CN201880557U - 改良式圆锥破碎机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种改良式圆锥破碎机，其包含有：一机体架；一定锥，是固定于机体架上端，在定锥内部形成有一破碎腔；一动锥偏摆机构组件，是设置在机架体内，且具有一固定立柱以及一在固定立柱上的偏心轴套；一动锥，固定偏心轴套上，并且位于定锥的破碎腔内；一传动轴，是设置在机体架底部且与偏心轴套啮合；一弹性支撑装置，是环绕并设置在于固定立柱上，且以弹性方式支撑动锥底部，当动锥转动偏摆时，弹性支撑装置可对动锥提供适当弹性支撑力。弹性支撑装置可对动锥提供支撑力，使动锥能稳定进行偏摆动作。

Description

改良式圆锥破碎机

技术领域

本实用新型是属于一种圆锥破碎机，尤指一种改良式圆锥破碎机，其特点为改变对动锥支撑的形态、除单一静态刚性的球面支撑外并配合动锥两侧底部的弹性球面动态支撑，使动锥具有更稳定的摇摆运动(减少动锥章动(Nutation)的影响)，而完成物料破碎的要求。

背景技术

传统圆锥破碎机源自于百年前美国密尔沃基城的Symons兄弟的设计。历年来改良而发展出旋回圆锥机、高性能圆锥机、惯性圆锥机以及振动圆锥机等等，然而其结构不外乎是以固定不动的定锥(外锥体)配合可偏摆的动锥(内锥体)，且动锥的支撑无论其位置在动锥内侧、底侧或动锥主轴的底部都是以单一刚性球面支撑作为控制动锥摆动的固定点。虽然上述支撑球面的大小都经过厂家精确计算及市场考验，但仍不讳言各家制造的机器依然存有动锥容易发生自转及稳定性较差的问题。

综上所述各类圆锥破碎机皆均具有下列缺点：动锥进行偏摆运动时，针对偏摆的动锥的动锥支撑方式无论其球面支撑的位置、球面接触面积的大小，皆为单一的刚性支撑。很容易受扰动力矩的影响产生动锥不稳、且无足够的自调适功能所以其结构稳定性都有待商榷。

实用新型内容

本创作人有鉴于传统圆锥机皆以单一刚性支撑结构来支撑动锥的球面而导致动锥偏摆不稳等问题，改良其不足与缺失，进而提出一种改良式圆锥破碎机。

本实用新型主要目的是提供一种改良式圆锥破碎机以解决传统圆锥机的缺点，使动锥具有更稳定的摇摆运动(减少动锥章动的影响)。

为达上述目的，是令前述改良式圆锥破碎机包含有：

一机体架，其为中空；

一定锥，是固定于机体架上端，在定锥内部形成有一破碎腔，破碎腔上窄下扩而为漏斗形，且破碎腔具有一上开口以作为进料口；

一动锥偏摆机构组件，是设置在机架体内，且具有一固定立柱以及一偏心轴套，该固定立柱设置在机架体内，该偏心轴套以可转动方式设置在固定立柱上；

一动锥，是大致呈圆锥状，固定偏心轴套上，并且位于定锥的破碎腔内，定锥破碎腔内表面与动锥外表面之间可容纳欲进行破碎的物料；

一传动轴，是设置在机体架底部且与偏心轴套啮合，该传动轴可驱动偏心轴套以及动锥相对固定立柱进行旋转；以及

一弹性支撑装置，是环绕并设置在固定立柱上，且以弹性方式支撑动锥底部，当动锥转动偏摆时，弹性支撑装置可对动锥提供适当弹性支撑力；

其中，当传动轴旋转时，动锥相对定锥的破碎腔内壁进行偏摆式的转动，进而令进入破碎腔的砂石、矿石等坚硬物料被定锥与动锥共同研磨破碎。

藉由上述技术手段，本实用新型具有下列优点：

1.由于改良式圆锥破碎机独特的工作原理及结构特点，使球面支撑环块通过弹性元件提供弹力而能稳定接触并且支撑动锥进行偏摆运动，与传统的破碎设备相比稳定性提高、效率增加。

2.因为改良式圆锥破碎机相关组件的在组装与结构上的变更，使得改良式圆锥破碎机在使用及制造等方面具有许多优点：(1)生产成本降低约5～8％，缩减机械重量、铜衬重量、减少机械加工成本，因此改良式圆锥破碎机的利润亦可增加；(2)机器产能增加5～12％有效节省能源(CSHType)，这意味单位耗能降低；(3)维修保养方便，无烧铜、高速自转的问题，并且组件的更换更为容易。

前述动锥底部形成有复数球面环部，各球面环部底面呈一球面，该弹性支撑装置具有一固定支撑座、复数弹性元件以及一球面支撑环块；该固定支撑座固定在机体架上并且环绕固定立柱；该复数弹性元件是设置在固定支撑座上；该球面支撑环块是设置在该复数弹性元件顶端，且球面支撑环块上形成有复数球面支撑部而分别以可相对转动方式支撑动锥的球面环部，各球面支撑部顶面呈一球面。

前述弹性支撑装置进一步包含有一固定在固定立柱顶端的球面承座，该球面承座顶面呈一球面，该动锥底部设置有一与球面承座相互接触且可相对转动的球面块，该球面块底面呈一球面。

前述弹性支撑装置的各弹性元件为一弹簧。

前述固定立柱位于定锥破碎腔的正中央，而偏心轴套外表面相对定锥破碎腔呈偏心状态，该动锥固定在偏心轴套外表面而相对定锥破碎腔呈偏斜状态。

附图说明

图1是本实用新型侧面剖视图。

图2是本实用新型动锥与偏心轴套的组合侧面剖视图。

图3是本实用新型动锥的侧面剖视图。

图4是本实用新型偏心轴套的侧面剖视图。

图5是本实用新型机体架、固定立柱与传动轴的组合侧面剖视图。

图6是本实用新型弹性支撑装置的侧面剖视图。

图7是本实用新型的力学模型示意图。

具体实施方式

以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

请参照图1到图6，本实用新型改良式圆锥破碎机的主要观点是通过动锥弹性支撑结构，增加机器的稳定性。

本实用新型改良式圆锥破碎机包含有：一机体架2、一定锥1(又称外锥体)、一动锥偏摆机构组件5、一动锥3(又称内锥体)、一传动轴6以及一弹性支撑装置4。

该机体架2为中空，可呈圆筒状。

该定锥1是固定于机体架2上端，在定锥1内部形成有一破碎腔100，破碎腔100上窄下扩而为漏斗形，且破碎腔100具有一上开口以作为进料口。此外，定锥1内表面上可设置有一定锥衬板11。

该动锥偏摆机构组件5是设置在机架体内，且具有一固定立柱51以及一偏心轴套52，该固定立柱51设置在机架体内，该偏心轴套52以可转动方式设置在固定立柱51上。偏心轴套52上贯穿形成有一轴孔525以供固定立柱穿套。此外，偏心轴套52外表面526径向延伸形成有复数齿部521。

该动锥3大致呈圆锥状，固定偏心轴套52上，并且位于定锥1的破碎腔100内，定锥1破碎腔100内表面与动锥3外表面之间可容纳欲进行破碎的物料。此外，该动锥3底部形成有复数球面环部30，各球面环部30底面呈一球面。此外，动锥3外表面可设置有一动锥衬板31。

该传动轴6是设置在机体架2底部且与偏心轴套52啮合，该传动轴6可驱动偏心轴套52以及动锥3相对固定立柱51进行旋转。此外，传动轴6内侧端径向延伸形成有复数齿部621以与偏心轴套52齿部521相互啮合，藉此，转动传动轴6能带动偏心轴套52旋转。

该弹性支撑装置4是环绕并设置在于固定立柱51上，且以弹性方式支撑动锥3底部，当动锥3转动偏摆时，弹性支撑装置4可对动锥3提供适当弹性支撑力。此外，该弹性支撑装置4具有一固定支撑座43、复数弹性元件42以及一球面支撑环块41。

该固定支撑座43固定在机体架2上并且环绕固定立柱51。

该复数弹性元件42是设置在固定支撑座43上。

该球面支撑环块41是设置在该复数弹性元件42顶端，且球面支撑环块41上形成有复数球面支撑部415而分别以可相对转动方式支撑动锥3的球面环部30，各球面支撑部415顶面呈一球面。弹性支撑装置4给予动锥3底面多点弹性支撑，因此可有效避免或减轻动锥3偏摆时的章动Nutation问题。(关于章动，请参阅维基百科网站http://zh.wikipedia.org/zh/％E7％AB％A0％E5％8B％95)

其中，当传动轴6旋转时，动锥3相对定锥1的破碎腔100内壁进行偏摆式的转动，进而令进入破碎腔100的砂石、矿石等坚硬物料被定锥1与动锥3共同研磨破碎。

在本案较佳实施例之中，该弹性支撑装置4进一步包含有一固定在固定立柱51顶端的球面承座510，该球面承座510顶面呈一球面515，该动锥3底部设置有一与球面承座510相互接触且可相对转动的球面块33，该球面块33底面呈一球面335。

在本案较佳实施例之中，该弹性支撑装置4的各弹性元件42为一弹簧或是其他可提供球面支撑环块41弹力的材料。

在本案较佳实施例之中，该固定立柱51位于定锥1破碎腔100的正中央，而偏心轴套52外表面相对定锥1破碎腔100呈偏心状态，该动锥3固定在偏心轴套52外表面而相对定锥1破碎腔100呈偏斜状态。

本实用新型改良式圆锥破碎机弹性支撑装置4的动作原理说明：

请参照图7，本实用新型改良式圆锥破碎机的是利用内锥体支撑的形态，主要观点是利用弹性元件42回复原样的特性，其相关力学模型说明如下：

M_N：扰动力矩(正、负号仅是方向指标)

M_T：只考虑无弹性支撑装置4时能承受的最大扰动力矩(正负号仅是方向指标)

M_E：只考虑弹性支撑装置4时能承受的最大扰动力矩(正、负号仅是方向指标)

O：摆动中心

γ_a：球面承座510支持动锥3的正交等效力N_a力的作用点到摆动中心O的力臂

γ_b：偏心轴套52对动锥3支撑的正交等效力N_b力的作用点到摆动中心O的力臂

γ_c：动锥3的自重G力的作用点到摆动中心O的力臂

γ_d：弹性支撑装置4对动锥3支撑的正交等效力N_d力的作用点到摆动中心O的力臂

N_a：球面承座510支持动锥3的正交等效力

μ_a：球面承座510支持动锥3的动摩擦系数

N_b：偏心轴套52对动锥3支撑的正交等效力

μ_b：偏心轴套52对动锥3支撑的动摩擦系数

N_d：弹性支撑装置4对动锥3支撑的正交等效力

μ_d：弹性支撑装置4对动锥3支撑的动摩擦系数

G：动锥3的自重

依平面力系力的平衡原则∑F(x，y，z)＝0，∑M(x，y，z)＝0则

$\mathrm{\ΣF}\left(x\right)=0\⇒N_a\sin \mathrm{\θ}+N_d\sin \mathrm{\θ}=N_b\cos \mathrm{\θ}---\left(1\right)$

$\mathrm{\ΣF}\left(y\right)=0\⇒N_a\cos \mathrm{\θ}+N_d\cos \mathrm{\θ}=N_b\sin \mathrm{\θ}=G---\left(2\right)$

$\mathrm{\ΣM}\left(x\right)=0\⇒N_a\sin \mathrm{\θ}*r_a\cos \mathrm{\θ}+N_d\sin \mathrm{\θ}*r_d\cos \mathrm{\θ}=M_N+N_b\cos \mathrm{\θ}*r_b\cos \mathrm{\θ}---\left(3\right)$

$\mathrm{\ΣM}\left(y\right)=0\⇒$

$N_a\cos \mathrm{\θ}*r_a\sin \mathrm{\θ}+N_b\sin \mathrm{\θ}*r_b\sin \mathrm{\θ}+N_d\cos \mathrm{\θ}*r_d\sin \mathrm{\θ}=M_N+G*r_c\sin \mathrm{\θ}--\left(4\right)$

利用座标轴转换且整理简化则各支持动锥(3)正交等效力、扰动力矩与动锥(3)的自重的关如下

N_a+N_d＝Gcosθ---------(5)

N_b＝Gsinθ---------------(6)

N_b*r_b+μ_aN_a*r_a+μ_dN_d*r_d＝M_N+Gsinθ*r_c(+MN)---------(7)

μ_aN_a*r_a+μ_dN_d*r_d＝M_N-Gsinθ*r_c(-MN)-------(8)

若只考虑无弹性支撑装置4的条件时从式(5)、(6)、(7)、(8)可知能承受的最大扰动力矩为

N_a＝Gcosθ---------(9)

N_b＝Gsinθ---------------(10)

N_b*r_b+μ_aN_a*r_a＝M_T+Gsinθ*r_c(+M_N)---------(11)

μ_aN_a*r_a＝M_T-Gsinθ*r_c(-M_N)-------(12)

若只考虑弹性支撑装置4的条件时从式(5)、(6)、(7)、(8)可知能承受的最大扰动力矩为

N_d＝Gcosθ---------(13)

N_b＝Gsinθ-------------(14)

N_b*r_b+μ_dN_d*r_d＝M_E+Gsinθ*r_c(+M_N)---------(15)

μ_dN_d*r_d＝M_E-Gsinθ*r_c(-M_N)-------(16)

由式(12)、(16)可知M_E＞＞M_T因为N_a＝N_d＝Gcosθ，γ_d＞＞γ_a

若两者共存则平衡方程式必须满足

μ_aN_a*r_a+μ_dN_d*r_d＝M_N-Gsinθ*r_c

若假设N_a＝A*N_d μ_a＝μ_d＝很小而可忽略计算时

A*N_d*r_a+N_d*r_d＝M_N-Gsinθ*r_c

A：范围在0～r_d/r_a之间

简言之，弹性支撑装置4能优于传统球面承座所承受的最大扰动力矩，其原因在于γ_d、γ_a的比值，因γ_d远大于γ_a一如杠杆原理的加成效用。所使用的支元件皆源于惯性、摩擦力等物理特性，并未增加控制元件亦能满足自适应的调适要件。

球面支撑环块41的上部球面与动锥3底部球面契合，且与球面承座510共同支撑动锥3使其完成偏摆运动，弹性元件42利用弹性力确保球面支撑环块41与动锥3底部球面完全接触并传达一定的支承力，使动锥3于偏摆运动时仍保持与球面支撑环块41的密合状态，且相互间保有一定的接触压力，适时调整动锥3扰动力矩对动锥3稳定性的干扰，完成动锥3偏摆运动。

本实用新型具有下列优点：

1.由于改良式圆锥破碎机独特的工作原理及结构特点，使球面支撑环块41通过弹性元件42提供弹力而能稳定接触并且支撑动锥3进行偏摆运动，与传统的破碎设备相比稳定性提高、效率增加。

2.因为改良式圆锥破碎机相关组件的在组装与结构上的变更，使得改良式圆锥破碎机在使用及制造等方面具有许多优点：(1)生产成本降低约5～8％，缩减机械重量、铜衬重量、减少机械加工成本，因此改良式圆锥破碎机的利润亦可增加；(2)机器产能增加5～12％有效节省能源(CSHType)，此意味单位耗能降低；(3)维修保养方便，无烧铜、高速自转的问题，并且组件的更换更为容易。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种改良式圆锥破碎机，其特征在于，所述改良式圆锥破碎机包含有：

一机体架，其为中空；

一定锥，是固定于机体架上端，在定锥内部形成有一破碎腔，破碎腔上窄下扩而为漏斗形，且破碎腔具有一上开口以作为进料口；

一动锥偏摆机构组件，是设置在机架体内，且具有一固定立柱以及一偏心轴套，该固定立柱设置在机架体内，该偏心轴套以可转动方式设置在固定立柱上；

一动锥，是大致呈圆锥状，固定偏心轴套上，并且位于定锥的破碎腔内，定锥破碎腔内表面与动锥外表面之间可容纳欲进行破碎的物料；

一传动轴，是设置在机体架底部且与偏心轴套啮合，该传动轴可驱动偏心轴套以及动锥相对固定立柱进行旋转；以及

一弹性支撑装置，是环绕并设置在于固定立柱上，且以弹性方式支撑动锥底部，当动锥转动偏摆时，弹性支撑装置可对动锥提供适当弹性支撑力；

其中，当传动轴旋转时，动锥相对定锥的破碎腔内壁进行偏摆式的转动，进而令进入破碎腔的砂石、矿石等坚硬物料被定锥与动锥共同研磨破碎。

2.根据权利要求1所述的改良式圆锥破碎机，其特征在于，所述动锥底部形成有复数球面环部，各球面环部底面呈一球面，该弹性支撑装置具有一固定支撑座、复数弹性元件以及一球面支撑环块；该固定支撑座固定在机体架上并且环绕固定立柱；该复数弹性元件是设置在固定支撑座上；该球面支撑环块是设置在该复数弹性元件顶端，且球面支撑环块上形成有复数球面支撑部而分别以可相对转动方式支撑动锥的球面环部，各球面支撑部顶面呈一球面。

3.根据权利要求2所述的改良式圆锥破碎机，其特征在于，所述弹性支撑装置进一步包含有一固定在固定立柱顶端的球面承座，该球面承座顶面呈一球面，该动锥底部设置有一与球面承座相互接触且可相对转动的球面块，该球面块底面呈一球面。

4.根据权利要求3所述的改良式圆锥破碎机，其特征在于，所述弹性支撑装置的各弹性元件为一弹簧。

5.根据权利要求4所述的改良式圆锥破碎机，其特征在于，所述固定立柱位于定锥破碎腔的正中央，而偏心轴套外表面相对定锥破碎腔呈偏心状态，该动锥固定在偏心轴套外表面而相对定锥破碎腔呈偏斜状态。

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