专利名称：易快速更换的组合式耐磨损冲击锤的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种易快速更换的组合式耐磨损冲击锤，它是锤式破碎机的一个主要另件，适用于立式、卧式等各种锤式破碎机，可用于新设计的破碎机，也可用于改造现有的破碎机，它广泛适用于矿山、冶金、建材、化工等各个工业部门。
众所周知，锤式破碎机是一种广泛应用的破碎机械，它具有破碎比大、产量高、破碎的产品较细而且均匀等特点，适用于矿山、冶金、建材、化工等各个工业部门。锤式破碎机的工作机理是在一个回转的主轴上装有锤盘，锤盘上装有数个挂轴，称它们作转子，在锤盘之间由挂轴铰接着冲击锤，冲击锤可以在锤盘之间摆动一个角度，冲击锤与转子一同作高速回转，冲击锤冲击矿石，使矿石破碎。破碎机的能量主要靠锤头传递，锤头的结构、形状、尺寸、重量、耐磨程度、安装维护工作量等对于锤式破碎机的能量利用率、适用范围、运转费用、运转率、维修量等都起着极为关键的决定性作用。现有的冲击锤有三种结构型式即整体结构型、复合结构型和组合结构型。冲击锤的工作端部即锤与矿石接触处称为锤头，锤头与铰接挂轴之间部份称为锤柄。整体结构型冲击锤是最为普通和常用的一种，它是由同一种材料制造而成。锤式破碎机的工作机理要求锤头应有足够的硬度以抵抗矿石的侵蚀从而提高冲击锤的耐磨性能，同时锤柄及悬挂处应有足够的韧性和强度以防止其折断，由于整个冲击锤是由同一材料制造，很难得到硬度和韧性都很好的结果，故首先在满足锤柄有良好的冲击韧性的条件下选材及制造，这样锤头的耐磨损性能都不够好。当锤头磨损到一定量时(一般在整体冲击锤重量的15％左右时)锤式破碎机的工作效率便大幅度下降，破碎的产品变粗，产量降低，能耗增加，这时就必须更换锤头了，更换下的冲击锤只能作为废金属处理掉，故冲击锤材料的利用率低，成本高，维修工作量大，对于磨蚀性高的物料破碎因此也受到了限制。复合型冲击锤一般是由双金属制造，它通常是由较硬的耐磨材料通过铸造或焊接等方法在具有良好冲击韧性和强度的锤柄上复合制造而成，这种冲击锤的耐磨性能较好，又具有足够的冲击强度，但这种冲击锤的制造工艺复杂，成本较高，使破碎机的易损件费用高，当锤头磨损到一定量后被更换下来的锤头及柄也只能作废料处理，因此它也存在着金属材料的利用率低，费用高，维修工作量大等问题。组合结构的冲击锤是由一个锤头和两个锤柄组成，锤头上带有两个T型槽，它分布在锤头的两端，锤柄上具有T型凸沿，两锤柄的凸沿分别从锤头的两端装入凹槽即组成了一个完整的冲击锤，锤头与柄联接后再一同装在破碎机的转子上，由于受到结构和强度上的限制，这种冲击锤尺寸较大，另外更换锤头也较为复杂。因此不能设计的较小和要求锤头数量较多的场合，它是一种大型、重型的冲击锤型式，其重量在50--120公斤，仅适用于大型破碎机上。
综上所述，目前各种锤式破碎机的冲击锤都存在着各自的特点和适用范围，但在锤式破碎机转子上的安装方式上都存在着极为相似之处，它们都是通过数根长的挂轴把冲击锤铰接在转子盘上，更换锤头都必须首先卸掉挂轴的固定装置，再退出此长挂轴，用新锤头分别代替磨损的旧锤头放在相应的位置后再装回挂轴及固定装置，如果一排锤头的其中一个需要更换也必须重复上述操作，在此过程中，对于同挂轴上的冲击锤其重力等都作用在此长挂轴上，增加了装卸的难度，造成更换锤头费时费力，需要占用较长的停机时间，影响机器的运转率，限制其应用范围。由于锤式破碎机属于集中磨损类破碎机械，锤头的磨损量是整个机器磨损量中最大的一部份，易损件冲击锤的日常更换就占到破碎机日常维护量的最主要部份，其费用的高低直接关系到该机器的运转费用的高低和适用范围，因此，发明一种简捷灵活、可快速更换的冲击锤，同时，在冲击锤的结构上又较有利于提高冲击锤的耐磨损性能的结构方式对锤式破碎机而言就显得特别重要。参见《碎石机的使用与保养》中国铁道出版社1983年第91页。
鉴于上述已有技术的问题，本发明的任务是设计一种锤头耐磨损，同时锤柄又具有足够的冲击强度的冲击锤，特别是容易快速更换、结合牢靠、更换锤头不受限制，并且容易制造、成本低、重量范围广、广泛适用的冲击锤。
本发明是这样实现的一个两端带有止退凹槽的锤头，安装在两个具有与上述止退凹槽相对应的凸沿的锤柄上，它们即组成一个冲击锤单元，锤柄上的凸沿与锤头上的凹槽相吻合。锤头的离心力和冲击矿石的反作用力等都通过凸沿作用在锤柄上。并通过锤柄作用于挂轴上和(或)锤盘上。锤头的位置是靠凹槽的止退面以及两凹槽之间的实体与锤柄定位的，锤柄的凸沿是从锤头的两侧端装入凹槽的，装卸锤头只要将锤柄的凸沿从锤头的凹槽中装入或移出就能实现。本发明的冲击锤在装卸锤头时不需要拆装锤柄的挂轴，而是为锤柄在其挂轴上留有一个可沿挂轴轴向移动的距离空间，该距离可完成锤头的安装与更换。由于锤式破碎机工作时锤头总是处在离心的辐射方向，冲击锤打击物料后将失去一些动能而向后摆动一个角度，一般情况下不会向前摆动或向前摆动较大的角度。因此本发明则利用这个特点设置一个锤柄定位装置，它能实现锤柄在一定的区域里只能绕其挂轴作摆动而不能沿其挂轴作轴向移动，该区域即为锤头的正常工作区域，即上述锤头工作时的摆动区域。而在此区域以外锤柄可以沿其挂轴作轴向移动，此区域可以用于安装及更换锤头。破碎机运转时，冲击锤的锤柄总是处在锤柄定位装置的沿轴向锁定的定位状态，因此，锤头不会从锤柄上脱落，而当破碎机停下来时，把冲击锤搬到定位装置不锁紧位置后，再施加一外力使锤柄沿其挂轴移动使其下端凸沿能从锤头凹槽中移出就可以卸装锤头了。
上述冲击锤的锤柄定位装置可以采用锤柄(或锤盘)上凸出销(或凸台)及与其对应锤盘(或锤柄)上凹孔的方式；或着锤柄上的凸台与相邻锤柄上凸台(或凹孔)的方式；以及以锤柄自身为凸台和相邻锤盘上在特定方向上开槽(相当于上述的凹孔)的方式等等。上述锤柄的不锁紧位置(即凸台或销进入凹孔的位置或凸台与凸台不相抵触的位置)应尽可能不在锤头的正常摆动区，最佳位置是处在锤头受矿石冲击后摆动方向相反的方向上，而且该方向与锤头正常摆动的方向的夹角越大，锤头与锤柄的结合越可靠，锤头在正常工作时锤柄由于受到上述销或台的作用以及锤头的离心力作用，锤头与锤柄保持牢固结合。
为提高锤头和锤柄结合的可靠性，防止在停车和开车初期锤柄意外的进入锤头的更换区使锤柄与锤头脱离，可以安装一个弹性原件将锤柄压在锤头的凹槽内，以阻止锤柄进入更换区，该弹性原件可以套在锤柄的挂轴上，它不影响锤头的正常安装与更换。
锤头的止退凹槽可以采用T形槽或燕尾槽以及具有能从锤头侧端装入锤柄并能阻止锤柄从锤头的离心方向退出的凹槽型式。
采用本发明的容易快速更换组合式耐磨损冲击锤比现有的各种冲击锤具有显著的优点和先进性首先，它是根据锤式破碎机的工作机理对冲击锤性能的要求而设计的，锤头主要承受物料的侵蚀冲击和自身的离心力，故可采用较高硬度的耐磨材料制造，如高铬铸铁以及高锰钢等。锤柄承受锤头的离心力和冲击力等作用，因此要求锤柄应有较好的抗冲击性能，可采用优质结构钢制造。二者组合成一体即发挥了各自的优点，提高了锤头的耐磨损性能。易损件仅锤头部份而锤柄作为机器的一个部件可长期使用，它不但提高了机器的平衡性能，而且更换下来的锤头仅是整个冲击锤的一部份，同时锤头的形状可以考虑承受矿石冲击磨损后的形状设计，这样更换下来的锤头的重量将尽可能的降低了，因此耐磨材料的利用率大幅度提高了，从而降低了机器的运转费用。
其次，本发明采用了独特的自锁区域的定位方式更换锤头，在破碎机运转时，锤柄处在沿挂轴轴向定位状态，锤头所受各个力都可以可靠地传递到锤柄上并通过锤柄及定位装置传递到挂轴上和锤盘上，并且保证其与锤柄的结合牢靠。当机器停下时，锤柄才可能处在定位装置不定位位置，但由于锤柄没有受到沿其挂轴轴向使其脱离锤头凹槽的力作用，因此，锤头也不会脱落，从而保证其结合可靠，同时当需要更换锤头时，只要施加一不大的外力即可实现。由于不需要使用什么特殊工具就可以实现装卸锤头，省去了拆卸长挂轴的步骤，又可以单独更换个别锤头，由于没有其它零件的干涉，而且相对重量轻，阻力小，没有螺栓，销之类的紧固件需要拆装，从而大幅度缩短更换锤头所占用的停机时间，提高了机器的运转率，实现了容易快速更换的特点。
第三，由于本锤柄定位装置很简单，而且可以附加在锤柄或锤盘上，有利于加工制造和热处理，锤柄定位装置作为机器的一个零部件可长期使用，因而降低了制造成本和运转费用。本锤头结构尺寸上没有什么严格地限制，故它适用于大中小等各种规格的锤式破碎机上。
最后，本发明的易快速更换又耐磨的冲击锤结构实现了锤头与锤柄的分别制造，它更可充分地提高锤头的耐磨性，特别是可快速更换从而大幅度缩短检修停机时间，从另一角度出发解决了锤头的磨损这一关键问题。实现了简单、快速、可靠、经济以及适用广的要求。为开拓锤式破碎机的新应用范围，对解决高磨蚀性矿物的破碎提供了一个新的技术途径。
本发明的最佳实施例可以结合以下附图给出
图1为本发明在立式锤式破碎机中的示例一的正视剖面示意2为本发明在立式锤式破碎机中的示例一的俯视3为本发明在卧式锤式破碎机中的示例二的正视剖面示意4为本发明在卧式锤式破碎机中的示例二的A-A局部剖视5为本发明在卧式锤式破碎机中的示例三的正视剖面示意6为本发明在卧式锤式破碎机中的示例三的B-B局部剖视7为本发明在卧式锤式破碎机中的示例四的正视剖面示意8为本发明在卧式锤式破碎机中的示例四的C-C局部剖视图本发明在转子轴为垂直放置的立式锤式破碎机中的应用如
图1和图2所示，在回转的主轴上固定着数片用于悬挂冲击锤的锤盘，它们构成破碎机的转子1，在锤盘上均匀分布着数个用于悬挂冲击锤的销孔，挂轴2穿过销孔铰接着端部带有燕尾状凸沿的锤柄4和锤柄6，一个两端具有燕尾状凹槽的锤头5安装在锤柄4和锤柄6之间，锤头5和锤柄4，锤柄6组合构成了一个冲击锤单元，在转子上沿其圆周向均布数个这样的冲击单元，而在主轴的轴向也可以并列数排这样的冲击锤。在锤柄4上设置一个凸出的柱状销7，通常情况下它起着限制锤柄4在其挂轴上的轴向移动，从而实现锤柄与锤头的轴向定位锁紧功能。在转子1的锤盘上，以挂轴2的销孔中心为圆心，以锤柄4上柱状销7中心至锤柄销孔中心之距离为半径的圆弧上制有一孔，锤柄4上的柱状销7在特定方向上刚好可以进入锤盘上的孔里，在这里锤柄就可以沿其挂轴作轴向移动了，此位置就是锤头的装卸位置。锤柄上凸出的柱状销7和带有孔的锤盘即是本发明的锤柄定位装置。安装锤头的程序是首先将锤头5的一个凹槽装卡在锤柄6的凸沿上，然后再将锤柄4向下移动，将其端部凸沿卡入锤头5中的另一凹槽里，装卡到位后，锤柄4上的柱状销7刚好可以从锤盘上的孔里移出，转动整个冲击锤错开锤盘上孔的位置就实现了锤头的安装。拆卸的程序与安装的相反。冲击锤在工作时由于受到离心力的作用是沿放射方向分布，而冲击锤打击物料后则向后摆动一个角度，因此，将装卸锤头的方向设置在与冲击锤打击物料后摆动方向相反的方向上，即将柱销7设置在锤柄中心线位置，将锤盘上孔的位置处于以挂轴2中心为圆心，以转子中心通过挂轴2的辐射线为基准与转子转向相同的超前一个角度上。这样就实现了定位锁紧功能并提高了锤头不脱落的可靠性，当机器停下来时，锤柄和锤头等的重力都是垂直向下的，不会使锤柄4向上移动(即使到达锤柄定位装置不锁紧位置时)，锤头不会脱落，在机器工作时，锤头受到部份沿悬挂轴轴向的侧向力作用时，该力可以通过锤柄6传到转子上，也可以通过锤柄4上的柱销7传到转子上。更换锤头只要求有一外力将锤柄4向上运动就可以实现。为增加在停车时锤柄4不向上窜动的可靠性，可以在锤柄4的挂轴2上套一个弹簧3，该弹簧附加一弹力给锤柄4，使它压向锤头5，从而保证锤头与锤柄之间的装卡位置不变，这样可靠性将更高。本实例也可以用于转子作水平布置的卧式锤式破碎机，其工作原理是相同的，结构可以通用。
本发明易快速更换组合式耐磨损冲击锤也可以采用如图3和图4所示的结构用于卧式锤式破碎机。在转子1上沿锤柄挂轴2共挂有锤柄4和锤柄6各两个，在每两个锤柄的下端部通过燕尾状凸沿卡装有锤头5，它们构成了一个基本的更换单元，在破碎机转子上可以挂有许多上述单元。在一个单元里的两个中间相邻锤柄4上分别制有一个凸台7，它们处在沿锤柄挂轴中心为园心的一个园弧线上，在破碎机工作时，锤头总是处在离心向外的状态，此时两锤柄4上的凸台7是相对抵触着的，凸台7起着轴向定位的作用，锤柄4只能绕其挂轴2摆动而不能作沿其挂轴2轴向移动。当冲击锤冲击物料后失去一些速度而向后摆动一个角度时，两锤柄4之间有可能存在一个夹角，但在此角度里锤柄4上的凸台仍将抵触着，锤柄是不能沿其挂轴轴向移动的，因此锤头也就不会脱落。只有当机器停下来后，将两锤柄4搬动交叉超过一个特定的角度后，其上的凸台就不能相抵了，此时将其中一个锤柄向另一个移动就可以将锤柄的凸沿从锤头凹槽中移出，这样就可以实现更换锤头了。更换锤头所需的搬动角度即锤柄4上的凸台7相互不相抵触的角度应大于锤头自由摆角的一半为佳，而且此角度越大则锤头不脱落的可靠性越高，如果将该凸台在锤柄4上的分布是不以锤柄中心对称线作对称分布，即凸台在锤柄4上沿其中心对称线两边的弧长不相同时，则更换锤头就更具有方向性，锤头不脱落的可靠性比锤柄4上凸台对称布置的要高一倍。
为防止在停车及开车初始时锤柄4的意外窜动造成锤头的脱落，可以在两锤柄4之间的挂轴2上套一个弹簧3，该弹簧附加给锤柄4上一个力使它压向锤头5，保持锤头5与锤柄4及锤柄6之间的装卡位置，从而提高结合的可靠性。
本发明易快速更换组合式耐磨损冲击锤也可采用如图5和图6所示方式用于卧式破碎机。在转子1上固定着数片用于悬挂锤头的锤盘，其上穿有挂轴2，挂轴2上铰结着锤柄6锤柄4和锤柄8，在锤柄6和锤柄4的下端由燕尾状凸沿卡装着锤头5；在另一个锤柄6和锤柄8的下端也卡装着锤头5；它们组成一个锤头更换单元。在锤柄4上制有一凸出的柱销7，在锤柄8上制有对应的一个可容纳柱销7的销孔在通常的情况下锤柄4上的柱销7是抵着锤柄8，从而保证锤头与锤柄之间相互位置不变即锤头和锤柄锁紧位置，当机器停下来用于更换锤头时，先将锤柄4和锤柄8之间搬动到一特定的角度时，锤柄4上的柱销7刚好可以进入锤柄8上的销孔里，此时锤柄4或锤柄8就可以沿其挂轴2移动一个距离，该距离可以用于更换锤头5。为制造和叙述的方便，锤柄6可以用锤柄8替代，这样也就可以简化成锤柄4和锤柄6(此方案里锤柄6与锤柄8相同)。上述更换锤头所需的两锤柄交叉角度大于冲击锤在其挂轴上的自由摆动角度的一半以上时为佳，而且该角度越大则锤头不会自由脱落的可靠性则越高，为防止在停车或开车时锤柄4和锤柄8之间的意外窜动，可以在其挂轴上安装一弹簧3，该弹簧附加一外力使锤柄压向各自的锤头，这样机构的可靠性将更高。
本发明易快速更换组合式耐磨损冲击锤也可以采用如图7和图8所示之方案在用于卧式破碎机时，在转子1上通过挂轴2悬挂着锤柄4和锤柄6，在锤柄4和锤柄6的下端通过燕尾状凸沿装卡着锤头5，在锤柄4的边上和与转子上的锤盘平行地固定着锤柄定位装置7，它是由象锤盘的板上以挂轴2的轴心为基准沿圆周向开有可容下锤柄4的凹槽，在特定的区域里锤柄4可以沿挂轴2的轴向进入该凹槽，该区域就是锤头的安装更换区，而在此以外的区域是锤头的非安装更换区，锤柄4受到定位装置7的阻止作用使得锤头和锤柄的相互位置保持不变，锤头在工作时一直处在非安装更换区，只有当机器停车后，锤柄才可能到达更换区，由于没有使锤柄脱开锤头的沿挂轴2的轴向力存在，锤柄4不会进入定位装置7的凹槽里，锤头不会脱落，而当需要更换锤头时，只要外加一个力将锤柄4推入定位装置7的凹槽就可以实现，为提高锤头与锤柄连结的可靠性，可以在定位装置7的凹槽里的挂轴2上套装一个弹簧3以附加一个不让锤柄4进入定位装置7上凹槽的力，定位装置7上凹槽的最佳方向应是与锤柄工作时摆动方向相反的方向。本实例可以由相邻的另一副冲击锤公用同一个定位装置7。本实例也可用于立式破碎机，在立式破碎机中定位装置7放在锤柄4的上方可靠性较高。
权利要求
1.一种易快速更换组合式耐磨损冲击锤，是由一个两端带有止退凹槽的锤头(5)装卡在两个端部带有与该凹槽相对应凸沿的锤柄(4)和锤柄(6)上组合而成，本发明的特征是在锤柄的挂轴(2)轴向上有用于更换锤头(5)的锤柄移动区并具有锤柄定位装置，该锤柄定位装置允许锤柄在特定区域沿其挂轴(2)作轴向移动以实现装卸锤头，而在其它区域只能作绕挂轴摆动。
2.根据权利要求1所述的冲击锤其锤柄定位装置采用锤柄上凸出柱销7与锤盘上凹孔的定位型式或锤盘上凸出柱销与锤柄上凹孔的定位型式。
3.根据权利要求1所述的冲击锤其锤柄定位装置采用锤柄上凸台与锤柄上凸台相对应的定位型式或采用锤柄上凸台与锤盘上凸台相对应的定位型式。
4.根据权利要求1所述的冲击锤其锤柄定位装置采用锤盘(7)上开能容下锤柄4的凹槽的定位型式。
5.根据权利要求1至4所述的冲击锤的锤柄4沿其悬挂轴(2)轴向移动的最佳方向应该在与冲击锤冲击矿石后摆动方向相反的方向上。
6.根据如权利要求1至5所述的冲击锤在锤柄4的轴向移动方向上最佳是安装一个弹簧(3)，该弹簧可以套在挂轴(2)上。
7.根据权利要求1至6所述的锤头的止退凹槽采用燕尾状槽。
全文摘要
一种易快速更换组合式耐磨损冲击锤,是锤式破碎机的主要零件,是由一个两端具有燕尾状槽的锤头装卡在两个端部具有燕尾状凸沿的锤柄上组合而成,其特点是有锤柄定位装置,它能实现在破碎机运转时,锤柄只绕其挂轴摆动,锤头与锤柄锁紧;停机后锤柄可以在特定区域沿其挂轴作轴向移动用于更换锤头。本发明提高了锤头的耐磨性,降低了易损件费用,可简捷、快速、可靠地更换锤头,提高了运转率和破碎效率。适用于各种锤式破碎机。
文档编号B02C13/00GK1171298SQ9611066
公开日1998年1月28日 申请日期1996年7月18日 优先权日1996年7月18日
发明者马玉民 申请人:马玉民