CN86101556A - 旋转式模具的可拆卸模块 - Google Patents

Abstract

一种具有顶、底、侧和端壁面的截短了的扇形体的可拆卸的旋转式模块，其顶部弧形面适用于模压成型，而其一般为平面的底面通过两个与确定弧形顶面的转轴径向对准的端面与顶面连接，其中连接端面的底面与其中一个端面成直角。

Description

本发明涉及的是压制块料的机械，特别是压块的轧辊和可拆卸的模块。

压块机是众所周知的机械。它一般包含一对轮状的轧辊。这两个轧辊以各自外边缘的表面啮合在一起并绕着平行的轧以相反的方向协同地转动。每个轧辊与另一个轧辊以直线轴向对准，故导入两轧辊中的物料可由轧辊的成型表面捕获并经过邻接的成型表面压缩成块。

压块机械与技术已被用于物料在低温低压下的压实和/或成块;也被用于诸如碳、铁矿石和金属切屑等物料在高温高压下的压实和/或成块。一般说来，在高温下的高压成块对通常所用的旋转式模具提出附加的要求。特别是转动的模块，容易由于应力而引起断裂以及由于模块表面与被压实成块的物料间的幌动和打磨而引起磨损。

人们已认识到：装有可更换模块的轧辊设计应满足容易拆卸和以最短的时间来更换磨损了的或已破裂的模块的要求。此外，对于以正确的定位来牢固卡紧的耐用的模块的廉价加工一直是模块设计所公认的目标。使用具有能接纳欲被压实成块的物料的表面坑穴的可更换模块的轧辊，在许多已发表的专利中，其中包括美国专利第3，907，485号，第4，306，846号和第4，097，215号中作了描述。

美国专利第3，907，485号描述了适用于放置在园柱形中枢体周围表面上的可更换的模块。这些模块用紧固件扣牢由模块侧壁向外延伸的凸缘，使之固定在园柱形中枢体上。这种模块结构与中枢体这样结合以使施加于模块上的径向压力通过模块底面来传递，而该底面与侧壁凸缘处于同一平面上。这样模块受力后会在模块中产生弯曲应力以导致由于脆性模块坚固部分的裂缝而引起过早的断裂。

美国专利第4，306，846号描述了使用一种对称型的可更换的压块轧辊的模块。这些模块的侧壁包括上下两部分，其上部相对于顶部工作面成一收敛角度而其下部相对于轧辊的转轴是渐渐扩大的。

美国专利第4，097，215号描述一种挤压成块的轧辊，它包含一根具有正多面体剖面的园柱辊芯和若干包围辊芯周面的相等的平面段，若干个具有平底的可拆卸的模块以其底面与平面段贴紧，用固定环将上述模块装配到辊轴上去。

于是，已公布的加工方法，技术和器械已因不同程度成功地减缓了上述的轧辊模块过早断裂或磨损等问题而被采用。某些已公布的器械竭尽全力去克服这些磨损和断裂的问题。例如，美国专利第2，958，902号描述了使用可拆卸的模块，当这些模块被装配到轧辊上时，它们就定位了，故模块间的凹隙与园柱面上平行于轧辊轴的基线间形成一锐角。上述的处理方法旨通过减少由于挤占凹隙而引起的受力不均匀性而减轻磨损（第一栏，25-67行）。该器械的缺点是，由于设计复杂，如图2、3、11和14中作了最恰当的描绘那样，其加工成本很高。

综上所述，以往专利公布的模块，由于其在它的座槽中幌动而遭受磨损。当一作用力穿过模块的弧状模面时，由于脱离了常规的面接触而导致模块绕枢轴转动，因此产生了模块相对于其基座的位移。因为这种摇幌动作会引起不希望发生的磨损，为了延长模块的寿命，作了许多减少幌动的尝试。减少幌动的一种办法是减少表面的不平度，它对幌动起着“转动支点”的作用。对模块与枢轴上的基座间的接触表面进行切削加工可减少幌动。本发明的优越性是，由于可加工一些平面，这些平面包括至少一个位于两个平面间的直角，因而减少了切削加工的工时和成本。使用直角就可以在切削加工时利用不复杂的夹具。在那些劳动力昂贵的国家，特别希望简化机加工以降低这类工序所花的时间和成本。

本发明的一个目的是提供耐久性有所改善的可更换的模块。

本发明还有一个目的是提供耐磨的，特别是由幌动引起的磨损的模块。

本发明还有一个目的是提供能方便地和经济地切削加工的模块。

本发明还有一个目的是提供降低加工费用同时又保持或改善耐久性和耐磨性的模块设计。

本发明还有一个目的是提供一种具有易于更换的模块的压块轧辊的经济型设计。

本发明还有一个目的是提供一种无键销的模块/枢轴的组合，通过锯齿形枢轴设计使它能抗由转动力形成的磨损和损坏。

上述的目的和其他随之而成为显而易见的目的可以用一种旋转的模块来达到。这种模块包含一弧形的顶部模面，一底面，两个相对峙的并与顶面、底面相接的端壁，其中一个端壁与底面相交成80～90°角此外还有两个各自与顶面、底面和端壁相接的相对峙的侧壁。

一种优先择用的实施例包含一个截短的扇形的旋转模块（以下称直角形优先实施例）。该模块有一弧形顶部模面，一个底面、两个与顶面和底面相接的相对峙的端面，它们与各自在顶面的交点所作的顶弧面的切线成直角。一个端面与底面相交成直角。此外，模块还包括两个相对峙的侧面，它们与各相应侧的顶、底和端面相接。

用术语“在各对应的交点上作弧面的切线”的意思是在交点上的切线的推断上述弧线的连续性。上面所列出的每一个目的没有必要在本发明的所有实施例中均体现出来。与以前的专利相比，本发明能方便地被采用已经十分满足了。

本发明还包括一个带有中心部分的转轴的旋转模具和许多上述的模块。轧辊的轴芯适于放置许多可拆卸的模块和固定可拆卸的模块和所述中心部分的紧固件。直接的发明的基本点是在模块的一般为平面的底面与较长的端面间呈80～90°角的可拆卸模块的设计。

每一个模块包含一块具有平底的能与轧辊轴上的锯齿形轴芯上相应的表面匹配的实体。在优先择用的实施例中，由一个端面与模块底面形成的底面的直角面与轴芯表面上的直角的L形园周部分相匹配。

图1是一轧辊轴和模块结构的顶视图。图中的模块特点体现了本发明的特征;

图2是图1中从2-2线看的侧视图，并附有局部剖视表示螺钉的布置;

图3是取自图1的3-3线的局部视图，以及;

图4是一个分介了的另件的透视图。描绘单个的模块与图1中轧辊芯体的固定方式。

参照图1，按照已公布的压块机技术（图中未示），图中描绘了旋转模具10，它适合于与相类似的第二个旋转模具一起使用。旋转模具10包含一根轧辊轴11，适合于在压块机中转动并与另一相类似的轧辊轴在同一轴线上对准，两者的轴都拥有多个模块12，安装在与轴11构成整体的轧辊芯体13的周面上。此外，与所述轧辊芯体连成整体的是轧辊园面14a和轧辊芯体园面14b。轴11还拥有位于上述轧辊中心体13各侧的锥形轴承环表面15a和15b。轧辊轴11还可以装有为控制温度而设置的探测装置通道16。

每个旋转模块12含有三个整模穴17和两个位于每个模块12两侧的半模穴18。每个模块适于与其相邻的模块配合以在装配好的轧辊上形成全部是完整的模穴。于是，在图1中的每一模块，其中心部分有三个完整的模穴，而在两侧有半个模穴。

本发明打算用数量不等的模穴和设计，亦即可以提供多于一排的模穴，或是无模穴的空白模块或是具有不同形状的模块。模穴可以根据不同的需要做成全部或不是全部地包含在一个模块里。按照本发明，比较适宜的是，一个包含多个模块的轧辊可包含12-16个模块。用12个模块可减少切削加工量，并使模块与辊芯的固定更为坚固些。而用16个模块相对于修改现有的辊芯可降低成本以及可用备有的原材料来制造模块。当然，仍然可以采用小于12或大于16个模块，它取决于轧辊的尺寸。可以采用任意直径的轧辊。

参看图2，它描绘了旋转模具10包括轴辊11的侧视图，它取自图1的2-2线方向。轴11支撑了辊芯13。环绕着辊芯紧贴着12个模块12。这些模块以固定元件如埋头螺钉19，形成可拆卸的连接，埋头螺钉以适合的润滑剂作处理，如二硫化钼润滑剂的固体薄膜，亦称Molykote（图中未示）。

每个模块12含有两个端壁20和21，它们与顶部弧形工作面22和底面23相接。在直角的较好实施例中，每个端面20和21与通过轴心25至模具周边26。辐射状安置的平面24a和24b各自处于同一平面。对于一个拥有12个模块的旋转模具，由上述平面24a和24b来确定端壁20和21的位置的夹角φ约为30°。当然要设置更多或更少的模块，夹角φ是可以变化的。用“约为”词的意思是该角度只要满足用于特定辊芯所需的模块大小就可以了。

熟练的技工在读了这份发明后就明白该精确的角度是可以变的，它不单取决于用于形成园弧状周边26的模块的数量，而且取决于诸如应用方面的变量，如切削端壁20和21所希望达到的精度;为满足方便地装配和拆卸所要求的程度而在模块间所必须有的公差;热膨胀和/或收缩所需要的间隙（操作温度随其他设计参数而变化）等。

依靠再度加工是指工作面22通过这个办法被切削加工以重新获得一个棱角清楚的模穴周面，从而延长了模块12的使用寿命。再度切削将除去模块12的工作面22上的畸变，因而减小了旋转模具的直径。最初（在第一次使用之前）在模块的工作面上的材料可以留些富余量以备运行磨损后再加工。

一般说来，模块要用耐磨的材料，如钢，制成。制造模块12所用的特殊的材料首先要决定于特殊的旋转模具准备进行的应用。一般说来将采用由应用要求所决定的成份的钢和铁作为模块的材料。

对于择用直角的较好实施例，端壁20和21可由在弧形顶面22上的点27a与顶面22相切的假想线来确定之。点27a是顶面22与端面20和21的交点。切线28和29分别与端壁20、21形成直角a。于是，每个端壁20，21与在各自端与弧形顶部表面22上的接合处27a处画的弧形顶面22的切线28、29定为直角。

此外，对所有的实施例，模块12的大小由较长的端壁21与较短的端壁20间的长度的比值和较长端壁21和底面23之间的夹角来确定的。合适的端壁长度比值是22∶16到17∶6;其中常用的比值范围是18∶11到16∶9。如图2中进一步阐明的：端面21与底面23的汇交处27b形成角β。β角的合适的范围是大约80-90°。可以置信，当β为90°或略小些时，形成该角的拐角处的翻转或旋转作用可望减少。

当β为直角时，它简化了模块表面的切削加工，从而减少了加工费用。轧辊的芯体13和固定在其上的模块12在正常运转时沿着箭头A方向旋转。在所指的旋转方向再加上模块12和模块与辊芯13的固定手段的设计，可以相信它是有利于减弱由于幌动引起的磨损。此外，这种新式的模块能适应于抵抗由轧辊从模块短的端面向长的端面移动时所产生的旋转力。

轧辊芯体13周边的锯齿形设计能抵抗施于相对于芯体13的模块12上的旋转力。在加速、减速以及使用旋转模具所产生的转矩的作用导致模块相对于芯体周边的滑移，在本发明中，这种“打滑”被锯齿形设计所抵销，当模具沿所指出的方向旋转时，可以相信，这种设计，由于提供了实质上平坦的底面，而不须用销钉或其他芯体和/或削弱模块的沟槽，因而可以减缓磨损。

与所描述的轧辊啮合的从动轧辊适合于作顺时针旋转，因为轧辊11已指明为反时针旋转。然而，应该理解，该两轧辊都可以沿着相对于模块放置的由箭头A所表示的方向旋转。也就是，当两个轧辊在平行的轴上，以相反方向转动，尽管如此，在每个轧辊上模块应这样放置，在每一单个模块转过一指定点时，其短的侧面总是首先经过它。与所描述的方向相反的转动常常仅在为了消除卡住或堵塞而卸载时发生，而且只在短时间内发生。

现在参看图3，转动模块12和轧辊芯体13的局部剖视是取自图1的3-3剖切线。模块12有一顶面22（有隆起的模穴17），由侧壁30和31与底面23相接。模块12与平面的辊芯表面32基本上共平面贴合，由若干个螺钉19定位，这些螺钉埋在表面22以下並通过多个孔33a拧入芯体13，这些孔适于通过螺钉，定位和将模块12与轧辊芯体13连接在一起。伸入芯体13的孔33a至少有一部分为了与螺钉19相连接而套了螺纹。除了螺钉连接以外，还可用其他的可拆卸的模块固定到轧辊上的方法，如卡环。

现参看图4，一个局部断开的透视图描绘了模块12的固定。模块12具有顶面22，其上有隆起的模穴17，侧壁31和与之相接的端壁21，而壁21与底面23间形成β角，四个孔33a自顶面22延伸，穿过坚实的模块本体12自底面23穿出。这些孔33a与辊芯表面32上的螺孔33b对准。孔33b在表面32以下延伸了足够的距离，以在用螺钉19a和19b将模块12固定到轧辊芯13上去时为它们提供足够的紧固度，使模块12能贴紧在轧辊芯13上。螺钉19a固定模块12的较薄的一侧（靠近侧面20），其长度较短些;而螺钉19b位于靠近模块侧面21处，其长度较长些，为了避免削弱轧辊芯体，在邻近的芯体表面32间的孔33b是横断布置的。

可以理解，在不偏离下述权利要求所确定的精神实质的前提下，对已描述的模块和模具（它提供了本发明的特色）可以作各种变化和修正。

Claims (22)

1、一种截短了的扇形体的旋转式模块，其包含：一顶部为弧形的制模表面；一个底面；两个连接上述的顶面和底面的对峙的端壁，在那里，(a)每个端面与上述顶面的连接线与在该处对顶面弧作的切线成直角，(b)每个上述端壁的连接线中的一个与上述底面成直角；並且两个相对的侧壁与对应的上述顶面、底面和端壁面相连接。

2、如权利要求1所定义的旋转式模块，其底面实质上是平面。

3、如权利要求1所定义的旋转式模块还包含连接上述模块和轧辊芯的固定构件。

4、如权利要求3所定义的旋转式模块，其中，上述固定构件适合于可拆卸的固定。

5、如权利要求4所定义的旋转式模块，其固定构件包含多个从顶部弧面到上述底面的带螺纹的孔。

6、如权利要求1所定义的旋转式模块，其上述侧面与该模块的顶面、底面和端面互相垂直。

7、如权利要求1所定义的旋转式模块，其顶部弧形制模表面含有若干个模穴。

8、如权利要求1所定义的旋转式模块，其上述端面基本上是平面。

9、旋转模具包括：一个带有适于放置多个可拆卸模块的芯体部分的轧辊轴;可拆卸式的将模块固定到芯体上去的固定构件;和若干模块，每个上述模块包含：一顶部弧形的制模表面;一个底面;两个连接顶面和底面的对峙的端面，其中（a）每个上述端壁与上述顶面的连接线与在上述顶部弧形面处对弧形顶面所作的切线成直角（b）每个上述端壁与底面的连接线中之一与底面成直角;以及两个与顶、底和端面连接的侧面。

10、如权利要求8所定义的旋转式模具，其模块底面基本上是平面。

11、如权利要求8所定义的旋转式模具，其模块的数量为12-16个。

12、如权利要求8所定义的旋转式模具，其上述模块的上述端壁基本上是平面。

13、如权利要求10所定义的旋转式模具，其上述端壁基本上是平面。

14、如权利要求13所定义的旋转式模具，其侧壁与模块的顶、底和端壁表面互相垂直。

15、如权利要求9所定义的旋转式模具，其模块和适用于放置模块的芯体是无销键的。

16、如权利要求9所定义的旋转式模具，其芯体具有锯齿形周边以适于放置多个模块。

17、如权利要求16所定义的旋转式模具，其芯体周边的锯齿形设计是为了适应抵抗施加于模块上相对于芯体的旋转力。

18、旋转式模块包含一顶部弧形制模表面;一个底面;两个与顶面和底面相接的对峙的端壁，其中（a）有一个端壁的自顶至底的距离比另一个要长（b）较长的端壁与底面成80-90°角;以及连接各自侧的顶、底和端壁的两个对峙的侧壁。

19、如权利要求16所定义的旋转式模块是无销键的。

20、如权利要求18所定义的旋转式模块，其底面基本上是平面。

21、如权利要求18所定义的旋转式模块，其较长的端壁与较短的端壁的长度比值约为22∶16至17∶6。

22、如权利要求18所定义的旋转式模块，其较长端壁的长度与较短端面的长度的比值约为18∶11至16∶7。

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