專利名稱：土工作業(yè)輥的輥齒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土工作業(yè)輥的輥齒(tip)，該輥用于諸如輥碎機(jī)、露天采礦機(jī)、地下開 采機(jī)、磨礦機(jī)之類機(jī)器。
背景技術(shù)：
許多涉及礦業(yè)、建筑以及公共工程方面的機(jī)械使用了土工作業(yè)輥，這些輥經(jīng)驅(qū)動(dòng) 后用來對(duì)土質(zhì)材料進(jìn)行粉碎、開采、磨礦以及同類加工。這些土工作業(yè)輥包括一組接合待加 工料的輥齒。這些輥齒在不同的位置上可拆卸地緊固到連接在輥上的支架上。輥齒為易損 件，在使用一段時(shí)間后需要更換。作為一個(gè)例子，土工作業(yè)輥齒可配置在輥碎機(jī)中，用于在采礦作業(yè)中粉碎土質(zhì)材 料。在一個(gè)典型作業(yè)中(如圖53)，礦料1被傾卸到滑槽3中，并引導(dǎo)到傳送帶5上，運(yùn)至 輥碎機(jī)7。輥碎機(jī)7為雙輥破碎機(jī)，它包括一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)的輥9，用來粉碎礦料1。每個(gè)輥9 上裝有一組輥齒11，用于接合礦料并將其粉碎(圖54)。輥齒緊固于輥9上所安裝的支架 13上。兩個(gè)輥9反向旋轉(zhuǎn)，以使輥齒11從頂端彼此對(duì)向驅(qū)進(jìn)。經(jīng)過輥碎機(jī)7的碎料IA堆 積在第二個(gè)傳送帶17上，運(yùn)至分選礦料的滾筒篩19。輥齒11為整體件，它包括安裝心軸21和錐形頭23，所述安裝心軸用于連接支架 13，所述錐形頭用于接合礦料1 (圖55 圖57)。錐形頭23具有圓錐形外殼25，其圓拱形 前端27相當(dāng)于大致的球截形。在常規(guī)的輥齒11中，當(dāng)沿整整半個(gè)錐形頭的大外表面曳引 土質(zhì)材料時(shí)，驅(qū)動(dòng)錐形頭穿越材料會(huì)對(duì)輥的旋轉(zhuǎn)施加大的阻力。在輥上使用許多錐形頭將 增加阻力，從而需要大的功率來驅(qū)動(dòng)輥。安裝心軸21具有階梯狀結(jié)構(gòu)，供插入支架13的孔中之用，并具有緊固槽31，旋入 支架的螺桿的自由端納入該槽中，使錐形頭在使用過程中能旋轉(zhuǎn)。由于錐形頭的形狀以及 它預(yù)期的旋轉(zhuǎn)，整個(gè)錐形頭23上涂以硬質(zhì)焊敷層29。為延長輥齒的使用壽命，錐形頭的凸 出部分23A上涂以雙層硬質(zhì)焊敷層。但是，硬質(zhì)焊敷層是昂貴的，這大大增加了輥齒的總成 本。輥齒的心軸及支架上心軸納入孔的孔壁經(jīng)機(jī)加工并予緊配合，以保證對(duì)輥齒的足 夠支撐。即使如此，由于土質(zhì)塵屑的擴(kuò)散以及粉碎或采礦作業(yè)的混沌特性，塵屑常常環(huán)繞心 軸嵌入孔中。這些塵屑往往限制或者時(shí)常阻止輥齒預(yù)期的旋轉(zhuǎn)，因此使得均勻磨損的潛在 得益歸零。而且支架中環(huán)繞心軸的塵屑的出現(xiàn)還使從支架上拆卸輥齒變得困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于諸如破碎機(jī)、露天采礦機(jī)、地下開采機(jī)、磨礦機(jī)之類礦業(yè)機(jī) 械、建筑機(jī)械及公共工程機(jī)械方面的土工作業(yè)輥上的改進(jìn)型輥齒。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，輥齒包括兩個(gè)由止動(dòng)器緊固在一起的組件。一個(gè)組件為 緊固在支架上的基座，而另一個(gè)組件為咬合土質(zhì)材料的耐磨帽。耐磨帽置于基座之上，并接 觸土質(zhì)材料以進(jìn)行軋碎、采礦等作業(yè)。其結(jié)果是耐磨帽易于在基座之前磨損掉。由于這種結(jié)構(gòu)，所以只有耐磨帽需要更換，接替的耐磨帽可安裝在同一基座上。這樣做可減少報(bào)廢的 材料，以及簡(jiǎn)化更換過程。按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，限定了輥齒為一種帶有空腔的耐磨帽，該耐磨帽安裝 于由支架限定的凸出的支座上。在此結(jié)構(gòu)中，省卻了對(duì)輥齒整體式或分離式基座的需求。由 于所需的材料大大減少，輥齒的生產(chǎn)成本和庫存需求也降低下來。與兩件式輥齒相比，使用 只由耐磨帽組成的輥齒減少了報(bào)廢的材料，且簡(jiǎn)化了輥齒的更換。按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，至少輥齒的前部設(shè)有副后角(side relief)，以減少阻 力和磨損；需要較小的功率來驅(qū)動(dòng)這些輥；并延長輥齒的使用壽命。至少輥齒前部的、連接 前導(dǎo)表面與后沿表面的各個(gè)側(cè)表面絕大部分位于前導(dǎo)表面的寬度范圍內(nèi)。具備這樣的副后 角可減少磨損與阻力，無論輥齒是否是具有基座與耐磨帽的兩件式輥齒，是僅由耐磨帽限 定的輥齒，還是帶有工作端和安裝心軸的整體式輥齒。在一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，輥齒的前部具 有大致梯形的橫截面結(jié)構(gòu)，其中前導(dǎo)表面寬于后沿表面。但是副后角可具有其它結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的其它方面，輥齒的前部在其穿透剖面(penetration profile)上具有 副后角，以進(jìn)一步減少磨損和阻力。穿透剖面為機(jī)械工作中相對(duì)于輥齒的材料流總方向上 截取的橫向外形?，F(xiàn)已確定，主要在輥齒前端和相對(duì)于輥齒運(yùn)動(dòng)的材料流主方向上會(huì)受到與從動(dòng)輥 的工作相關(guān)的強(qiáng)烈磨損效應(yīng)。通過在該部及在材料流主方向上形成副后角，只需在該前端 提供硬質(zhì)焊敷層而不會(huì)縮短輥齒的使用壽命。使用較少的硬質(zhì)焊敷層可以降低成本并簡(jiǎn)化生產(chǎn)。在本發(fā)明的其它方面，輥齒具有一前導(dǎo)表面，它向上朝前表面傾斜來限定最前沖 擊角，用于撞擊巖石和其它土質(zhì)材料。前表面與前導(dǎo)表面的交會(huì)處限定一個(gè)角，該角作為輥 齒撞擊材料的最前引導(dǎo)部，形成不易損壞的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的其它方面，前表面沿材料流相對(duì)于輥齒的主方向從前導(dǎo)表面朝后傾 斜。給前表面安排這樣的角度減少了輥齒受到的磨損，并使輥齒均勻磨損。在本發(fā)明的其它方面，將輥齒固定在支架上以限制輥齒繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 化了安裝組件，并能使用更多不同的安裝結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的其它方面，可使具有從動(dòng)輥的土工機(jī)械上的磨損輥齒更換簡(jiǎn)捷完成。 在本發(fā)明的一種方法中，將固定每個(gè)需更換已磨損輥齒的耐磨帽的止動(dòng)器拆卸下來。從緊 固到輥上的支座上拆卸下每個(gè)耐磨帽。在每個(gè)已卸下耐磨帽的支座上安裝新的耐磨帽。用 止動(dòng)器將每個(gè)安裝好的耐磨帽緊固到支座上。


圖1與圖2各為安裝在支架上的本發(fā)明輥齒的透視圖。圖3為安裝在支架上的輥齒的剖視圖。圖4為雙輥破碎機(jī)中處于工作狀態(tài)的、安裝在支架上的輥齒的側(cè)視圖。圖5為輥齒側(cè)視圖。圖6為沿圖5中線6-6的剖視圖。圖7為沿圖5中線7-7的剖視圖。圖8為輥齒頂視圖。
圖9為輥齒底視圖。圖10為輥齒前視圖。圖11為輥齒透視圖。圖12為輥齒分解透視圖。圖13為輥齒處于反轉(zhuǎn)位置的透視圖。圖14為輥齒處于反轉(zhuǎn)位置的分解透視圖。圖15與圖16各為輥齒基座的透視圖。圖17為基座處于反轉(zhuǎn)位置的透視圖。圖18為基座的側(cè)視圖。圖19為基座的頂視圖。圖20為基座的底視圖。圖21為基座的前視圖。圖22為基座的后視圖。圖23與圖24各為輥齒上耐磨帽的透視圖。圖25為耐磨帽處于反轉(zhuǎn)位置的透視圖。圖26為耐磨帽的側(cè)視圖。圖27為耐磨帽的頂視圖。圖28為耐磨帽的底視圖。圖29為耐磨帽的后視圖。圖30為耐磨帽的前視圖。圖31為帶有螺桿的沿圖30中線31-31截取的剖視圖，其中螺釘為分解視圖。圖32為輥齒止動(dòng)器的透視圖。圖33為止動(dòng)器的分解透視圖。圖34為止動(dòng)器的分解側(cè)視圖。圖35為止動(dòng)器的分解頂視圖。圖36為止動(dòng)器的前視圖。圖37為止動(dòng)器的后視圖。圖38為止動(dòng)器的剖視圖。圖39為備選支架的透視圖。圖40為備選支架的側(cè)視圖。圖41為備選支架的頂視圖。圖42為第二備選支架及備選耐磨帽的透視圖。圖43為第二備選支架及備選耐磨帽的分解透視圖。圖44為備選耐磨帽的透視圖。圖45為第二任選支架的透視圖。圖46為本發(fā)明另一任選輥齒的透視圖。圖47為圖46中任選輥齒的側(cè)視圖。圖48為圖46中任選輥齒的頂視圖。圖49為圖46中任選輥齒的前視圖。
圖50為裝有本發(fā)明輥齒的滾動(dòng)式破碎機(jī)的局部透視圖。圖51為滾動(dòng)式破碎機(jī)中兩個(gè)軋輥的端視圖。圖52為位于滾動(dòng)式破碎機(jī)支架上的本發(fā)明輥齒的透視圖。圖53為使用雙輥破碎機(jī)的采礦作業(yè)示意圖。圖54為雙輥破碎機(jī)上兩根輥的工作示意圖。圖55為傳統(tǒng)輥齒的透視圖。圖56為傳統(tǒng)輥齒的側(cè)視圖。圖57為沿圖56中線57-57截取的傳統(tǒng)輥齒剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及土工作業(yè)輥或諸如用在輥碎機(jī)、露天采礦機(jī)、磨礦機(jī)之類機(jī)器中的輥 的輥齒。在本申請(qǐng)中時(shí)常將輥齒描述為具有相對(duì)的位置關(guān)系，例如上，下，前，后，垂直，水平 或類似關(guān)系。對(duì)本發(fā)明而言，相對(duì)的方向關(guān)系并不重要。土工作業(yè)輥上的輥齒在工作時(shí)取 向變化很大。因此，使用這些相對(duì)位置關(guān)系的語詞并非要限制本發(fā)明，而是便于描述。并且 本申請(qǐng)中的輥齒主要就雙輥破碎機(jī)來描述粉碎。但是本發(fā)明并不局限于此種作業(yè)。本發(fā)明 的輥齒也適于與其它土方工程機(jī)械一起使用，這些土方工程機(jī)械包括使用帶輥齒的從動(dòng)輥 的機(jī)械，例如單輥破碎機(jī)、滾動(dòng)式破碎機(jī)、露天采礦機(jī)、地下開采機(jī)、磨礦機(jī)等類似機(jī)器。在本發(fā)明的一種實(shí)施例中(圖1 38)，輥齒35為兩件式輥齒，它包括基座37及 耐磨帽40?；?7包括安裝心軸42及用于耐磨帽40的支座44。耐磨帽置于支座上以接 合待加工的材料，例如供入輥碎機(jī)7中的礦料1。耐磨帽40為耐損件，它由止動(dòng)器46可拆 卸地緊固在基座37上?；?7上的心軸42的形狀適于將其插入支架13的孔48中(圖3)。在此示例中， 心軸42通常具有階梯形的圓柱結(jié)構(gòu)，其后端53附近具有一個(gè)孔或凹槽51 (圖11 20)，盡 管其它結(jié)構(gòu)也可采用?？?1可完全貫穿心軸42延伸，但優(yōu)選只部分地貫穿心軸延伸。安 裝螺桿55旋入支架13上的孔57中，使其自由端59納入凹槽51中，以便接觸到心軸42，從 而將輥齒固定在支架上(圖3)。由于凹槽51在其縱向側(cè)面58上是閉合的(即，大致沿縱 軸方向延伸的側(cè)面)，在其內(nèi)納入螺桿防止了輥齒35在使用中繞其縱軸60旋轉(zhuǎn)。也可用 其它方法將輥齒35緊固在支架13上，并且也可使用其它種類的支架。例如可用不同位置 或方向的安裝螺桿。也可采用無螺紋止動(dòng)器，例如帶卡閂的擋塊或銷，使用其它緊固方法的 銷，鎖緊元件等。并且孔的形狀也可與圖示的形狀不同。這只不過是為了把輥齒牢固固定 在輥上，對(duì)之產(chǎn)生足夠大的支撐力來承受預(yù)期載荷所必須做的事。在一些包括副后角的實(shí) 施例中，禁止輥齒旋轉(zhuǎn)。在另一些實(shí)施例中，需要時(shí)，可允許輥齒旋轉(zhuǎn)?；?7的支座44位于支架頂上，用來接納并安裝耐磨帽40 (圖11 22)。支座 44優(yōu)選具有大致磨圓的外表面62，它朝前面64漸縮，而其后表面65適于靠在支架13上。 前面64優(yōu)選為平面并大致垂直于軸60，但也可具有其它形狀或取向。凹槽66優(yōu)選設(shè)于相 對(duì)的側(cè)表面上，用來接納耐磨帽40的軌道68，以防耐磨帽繞軸60旋轉(zhuǎn)。凹槽66優(yōu)選貫穿 整個(gè)支座44延伸，以使保持力最大化，但需要時(shí)也可僅只局部延伸。每個(gè)凹槽66的邊緣69 橫截于縱軸60取向，并優(yōu)選向外傾斜，以便于制造及接納軌道68。但是邊緣69也可是水 平的。凹槽可置于不同的位置，但是，為了對(duì)垂直于縱軸(即，當(dāng)輥被驅(qū)動(dòng)時(shí)輥齒移動(dòng)的方向)，所施加的負(fù)載產(chǎn)生最大化的抵抗力，優(yōu)選位于相對(duì)的側(cè)面上。凹槽可為曲面或其它形 狀。此外，也可只有一個(gè)凹槽或多于兩個(gè)的凹槽。最后，也可采用其它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來防止 耐磨帽旋轉(zhuǎn)和/或提供抵抗輥齒橫向負(fù)載的能力。支座44還優(yōu)選包括穩(wěn)定表面70，以對(duì)耐磨帽40提供穩(wěn)固的支撐。穩(wěn)定表面70豎 直排列(即，大致在輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輥齒移動(dòng)的方向上排列)，并從前面64向后延伸。穩(wěn)定表面70 基本上平行于軸60。術(shù)語“基本上平行”包括那些平行于軸60的表面，也包括那些與軸60 有小的夾角α的面，例如夾角大約為1 7度之間。為便于制造，穩(wěn)定表面優(yōu)選以小的角 度向后偏離于軸60。各穩(wěn)定表面70優(yōu)選與軸60的夾角都小于5度，最優(yōu)選2 3度。穩(wěn) 定表面70對(duì)耐磨帽40提供了抵抗沖擊力及使用時(shí)所施加其它力的增強(qiáng)支撐。斜支撐面72 優(yōu)選延伸到穩(wěn)定表面70與凹槽66之間的前面64，以提供附加的強(qiáng)度?？?4優(yōu)選形成在下 穩(wěn)定表面70上，以接納止動(dòng)器46，但也可提供其它排列方式和其它位置，以匹配止動(dòng)器46。耐磨帽40包括空腔78，它向后開口或面朝后，用來接納支座44，并包括磨損表面 81，它大致面朝前，用來接合材料1 (圖1 14及23 31)?？涨?8與支座44的結(jié)構(gòu)相 匹配。在例示的實(shí)施例中，空腔78繞其周邊大致閉合，但在其它實(shí)施例中，空腔可沿其一個(gè) 或多個(gè)側(cè)邊開口。支座與空腔可具有很多不同的結(jié)構(gòu)，只要它們能給耐磨帽提供足夠的支 撐即可。整個(gè)支座優(yōu)選納入耐磨帽40中，以保護(hù)它不受土質(zhì)材料影響及過早磨損。作為選 擇，基座可限定空腔，耐磨帽可限定凸出的支座。在本實(shí)施例中，空腔78具有大致圓形的輪廓，尤其在其后部，以便匹配接納支座 44的圓形外表面62，并匹配接納前表面84，該前表面承靠在前面64上。一對(duì)向內(nèi)凸出的軌 道68在軸向上沿空腔78的對(duì)置側(cè)表面延伸，以納入凹槽66中。每個(gè)軌道68的側(cè)壁87被 加工成形狀與側(cè)邊69的形狀相匹配。軌道68納入凹槽66中阻止了耐磨帽40在使用中繞 軸60旋轉(zhuǎn)。軌道68還提供垂直支撐以承載那些施加在耐磨帽上的負(fù)荷(即，在輥齒移動(dòng) 共同方向上或在反方向上施加的負(fù)荷)。作為選擇，軌道可設(shè)在支座上，而凹槽設(shè)在耐磨帽 的空腔上。也可使用其它防止耐磨帽旋轉(zhuǎn)的安排方式，以替代或補(bǔ)充軌道與凹槽的組合?？涨?8還包括帶有穩(wěn)定表面95的上支承件和下支承件89，它們裝配到支座44的 凹進(jìn)處96，以使穩(wěn)定表面95接觸并承靠在互補(bǔ)的穩(wěn)定表面70上。與穩(wěn)定表面70相同，穩(wěn) 定表面95大致平行于縱軸60。雖然穩(wěn)定表面70與95優(yōu)選為平面，但它們也可為曲面或具 有其它形狀。而且，作為另一種選擇，在某些應(yīng)用中，穩(wěn)定表面70與95可更大程度地相對(duì) 軸60傾斜，而非大致平行于縱軸60，例如在輕負(fù)載應(yīng)用中。而且在一些應(yīng)用中，耐磨帽與支 座還可各包括僅只一個(gè)相互接合的穩(wěn)定表面，以抵抗一個(gè)主方向上的負(fù)載。此外，也可使用 除這種穩(wěn)定表面以外的配置將耐磨帽安裝在基座上。當(dāng)在用來接納止動(dòng)器46的基座上安 裝耐磨帽時(shí)，開口 97貫穿下支承件89，以對(duì)準(zhǔn)基座37上的孔74。磨損表面81的前部98，最先并主要與材料1接觸，并且在輥碎機(jī)7中，主要用于將 材料軋碎。前部98包括前表面100、前導(dǎo)表面101、后沿表面102和側(cè)表面103，其中前表面 100大致面朝前或者從支架面朝外，前導(dǎo)表面101大致朝向輥齒隨輥移動(dòng)的方向，后沿表面 102與前導(dǎo)表面相對(duì)，而側(cè)表面103在前導(dǎo)表面101與后沿表面102之間延伸。前部98優(yōu) 選形成帶有副后角，以減少對(duì)輥齒磨損與阻力，從而延長了輥齒的使用壽命，并需要較少的 功率來驅(qū)動(dòng)輥。使側(cè)表面103主要在前導(dǎo)表面101的寬度內(nèi)形成或者在前導(dǎo)表面101的側(cè) 面105內(nèi)形成，以此來產(chǎn)生副后角。
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在本實(shí)施例中，側(cè)表面103大致為平面，并從前導(dǎo)表面101向內(nèi)傾斜，即，側(cè)表面 103在它們向著后沿表面102延伸時(shí)大致互相靠攏。這種安排方式給耐磨帽40提供了橫截 面大致呈梯形結(jié)構(gòu)的前部98。在本實(shí)施例中，前導(dǎo)表面101的各個(gè)部分寬于后沿表面102 的各個(gè)反向相應(yīng)部分；兩個(gè)表面101、102的各個(gè)相應(yīng)部分是在垂直于縱軸60的方向上彼此 反向的部分。這種向內(nèi)的傾斜使側(cè)表面103能受前導(dǎo)表面101保護(hù)，并少受土質(zhì)材料1產(chǎn) 生的壓力及少與土質(zhì)材料1接觸；參見圖5、7和15中，材料1相對(duì)于前部98的總體流向F。 壓力減小與接觸減少導(dǎo)致輥齒磨損減輕并減少輥旋轉(zhuǎn)時(shí)的阻力?，F(xiàn)已確定，輥齒與材料1 的基本接觸及輥齒的磨損是沿著輥齒前端發(fā)生的。因此，優(yōu)選只沿前部98提供副后角。這 樣，后部109張開，使支座44的后部擴(kuò)展，增強(qiáng)支座，并穩(wěn)固地支撐在支架13上。但是，副 后角可越過耐磨帽的大部分或整個(gè)耐磨帽延伸。支座44的前端也優(yōu)選具有大致梯形的形 狀，以更好地使耐磨帽40形成外副后角。側(cè)表面103各優(yōu)選以橫截角θ向內(nèi)傾斜，以使它們?cè)谇皩?dǎo)表面101的寬度W范圍 內(nèi)(圖6)。這樣，側(cè)表面103在前導(dǎo)表面101的保護(hù)下穿過材料1移動(dòng)，以便承受較少的 磨損與阻力。在一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，橫截角θ大得足以使前部98的側(cè)表面103在耐磨帽40 的穿透剖面上向內(nèi)傾斜(圖7)。穿透剖面為土質(zhì)材料1相對(duì)于輥齒流動(dòng)的主體方向上所截 取的輥齒橫剖面外形。例如，在雙輥破碎機(jī)7上，土質(zhì)材料往往會(huì)以一個(gè)交于輥齒35縱軸 60的斜度相對(duì)于輥齒流動(dòng)(圖5)。在傳統(tǒng)輥齒上，這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)在這個(gè)交于縱軸60的 斜度上加劇錐形頭23的磨損，尤當(dāng)塵屑阻礙輥齒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。在一種示例性雙輥破碎機(jī)7上， 相對(duì)于輥齒的材料流1與縱軸60之間的夾角約為70度。因此，該機(jī)器上輥齒的穿透剖面 就在相對(duì)于縱軸60傾斜約70度角的橫截面上。由于在穿透剖面上設(shè)以副后角，所以就土 質(zhì)材料相對(duì)于輥齒的主體流動(dòng)而言，側(cè)表面103就保持在前導(dǎo)表面101內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)增強(qiáng) 了對(duì)輥齒的保護(hù)并且還減少了輥上的阻力。在一個(gè)優(yōu)選示例中，使側(cè)表面103傾斜，以限定一個(gè)約15度的橫截角θ (圖6)，以 便在穿透剖面上提供一個(gè)約5度的角λ (圖7)。正如可理解的那樣，15度的橫截角θ導(dǎo) 致兩側(cè)表面以約30度的夾角相互靠攏。但是，側(cè)表面103可以其它橫截角度傾斜，而仍能 提供副后角一些的好處。雖然各個(gè)側(cè)表面103在穿透剖面上優(yōu)選以至少5度的λ角傾斜， 但是更小的角仍使磨損與阻力減小。同樣，主要部分位于前導(dǎo)表面101寬度范圍內(nèi)、但在穿 透剖面上不向內(nèi)傾斜的側(cè)表面103，與無副后角的輥齒相比，仍會(huì)使磨損與阻力減小。盡管 副后角優(yōu)選僅設(shè)于前部98，但它也可延伸至后部109。耐磨帽40的前表面100優(yōu)選以一個(gè)角度向軸60傾斜，該角度大致平行于材料1 相對(duì)于輥齒35流動(dòng)的方向。因此，就雙輥破碎機(jī)而言，前表面100優(yōu)選以與縱軸60約成70 度的角φ傾斜。但是，也可采用其它的角度取向。盡管前表面100優(yōu)選為平面，但前表面也 可具有略凹或略凸的曲率。而且，前端可具有其它形狀，包括鈍的圓形前端、尖的挖掘端或 其它結(jié)構(gòu)。前表面可任選由碳化物或其它硬質(zhì)材料構(gòu)成，或者具有碳化物、陶瓷或其它硬質(zhì) 材料制成的硬質(zhì)插入物。前導(dǎo)表面101優(yōu)選相對(duì)于軸60向前并向上傾斜，以使耐磨帽40最前部成為沖擊 角110，用來撞擊待破碎的巖石或其它土質(zhì)材料。沖擊角主要用于沖擊巖石或類似物質(zhì)，它 的構(gòu)造是不易破壞的堅(jiān)固結(jié)構(gòu)。盡管前導(dǎo)表面101可具有前表面100的統(tǒng)一構(gòu)造后部，但 它優(yōu)選具有前段101'及后段101"。在一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，前段101'以與軸60相交約30度的角度α從前表面100向后延伸，以形成沖擊角110。后段101"優(yōu)選相對(duì)于軸60以更 小的角度傾斜，以向止動(dòng)器46提供一些屏障。后沿表面102優(yōu)選以與軸60相交約15度的 角β從前表面100向后延伸。但其它取向也可行延伸。本發(fā)明的耐磨帽可具有所示出以外的其他形狀。側(cè)表面可處于與前導(dǎo)表面不同夾 角的位置。側(cè)表面不必為平面，而例如可為曲面、斜面或不規(guī)則形狀面。只要側(cè)表面主要位 于前導(dǎo)表面的寬度范圍內(nèi)，即使側(cè)表面橫向延伸得超過前導(dǎo)表面的寬度，副后角的好處仍 然可得；盡管限制整個(gè)側(cè)表面在前導(dǎo)表面寬度范圍之內(nèi)是優(yōu)選的。此外，前導(dǎo)表面、后沿表 面以及前表面也可加工成非平面的形狀。在加工成曲面形狀的前部中，尤其在曲面的前導(dǎo) 表面上，側(cè)表面與前導(dǎo)表面之間可沒有明確的輪廓界限。本發(fā)明的副后角可在這樣的情況 下設(shè)置如果側(cè)壁位于前導(dǎo)表面最大橫向?qū)挾戎畠?nèi)占最前導(dǎo)部與最后沿部之間設(shè)以副后角 的那個(gè)部分的橫向距離(即，前導(dǎo)表面與后沿表面之間垂直于縱軸60的距離)的一半以 上，并優(yōu)選超過該距離約75%。由于工作環(huán)境苛刻，所以優(yōu)選設(shè)置具有硬質(zhì)焊敷層的耐磨帽40。但是現(xiàn)已確定， 大多數(shù)切斷磨損發(fā)生于輥齒前部并沿著與輥齒縱軸60傾斜的方向上。所以，只需在耐磨帽 40的前部98及其后邊緣106上并沿著大致平行于材料流相對(duì)于輥齒的主體方向的斜度上 設(shè)置硬質(zhì)焊敷層(圖1、5及26)。在一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，硬質(zhì)焊敷層涂敷在優(yōu)選平行于前表面 100、與軸60約成70度交角的連貫一致的區(qū)段上。這種有限使用硬質(zhì)焊敷層的方法與整個(gè) 錐形頭23都涂滿硬質(zhì)焊敷層的輥齒11相比，降低了輥齒的成本，同時(shí)輥齒的可用壽命毫無 明顯縮短。止動(dòng)器46優(yōu)選包括螺栓或陽螺紋件111以及螺母或陰螺紋件113 (圖3、12、14及 31 38)，盡管其它類型的止動(dòng)器(帶或不帶螺紋的)也可使用。螺栓111具有螺紋軸115， 其上帶有自由端117，并具有螺栓頭119，其上帶有與自由端117相對(duì)的工具接合件。螺母 113包括螺紋腔121及一對(duì)平坦的外側(cè)面123，該外側(cè)面用來與開口 97中的平坦的側(cè)壁99 配合，以防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，盡管也可使用其它非圓形狀。螺母從空腔78中插入開口 97中。螺 母可通過其內(nèi)端的凸緣、通過與開口 97干涉配合、通過螺母與開口的相應(yīng)斷面收縮，或通 過其它方法來保持在開口 97中。使用這樣的螺母使開口 97能得以澆鑄成型或者以另外的 方式進(jìn)行無螺紋成型。但作為選擇，開口 97也可形成有螺紋。螺栓111的螺紋軸115旋過 孔腔121，納入孔74中，以將耐磨帽40固定在支座44上。在一種優(yōu)選實(shí)施例中，螺母113還包括彈性件133，該彈性件接觸螺栓111以防使 用中不希望有的松動(dòng)。彈性件優(yōu)選為環(huán)繞軸115的襯套133。襯套133包括凸緣139，該凸 緣環(huán)繞螺母113的縮徑部分141安裝，以將襯套133與螺母聯(lián)接在一起。作為選擇，襯套 133起初可通過粘合、鑄造或其他方法固定在螺栓111上。在該示例性示例中，襯套133包 括輪緣135，當(dāng)螺栓111接納于腔121中時(shí)，輪緣135卡入鄰接頭部119的槽137中，但也可 使用其它方法。襯套133防止使用中不希望有的螺栓111的松動(dòng)，但允許螺栓111在用工 具如轉(zhuǎn)矩扳手轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回縮。也可使用其它方法防止松動(dòng)，如鎖緊螺母等。襯套133也封閉 開口 97以減少塵屑嵌入螺栓111與螺母113的螺紋中，并因此便利了鎖緊件(lock)的拆 卸。襯套133優(yōu)選由聚合物如聚氨酯制成，但也可使用其它各種組合物。螺母113優(yōu)選在制造過程中配合到耐磨帽40中，但也可通過人工裝配。同樣，螺 拴111也優(yōu)選安裝到耐磨帽上(即，旋入螺母113中)，以使止動(dòng)器46在制造過程中也整體
11地連接到耐磨帽上。用此方法可確保正確地在開口 97中裝配螺母113及在螺栓111上套 入襯套133。而且，這樣就使止動(dòng)器46始終卡緊一部分耐磨帽40，所以無需儲(chǔ)存和跟蹤各 別的鎖緊件。耐磨帽可通過螺母113中的螺栓111被安裝在基座上，只要自由端117不伸 入空腔78中，但螺栓111也可依需要而被拆除。一旦耐磨帽40完全安裝在支座44上，使 螺栓111前移，以使自由端117納入基座37的孔74中。優(yōu)選的是，不使自由端117壓在孔 74的底表面125上，但也可使其壓在該底表面上。相反，頭部119優(yōu)選包括周緣凸緣127， 它納入開口 97的埋頭孔129中，以阻止螺栓111經(jīng)過此點(diǎn)往前移。耐磨帽40上還設(shè)有較 大的埋頭孔131，以使工具能接合頭部119。當(dāng)然，也可使用其它的螺母113、螺栓111及開 口 97形狀與配置。設(shè)置一種優(yōu)選制成空腔78的腔體前伸部形式的磨損指示器143，來確定耐磨帽何 時(shí)失效并需更換(圖3與圖31)。當(dāng)耐磨帽40必須更換時(shí)，回移或移除螺栓111，以將自由 端117移出孔74。然后可從支座44上拔出耐磨帽40。如果嵌入的塵屑使耐磨帽40粘在 支座44上，可用標(biāo)準(zhǔn)撬具(未示出)將耐磨帽40從支座44上向前撬開。但由于通常無需 從支架13上拔下基座37 (即，除非基座也磨損并需要更換)，更換過程比傳統(tǒng)輥齒簡(jiǎn)捷得 多。此外，優(yōu)選在支座44的后端設(shè)置一個(gè)或多個(gè)凹陷145，以便在基座37與支架13之間插 入撬具，在支架需要更換時(shí)，便于從支架上拆除基座。在一種可選擇的實(shí)施例中，輥齒僅由耐磨帽40限定，即，基座不接納支架中。在此 實(shí)施例中，支架13A包括支座44A，在該支座上附裝了耐磨帽40 (圖39 41)。支座44A優(yōu) 選具有與基座37上的支座44相同的結(jié)構(gòu)，但也可使用其它結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，耐磨帽40及止 動(dòng)器46具有和基座37 —起使用時(shí)的相同結(jié)構(gòu)。唯一的區(qū)別是省略基座37，而且支座44A 與支架13A成為一體。但是也可使用其它的支架及耐磨帽。作為另一示例，圖42 45中舉例示明一種 可選擇的實(shí)施例。在此實(shí)施例中，支架13B包括支座44B，該支座由設(shè)有中柱45B的大致呈 I形的結(jié)構(gòu)、上支承件47B和下支承件49B以及凹進(jìn)處52B限定。上支承件47B優(yōu)選為凸 緣，它從中柱45B的各側(cè)橫向延伸。下支承件49B優(yōu)選作為支架基座54B的承載面?？?4B 延伸進(jìn)入或穿過中柱45B，用來接納止動(dòng)器46B，以將耐磨帽40B固定在支架13B上。耐磨帽40B包括一個(gè)面向后或向后開口的空腔78B，用來接納支座44B。在此實(shí)施 例中，空腔78具有大致呈T形的橫截面結(jié)構(gòu)。一對(duì)支臂56B從工作端58B向后延伸，以限 定側(cè)軌道61B，該側(cè)軌道配合到支座44B上的凹進(jìn)處52B。每個(gè)軌道61B與上壁63B隔開， 以限定上凹槽67B，該上凹槽67B適于接納上支承件47B。空腔78B的前表面84B適于鄰接 支座44B的前面64B。支臂56B的上表面69B和下表面7IB適于分別靠在上支承件47B和 下支承件49B上。上表面69B優(yōu)選相對(duì)于縱軸向下傾斜，以便與支架13B保持不大的型面 高度?？?3B延伸穿過一個(gè)或每個(gè)支臂56B，并大致對(duì)準(zhǔn)支架13B上的孔74B，以接納止動(dòng) 器 46B。一旦耐磨帽40B安裝在支座44B上，便插入止動(dòng)器46B，以便將耐磨帽固定在支座 上。止動(dòng)器46B優(yōu)選與止動(dòng)器46具有相同的結(jié)構(gòu)，但也可有其它的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中(圖46 49)，輥齒150為整體件，它包括咬合土質(zhì)材料 1的前工作端或工作部152，并包括后安裝端或安裝部154，以便通過固定件或基座將輥齒 固定在輥上。除去與止動(dòng)器46相關(guān)的特征之外，輥齒150優(yōu)選具有大致相同的外形。輥齒150的工作端152具有前表面160，前導(dǎo)表面162、后沿表面164及一對(duì)在表面162、164之間 延伸的側(cè)表面166。工作端152具有與耐磨帽40相同的外形。安裝端154具有與心軸42 相同的外形。相應(yīng)地，工作端優(yōu)選具有沿前部198的副后角，以減少輥齒上的磨損與阻力， 這樣可延長輥齒的使用壽命并只需較少的功率來驅(qū)動(dòng)輥。與耐磨帽40—樣，副后角是通過 在前導(dǎo)表面162寬度或側(cè)面的大部分范圍內(nèi)形成側(cè)表面166來設(shè)置的。盡管上面記敘了兩件式輥齒、整件式耐磨帽輥齒、以及帶有工作端和安裝端的整 件式輥齒的各種優(yōu)選實(shí)施例，但依照本發(fā)明的其它的結(jié)構(gòu)也是可行的。本發(fā)明的各個(gè)不同 方面可單獨(dú)使用，以獲得本發(fā)明的一些好處。例如，許多不同的結(jié)構(gòu)可用來形成空腔、支座、 外磨損表面或止動(dòng)器，仍能獲得工作端磨損時(shí)廢棄較少材料的好處，并提供便利的更換過 程。耐磨帽甚至可具有錐形外形和象傳統(tǒng)輥齒的錐形頭一樣經(jīng)受轉(zhuǎn)動(dòng)的輥齒部分。輥齒的 前表面可能為曲面、尖頭，或具有非平面的且不向縱軸傾斜的形狀及/或取向。輥齒的工作 端也可設(shè)有碳化物或硬質(zhì)材料的前表面，或設(shè)有嵌入的碳化物、陶瓷或其它抗磨材料，或者 設(shè)有硬質(zhì)焊敷層以外的其它抗磨措施。盡管本申請(qǐng)主要公開了本發(fā)明輥齒的錐形頭在雙輥破碎機(jī)上的用途，但這類輥齒 也可用于其它機(jī)械，例如滾動(dòng)式破碎機(jī)170 (圖50 52)。在滾動(dòng)式破碎機(jī)上，輥齒35安裝 在固定于輥9B上的支架13B上。
權(quán)利要求
一種聯(lián)接在土工機(jī)械中的從動(dòng)輥上的輥齒，該輥齒包括具有支座及安裝端的基座，以聯(lián)接到緊固在所述輥上的支架上；可與基座分離的耐磨帽；和可松開地將耐磨帽保持在基座上的止動(dòng)器。
2.權(quán)利要求1所述的輥齒，其中耐磨帽包括空腔，而且支座為形狀與空腔相對(duì)應(yīng)的凸 起部。
3.權(quán)利要求2所述的輥齒，其中止動(dòng)器為螺紋件，它螺旋納入耐磨帽并可松開地納入基座中。
4.權(quán)利要求2所述的輥齒，其中輥齒具有縱軸，并且空腔與支座各包括彼此接合的至 少一個(gè)穩(wěn)定表面，每個(gè)穩(wěn)定表面大致平行于縱軸延伸。
5.權(quán)利要求4所述的輥齒，其中支座包括至少一個(gè)凹槽，并且空腔包括至少一個(gè)納入 該凹槽中的軌道，其中凹槽與軌道大致平行于縱軸延伸。
6.權(quán)利要求2所述的輥齒，其中支座包括至少一個(gè)凹槽，并且空腔包括至少一個(gè)納入 該凹槽中的軌道。
7.權(quán)利要求1所述的輥齒，其中止動(dòng)器為螺紋件，它螺旋納入耐磨帽并可松開地納入基座中。
8.權(quán)利要求1所述的輥齒，其中耐磨帽的至少前部包括前導(dǎo)表面和從前導(dǎo)表面延伸的 側(cè)表面，而且其中側(cè)表面主要在前導(dǎo)表面寬度之內(nèi)。
9.權(quán)利要求8所述的輥齒，其中耐磨帽包括外磨損表面，且只有耐磨帽的前部覆以硬 質(zhì)焊敷層。
10. 一種聯(lián)接在土工機(jī)械中的從動(dòng)輥上的輥齒，該輥齒包括適于緊固到所述輥上的 安裝端，以及在機(jī)械工作過程中咬合土質(zhì)材料的工作端，該工作端至少包括前部，該前部具 有前表面、前導(dǎo)表面和前表面后部的后沿表面，而且側(cè)表面在前導(dǎo)表面與后沿表面之間延 伸，側(cè)表面主要定位于前導(dǎo)表面寬度之內(nèi)，以便當(dāng)輥齒被驅(qū)動(dòng)經(jīng)過土質(zhì)材料時(shí)，向工作端提 供副后角。
11.權(quán)利要求10所述的輥齒，其中輥齒具有縱軸，并且前部具有垂直于縱軸的大致梯 形的剖面構(gòu)造。
12.權(quán)利要求10所述的輥齒，其中側(cè)表面在前導(dǎo)表面的側(cè)面之內(nèi)占它們長度的一半以上。
13.權(quán)利要求10所述的輥齒，其中前導(dǎo)表面的一部分限定工作端的最前部、后沿表面 的一部分限定工作端的最后部，側(cè)表面在前導(dǎo)表面的側(cè)面之內(nèi)，占從最前部延伸到最后部 的間距的一半以上。
14.權(quán)利要求10所述的輥齒，其中前表面大致為平面。
15.權(quán)利要求14所述的輥齒，其中輥齒具有縱軸，并且前表面向縱軸傾斜約70度角。
16.權(quán)利要求14所述的輥齒，其中輥齒具有縱軸，并且前表面在大致平行于土質(zhì)材料 相對(duì)于輥齒流動(dòng)的主方向的方向上朝縱軸傾斜。
17.權(quán)利要求10所述的輥齒，其中側(cè)表面向內(nèi)傾斜，以約30度的夾角彼此交匯。
18.權(quán)利要求10所述的輥齒，其中安裝端為向后延伸的心軸，它適于納入形成在輥上 緊固的支架中的孔中。
19.權(quán)利要求18所述的輥齒，其中輥齒包括耐磨帽及基座，它們通過止動(dòng)器聯(lián)接在一起。
20.權(quán)利要求10所述的輥齒，其中安裝端為向后敞開的空腔，用來接納將輥齒安裝到 支架上的支座。
21.權(quán)利要求20所述的輥齒，其中輥齒包括開口，該開口用來接納適于將輥齒可松開 地緊固到支座上的止動(dòng)器。
22.—種聯(lián)接在土工機(jī)械中的從動(dòng)輥上的輥齒，該輥齒包括用來緊固到輥上的安裝 端，以及在機(jī)械作業(yè)過程中咬合土質(zhì)材料的工作端，該工作端包括大致呈平面狀的前表面。
23.權(quán)利要求22所述的輥齒，其中輥齒具有縱軸，并且前表面朝縱軸傾斜。
24.權(quán)利要求23所述的輥齒，其中前表面以約70度的角朝縱軸傾斜。
25.權(quán)利要求24所述的輥齒，該輥齒至少在前部上包括橫向向內(nèi)凹進(jìn)的側(cè)表面，用來 在輥齒被驅(qū)動(dòng)經(jīng)過土地時(shí)對(duì)工作端提供副后角。
26.一種聯(lián)接在土工機(jī)械的從動(dòng)輥上的輥齒，該輥齒具有縱軸，且該輥齒包括用來緊 固到該輥上的安裝端，以及在機(jī)械作業(yè)過程中咬合土質(zhì)材料的工作端，該工作端包括前表 面，該前表面在大致平行于土質(zhì)材料相對(duì)于輥齒流動(dòng)的主方向上朝縱軸傾斜。
27.權(quán)利要求26所述的輥齒，其中工作端包括前導(dǎo)表面與后沿表面，而且前表面在朝 向后沿表面的方向上向后以約70度的角度相對(duì)于縱軸傾斜。
28.一種聯(lián)接在土工機(jī)械中的從動(dòng)輥上的輥齒，該輥齒包括用來緊固到該輥上的安 裝端、在機(jī)械作業(yè)過程中咬合土質(zhì)材料的工作端、以及貫穿安裝端與工作端延伸的縱軸，所 述安裝端具有孔，該孔用來接納止動(dòng)器，以使輥齒緊固到該輥上的支架上，該孔具有與止動(dòng) 器接合的縱側(cè)面，以防止輥齒繞縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
29.權(quán)利要求28所述的輥齒，其中孔在大致垂直于縱軸的方向上僅部分地貫穿安裝端 延伸。
30.一種聯(lián)接在土工機(jī)械中的從動(dòng)輥上的耐磨帽，該耐磨帽包括面向前的磨損表面、面 向后的空腔，該空腔適于接納用來將耐磨帽安裝到該輥上的支座，開口用于接納止動(dòng)器，以 將耐磨帽可松開地緊固到支座上。
31.權(quán)利要求30所述的耐磨帽，該耐磨帽具有縱軸，其中空腔包括至少一個(gè)穩(wěn)定表面 以接合支座上的互補(bǔ)表面，每個(gè)所述穩(wěn)定表面基本平行于縱軸延伸。
32.權(quán)利要求31所述的耐磨帽，其中空腔包括至少一個(gè)納入支座上的凹槽中的軌道。
33.權(quán)利要求30所述的耐磨帽，其中所述開口包括處于該開口內(nèi)的螺母，用于接納帶 螺紋的止動(dòng)器。
34.權(quán)利要求30所述的耐磨帽，其中耐磨帽的至少前部包括前導(dǎo)表面、相對(duì)的后沿表 面、以及從前導(dǎo)表面延伸到后沿表面的側(cè)表面，而且其中側(cè)表面主要在前導(dǎo)表面的寬度范 圍內(nèi)。
35.權(quán)利要求34所述的耐磨帽，其中耐磨帽僅在前部上包括硬質(zhì)焊敷層。
36.一種更新具有從動(dòng)輥的土工機(jī)械上已磨損輥齒的方法，該方法包括將用于保持 每個(gè)需更新的已磨損輥齒上的耐磨帽的止動(dòng)器松開，從緊固在輥上的支座上拆下每個(gè)這樣 的耐磨帽，將新的耐磨帽安裝到每個(gè)已拆除耐磨帽的支座上，以及用止動(dòng)器將每個(gè)這樣安 裝好的耐磨帽緊固到支座上。
37.權(quán)利要求36所述的方法，其中每個(gè)所述耐磨帽具有磨損表面及空腔，而且其中將 每個(gè)新耐磨帽安裝得能使空腔被罩納在各自的支座之上。
38.一種將輥齒安裝到土工機(jī)械的從動(dòng)輥上的方法，該方法包括將具有縱軸的輥齒 安裝到緊固在輥上的支架上，以及使用止動(dòng)器將輥齒緊固到支架上，從而防止輥齒繞縱軸 轉(zhuǎn)動(dòng)。
39.一種用在具有帶輥齒的從動(dòng)輥的土工機(jī)械上的鎖緊件，該鎖緊件包括陽螺紋件、陰 螺紋件、以及彈性件，該彈性件圍繞陽螺紋件以防止陽螺紋件松動(dòng)。
40.權(quán)利要求39所述的鎖緊件，其中陽螺紋件具有凹槽，彈性件具有凸緣，該凸緣裝配 到凹槽中，以將彈性件固定在陽螺紋件上。
全文摘要
一種用在諸如破碎機(jī)、露天采礦機(jī)、磨礦機(jī)等礦業(yè)、建筑以及公共工程機(jī)械的土工作業(yè)輥上的輥齒，該輥齒包括工作端，該工作端設(shè)有副后角來減輕阻力及磨損，需要較小功率來驅(qū)動(dòng)輥，并延長輥齒的可用壽命。該工作端也可具有大致平坦的前表面，以提高破碎或其他類似作業(yè)的產(chǎn)率。該輥齒包括通過止動(dòng)器可松開地緊固在一起的基座及耐磨帽。
文檔編號(hào)E02F9/28GK101910525SQ200980101735
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者克里斯托弗·M·卡彭特, 羅伯特·S·弗萊克, 雷·J·莫里斯, 馬克·A·切恩 申請(qǐng)人:愛斯科公司