板和下板中的至少一个的拉伸强度与壁元件中的至少一个的拉伸强度的比率在2.2至2.6的范围。
在优选实施例中，上板和下板的拉伸强度在1000-1400MPa之间。在优选实施例中，(一个或多个)壁元件的拉伸强度在370-630MPa之间。
在优选实施例中，上板和下板的屈服强度在900-1200MPa之间。在优选实施例中，(一个或多个)壁元件的屈服强度在235-355MPa之间。
根据一些实施例，框架被配置为在其暴露区域处接收能更换的磨损保护元件。
术语“暴露区域”这里是指当转子运行时转子中暴露于磨损的任何区域。
根据一些实施例，能更换的磨损保护元件是重量匹配的(weight matched)，以减少不平衡。
这是有利的，因为它使得操作者能够在能更换的磨损保护元件已经被转子接收之后在现场更换能更换的磨损保护元件，而不需要平衡转子。
根据一些实施例，能更换的磨损保护元件包括以下中的一个或多个：布置在下板处，在入口的下游的腔体耐磨板、尾板、转子尖端、分配板。
根据一些实施例，能更换的磨损保护元件包括腔体耐磨板。
术语“能更换的磨损保护元件”这里是指磨损保护元件在磨损后可以以容易的方式移除和更换。因此，代替更换转子本身，可以更换磨损保护元件。
这是有利的，因为它允许增加转子的寿命。磨损保护元件布置在转子内部，例如尖端、腔体耐磨板、上耐磨板和下耐磨板。不同耐磨部件之间的寿命不同，但是与框架的寿命相比，不同耐磨部件的寿命较少。因此，通过使磨损保护元件能够是能更换的，磨损保护元件提供了转子的寿命增加。
应当注意，当前转子的能更换的耐磨部件优选地也适合所公开的转子。
根据一些实施例，上板和下板的圆周具有大致圆形形状。
根据一些实施例，上板和下板具有偏离圆形形状的局部凹部。
这是有利的，因为它允许控制转子性能。因此，上板和下板的形状对转子性能有影响。因此，上板和下板的不同形状能够实现不同的转子性能。因此，上板和下板的形状被布置成用于控制供给到转子的材料。
本公开的转子(其中上板和下板具有偏离圆形形状的局部凹部)的优点在于，上板和/或下板的总重量减轻，使得板可以是更加用户友好的。
根据第二方面，提供了一种用于制造用于粉碎设备的转子的方法，所述转子被布置成朝向表面(诸如砧座或破碎材料的自生层)发射待粉碎的材料，所述方法包括以下步骤：
为转子提供其中具有入口开口的上板、下板和壁元件；
连接所述壁元件，使得所述壁元件在所述上板与所述下板之间延伸，并且使得在上板与下板之间形成一个或多个出口，
其中，上板的最上表面和下板的最下表面具有比转子的其余部分更大的硬度，使得在那些表面处可以省略附加的磨损保护元件。
根据第三方面，提供了一种粉碎设备，该粉碎设备包括根据第一方面的转子。
第二方面和第三方面的效果和特征很大程度上类似于上面结合第一方面描述的效果和特征。关于第一方面提到的实施例在很大程度上与第二方面和第三方面兼容。还应注意，除非另有明确说明，否则本发明构思涉及特征的所有可能组合。
根据下面给出的详细描述，本发明的进一步适用范围将变得显而易见。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本发明的优选实施例，但仅以说明的方式给出，因为根据该详细描述，本发明范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
因此，应当理解，本发明不限于所描述的装置的特定组成部件或所描述的方法的步骤，因为这样的装置和方法可以变化。还应理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在是限制性的。必须注意，如说明书和所附权利要求中所使用的，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件，除非上下文另有明确规定。因此，例如，对“单元”或“该单元”的引用可以包括若干装置等。此外，词语“包括”、“包含”、“含有”和类似词语不排除其他元件或步骤。
附图说明
将参考附图以示例的方式更详细地描述本发明，附图示出了本发明的当前优选实施例。
图1示出了粉碎设备的立体图。
图2示出了根据本公开的实施例的包括转子的图1的粉碎设备的内部。
图3示出了图2的转子的更详细视图。
图4示出了图2和图3的转子的内部。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被构造为局限于本文阐述的实施例，而是，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且向技术人员充分传达本发明的范围。
图1以示例的方式示出了用于破碎或研磨岩石、矿石、水泥熟料和其他硬质材料的粉碎设备100。粉碎设备100被配置为通过用力将材料推靠在金属上来粉碎材料，而且还通过使用供给到粉碎设备100中的材料以粉碎自身来粉碎材料。粉碎设备100可以是立轴冲击式破碎机。将结合图2更详细地讨论粉碎设备100的破碎过程。
粉碎设备100包括顶部102和室104。室104被布置在粉碎装置100的基部106上。顶部102被布置在室104的顶部上。
粉碎设备100还包括料斗216(参见图2进行说明)。料斗216被布置在顶部102内。料斗216可以包括在料斗216的上部中居中布置的开口。料斗216可以被配置为通过居中布置的开口接收待破碎的材料216。料斗216还被配置为将材料204供给到室104。
粉碎装置100还包括转子108。转子108布置在室102内。转子108被配置为破碎在室102中接收的材料。因此，转子是粉碎设备100的主要工作部件。将结合图2-图4进一步讨论转子108。
参考图2，通过示例的方式示出了粉碎设备100的内部200。除了已经结合图1讨论的内容之外，粉碎设备100包括控制门220。控制门220可以布置在料斗216的底端处。控制门220被配置为改变级联比率(cascade ratio)。因此，控制门220被配置为控制从料斗216朝向转子108供给的材料214的量。
此外，转子108包括框架202。框架202包括上板204、下板206和壁元件208。框架202以焊件的形式提供。壁元件208在上板204与下板206之间延伸并且垂直于上板204和下板206。换句话说，通过为转子108提供上板204、下板206和壁元件208来制造转子108。壁元件208可以连接成使得它们可以在上板204与下板206之间延伸。转子108还包括入口开口210和出口212。入口开口210被布置在上板204中。出口212位于上板204与下板206之间。转子108可以包括多于一个出口212。结合图3-图4更详细地示出了转子108。
在粉碎设备100的操作期间，转子108被配置为旋转。转子108被配置为围绕旋转轴线A旋转。旋转轴线是竖直轴线。优选地，转子108以1800-3000转/分钟(RPM)旋转，并且转子尖端速度可以高达75m/s。转子108的最大重量可以是约900-950kg。因此，在沉重的重量以及相当高的速度的情况下，转子108需要以正确的方式平衡，以便以正确的方式执行破碎过程。转子108在生产转子108的工厂处平衡。形成焊件的框架202使得转子108仅需要在工厂处平衡，客户不需要在现场平衡或调整转子108。转子108可以围绕其预期的旋转轴线A平衡。
在操作期间，由转子108接收的材料214通过出口212朝向表面218被推离转子108。表面218布置在室104中。换句话说，转子108被配置为朝向室104内的表面218发射待粉碎的材料202。表面218可以是砧座(anvil)。表面106可以包括待破碎的材料的堆积，即，破碎材料的自生层。粉碎设备100中的堆积是留存材料(retained material)，其形成供给材料在其上滑动的表面218。它可以形成波的形状，波峰朝向转子108的中心。该堆积也可以布置在转子108中。需要转子108中的堆积以保护转子108的内壁，并且最重要的是，保护转子尖端免受直接磨损和冲击。堆积可以随材料性质、转子速度、供给速率、供给尺寸和水分含量而变化。这可以提供产生自生破碎的破碎室。这样的自生破碎已被证明保证了优异的形状颗粒，例如骨料。优选地，离开破碎机104的最终产品具有约55mm的粒度。
参考图3，通过示例的方式更详细地示出了转子108。如结合图2所讨论的，转子108包括以焊件的形式提供的框架202。框架202包括上板204、下板206和壁元件208。
上板204可以具有圆周，该圆周具有大致圆形形状。下板206可以具有圆周，该圆周可以具有大致圆形形状。如图3所示，上板204和下板206可具有局部凹部302。局部凹部302可以偏离圆形形状。利用其中上板204和/或下板206可以具有局部凹部302的布置，与传统的转子相比，提供了相应板204、206的重量的减轻。这可以是有利的，因为它改善了转子108的制造以及维护操作。
上板204和下板206可以具有比壁元件208更大的硬度。上板204和下板206中的至少一个的硬度与壁元件208中的至少一个的硬度的比率可以在1.3至5.3的范围。上板204和下板206中的至少一个的硬度与壁元件208中的至少一个的硬度的比率可以在2.5至3的范围。上板204和下板206中的至少一个的拉伸强度与壁元件208中的至少一个的拉伸强度的比率可以在1.5至3.8的范围。上板204和下板206中的至少一个的拉伸强度与壁元件208中的至少一个的拉伸强度的比率可以在2.2至2.6的范围。
转子108还可以包括框架202的最上表面304和框架202的最下表面306。最上表面304布置在上板204上。最下表面306布置在下板206上。最上表面304和最下表面306具有比框架202的其余部分更大的硬度。当最上表面304和最下表面306具有比框架202的其余部分更大的硬度时实现的优点是可以在那些最上表面304和最下表面306处省略附加的磨损保护元件。
参考图4，通过示例的方式示出了转子108的内部。框架202还被配置为在其暴露区域处接收能更换的磨损保护元件。能更换的磨损保护元件可以是重量匹配的，以减少不平衡。优选地，能更换的磨损保护元件的重量匹配在5-10克内。
能更换的磨损保护元件可以包括腔体耐磨板202。能更换的磨损保护元件可以包括转子尖端404。
能更换的磨损保护元件可以包括分配板206，该分配板被布置在下板206处，在入口210的下游，使得可以在上板204与下板206之间形成一个或多个出口212。分配板406被布置在下板206的上表面上。优选地，分配板406是旋转分配板，并且当待破碎的材料撞击旋转分配板406时，材料将通过出口212大致径向向外拖曳，并撞击表面218，如结合图2所讨论的。分配板406可以根据待破碎的材料以不同的方式设计。
能更换的磨损保护元件可以包括下耐磨板408。
能更换的磨损保护元件可以包括尾板410。尾板410的布置可以控制材料堆积。宽尾板410使材料堆积得更深。窄尾板410使材料堆积得更浅。将尾板410远离转子尖端404移动使得堆积得更浅。将尾板410朝向转子尖端404移动使材料堆积得更深。尾板410的角度可以控制转子108的顶部和底部处的堆积深度。成角度的尾板410(具有宽基部和窄顶部的尾板410)可以将材料更多地引导到转子108的顶部，从而提高转子尖端404上的磨损路径并减小供给管周围的间隙。直尾板410可以倾向于将材料引导到转子尖端404的底部并增大供给管周围的间隙。
因此，应当理解，本公开的目的是在粉碎设备100运行时减少转子108平衡和转子108振动的问题。另一个目的是减少在制造工艺期间所需的加工，从而还减少制造挑战。
本领域技术人员认识到，本发明决不局限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。另外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。
Claims (15)
1.用于粉碎设备(100)的转子(108)，所述转子(108)布置成朝向表面(218)发射待粉碎的材料(214)，所述转子(108)包括框架(202)，所述框架(202)包括上板(204)、下板(206)和在所述上板(204)与所述下板(206)之间延伸的壁元件(208)，所述转子(108)还包括在所述上板(204)中的入口开口(210)和位于所述上板(204)与所述下板(206)之间的出口(212)，其中，所述框架(202)的最上表面(304)和所述框架(202)的最下表面(306)具有比所述框架(202)的其余部分更大的硬度，使得在所述最上表面和最下表面(304、306)处能够省略附加的磨损保护元件。
2.根据权利要求1所述的转子(108)，其中，所述框架(202)以焊件的形式提供。
3.根据权利要求1或2所述的转子(108)，其中，所述框架(202)围绕其预期的旋转轴线(A)平衡。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的转子(108)，其中，所述上板(204)和所述下板(206)具有比所述壁元件(208)更大的硬度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的转子(108)，其中，所述上板(204)和所述下板(206)中的至少一个的硬度与所述壁元件(208)中的至少一个的硬度的比率在1.3至5.3的范围。
6.根据前述权利要求中任一项所述的转子(108)，其中，所述上板(204)和所述下板(206)中的至少一个的硬度与所述壁元件(208)中的至少一个的硬度的比率在2.5至3的范围。
7.根据前述权利要求中任一项所述的转子(108)，其中，所述上板(204)和所述下板(206)中的至少一个的拉伸强度与所述壁元件(208)中的至少一个的拉伸强度的比率在1.5至3.8的范围。
8.根据前述权利要求中任一项所述的转子(108)，其中，所述上板(204)和所述下板(206)中的至少一个的拉伸强度与所述壁元件(208)中的至少一个的拉伸强度的比率在2.2至2.6的范围。
9.根据前述权利要求中任一项所述的转子(108)，其中，所述框架(202)被配置为在其暴露区域处接收能更换的磨损保护元件。
10.根据权利要求9所述的转子(108)，其中，所述能更换的磨损保护元件是重量匹配的，以减少不平衡。
11.根据权利要求9或10所述的转子(108)，其中，所述能更换的磨损保护元件包括以下中的一个或多个：布置在所述下板(206)处、在所述入口(210)的下游的腔体耐磨板(402)、尾板(410)、转子尖端(404)、分配板(406)。
12.根据权利要求1所述的转子(108)，其中，所述上板(204)和所述下板(206)的圆周具有大致圆形形状。
13.根据权利要求13所述的转子(108)，其中，所述上板(204)和所述下板(206)具有偏离所述圆形形状的局部凹部(302)。
14.用于制造粉碎设备(100)的转子(108)的方法，所述转子(108)被布置成朝向表面(206)发射待粉碎的材料(202)，所述方法包括以下步骤：
-为转子(108)提供其中具有入口开口(210)的上板(204)、下板(206)和多个壁元件(208)；
-连接所述壁元件(208)，使得所述壁元件在所述上板(204)与所述下板(206)之间延伸，并且使得在所述上板(204)与所述下板(206)之间形成一个或多个出口(212)，
其中，所述上板(204)的最上表面(304)和所述下板(206)的最下表面(306)具有比所述转子(108)的其余部分更大的硬度，使得在所述表面(304、306)处能够省略附加的磨损保护元件。
15.粉碎设备(100)，包括根据权利要求1至13中任一项所述的转子(108)。
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