锥形破碎机的制作方法

1.本发明涉及一种锥形破碎机。


背景技术：

2.锥形破碎机是一种岩石破碎系统，其通常在固定元件与移动元件之间的破碎间隙中分裂岩石、石头或其他材料。锥形破碎机包括头部组件，该头部组件包括在附接到破碎机的主框架的固定碗状件(bowl)内绕一竖直轴线回转的破碎机头部。破碎机头部围绕偏心件组装，该偏心件绕固定主轴旋转，以赋予破碎机头部的回转摆动运动，该回转摆动运动在破碎机头部与碗状件之间形成的破碎间隙中破碎岩石、石头或其他材料。偏心件可以由各种动力驱动器(诸如由小齿轮和副轴组件驱动的附接齿轮)和多个机械动力源(诸如电动机或内燃机)驱动。当岩石、石头或其他材料行进通过破碎间隙时，破碎机头部相对于固定碗状件的回转运动将其破碎。破碎后的材料通过破碎间隙的底部离开锥形破碎机。
3.锥形破碎机面临的挑战是破碎过程导致形成破碎间隙的破碎表面的过度磨损。为此目的，移动破碎机头部和固定碗状件都配备有由耐磨材料(诸如，例如锰钢)制成的破碎衬套(liners)。在这方面应该注意的是，碗状件在破碎过程期间是静止的，但是它是可移动的，以便能够调节磨损表面的磨损和撕裂，并且这种调节典型地在没有发生破碎时进行。由于磨损，破碎衬套的厚度将随着其磨损表面的材料磨损而减小。在没有任何预防措施的情况下，这将导致破碎间隙根据时间而单调增加。为了始终保持破碎间隙处于控制之下，锥形破碎机典型地具有用于在操作期间调节破碎机间隙的内置功能。一种这样的功能涉及将破碎机头部安装在支撑结构上，该支撑结构可以竖直移位以调节破碎机头部的高度。一种这样的可竖直移位的支撑结构包括液压活塞装置，该液压活塞装置位于锥形破碎机主轴的腔体内并且在其顶部处连接到破碎机头部。
4.在操作期间，材料不断地经过破碎机头部与碗状件之间的破碎间隙以被破碎，从而当材料在间隙表面之间被压缩时在破碎机头部上施加力。这些力将进一步被传递到支撑破碎机头部的活塞装置中。因此，主轴与活塞装置之间的支撑是重要的。如果支撑不够好，特别是活塞的上部分以及活塞和套筒(bushings)部分周围的相应支撑表面可能经历过度磨损，这可能最终导致活塞密封失效。不良的支撑还可能导致头部倾斜，损坏支撑表面，诸如轴承、套筒和其他机械部件。因此，本领域需要一种改进的锥形破碎机。


技术实现要素：

5.一个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，提供了一种锥形破碎机，包括：
6.破碎头，所述破碎头绕基本上竖直的主轴能旋转地布置，并且在所述破碎头上安装有第一破碎衬套；
7.框架，在所述框架上安装有第二破碎衬套，使得第一破碎衬套和第二破碎衬套一起限定破碎间隙；
8.偏心件，所述偏心件绕由主轴限定的轴线(shaft axis)能旋转地布置；
9.驱动单元，所述驱动单元被布置成使所述偏心件旋转，使得能旋转地布置在偏心件上的破碎头执行回转摆动运动，以破碎被引入到破碎间隙中的材料，以及
10.支撑装置，所述支撑装置被布置在所述主轴的腔体内部，所述支撑装置被布置成支撑破碎头，并且被布置成沿着轴线能移位以调节破碎间隙的宽度，
11.其中，支撑装置具有上分部和下分部，所述上分部由破碎头包围，所述上分部被布置成向破碎头提供所述支撑，所述下分部在主轴的腔体内向下延伸，
12.其中，上分部和下分部具有如横向于轴线限定的不同的外部尺寸，使得在上分部与下分部之间的过渡处形成压力作用表面，以在所述压力作用表面下方在腔体内形成可变容积压缩室，
13.其中，支撑装置至少在上支撑位置和下支撑位置处横向支撑在腔体内，在所述上支撑位置处，上分部由主轴横向支撑，在所述下支撑位置处，下分部由主轴横向支撑。
14.支撑装置的上分部和支撑装置的下分部相对于彼此设置，使得压力作用表面可以形成在两个分部之间的过渡处。这意味着上分部和下分部彼此靠近。上分部和下分部可以彼此毗邻。然而，可想到的是，上分部和下分部在它们之间具有中间分部。在这种情况下，中间分部可以限定上分部与下分部之间的过渡以及限定压力作用表面。在支撑装置具有轴对称几何形状的情况下，中间分部可以限定截锥形外表面，该截锥形外表面分别连接到上分部和下分部的柱形外表面。
15.上分部和下分部可以由相应的元件或组件限定。因此，支撑装置的上分部可以固定地附接到支撑装置的下分部。然而，还可想到的是，支撑装置包括限定上分部和下分部二者的一单个元件。
16.支撑装置可沿着轴线在腔体内移位。这意味着支撑装置能滑动地布置在腔体内。
17.支撑装置和腔体被成形为在破碎机的主轴内的相对较高的竖直位置处限定可变容积压缩室。这可以是有利的，因为支撑位置(破碎机头部组件的重量将放置在其上)将位于相对较高的位置。与具有位于主轴的底部处的可变容积压缩室的传统设计相比，这导致支撑装置和主轴内的力的大体上改善的平衡。具有不同于下分部的上分部的支撑装置的另一优点在于，与现有技术的解决方案(其中支撑装置典型地具有根据轴向位置的恒定的横向横截面)相比，其通常为特定破碎机的特定设计提供更大的自由度。该设计的另一优点是支撑装置和液压系统更容易接近。如今，维修典型地从锥形破碎机下方执行，这是一个强加有限空间来执行维修动作的过程，并因此可能增加所需的维修时间。利用所提出的设计，可以取而代之地从破碎机的顶部执行维修。支撑装置的下分部向下延伸并增加支撑装置的整体稳定性。
18.根据一些实施例，支撑装置是轴对称的，且其中，上分部具有第一外部径向直径，并且下分部具有较小的第二外部径向直径。
19.根据一些实施例，第一外部径向直径与第二外部径向直径之间的比率在1.25
‑
4的范围内，优选地在1.75
‑
2.5的范围内。
20.这可以是有利的，因为其允许在具有用于液压油工作的足够大的压力作用表面与保持下分部的足够大的尺寸以获得高的结构完整性之间的最佳平衡。还应当注意的是，第二径向直径的尺寸的增大自动地减小了主轴的尺寸，因为它将减小主轴可用的体积。因此，
减小第二直径将增加主轴的强度，该主轴将会对弯曲不太敏感。
21.根据一些实施例，下分部的竖直尺寸与上分部的竖直尺寸之间的比率为至少1，优选地为1.5，并且更优选地为至少3。
22.小于1的比率是不太优选的，因为支撑点处的力将随着下分部的长度减小而增大。在任何情况下，下分部的长度必须与支撑装置的行进距离至少一样长。在一些实施例中，下分部的长度应该是行进距离的至少1.5倍。在一个实施例中，下分部的长度一直到达主轴的底部。
23.根据一些实施例，主轴的腔体具有一长度，使得当支撑装置处于最下竖直位移位置时，支撑装置的下分部在主轴的腔体内向下延伸，使得所述下分部的一部分在偏心件下方延伸。
24.根据一些实施例，主轴的腔体具有一长度，使得当支撑装置处于最上竖直位移位置时，主轴的腔体具有在支撑装置的下端下方的剩余长度，该剩余长度优选地是支撑装置的最大行程的至少120％。
25.根据一些实施例，锥形破碎机还包括轴承组件，所述轴承组件包括一组轴向轴承和上径向支撑轴承，所述一组轴向轴承将支撑装置的上分部与破碎头连接，所述上径向支撑轴承在上支撑位置处将支撑装置的上分部与腔体的内壁连接。
26.根据一些实施例，支撑装置和主轴中的至少一个包括润滑油通道系统，所述润滑油通道系统被配置为向所述一组轴向轴承和/或所述上径向支撑轴承提供润滑油。
27.润滑油通道系统还可以被配置为向另外的轴承提供润滑油，诸如位于偏心件与主轴之间的径向轴承，以及位于偏心件与破碎头之间的径向轴承。这样的另外的轴承的另一个示例是被布置成竖直地支撑偏心件的轴向轴承。
28.根据一些实施例，润滑油进入破碎头内的室并进入位于破碎头与偏心件之间的径向轴承以及位于偏心件与主轴之间的径向轴承，并且可以通过重力到达位于偏心件下方的轴向轴承。多余的油量也可以通过从破碎头内的室引出的专用排放开口来处理。
29.根据一些实施例，提供上密封件，所述上密封件用于将支撑装置的上分部的表面与腔体的表面密封地连接。支撑装置可以包括上密封件。上密封件可以是唇形密封件。上密封件的一个目的是将支撑装置的表面与腔体的表面密封地连接，以气密地密封压缩室。
30.根据一些实施例，支撑装置在位于上支撑位置与下支撑位置之间的中间支撑位置处横向支撑在腔体内，并且在所述中间支撑位置处，下分部由主轴横向支撑。
31.根据一些实施例，中间支撑位置毗邻于可变容积压缩室的底表面定位或至少位于可变容积压缩室的底表面附近。
32.根据一些实施例，锥形破碎机还包括中间径向支撑轴承，所述中间径向支撑轴承在中间支撑位置处将支撑装置与腔体的内壁连接。
33.根据一些实施例，润滑油通道系统还被配置为向中间径向支撑轴承提供润滑油。
34.根据一些实施例，所述支撑装置还包括中间密封件，所述中间密封件用于将支撑装置的表面与腔体的表面密封地连接。中间密封件优选地位于中间支撑位置附近或甚至毗邻于中间支撑位置。中间密封件可以位于中间支撑位置的下方或上方。甚至更优选地，中间密封件位于中间支撑位置上方。中间密封件可以与压缩室的底表面齐平。中间密封件的目的是将支撑装置的表面与腔体的表面密封地连接，以将压缩室与腔体的下部分气密地密
封。
35.根据一些实施例，中间支撑位置位于中间密封件下方，所述中间密封件密封可变容积压缩室。
36.根据一些实施例，主轴包括液压油通道系统，所述液压油通道系统被配置为向压缩室提供液压油，以提供破碎头的所述支撑和能移位性。
37.根据下面给出的详细描述，本发明的另一应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，但是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将变得显而易见。
38.因此，应当理解，本发明不限于所描述的装置的特定组成部分或所描述的方法的步骤，因为这样的装置和方法可以变化。还应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在进行限制。必须注意的是，如在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“一单元”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
39.本发明将通过示例的方式参考附图更详细地进行描述，附图示出了本发明的当前优选实施例。
40.图1a示出了根据本公开的一个实施例的锥形破碎机的横截面。
41.图1b示出了根据图1a的实施例的锥形破碎机的主轴的横截面。
42.图1c示出了根据图1a的实施例的锥形破碎机的支撑装置的横截面。
43.图1d示出了根据图1a的实施例的支撑装置和主轴的横截面。
44.图2a示出了根据本公开的另一实施例的锥形破碎机的横截面。
45.图2b示出了根据图2a的实施例的锥形破碎机的主轴的横截面。
46.图2c示出了根据图2a的实施例的锥形破碎机的支撑装置的横截面。
47.图2d示出了根据图2a的实施例的支撑装置和主轴的横截面。
具体实施方式
48.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，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且将本发明的范围充分传达给技术人员。
49.图1a示出了根据一个示例性实施例的锥形破碎机100的横截面视图。该锥形破碎机100包括框架130，所述框架包括下框架部分133和上框架部分131。锥形破碎机100还包括固定地连接到下框架部分133的竖直的主轴120。主轴120限定竖直取向的轴线a。偏心件140围绕主轴120可旋转地布置，以便能绕中心轴线a旋转。偏心件140的外表面相对于轴线a倾斜，可如图1a中所见。破碎头110绕偏心件140可旋转地布置。由于偏心件140的外表面的倾斜，破碎头110也将相对于轴线a稍微倾斜。锥形破碎机100还包括驱动单元150，所述驱动单元被布置成通过驱动轴151使所述偏心件140绕主轴120旋转，所述驱动轴具有与偏心件140
的锥齿轮142接合的齿轮152。当驱动轴151旋转时，偏心件140将与其一起旋转，从而可旋转地布置在偏心件140上的破碎头110绕主轴120执行回转摆动运动。
50.第一破碎衬套112安装在破碎头110上。能旋转部132连接到上框架部分131，并且第二破碎衬套134安装在该能旋转部分132上。第一破碎衬套112和第二破碎衬套134一起限定破碎间隙114。当破碎材料，诸如石头、砾石、矿石等进入破碎间隙114时，破碎头110的回转摆动运动将导致第一破碎衬套112与第二破碎衬套134之间的距离交替地增大和减小。当材料经过破碎间隙114时，该运动将破碎该材料。
51.在偏心件140与主轴120之间以及在偏心件140与破碎头110之间，径向轴承182、184被布置成提供支撑和吸收在破碎期间产生的载荷。这些径向轴承的一个重要目的是在例如过载情况或润滑失效的情况下用作保护破碎机的其他元件的牺牲元件。该组径向轴承182、184可以包括例如一个、两个或更多个套筒，诸如一件式套筒或两件式套筒。应当注意的是，径向轴承中的一些也可能能够吸收或可能不能吸收轴向或竖直载荷分量。例如，被布置在偏心件140上的径向轴承184具有倾斜的外表面。偏心件140由轴向轴承180竖直地支撑。
52.锥形破碎机100还包括被布置在主轴120的腔体121(参见图1b)内部的支撑装置160。支撑装置160被布置成支撑破碎头110，并且被布置成可沿着轴线a移位以调节破碎间隙114的宽度。换言之，支撑装置160使得能够竖直调节破碎头110。在图1d中示出了支撑装置160的(竖直)位移d。支撑装置160是轴对称的，但是可以用销或其他合适的器件来防止旋转。
53.支撑装置160具有由破碎头110包围的上分部162，上分部162被布置成向破碎头110提供所述支撑。附接在支撑装置160的上分部162的顶部上的轴承组件127将支撑装置160与破碎头110连接。轴承组件127包括一组轴向轴承126。轴向轴承126使得破碎头110在其回转运动期间能够倾斜和水平运动。
54.支撑装置160还具有在主轴120的腔体121内向下延伸的下分部164，可如图1b中所见。
55.如图1b
‑
1d中最佳示出的，上分部162和下分部164具有不同的外部尺寸，如横向于轴线a所限定的。因此，压力作用表面166形成在上分部162与下分部164之间的过渡处，以在所述压力作用表面166下方在腔体121内形成可变容积压缩室168。可变容积压缩室168被布置成以液压油h填充，以提供破碎头的竖直支撑和可移位性，如稍后将进一步讨论的。具体地，对于轴对称示例而言，上分部162具有第一外部径向直径d1，并且下分部164具有较小的第二外部径向直径d2。第一外部径向直径d1与第二外径向直径d2之间的比率在1.25
‑
4的范围内。对于示例实施例而言，该比率是2。下分部164的竖直尺寸l2与上分部162的竖直尺寸l1之间的比率优选地为至少3，即使在一些实施例中该比率可以更小。支撑装置160的下分部164在主轴120内向下延伸。当支撑装置160处于最下竖直位移位置时，支撑装置160的下分部164在主轴120的腔体121内向下延伸，使得所述下分部164的一部分在框架133的(在其上支撑有偏心件140的)上部分下方并且在偏心件140下方延伸。这在支撑装置160上实现了稳定效果，所述装置不易弯曲。在本发明的其他实施例中，下分部164不必延伸那么远。
56.支撑装置160能滑动地布置在腔体121内。支撑装置160至少在上支撑位置p1和下支撑位置p2处横向支撑在腔体121内，在所述上支撑位置处，上分部162由主轴120横向支
撑，在所述下支撑位置处，下分部164由主轴120横向支撑。可如图1a和图1b中所见，支撑装置160还在位于上支撑位置p1与下支撑位置p2之间的中间支撑位置p3处横向支撑在腔体121内，并且在该中间支撑位置p3处，下分部164由主轴120横向支撑。具体地，对于示例实施例，中间支撑位置p3位于中间密封件190的正下方，所述中间密封件可以与可变容积压缩室168的底部齐平或至少在所述变容积压缩室的底部附近。中间支撑位置p3与压缩室168的底表面167之间的距离在图1d中被示出为距离v。中间支撑位置p3可以在如下情况中使用，即，沿着下分部164的长度在中间位置处设置密封件以使得液压油h仅存在于主轴120的上分部并且不到达主轴120的最下分部。该中间支撑位置p3具有以下优点：布置在中间位置处的密封件将被支撑并且因此不太容易磨损。如果液压油h一直存在到主轴120的最下分部，则可以省略中间支撑位置p3和中间密封件190，如稍后将参考图2a
‑
2d所讨论的。
57.支撑点可以以不同的方式实现。可如图1a和1d中所见，上径向支撑轴承122在上支撑位置p1处将支撑装置160的上分部162与腔体121的内壁123连接。在下支撑位置p2处，示出了下径向支撑轴承128。下径向支撑轴承128可以包括轴承，所述轴承被布置在腔体121的内壁123中，但是也可以由被布置在支撑装置160的外表面161上的套筒(例如以环的形式)提供。此外，可如图1b和图1d中所见，腔体121具有朝向底部减小的厚度。这具有以下优点：当具有被布置在其外表面161上的下径向支撑轴承128的支撑装置160插入到腔体中时，下径向支撑轴承128将仅朝向腔体121的底部与腔体121的内壁123发生接触。这大大降低了组装的劳动强度。在中间支撑位置p3处，示出了中间径向支撑轴承124。如本技术中其他地方所述，不一定需要中间径向支撑轴承。
58.锥形破碎机(尤其是其轴承)在操作期间一直需要润滑。为此目的，锥形破碎机包括润滑油通道系统170，所述润滑油通道系统被配置为向例如一组轴向轴承126、轴向轴承180、径向支撑轴承122、124和径向轴承182、184提供润滑油l。润滑油通道系统170包括形成在支撑装置160的下分部164的底表面165与主轴120的腔体121的内壁123之间的润滑油室169。入口通道170a在支撑装置160的底部处被布置在所述支撑装置内，用于接收来自润滑油室169的润滑油l。入口通道170a在支撑装置160内流体连接到横向定向的子通道170c，该子通道在下分部164的竖直侧处流体连接到腔体121。然后，润滑油l可以独立于支撑装置160的竖直位置经由供油通道170b和润滑油室169进入支撑装置160的入口通道170a。
59.如图1c所示，支撑装置160的下分部164包括凹陷分部164a，以在支撑装置160的下分部164与腔体121的内壁123之间形成间隙，用于允许从子通道170c进入腔体121的润滑油l到达中间径向支撑轴承124。过渡通道125设置在主轴120内并且过渡通道129被布置在偏心件140内，以将润滑油l引导到被布置在偏心件140与主轴120之间以及偏心件140与破碎头110之间的径向轴承182、184。上供应通道170d、170e设置在支撑装置160内，以将润滑油l引导到轴承组件127的一组轴向轴承126。润滑油l也将存在于形成在破碎头110内的室135中，并且润滑油l将进入径向轴承182、184并到达偏心件140下方的轴向轴承180。多余的润滑油量也可以通过从室135引出的专用排放开口(图中未示出)来处理。在图1a中还可以看到用于检测支撑装置160的位置的传感器布置。具有磁体的传感器接收通道174被布置在下分部164内。传感器杆175被布置在传感器接收通道174内并且传感器176被布置成通过感测磁体的位置来检测支撑装置160的位置。传感器杆175本身不移动，而是传感器杆175与支撑装置160之间的相对位置将随着支撑装置160移动而改变。
60.如图1a所示，主轴120包括液压油通道系统，所述液压油通道系统被配置为向压缩室168提供液压油h，以提供破碎头110的所述竖直支撑和可移位性。液压油通道系统包括液压油通道172a，所述液压油通道被至少部分地布置在主轴120内，相对于中心轴线a径向偏移，使得液压油通道172a在压缩室168的底表面167处流体地连接到所述压缩室。
61.为了承受液压油h的压力(该压力典型地在10
‑
450bar的范围内)并保持压缩室168内的压力，支撑装置160还包括密封件190、192，用于将支撑装置160的表面161与腔体121的表面123密封地连接。这使得能够将压缩室168相对于腔体121的其余部分气密地密封。一种这样的密封是位于支撑装置160的下分部164与腔体121的内壁123之间的中间密封件190。中间密封件190防止加压的液压油h从压缩室168泄漏到中间径向支撑轴承124并与润滑油l混合。中间密封件190可以被布置成与压缩室168的底表面167齐平。可以看到另一个密封件(上密封件192)被布置在支撑装置160的上分部162与腔体121的内表面123之间。即使密封件190、192被布置在压缩室168与支撑位置p1、p3之间，在其他实施例中它们也可以布置成使得支撑位置p1、p3被布置在密封件190、192与压缩室168之间。
62.图2a
‑
2d描述了本发明的另一个实施例200。这些附图的附图标记对应于图1a
‑
1d的附图标记，但有一些例外。一个这样的区别在于，润滑油l通过润滑油通道系统270提供，所述润滑油通道系统包括：主供给通道270a，其被布置在主轴220的壁内；以及上连接通道270b，其形成在支撑装置260的上分部262内。实施例200与实施例100之间的另一个区别在于，液压油h经由腔体221本身被提供到可变容积压缩室268。具体地，设置有用于液压油h的主供给通道272a和下连接通道272b。液压油h经由主供给通道272a被提供到形成在支撑装置260下方的另一压缩室269。液压油h然后经由限定在支撑装置260的下分部264内的下连接通道272b并且进一步经由腔体221被进一步输送到压缩室268。因此，对于实施例200而言，不需要提供一直到可变容积压缩室268的单独的液压油供应通道(诸如图1a的液压油通道172a)。
63.支撑装置260的下分部264的形状与支撑装置160的下分部164的形状略有不同。具体地，下分部264不具有凹陷分部(例如，对应于图1c中的164a)。取而代之，下分部264的表面261是柱形的，其限定了具有独立于轴向位置的恒定直径d2的横截面。传感器接收通道274类似于图1a
‑
1d的传感器接收通道174且具有磁体并且被布置在下分部264内。传感器杆175被布置在传感器接收通道274内并且传感器176被布置成通过感测磁体的位置来检测支撑装置260的位置。如在例如图2a和图2c中所见，支撑装置260的上分部262也与图1a
‑
1d中所示的实施例的支撑装置的上分部略有不同。另外，如从图2b和2a的比较中明显可见，腔体221的形状与腔体121的形状略有不同。具体地，腔体221的内壁223是柱形的并且具有沿着轴向方向均匀的横截面。
64.图2a
‑
2d与图1a
‑
1d的不同之处还在于没有设置中间支撑p3和密封件190。取而代之，液压油h或多或少地沿着下分部264的整个长度存在并且仅需要支撑位置p1和p2。因此，取代润滑油l，使用液压油h来润滑下径向支撑轴承228。此外，在支撑装置260的底表面265处存在液压油h使得能够形成另一压缩室269。因此，对于锥形破碎机200而言，存在两个压缩室：(上)压缩室268，其中液压油h在支撑装置260的压力作用表面266上施加压力；和(下)压缩室269，其中液压油h在支撑装置260的底表面265上施加压力。因此，附加的压缩室269增加了支撑装置260的总压力作用区域。
65.本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内的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对所公开的实施例的变型。