專利名稱：易快速更換的組合式耐磨損沖擊錘的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種易快速更換的組合式耐磨損沖擊錘，它是錘式破碎機的一個主要另件，適用于立式、臥式等各種錘式破碎機，可用于新設計的破碎機，也可用于改造現(xiàn)有的破碎機，它廣泛適用于礦山、冶金、建材、化工等各個工業(yè)部門。
眾所周知，錘式破碎機是一種廣泛應用的破碎機械，它具有破碎比大、產(chǎn)量高、破碎的產(chǎn)品較細而且均勻等特點，適用于礦山、冶金、建材、化工等各個工業(yè)部門。錘式破碎機的工作機理是在一個回轉(zhuǎn)的主軸上裝有錘盤，錘盤上裝有數(shù)個掛軸，稱它們作轉(zhuǎn)子，在錘盤之間由掛軸鉸接著沖擊錘，沖擊錘可以在錘盤之間擺動一個角度，沖擊錘與轉(zhuǎn)子一同作高速回轉(zhuǎn)，沖擊錘沖擊礦石，使礦石破碎。破碎機的能量主要靠錘頭傳遞，錘頭的結構、形狀、尺寸、重量、耐磨程度、安裝維護工作量等對于錘式破碎機的能量利用率、適用范圍、運轉(zhuǎn)費用、運轉(zhuǎn)率、維修量等都起著極為關鍵的決定性作用。現(xiàn)有的沖擊錘有三種結構型式即整體結構型、復合結構型和組合結構型。沖擊錘的工作端部即錘與礦石接觸處稱為錘頭，錘頭與鉸接掛軸之間部份稱為錘柄。整體結構型沖擊錘是最為普通和常用的一種，它是由同一種材料制造而成。錘式破碎機的工作機理要求錘頭應有足夠的硬度以抵抗礦石的侵蝕從而提高沖擊錘的耐磨性能，同時錘柄及懸掛處應有足夠的韌性和強度以防止其折斷，由于整個沖擊錘是由同一材料制造，很難得到硬度和韌性都很好的結果，故首先在滿足錘柄有良好的沖擊韌性的條件下選材及制造，這樣錘頭的耐磨損性能都不夠好。當錘頭磨損到一定量時(一般在整體沖擊錘重量的15％左右時)錘式破碎機的工作效率便大幅度下降，破碎的產(chǎn)品變粗，產(chǎn)量降低，能耗增加，這時就必須更換錘頭了，更換下的沖擊錘只能作為廢金屬處理掉，故沖擊錘材料的利用率低，成本高，維修工作量大，對于磨蝕性高的物料破碎因此也受到了限制。復合型沖擊錘一般是由雙金屬制造，它通常是由較硬的耐磨材料通過鑄造或焊接等方法在具有良好沖擊韌性和強度的錘柄上復合制造而成，這種沖擊錘的耐磨性能較好，又具有足夠的沖擊強度，但這種沖擊錘的制造工藝復雜，成本較高，使破碎機的易損件費用高，當錘頭磨損到一定量后被更換下來的錘頭及柄也只能作廢料處理，因此它也存在著金屬材料的利用率低，費用高，維修工作量大等問題。組合結構的沖擊錘是由一個錘頭和兩個錘柄組成，錘頭上帶有兩個T型槽，它分布在錘頭的兩端，錘柄上具有T型凸沿，兩錘柄的凸沿分別從錘頭的兩端裝入凹槽即組成了一個完整的沖擊錘，錘頭與柄聯(lián)接后再一同裝在破碎機的轉(zhuǎn)子上，由于受到結構和強度上的限制，這種沖擊錘尺寸較大，另外更換錘頭也較為復雜。因此不能設計的較小和要求錘頭數(shù)量較多的場合，它是一種大型、重型的沖擊錘型式，其重量在50--120公斤，僅適用于大型破碎機上。
綜上所述，目前各種錘式破碎機的沖擊錘都存在著各自的特點和適用范圍，但在錘式破碎機轉(zhuǎn)子上的安裝方式上都存在著極為相似之處，它們都是通過數(shù)根長的掛軸把沖擊錘鉸接在轉(zhuǎn)子盤上，更換錘頭都必須首先卸掉掛軸的固定裝置，再退出此長掛軸，用新錘頭分別代替磨損的舊錘頭放在相應的位置后再裝回掛軸及固定裝置，如果一排錘頭的其中一個需要更換也必須重復上述操作，在此過程中，對于同掛軸上的沖擊錘其重力等都作用在此長掛軸上，增加了裝卸的難度，造成更換錘頭費時費力，需要占用較長的停機時間，影響機器的運轉(zhuǎn)率，限制其應用范圍。由于錘式破碎機屬于集中磨損類破碎機械，錘頭的磨損量是整個機器磨損量中最大的一部份，易損件沖擊錘的日常更換就占到破碎機日常維護量的最主要部份，其費用的高低直接關系到該機器的運轉(zhuǎn)費用的高低和適用范圍，因此，發(fā)明一種簡捷靈活、可快速更換的沖擊錘，同時，在沖擊錘的結構上又較有利于提高沖擊錘的耐磨損性能的結構方式對錘式破碎機而言就顯得特別重要。參見《碎石機的使用與保養(yǎng)》中國鐵道出版社1983年第91頁。
鑒于上述已有技術的問題，本發(fā)明的任務是設計一種錘頭耐磨損，同時錘柄又具有足夠的沖擊強度的沖擊錘，特別是容易快速更換、結合牢靠、更換錘頭不受限制，并且容易制造、成本低、重量范圍廣、廣泛適用的沖擊錘。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一個兩端帶有止退凹槽的錘頭，安裝在兩個具有與上述止退凹槽相對應的凸沿的錘柄上，它們即組成一個沖擊錘單元，錘柄上的凸沿與錘頭上的凹槽相吻合。錘頭的離心力和沖擊礦石的反作用力等都通過凸沿作用在錘柄上。并通過錘柄作用于掛軸上和(或)錘盤上。錘頭的位置是靠凹槽的止退面以及兩凹槽之間的實體與錘柄定位的，錘柄的凸沿是從錘頭的兩側端裝入凹槽的，裝卸錘頭只要將錘柄的凸沿從錘頭的凹槽中裝入或移出就能實現(xiàn)。本發(fā)明的沖擊錘在裝卸錘頭時不需要拆裝錘柄的掛軸，而是為錘柄在其掛軸上留有一個可沿掛軸軸向移動的距離空間，該距離可完成錘頭的安裝與更換。由于錘式破碎機工作時錘頭總是處在離心的輻射方向，沖擊錘打擊物料后將失去一些動能而向后擺動一個角度，一般情況下不會向前擺動或向前擺動較大的角度。因此本發(fā)明則利用這個特點設置一個錘柄定位裝置，它能實現(xiàn)錘柄在一定的區(qū)域里只能繞其掛軸作擺動而不能沿其掛軸作軸向移動，該區(qū)域即為錘頭的正常工作區(qū)域，即上述錘頭工作時的擺動區(qū)域。而在此區(qū)域以外錘柄可以沿其掛軸作軸向移動，此區(qū)域可以用于安裝及更換錘頭。破碎機運轉(zhuǎn)時，沖擊錘的錘柄總是處在錘柄定位裝置的沿軸向鎖定的定位狀態(tài)，因此，錘頭不會從錘柄上脫落，而當破碎機停下來時，把沖擊錘搬到定位裝置不鎖緊位置后，再施加一外力使錘柄沿其掛軸移動使其下端凸沿能從錘頭凹槽中移出就可以卸裝錘頭了。
上述沖擊錘的錘柄定位裝置可以采用錘柄(或錘盤)上凸出銷(或凸臺)及與其對應錘盤(或錘柄)上凹孔的方式；或著錘柄上的凸臺與相鄰錘柄上凸臺(或凹孔)的方式；以及以錘柄自身為凸臺和相鄰錘盤上在特定方向上開槽(相當于上述的凹孔)的方式等等。上述錘柄的不鎖緊位置(即凸臺或銷進入凹孔的位置或凸臺與凸臺不相抵觸的位置)應盡可能不在錘頭的正常擺動區(qū)，最佳位置是處在錘頭受礦石沖擊后擺動方向相反的方向上，而且該方向與錘頭正常擺動的方向的夾角越大，錘頭與錘柄的結合越可靠，錘頭在正常工作時錘柄由于受到上述銷或臺的作用以及錘頭的離心力作用，錘頭與錘柄保持牢固結合。
為提高錘頭和錘柄結合的可靠性，防止在停車和開車初期錘柄意外的進入錘頭的更換區(qū)使錘柄與錘頭脫離，可以安裝一個彈性原件將錘柄壓在錘頭的凹槽內(nèi)，以阻止錘柄進入更換區(qū)，該彈性原件可以套在錘柄的掛軸上，它不影響錘頭的正常安裝與更換。
錘頭的止退凹槽可以采用T形槽或燕尾槽以及具有能從錘頭側端裝入錘柄并能阻止錘柄從錘頭的離心方向退出的凹槽型式。
采用本發(fā)明的容易快速更換組合式耐磨損沖擊錘比現(xiàn)有的各種沖擊錘具有顯著的優(yōu)點和先進性首先，它是根據(jù)錘式破碎機的工作機理對沖擊錘性能的要求而設計的，錘頭主要承受物料的侵蝕沖擊和自身的離心力，故可采用較高硬度的耐磨材料制造，如高鉻鑄鐵以及高錳鋼等。錘柄承受錘頭的離心力和沖擊力等作用，因此要求錘柄應有較好的抗沖擊性能，可采用優(yōu)質(zhì)結構鋼制造。二者組合成一體即發(fā)揮了各自的優(yōu)點，提高了錘頭的耐磨損性能。易損件僅錘頭部份而錘柄作為機器的一個部件可長期使用，它不但提高了機器的平衡性能，而且更換下來的錘頭僅是整個沖擊錘的一部份，同時錘頭的形狀可以考慮承受礦石沖擊磨損后的形狀設計，這樣更換下來的錘頭的重量將盡可能的降低了，因此耐磨材料的利用率大幅度提高了，從而降低了機器的運轉(zhuǎn)費用。
其次，本發(fā)明采用了獨特的自鎖區(qū)域的定位方式更換錘頭，在破碎機運轉(zhuǎn)時，錘柄處在沿掛軸軸向定位狀態(tài)，錘頭所受各個力都可以可靠地傳遞到錘柄上并通過錘柄及定位裝置傳遞到掛軸上和錘盤上，并且保證其與錘柄的結合牢靠。當機器停下時，錘柄才可能處在定位裝置不定位位置，但由于錘柄沒有受到沿其掛軸軸向使其脫離錘頭凹槽的力作用，因此，錘頭也不會脫落，從而保證其結合可靠，同時當需要更換錘頭時，只要施加一不大的外力即可實現(xiàn)。由于不需要使用什么特殊工具就可以實現(xiàn)裝卸錘頭，省去了拆卸長掛軸的步驟，又可以單獨更換個別錘頭，由于沒有其它零件的干涉，而且相對重量輕，阻力小，沒有螺栓，銷之類的緊固件需要拆裝，從而大幅度縮短更換錘頭所占用的停機時間，提高了機器的運轉(zhuǎn)率，實現(xiàn)了容易快速更換的特點。
第三，由于本錘柄定位裝置很簡單，而且可以附加在錘柄或錘盤上，有利于加工制造和熱處理，錘柄定位裝置作為機器的一個零部件可長期使用，因而降低了制造成本和運轉(zhuǎn)費用。本錘頭結構尺寸上沒有什么嚴格地限制，故它適用于大中小等各種規(guī)格的錘式破碎機上。
最后，本發(fā)明的易快速更換又耐磨的沖擊錘結構實現(xiàn)了錘頭與錘柄的分別制造，它更可充分地提高錘頭的耐磨性，特別是可快速更換從而大幅度縮短檢修停機時間，從另一角度出發(fā)解決了錘頭的磨損這一關鍵問題。實現(xiàn)了簡單、快速、可靠、經(jīng)濟以及適用廣的要求。為開拓錘式破碎機的新應用范圍，對解決高磨蝕性礦物的破碎提供了一個新的技術途徑。
本發(fā)明的最佳實施例可以結合以下附圖給出


圖1為本發(fā)明在立式錘式破碎機中的示例一的正視剖面示意2為本發(fā)明在立式錘式破碎機中的示例一的俯視3為本發(fā)明在臥式錘式破碎機中的示例二的正視剖面示意4為本發(fā)明在臥式錘式破碎機中的示例二的A-A局部剖視5為本發(fā)明在臥式錘式破碎機中的示例三的正視剖面示意6為本發(fā)明在臥式錘式破碎機中的示例三的B-B局部剖視7為本發(fā)明在臥式錘式破碎機中的示例四的正視剖面示意8為本發(fā)明在臥式錘式破碎機中的示例四的C-C局部剖視圖本發(fā)明在轉(zhuǎn)子軸為垂直放置的立式錘式破碎機中的應用如
圖1和圖2所示，在回轉(zhuǎn)的主軸上固定著數(shù)片用于懸掛沖擊錘的錘盤，它們構成破碎機的轉(zhuǎn)子1，在錘盤上均勻分布著數(shù)個用于懸掛沖擊錘的銷孔，掛軸2穿過銷孔鉸接著端部帶有燕尾狀凸沿的錘柄4和錘柄6，一個兩端具有燕尾狀凹槽的錘頭5安裝在錘柄4和錘柄6之間，錘頭5和錘柄4，錘柄6組合構成了一個沖擊錘單元，在轉(zhuǎn)子上沿其圓周向均布數(shù)個這樣的沖擊單元，而在主軸的軸向也可以并列數(shù)排這樣的沖擊錘。在錘柄4上設置一個凸出的柱狀銷7，通常情況下它起著限制錘柄4在其掛軸上的軸向移動，從而實現(xiàn)錘柄與錘頭的軸向定位鎖緊功能。在轉(zhuǎn)子1的錘盤上，以掛軸2的銷孔中心為圓心，以錘柄4上柱狀銷7中心至錘柄銷孔中心之距離為半徑的圓弧上制有一孔，錘柄4上的柱狀銷7在特定方向上剛好可以進入錘盤上的孔里，在這里錘柄就可以沿其掛軸作軸向移動了，此位置就是錘頭的裝卸位置。錘柄上凸出的柱狀銷7和帶有孔的錘盤即是本發(fā)明的錘柄定位裝置。安裝錘頭的程序是首先將錘頭5的一個凹槽裝卡在錘柄6的凸沿上，然后再將錘柄4向下移動，將其端部凸沿卡入錘頭5中的另一凹槽里，裝卡到位后，錘柄4上的柱狀銷7剛好可以從錘盤上的孔里移出，轉(zhuǎn)動整個沖擊錘錯開錘盤上孔的位置就實現(xiàn)了錘頭的安裝。拆卸的程序與安裝的相反。沖擊錘在工作時由于受到離心力的作用是沿放射方向分布，而沖擊錘打擊物料后則向后擺動一個角度，因此，將裝卸錘頭的方向設置在與沖擊錘打擊物料后擺動方向相反的方向上，即將柱銷7設置在錘柄中心線位置，將錘盤上孔的位置處于以掛軸2中心為圓心，以轉(zhuǎn)子中心通過掛軸2的輻射線為基準與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同的超前一個角度上。這樣就實現(xiàn)了定位鎖緊功能并提高了錘頭不脫落的可靠性，當機器停下來時，錘柄和錘頭等的重力都是垂直向下的，不會使錘柄4向上移動(即使到達錘柄定位裝置不鎖緊位置時)，錘頭不會脫落，在機器工作時，錘頭受到部份沿懸掛軸軸向的側向力作用時，該力可以通過錘柄6傳到轉(zhuǎn)子上，也可以通過錘柄4上的柱銷7傳到轉(zhuǎn)子上。更換錘頭只要求有一外力將錘柄4向上運動就可以實現(xiàn)。為增加在停車時錘柄4不向上竄動的可靠性，可以在錘柄4的掛軸2上套一個彈簧3，該彈簧附加一彈力給錘柄4，使它壓向錘頭5，從而保證錘頭與錘柄之間的裝卡位置不變，這樣可靠性將更高。本實例也可以用于轉(zhuǎn)子作水平布置的臥式錘式破碎機，其工作原理是相同的，結構可以通用。
本發(fā)明易快速更換組合式耐磨損沖擊錘也可以采用如圖3和圖4所示的結構用于臥式錘式破碎機。在轉(zhuǎn)子1上沿錘柄掛軸2共掛有錘柄4和錘柄6各兩個，在每兩個錘柄的下端部通過燕尾狀凸沿卡裝有錘頭5，它們構成了一個基本的更換單元，在破碎機轉(zhuǎn)子上可以掛有許多上述單元。在一個單元里的兩個中間相鄰錘柄4上分別制有一個凸臺7，它們處在沿錘柄掛軸中心為園心的一個園弧線上，在破碎機工作時，錘頭總是處在離心向外的狀態(tài)，此時兩錘柄4上的凸臺7是相對抵觸著的，凸臺7起著軸向定位的作用，錘柄4只能繞其掛軸2擺動而不能作沿其掛軸2軸向移動。當沖擊錘沖擊物料后失去一些速度而向后擺動一個角度時，兩錘柄4之間有可能存在一個夾角，但在此角度里錘柄4上的凸臺仍將抵觸著，錘柄是不能沿其掛軸軸向移動的，因此錘頭也就不會脫落。只有當機器停下來后，將兩錘柄4搬動交叉超過一個特定的角度后，其上的凸臺就不能相抵了，此時將其中一個錘柄向另一個移動就可以將錘柄的凸沿從錘頭凹槽中移出，這樣就可以實現(xiàn)更換錘頭了。更換錘頭所需的搬動角度即錘柄4上的凸臺7相互不相抵觸的角度應大于錘頭自由擺角的一半為佳，而且此角度越大則錘頭不脫落的可靠性越高，如果將該凸臺在錘柄4上的分布是不以錘柄中心對稱線作對稱分布，即凸臺在錘柄4上沿其中心對稱線兩邊的弧長不相同時，則更換錘頭就更具有方向性，錘頭不脫落的可靠性比錘柄4上凸臺對稱布置的要高一倍。
為防止在停車及開車初始時錘柄4的意外竄動造成錘頭的脫落，可以在兩錘柄4之間的掛軸2上套一個彈簧3，該彈簧附加給錘柄4上一個力使它壓向錘頭5，保持錘頭5與錘柄4及錘柄6之間的裝卡位置，從而提高結合的可靠性。
本發(fā)明易快速更換組合式耐磨損沖擊錘也可采用如圖5和圖6所示方式用于臥式破碎機。在轉(zhuǎn)子1上固定著數(shù)片用于懸掛錘頭的錘盤，其上穿有掛軸2，掛軸2上鉸結著錘柄6錘柄4和錘柄8，在錘柄6和錘柄4的下端由燕尾狀凸沿卡裝著錘頭5；在另一個錘柄6和錘柄8的下端也卡裝著錘頭5；它們組成一個錘頭更換單元。在錘柄4上制有一凸出的柱銷7，在錘柄8上制有對應的一個可容納柱銷7的銷孔在通常的情況下錘柄4上的柱銷7是抵著錘柄8，從而保證錘頭與錘柄之間相互位置不變即錘頭和錘柄鎖緊位置，當機器停下來用于更換錘頭時，先將錘柄4和錘柄8之間搬動到一特定的角度時，錘柄4上的柱銷7剛好可以進入錘柄8上的銷孔里，此時錘柄4或錘柄8就可以沿其掛軸2移動一個距離，該距離可以用于更換錘頭5。為制造和敘述的方便，錘柄6可以用錘柄8替代，這樣也就可以簡化成錘柄4和錘柄6(此方案里錘柄6與錘柄8相同)。上述更換錘頭所需的兩錘柄交叉角度大于沖擊錘在其掛軸上的自由擺動角度的一半以上時為佳，而且該角度越大則錘頭不會自由脫落的可靠性則越高，為防止在停車或開車時錘柄4和錘柄8之間的意外竄動，可以在其掛軸上安裝一彈簧3，該彈簧附加一外力使錘柄壓向各自的錘頭，這樣機構的可靠性將更高。
本發(fā)明易快速更換組合式耐磨損沖擊錘也可以采用如圖7和圖8所示之方案在用于臥式破碎機時，在轉(zhuǎn)子1上通過掛軸2懸掛著錘柄4和錘柄6，在錘柄4和錘柄6的下端通過燕尾狀凸沿裝卡著錘頭5，在錘柄4的邊上和與轉(zhuǎn)子上的錘盤平行地固定著錘柄定位裝置7，它是由象錘盤的板上以掛軸2的軸心為基準沿圓周向開有可容下錘柄4的凹槽，在特定的區(qū)域里錘柄4可以沿掛軸2的軸向進入該凹槽，該區(qū)域就是錘頭的安裝更換區(qū)，而在此以外的區(qū)域是錘頭的非安裝更換區(qū)，錘柄4受到定位裝置7的阻止作用使得錘頭和錘柄的相互位置保持不變，錘頭在工作時一直處在非安裝更換區(qū)，只有當機器停車后，錘柄才可能到達更換區(qū)，由于沒有使錘柄脫開錘頭的沿掛軸2的軸向力存在，錘柄4不會進入定位裝置7的凹槽里，錘頭不會脫落，而當需要更換錘頭時，只要外加一個力將錘柄4推入定位裝置7的凹槽就可以實現(xiàn)，為提高錘頭與錘柄連結的可靠性，可以在定位裝置7的凹槽里的掛軸2上套裝一個彈簧3以附加一個不讓錘柄4進入定位裝置7上凹槽的力，定位裝置7上凹槽的最佳方向應是與錘柄工作時擺動方向相反的方向。本實例可以由相鄰的另一副沖擊錘公用同一個定位裝置7。本實例也可用于立式破碎機，在立式破碎機中定位裝置7放在錘柄4的上方可靠性較高。
權利要求
1.一種易快速更換組合式耐磨損沖擊錘，是由一個兩端帶有止退凹槽的錘頭(5)裝卡在兩個端部帶有與該凹槽相對應凸沿的錘柄(4)和錘柄(6)上組合而成，本發(fā)明的特征是在錘柄的掛軸(2)軸向上有用于更換錘頭(5)的錘柄移動區(qū)并具有錘柄定位裝置，該錘柄定位裝置允許錘柄在特定區(qū)域沿其掛軸(2)作軸向移動以實現(xiàn)裝卸錘頭，而在其它區(qū)域只能作繞掛軸擺動。
2.根據(jù)權利要求1所述的沖擊錘其錘柄定位裝置采用錘柄上凸出柱銷7與錘盤上凹孔的定位型式或錘盤上凸出柱銷與錘柄上凹孔的定位型式。
3.根據(jù)權利要求1所述的沖擊錘其錘柄定位裝置采用錘柄上凸臺與錘柄上凸臺相對應的定位型式或采用錘柄上凸臺與錘盤上凸臺相對應的定位型式。
4.根據(jù)權利要求1所述的沖擊錘其錘柄定位裝置采用錘盤(7)上開能容下錘柄4的凹槽的定位型式。
5.根據(jù)權利要求1至4所述的沖擊錘的錘柄4沿其懸掛軸(2)軸向移動的最佳方向應該在與沖擊錘沖擊礦石后擺動方向相反的方向上。
6.根據(jù)如權利要求1至5所述的沖擊錘在錘柄4的軸向移動方向上最佳是安裝一個彈簧(3)，該彈簧可以套在掛軸(2)上。
7.根據(jù)權利要求1至6所述的錘頭的止退凹槽采用燕尾狀槽。
全文摘要
一種易快速更換組合式耐磨損沖擊錘,是錘式破碎機的主要零件,是由一個兩端具有燕尾狀槽的錘頭裝卡在兩個端部具有燕尾狀凸沿的錘柄上組合而成,其特點是有錘柄定位裝置,它能實現(xiàn)在破碎機運轉(zhuǎn)時,錘柄只繞其掛軸擺動,錘頭與錘柄鎖緊;停機后錘柄可以在特定區(qū)域沿其掛軸作軸向移動用于更換錘頭。本發(fā)明提高了錘頭的耐磨性,降低了易損件費用,可簡捷、快速、可靠地更換錘頭,提高了運轉(zhuǎn)率和破碎效率。適用于各種錘式破碎機。
文檔編號B02C13/00GK1171298SQ9611066
公開日1998年1月28日 申請日期1996年7月18日 優(yōu)先權日1996年7月18日
發(fā)明者馬玉民 申請人:馬玉民