CN1246080C - 用于具有垂直轴的离心破碎机的冲击器及其制造方法 - Google Patents

用于具有垂直轴的离心破碎机的冲击器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于具有垂直轴的离心破碎机的冲击器，它最初、即第一次使用时，不具有腔室或凹腔，但在其工作表面(5)上设有一个加强结构(4)，由铁基合金和耐磨的陶瓷颗粒得到的复合材料构成，并且是在通过用于形成工件体的液态金属渗入到陶瓷颗粒和粘合剂块中的冲击器浇铸成型的现场形成的。

Description

用于具有垂直轴的离心破碎机 的冲击器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一个用于称为VSI型(垂直轴冲击器)破碎机、即具有垂直轴并具有加强结构的离心式破碎机的冲击器(也称为抛射器)。
背景技术
上述类型的破碎机是公知的并且被大量地用于破碎石料，如用在采石场和水泥厂。
在文献WO 99/47264及该出版物所引证的其它文献中均涉及了这种破碎机。
在这些文献中，离心破碎机包括一个圆柱形槽，其中安置有一个旋转台，它由一个垂直支座支撑，并且它包括使旋转台绕破碎机中心轴旋转的装置。破碎机包括一系列固定在旋转台上的冲击器或抛射器，以及一系列环绕旋转台被安置在圆柱槽内部垂直壁上的铁砧。
冲击器一般具有通常由铸铁制成的平行六面体形状，并且被固定在破碎机的旋转台上。冲击器朝向旋转台的旋转轴的面称为冲击器的头部，而对着固定在圆柱形槽上的铁砧的面形成冲击器的出口面。
被称为工作面的冲击器的前面是遇到要破碎材料的一面，并且它在冲击器的旋转方向上在后面之前。
冲击器的前工作面可以具有一个或多个腔室，腔室不穿透冲击器的结构整体，而形成凹腔，凹腔在冲击器旋转时由材料所填充，因此保护了冲击器免受凹腔中所堆积的材料造成的冲击及磨损。
在破碎操作时，要破碎的材料通过公知的装置被灌入到旋转台的中央。在离心力的作用下，以及在与所述工作面的冲击下，材料被抛射向铁砧的方向，在铁砧上材料被压碎，以破碎的形式掉落到破碎机的底部，在这里它们被排出。在材料抛射时，冲击器承受非常大的外力，因而导致快速的磨损。
带有凹腔的冲击器能够在某些应用中，由于凹腔中材料的堆积作用而明显提高冲击器的使用寿命。
由于在该类型的冲击器中，可观察到磨损最易出现在凹腔出口的边缘处，也就是说这个地方由于离心力抛射的颗粒所产生的磨损是最大的。
文献WO99/47264及其所引述的其它文献已经提出要提供保护或加强措施，以避免或减小该磨损效应。
在文献WO99/47264中所特别提出的解决方案是制造带有一个或多个凹腔的、具有基本呈平行六面体的冲击器，在其凹腔的所有周边或部分周边实现一个复合材料的加强结构，复合材料本身使用铁基合金及耐磨的陶瓷颗粒制成。该结构是在通过用于形成工件体的液态金属渗入到陶瓷颗粒和粘合剂块中的冲击器浇铸成型的现场形成的，它对于保证提高冲击器的工作寿命显示出了特殊的效果。
尽管这种制造方法具有显著的技术进步和很大的技术优点，但还是表现出了一些限制和困难。
首先可注意到，为获得有效地强化，陶瓷颗粒和粘合剂所构成的支撑件必须完美地渗入金属。
因此支撑两侧必须具有足够的金属厚度，以便加强结构的陶瓷成分能很好地渗入。这就需要保留复合材料工件壁板的一个较大的厚度，因此就限制了凹腔的尺寸。这因此造成为改善渗透必须限制陶瓷加强件的厚度，该加强件厚度的限制减小了其效果并且使其更加脆弱。
另外，在冲击器具有一个凹腔及具有多个凹腔的情况下，当第一次起动时，凹腔是空的而不能受到要破碎的材料的保护。
此时，薄的壁板特别地暴露在最大的石料或外部物体(铁块、铲牙等)的冲击下。
这可能导致最脆弱的加强壁板的破裂，这严重地损坏了工件并且经常需要在第一次投入使用后非常快速地替换它。
在垂直轴破碎机中，同样可观察到，磨损的轮廓通常是较难控制的，因为工作情况依赖于不同的参数，它们根据时间而改变，例如要添加材料的粒度、石料的研磨度等等。
根据文献WO99/47264所提出的解决方案，凹腔形状的改变需要铸造模具和核箱的完全改变，且无法预计将要获得的结果。
该工作的成本非常大，并且造成大量的时间浪费。
另外，如果希望改变凹腔的轮廓，同样要受限于与前述渗入困难相关的所选择的形状。
最后，VSI破碎机中冲击器的磨损无论如何都是一个主要问题，因为磨损和冲击的外力极其严重。增加冲击器的使用寿命一直是令人忧虑的事情。
发明内容
本发明旨在解决上述的问题，并且特别还在于通过利用文献WO99/47264所描述的冲击器制造技术的内在优点来改善冲击器的性能。
本发明提出一种用于具有垂直轴的离心破碎机的冲击器，不同于前述背景技术，破碎机在最初的时候，也就是说当第一次使用时，不具有腔室或凹腔，但在其工作表面上设置有一个加强结构，它由从铁基合金和耐磨的陶瓷颗粒获得的复合材料构成，并且是在通过用于形成工件体的液态金属渗入到陶瓷颗粒和粘合剂块中的冲击器浇铸成型的现场形成的。
所述加强结构根据一个适当的几何布置被设置在工作表面上，以便使金属局部地(即在没有加强结构的区域)与工作表面齐平，以使工作的磨损自动地导致凹腔或腔室的形成，并由要破碎的材料填充，通过维持在工作面上如此形成的凹腔的上面周边的加强结构，能够起到防冲击的作用。
这样获得的冲击器能够完全解决前述的问题。
对于所涉及的渗入困难，在本发明中，为渗入支撑件的可用金属量是构成工件的金属总量，而不仅仅是构成简单壁板的金属。另外，还可以在需要的地方引入一个更加厚的加强件，由于有大量的液态金属，因而处于良好的渗入条件下。
由于凹腔不是一开始就形成的，就完全消除了第一次使用时由于薄壁板所带来的危险，因为可以实现足够厚的壁板。
本发明所提供的实施例中，如果希望改变凹腔的形状，只需要改变加强件的轮廓即可，这很大程度地减小了成本，并且还提供了更好的成型和设计的可能性。另外，可以不借助用以形成凹腔的沙型芯来浇铸工件，这就显著地减小了生产成本。
最后，本发明的技术可以显著改善使用寿命，因为凹腔的形成一旦开始，就已经享受到容纳在所形成凹腔中的材料的自动保护了。凹腔形成的进度慢，当达到其完全成形时，就已额外获得了完全形成该凹腔所需要的时间的使用寿命。
作为总结，可以说，本发明将文献WO99/47264中所描述的通过将液态金属渗入到陶瓷块中所获得的复合材料加强结构的特殊优点，与单一工件不必具有一个或多个凹腔的生产的简易性和优点相结合。
所使用的方法特别简单，因为只需要通过常规的手段，例如胶结、机械固定、钉子、螺栓、锚杆等，根据能够形成一个或多个磨损凹腔所希望的几何布置，在模具的底部固定一个具有抗磨损陶瓷技术材料的填料，最好是氧化铝和氧化锆基陶瓷颗粒及粘合剂块的形式，然后浇铸用于构成冲击器体的金属材料。渗入到陶瓷块中的金属保证了工件冷却时与所浇铸工件的完美结合。然后只需要将工件脱模，并且在可能的精加工(修整等等)后，冲击器就可以直接使用了。
附图说明
本发明的其它特点和优点将通过下面参照附图的说明而体现出来。
附图中，
图1：根据现有技术的具有凹腔的、带有金属渗入陶瓷加强件的冲击器的立体图；
图2：根据本发明的具有同样类型的加强件、但没有凹腔的冲击器的立体图；
图3：根据图2的冲击器的凹腔轮廓在成型时的渐进路线的纵向剖视图。
具体实施方式
在不同附图中，使用同样的参考标号表示相同或类似的元件。
根据图1的传统的有凹腔冲击器1具有一个或多个凹腔，在此是在冲击器1使用之前通过铸造实现的两个凹腔2和2’。该冲击器还具有渗入陶瓷的加强件4。冲击器的头部6和冲击器的出口面7基本上受到同样强烈的外力，它们可以具有辅助加强件，例如图1上所示的加强件8。
在图2所示的实施例中，冲击器1在使用之前是一个整体实心块，在其工作面5上没有凹腔，但具有铸造实现的加强件4。如果希望使用两个凹腔，这些加强件可以如图2中所示的那样，根据与图1中的形式和布置相同的形式来布置。当然，根据所需目的，可以使用其它的形式和布置。
图3示出了由于工件在使用之前存在加强件4的原因，在使用中形成的凹腔轮廓的进展(渐进I、II、III)。
图1中示出了分隔凹腔2和2’以及由它们共用的中间加强件，对应于图2中(以及在图3中)的中间加强件具有同样的厚度。在图1的实施例中，限制了厚度，因为在这种情况下，在陶瓷材料的整块中渗入金属是非常困难的，而该困难在图2的情况中，由于浇铸成形的工件具有“实心”的特点，而并没有出现。
因此，本发明提出了解决冲击器制造中的不同技术问题的一个简单方案，特别是带来了更大的设计自由度。这里所提出的技术的实施是低成本的。所使用的附加铸铁的成本通过工作寿命的增加、制造的简化以及在铸造工件时不需要为生成凹腔而设置特别的装置，而被大大地补偿了。
对于冲击器的头部和出口面的附加加强件，例如图1中标记8所示的，也可以在本发明中使用，特别是在图2和3的实施例中。为了使附图清晰的原因，在此没有示出。

Claims (7)

1.用于具有垂直轴的离心破碎机的冲击器，其特征在于，在所述冲击器的工作表面(5)上设置有一个加强结构(4)，由从铁基合金和耐磨的陶瓷颗粒得到的复合材料构成，并且是在通过用于形成工件体的液态金属渗入到陶瓷颗粒和粘合剂块中的冲击器浇铸成型的现场形成的，其特征在于，所述冲击器最初、即第一次使用时，不具有腔室或凹腔。
2.根据权利要求1所述的冲击器，其特征在于，所述加强结构(4)根据一个适当的几何布置设置在工作表面(5)上，以便使金属局部地与工作表面(5)齐平，以使工作的磨损自动地导致凹腔或腔室的形成，并由已破碎材料填充，通过维持在工作面上如此形成的凹腔的上面周边的加强结构，能够起到防冲击的作用。
3.根据权利要求2所述的冲击器，其特征在于，所述加强结构(4)的形状和布置使得在磨损时，造成至少一个凹腔的形成。
4.根据权利要求3所述的冲击器，其特征在于，所述加强结构(4)的形状和布置使得在磨损时，造成至少两个凹腔的形成。
5.根据权利要求1至4之一所述的冲击器，其特征在于，陶瓷颗粒是氧化铝基和氧化锆基的颗粒。
6.权利要求1至5之一所述的冲击器的制造方法，其特征在于，根据所希望的几何布置，在模具的底部固定一个能够由熔化金属渗入的耐磨陶瓷材料的填料，以便允许后面通过磨损形成一个或多个凹腔；并且接着浇铸大量用于构成冲击器体的金属，使其与没有陶瓷材料填料的区域的工作表面相齐平；并且在陶瓷材料填料与金属通过冷却达到结合之后，进行工件的脱模以形成冲击器。
7.权利要求1至5之一所述的、或通过权利要求6的方法所得到的冲击器的应用，用于具有垂直轴的离心破碎机中，通过在工作表面上未受加强结构保护的构成材料的使用磨损而逐步形成凹腔。
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