專利名稱：具有帶敞開通道的星型支架臂的星型支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總地關(guān)于一種碎石機器，例如一種通常被稱為回轉(zhuǎn)破碎機或圓錐形軋碎機的碎石機。更特別地，本公開關(guān)于一種用于回轉(zhuǎn)破碎機或圓錐形軋碎機的星型支架 (spider)，該星型支架包括多條星型支架臂，每條星型支架臂包括形成于兩個隔開的凸緣之間的敞開通道。
背景技術(shù)：
碎石機在壓碎腔室內(nèi)使巖石、石塊或其他物料破碎開，該壓碎腔室形成在安裝在一個主軸上的、向下擴大的圓錐形罩殼內(nèi)，該主軸在外部向上擴大的截頭圓錐體形凹陷部組件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，凹陷部組件在破碎殼體組件的內(nèi)部。該圓錐形罩殼和主軸關(guān)于一軸線環(huán)形對稱，該軸線相對于垂直的殼體組件軸線是傾斜的。這些軸線在碎石機的頂部附近相交。該傾斜的軸線繞該垂直軸線被環(huán)行地驅(qū)動，從而向主軸和罩殼傳遞回轉(zhuǎn)的運動。該回轉(zhuǎn)的運動引起罩殼表面上的多個點交替地朝著靜止的凹陷部向前移動和移動離開該靜止的凹陷部。 在罩殼的移動離開的過程中，待破碎的物料更深地落入腔室內(nèi)，當(dāng)運動反向、罩殼朝著凹陷部前進(jìn)時，它在那里被壓碎。星型支架連接至殼體組件的頂部，構(gòu)成用于主軸的支撐結(jié)構(gòu)的頂部。待破碎的物料典型地落在耐磨損的星型支架臂護(hù)罩上，然后落入壓碎腔室內(nèi)。星型支架臂護(hù)罩被安置在星型支架的臂和中心輪轂部上方。星型支架包括中心輪轂部和收納主軸一端的襯套。壓碎腔室內(nèi)產(chǎn)生的壓碎力生成了非常巨大的負(fù)荷，部分施加在星型支架上。星型支架必須構(gòu)造成能夠經(jīng)受住這種負(fù)荷，以避免為了更換和/或維修損壞的星型支架而使壓碎生產(chǎn)線停線，或整個礦停產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本公開涉及一種回轉(zhuǎn)破碎機，其包括星型支架，用于在壓碎腔室內(nèi)使巖石、石塊或其他物料破碎。根據(jù)本公開所形成的所述星型支架包括中心輪轂部和收納回轉(zhuǎn)主軸的一端的襯套，所述襯套位于破碎機的殼體組件內(nèi)部。多個星型支架臂，典型地，兩個臂，從所述中心輪轂部延伸至外緣，以大致地沿所述破碎機的中心軸線支撐所述中心輪轂部。各星型支架臂配備有星型支架臂護(hù)罩，以在使用中保護(hù)所述星型支架臂，免受巖石和碎屑的損傷。各所述星型支架臂由帶有下部腹板的一對大致垂直朝向的凸緣所形成，以限定通道。所述通道形成在所述凸緣對之間，頂部敞開。在一個所述通道垂直向上敞開的實施例中，所述凸緣對和所述腹板在所述星型支架的所述中心輪轂部和所述外緣間形成連接梁。形成各個星型支架臂的所述連接梁具有典型地位于所述梁的所述連接腹板下方的剪力中心。這種構(gòu)造使得損傷扭曲應(yīng)力最小化，相對于類似尺寸大小的封閉截面而言，損傷扭曲應(yīng)力會特有地降低敞開的截面的強度。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明所作的說明，將使本發(fā)明的多種其他特征、目的和優(yōu)勢變得明顯。


下列圖示出了當(dāng)前預(yù)期實現(xiàn)本公開的最佳方式。圖中圖1是一種回轉(zhuǎn)碎石機的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的一種包括現(xiàn)有技術(shù)的星型支架的回轉(zhuǎn)碎石機的剖視圖；圖3a是一種現(xiàn)有技術(shù)的星型支架的局部剖視圖；圖北是一種現(xiàn)有技術(shù)的星型支架的一個臂的剖視圖；圖4是安裝在一種回轉(zhuǎn)破碎機的殼體組件上的本公開的星型支架的組裝透視圖；圖5是所述回轉(zhuǎn)破碎機的一部分的分解圖；圖6是圖4中沿線6-6截取的剖視圖；和圖7a至圖7j是根據(jù)本公開構(gòu)造的星型支架臂的橫截面形狀的一系列可選實施例的剖面圖。
具體實施例方式圖1示出碎石系統(tǒng)11的一般性用途。如圖1所示，回轉(zhuǎn)碎石機10典型地被安置在具有底壁14的凹坑12內(nèi)。凹坑12接收一批來自不同來源，例如拖運卡車18，的待破碎的物料16。物料16被放到凹坑12中，并朝著位于碎石機10的上進(jìn)料端20下方的壓碎腔室的頂部被引導(dǎo)。物料16進(jìn)入該壓碎腔室并貫穿地通過沿靜止的殼體組件22設(shè)置的凹陷部組件。在該殼體組件內(nèi)，壓碎罩殼(未示出)回轉(zhuǎn)并在壓碎腔室內(nèi)壓碎該物料。壓碎后的物料離開回轉(zhuǎn)碎石機10，并進(jìn)入接收腔室M，然后壓碎后的物料從那里通過例如傳送組件或其他運輸機構(gòu)，被引導(dǎo)離開碎石系統(tǒng)11。碎石系統(tǒng)11的操作是傳統(tǒng)的，已經(jīng)被應(yīng)用了許多年。圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中的回轉(zhuǎn)碎石機10的剖視圖。如圖2所示，回轉(zhuǎn)碎石機10典型地包括由上頂殼沈與頂殼觀相連構(gòu)成的殼體組件22。成排的凹陷部35沿著殼體組件 22的內(nèi)表面設(shè)置，限定了大致上逐漸縮小的截頭圓錐體形的內(nèi)表面30，內(nèi)表面30引導(dǎo)物料從敞開的頂端32向下貫穿收縮的壓碎腔室33，壓碎腔室33形成于由成排的凹陷部35所限定的內(nèi)表面30與回轉(zhuǎn)主軸38上安置的截頭圓錐體形罩殼37的外表面36之間。隨著主軸回轉(zhuǎn)，在內(nèi)表面30和外表面36之間，物料通過壓碎腔室33的整個高度被壓碎，在壓碎間隙 ；34得以最終壓碎。主軸38的上端40被支撐在襯套39中，襯套39容置于星型支架44的中心輪轂部 42內(nèi)。如圖所示，星型支架44安裝到上頂殼沈上，并包括至少一對支撐中心輪轂部42的星型支架臂46。圖示實施例中，一對星型支架臂護(hù)罩48被各自安裝到星型支架臂46上，以提供磨損防護(hù)。如圖所示，星型支架帽50覆蓋安裝在中心輪轂部42上。圖3a提供了用于圖2所示的回轉(zhuǎn)碎石機10的現(xiàn)有技術(shù)的星型支架44的細(xì)節(jié)視圖。如圖3a所示，星型支架44包括與一對星型支架臂46 —體形成的中心輪轂部42。各星型支架臂46向外延伸，并與包括了一系列安裝孔M的外緣52相連，其中安裝孔M用于將星型支架44連接至如前所述的上頂殼26。圖北示出一個星型支架臂46的橫截面視圖。如圖北所示，星型支架臂46具有大致中空的中心腔室56。腔室56大體上由兩個側(cè)壁58、一個頂壁60和一個底壁62限定。各壁由耐久的鋼材形成，典型地通過砂型鑄造形成。在形成現(xiàn)有技術(shù)的星型支架44的星型支架臂46的過程中，砂芯必須在鑄模準(zhǔn)備過程中被支撐在鑄模內(nèi)。進(jìn)一步，封閉的腔室56 必須包括上進(jìn)入孔64和下進(jìn)入開口 66，以向星型支架臂護(hù)罩48提供至潤滑線路及安裝元件的入口(圖2)。進(jìn)入孔64和進(jìn)入開口 66也用于在形成星型支架的過程中為砂芯傳遞支撐元件。鑄造后，進(jìn)入開口 66用于抽取出型芯的剩余部分并提供入口，用于對不可接受的缺陷的檢查及修復(fù)操作。進(jìn)入孔64和進(jìn)入開口 66在星型支架臂46上造成了弱點，有時成為疲勞裂縫的點。圖4示出一種根據(jù)本公開構(gòu)造的星型支架組件68。所示星型支架組件68安裝至回轉(zhuǎn)碎石機10，回轉(zhuǎn)碎石機10包括與圖2所示及所描述的同樣的上頂殼沈和主軸38。圖 4中未示出成排的凹陷部，但其也包括在碎石機10中。如圖所示，主軸38被中心輪轂部70 以與前述相同的方式支撐著。圖5提供了星型支架組件68的分解圖。星型支架組件68大體上包括星型支架 72，一對星型支架臂護(hù)罩74，緣襯墊84和星型支架帽76。星型支架72包括一對從中心輪轂部70延伸并連接至外緣80的星型支架臂78。 外緣80包括一系列安裝孔82，使得星型支架72能可靠地連接至上頂殼26。當(dāng)星型支架72 安裝在上頂殼沈上時，一套緣襯墊84覆蓋安置在外緣80上，以對外緣80提供磨損防護(hù)。當(dāng)星型支架72安裝在上頂殼沈上時，星型支架臂護(hù)罩74安裝在各星型支架臂78 上，以對該星型支架臂提供磨損防護(hù)。如圖5所示，各星型支架臂護(hù)罩74包括通道86，以便星型支架臂護(hù)罩74能夠被覆蓋地放置在星型支架臂78上，以對星型支架臂78提供磨損防護(hù)。星型支架帽76在中心輪轂部70上方延伸，并為星型支架72提供進(jìn)一步的磨損防護(hù)。各星型支架臂護(hù)罩74包括形成在臂護(hù)罩的頂部的滯留床(dead bed) 75。滯留床 75積聚了一些待破碎的物料，以便當(dāng)更多的物料向著星型支架移動時，其與滯留床75內(nèi)所積聚的物料接觸，減少臂護(hù)罩74上的磨損。星型支架帽76包括類似的滯留床77，以同樣的方式產(chǎn)生作用。雖然圖中所示實施例包括滯留床75和77，在本公開范圍內(nèi)操作時，可以從設(shè)計中去除這些滯留床。參見圖6，星型支架臂護(hù)罩74包括一對隔開的側(cè)壁98，側(cè)壁98的位置與各星型支架臂凸緣90相鄰接，并且側(cè)壁98通過上腹板100相連。上腹板100在星型支架臂78的頂端94上方延伸，以防止物料和碎屑進(jìn)入在那對隔開的凸緣90間形成的通道92。星型支架臂護(hù)罩74的特定結(jié)構(gòu)可以根據(jù)星型支架臂78的實際形狀修改。上腹板100包括如前述的滯留床75。如圖5和圖6所示，各星型支架臂78由一對隔開的凸緣90形成。凸緣90間的間隔限定了通道92。如圖5和圖6所示，通道92在頂端94敞開，并在底部由連接腹板96封閉。連接腹板96在那對隔開的凸緣90間延伸，并與凸緣90—體成形。那對凸緣90和通道92的組合導(dǎo)致各星型支架臂大體上具有從中心輪轂部70向外緣80延伸的梁的結(jié)構(gòu)特征。星型支架臂78作為結(jié)構(gòu)元件，用以支撐具有上襯套的中心輪轂部70，該上襯套轉(zhuǎn)而支撐著主軸38的上端。罩殼上的壓碎力被傳送至主軸，造成上襯套處的反作用力，并且在上襯套處，力被傳送至中心輪轂部70。這些力通常是水平的，且大小和方向不等，根據(jù)主軸的回轉(zhuǎn)運動和壓碎腔室內(nèi)巖石的抗壓碎阻力而定。相應(yīng)地，就整體、局部或兩種含義兼有
5地，施加在星型支架上的負(fù)荷有時橫斷于由跨越外緣的星型支架臂78和輪轂部70的長度所限定的方向。星型支架臂78所承載的來自主軸的所有負(fù)荷，必須在臂與外緣和上頂殼的連接處被支撐力平衡，但橫向力分量對于星型支架臂78內(nèi)的變形和應(yīng)力來說是最重要的。 星型支架臂78所承載的內(nèi)部負(fù)荷引起各種變形，包括彎曲、伸長和切變，但由于橫向負(fù)荷引起的扭曲變形和相關(guān)聯(lián)的應(yīng)力對于敞開的截面最有破壞性。然而，圖5和圖6所示的星型支架臂78的敞開的通道結(jié)構(gòu)對于將扭曲變形和應(yīng)力減少到可接受的大小是有效的，而不必采用敞開的截面積顯著更大的備選方案，該備選方案會妨礙破碎機的功能性和星型支架的制造經(jīng)濟性。梁的剪力中心是橫截面上的一個點，橫向力施加在該點處時不會引起梁上的任何扭轉(zhuǎn)變形。一般來說，敞開的截面比封閉截面，例如圓環(huán)形或矩形管件，更易受到扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和變形的影響。扭轉(zhuǎn)效果會隨著施力線與剪力中心間的偏移距離而增大，為了使扭轉(zhuǎn)效果最小化，剪力中心是橫向力必須自其通過而施加的位置。在圖5所示的實施例中，各星型支架臂可被描述為梁，該梁支撐著在星型支架的外緣內(nèi)部的中心輪轂部。各星型支架臂可用一根位于中心輪轂部的襯套上的施力點與外緣上支撐區(qū)之間的直線來表示。以涉及工程力學(xué)的理論的術(shù)語來說，這條直線可以被作為梁來考慮。采用這種分析，圖示該梁橫截面上的剪力中心位置接近或略低于連接腹板96，并在圖6中大體地以標(biāo)記數(shù)字103示出。在回轉(zhuǎn)碎石機操作過程中，回轉(zhuǎn)的主軸生成了施加在星型支架上的力的橫向分量。在圖6中該力的橫向分量大體地以箭頭104示出。如圖所示，該力的橫向分量位置接近于剪力中心103。星型支架臂包括形成于那對隔開的凸緣90 和腹板96間的敞開的通道92。由于該橫向力與剪力中心相接近，星型支架臂提供了所需的結(jié)構(gòu)特征，以抵抗由于橫向負(fù)荷造成的扭轉(zhuǎn)變形和相關(guān)聯(lián)的應(yīng)力。具有位于那對隔開的凸緣90和腹板96之間的敞開的通道的星型支架72的結(jié)構(gòu)極大地減少了制造工藝的復(fù)雜程度，減少了生產(chǎn)星型支架的成本。與圖3a所示現(xiàn)有技術(shù)中包括封閉的星型支架臂46的星型支架44不同，本公開的星型支架不需要特別的型芯和開口以使封閉的腔室56成形，簡化了制造工藝。采用一對隔開的凸緣90以限定敞開的通道的星型支架臂78的結(jié)構(gòu)也允許更加容易地進(jìn)入所有的潤滑線路和連接處，而不必如前述圖3a所示的現(xiàn)有技術(shù)的星型支架那樣形成進(jìn)入孔和進(jìn)入開口。敞開的通道92允許至這些元件的更大的入口，同時還為星型支架72提供了所需強度和耐久性。圖7a至圖7j示出了各星型支架臂的橫截面的多種不同的可替換的實施例。在圖 7a_7j所示實施例中，各星型支架臂的橫截面大致地為U形，其中那對隔開的凸緣90通過連接腹板96相連。連接腹板96大體位于橫截面的下部，并在隔開的凸緣90之間延伸。雖然圖7a-7j所示實施例被描述為大致地為U形，其應(yīng)該被理解為術(shù)語“U形”指一種形狀，其具有一對向上延伸的凸緣90，凸緣90被一個敞開的通道分隔開，并在低端通過橫向的連接腹板96相連。圖7a示出一個替換實施例，其一并包括了一個敞開的上通道106和一個敞開的下通道108，兩者被連接腹板96分隔開。在圖7a-7j所示各實施例中，星型支架臂包括具有一端敞開的通道，與圖北所示現(xiàn)有技術(shù)的封閉的星型支架臂相反。在圖7j的實施例中，凸緣 90不相互平行。雖然本公開所示和所述的星型支架72用于回轉(zhuǎn)破碎機，其應(yīng)該被理解為類似結(jié)構(gòu)元件有時用在圓錐形軋碎機。預(yù)期本公開的設(shè)計也可用于圓錐形軋碎機。
本書面描述采用實例公開了本發(fā)明，包括其最佳實施方式，并也能夠使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員制造和使用本發(fā)明。本發(fā)明的可專利性的范圍由權(quán)利要求限定，并可以包括那些本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他實例。其它的這種實例應(yīng)該落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，如果它們具有與權(quán)利要求字面語言沒有不同的結(jié)構(gòu)部件，或者它們包括與權(quán)利要求的字面語言沒有實質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)部件。
權(quán)利要求
1.一種用于回轉(zhuǎn)破碎機的星型支架，包括中心輪轂部；和從所述中心輪轂部延伸至外緣的多個星型支架臂，其中各所述星型支架臂具有大致U 形的橫截面，所述橫截面由通過連接腹板而相互連接的一對隔開的凸緣所限定。
2.如權(quán)利要求1所述的星型支架，其中各星型支架臂的所述凸緣相互隔開，以限定通道，所述通道具有與所述連接腹板相對的敞開的頂端。
3.如權(quán)利要求2所述的星型支架，其中所述隔開的凸緣和所述連接腹板是一體成形的。
4.一種回轉(zhuǎn)破碎機，包括殼體組件；由所述殼體組件支撐的星型支架，所述星型支架具有中心輪轂部和多個從所述中心輪轂部延伸至外緣的星型支架臂，各所述星型支架臂由一對相互隔開以限定通道并通過連接腹板相互連接的凸緣所形成；和多個星型支架臂護(hù)罩，各安裝至所述星型支架臂之一。
5.如權(quán)利要求4所述的回轉(zhuǎn)破碎機，其中各星型支架臂的所述凸緣相互隔開，以限定具有與所述連接腹板相對的敞開的頂端的通道。
6.如權(quán)利要求5所述的回轉(zhuǎn)破碎機，其中各所述星型支架臂具有大致U形的橫截面。
7.如權(quán)利要求6所述的回轉(zhuǎn)破碎機，其中所述凸緣和所述連接腹板是一體成形的。
8.如權(quán)利要求4所述的回轉(zhuǎn)破碎機，進(jìn)一步包括在一端處由所述中心輪轂部支撐的主軸，其中所述主軸在所述殼體內(nèi)的運動在所述星型支架上產(chǎn)生力。
9.如權(quán)利要求6所述的回轉(zhuǎn)破碎機，其中所述星型支架臂的橫截面的剪力中心位于所述連接腹板的下方。
10.如權(quán)利要求5所述的回轉(zhuǎn)破碎機，其中各所述星型支架臂護(hù)罩覆蓋由所述隔開的凸緣所形成的所述通道的所述敞開的頂端，以防止碎屑進(jìn)入敞開的所述通道。
11.如權(quán)利要求10所述的回轉(zhuǎn)破碎機，其中各所述星型支架臂護(hù)罩包括形成在所述星型支架臂護(hù)罩的上腹板中的凹陷的滯留床，所述滯留床積聚待破碎的物料，以減少在所述星型支架臂護(hù)罩上的磨損。
12.如權(quán)利要求11所述的回轉(zhuǎn)破碎機，進(jìn)一步包括安置于所述中心輪轂部上方的星型支架帽，所述星型支架帽包括凹陷的滯留床，所述滯留床積聚待破碎的物料，以減少在所述星型支架帽上的磨損。
13.一種用于回轉(zhuǎn)破碎機的星型支架，包括中心輪轂部；和從所述中心輪轂部延伸至外緣的多個星型支架臂，其中各所述星型支架臂包括一對相互隔開并在一端通過連接腹板相連的凸緣，其中所述隔開的凸緣和所述連接腹板為各星型支架臂限定了大致U形的橫截面，其中在所述隔開的凸緣對之間形成的通道在位于所述連接腹板的垂直上方的端部處是敞開的。
14.如權(quán)利要求13所述的星型支架，其中各星型支架臂的橫截面的剪力中心位于所述連接腹板下方。
全文摘要
用于回轉(zhuǎn)破碎機的一種星型支架。所述星型支架包括多個星型支架臂，各星型支架臂由通過連接腹板相連的兩個隔開的凸緣所形成，以限定一個具有敞開的頂端的敞開的通道。所述星型支架臂的結(jié)構(gòu)增加了可制造性，并提供了所述星型支架所需的強度和剛度。各星型支架臂中形成的所述通道被一個星型支架臂護(hù)罩所覆蓋，以減少對所述星型支架臂的磨損。
文檔編號B02C2/00GK102189014SQ20111003868
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者大衛(wèi)·F·比金, 沃爾特·R·馬克斯 申請人:美卓礦機工業(yè)公司