破碎机反击板、破碎腔及破碎机的制作方法

本实用新型涉及破碎机技术领域，尤其涉及一种破碎机反击板、破碎腔及破碎机。

背景技术：

立轴冲击式破碎机根据物料发生碰撞破碎的方式可以分为“石打石”与“石打铁”两种模式。其中，如图1和图2所示，“石打铁”模式下破碎机的主要结构包括：破碎腔1a及转子2a。破碎腔1a具有圆形的腔环11a及周向固定安装在腔环11a上的固定支座12a。转子2a通过主轴5a进行支撑，转子2a具有水平放置的转盘21a及周向固定安装在转盘21a上的3～5组转子流道组件22a。破碎腔1a与转子2a同心安装在同一水平面上。如图3所示，反击板3a通过连接结构32a安装在固定支座12a上，用于对物料进行破碎。

其工作过程为：物料从进料口4a进入，经转子2a加速后直接与破碎腔1a内的反击板3a发生碰撞而破碎。反击板3a通常安装在破碎腔1a内的固定支座12a上，与转子2a加速后抛射的物料碰撞时有一定的角度。

现有技术中，反击板的形状与安装形式多种多样，例如平面型、圆柱形、扇形等。其中，圆柱形和扇形结构设计中主要考虑的是反击板3a的利用效率及换装便利性，而忽略了碰撞角度。图3所示的反击板中，碰撞31a为平面，虽然在使用时可以通过设置碰撞面31a的朝向调整碰撞角度，但由于反击板个数的限制，每块反击板在圆周内所占角度范围较大，一般在10°～25°，这就导致物料的碰撞角度可能在较大范围内波动，影响破碎效果。

由于现有技术中对反击板的改进多以提高反击板利用效率、使用寿命、安装与更换的方便程度而进行，少有涉及反击板形状与破碎物料质量的相关专利，忽略了物料破碎时碰撞角度对破碎效果的影响，导致立轴冲击式破碎机生产的机制砂中可能含有过多的针片状物料，影响其使用品质。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种破碎机反击板、破碎腔及破碎机，能够改善物料的破碎效果。

为实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种破碎机反击板，反击板包括内凹形式的碰撞面，当物料在与所述碰撞面发生碰撞时，所述碰撞面能够与所述物料形成多个垂直碰撞区域。

进一步地，所述碰撞面相对于所述反击板的中心平面对称设置。

进一步地，所述碰撞面包括多个子碰撞面，多个所述子碰撞面形成内凹多边形，每个所述子碰撞面均能够与所述物料形成垂直碰撞区域。

进一步地，两个相邻所述子碰撞面之间的夹角为所述反击板在周向上所占的角度与所述子碰撞面数量的比值。

进一步地，所述碰撞面为内凹曲面。

进一步地，所述内凹曲面在所述碰撞面的垂直剖面上形成二次曲线，所述二次曲线的两个端点分别为所述反击板的两端顶角。

进一步地，所述二次曲线的系数与所述破碎机的转子半径、物料抛射角度、转子与所述反击板的间距以及所述反击板的覆盖角度相关。

进一步地，所述二次曲线为圆弧，所述圆弧的两个端点分别为所述反击板的两端顶角。

为实现上述目的，本实用新型第二方面提供了一种破碎腔，包括多个上述实施例所述的破碎机反击板。

进一步地，多个所述反击板沿破碎腔的周向布置，多个所述反击板为独立成型或一体成型。

为实现上述目的，本实用新型第三方面提供了一种破碎机，包括上述实施例所述的破碎腔。

进一步地，所述破碎机为立轴冲击式破碎机。

基于上述技术方案，本实用新型的破碎机反击板，将碰撞面设计为内凹的形状，使碰撞面能够与物料形成多个垂直碰撞区域，从而减小物料在到达碰撞面时所形成碰撞角度的波动范围，以获得更优的碰撞角度。这样更容易产生形状较为规则的立方体碎料，减少针片状物料的含量，从而提高破碎机成品率和物料的品质，进而提高物料的生产质量和效率。同时，垂直碰撞有利于减小由于物料剪切运动对碰撞面造成的磨损，能够提高反击板的耐磨性能，从而延长使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为立轴冲击式破碎机的结构示意图；

图2为现有技术中立轴冲击式破碎机对物料进行破碎的原理示意图；

图3为现有技术立轴冲击式破碎机中平面式反击板的结构示意图；

图4为采用图3所示的平面式反击板对物料的作用过程示意图；

图5为本实用新型第一实施例中两段式反击板的结构示意图；

图6为图5所示的两段式反击板对物料的作用过程示意图；

图7为本实用新型第二实施例中三段式反击板的结构示意图；

图8为采用图7所示的三段式反击板对物料的作用过程意图；

图9为本实用新型第三实施例中多段式反击板对物料的作用过程示意图；

图10为本实用新型第四实施例中圆弧形反击板对物料的作用过程示意图。

具体实施方式

以下详细说明本实用新型。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

发明人为了研究反击板形状与破碎物料质量之间的关系，首先对现有的立轴式冲击破碎机的工作过程进行详细的研究。图2示出了破碎机的工作原理，破碎机作业一段时间后，在转子2a内会沿着转子流道组件22a内侧形成一层较为稳定的料衬S，进入高速转动的转子2a的物料在强大的离心作用下沿着料衬S内侧运动，形成加速轨迹P。当物料由转子流道组件22a的出口抛出后，将沿着直线抛射轨迹Q与反击板3a发生碰撞作用。

对于图3所示的平面式反击板3a，图4示出了物料经转子2a加速后与反击板3a发生碰撞的过程及关系，其中对破碎腔1a、转子2a和反击板3a进行了简化表示，O表示破碎机轴心。物料进入转子2a内部，转子2a逆时针高速转动，将两个颗粒在由转子抛出后落到反击板3a的A、B两点，此时转子2a转过一定的角度，两个颗粒沿着直线向外运动，其运动方向与转子半径的夹角通常是相等或相近，即一般α≈β，其值可通过实验或仿真方法获得。相应地，两个颗粒落在反击板3a的A、B两点时对应的碰撞角度分别为α1、β1。

运动一段距离后，与反击板3a的碰撞面31a发生碰撞，不同位置抛射出来的物料与碰撞面31a的碰撞角度也不同，例如α1和β1不等。

在分析物料与反击板3a发生碰撞特点的基础上，发明人通过多次的实验和仿真分析得出，物料在冲击破碎的过程中，碰撞角度越接近垂直，越容易产生形状较为规则的立方体碎料，减少针片状物料的含量，从而提高破碎机成品率，提高物料的品质。

因而，根据对物料与碰撞面31a的碰撞过程的深入分析，并结合碰撞角度对物料品质的影响规律，发明人意识到，如果想改善对物料的破碎效果，需要使物料在接触碰撞面31a时，尽可能地与碰撞面31a进行垂直碰撞。在提出这种目标需求后，发明人欲通过改变碰撞面31a的形状来使物料在碰撞面31a的更多位置实现近似垂直的碰撞。

按照这种构思，本实用新型提出了一种改进的破碎机反击板，如图5至图10所示，反击板3包括内凹形式的碰撞面31，当物料在与碰撞面31发生碰撞时，碰撞面31能够与物料形成多个垂直碰撞区域。其中，向内凹入是指以碰撞面31沿宽度方向两端所在的平面为基准，向连接结构32的一侧凹入。垂直碰撞区域是指以物料与碰撞面31发生垂直碰撞的位置为中心，碰撞角度在一定角度范围内波动的区域，碰撞角度的波动范围与碰撞面31的形状有关。

对于平面式反击板3a，从图4中可以看出，如果物料在反击板3a的一端与碰撞面31a发生垂直碰撞，则从该位置向反击板3a另一端逐渐延伸的过程中，碰撞角度会递增，而本实用新型的该实施例将碰撞面31设计为内凹的形状，能够通过碰撞面31形状的变化来适应物料(例如石块等)被转子加速后运动轨迹的变化，以抵消一部分物料与碰撞面31的碰撞角度的增加，相当于减小了碰撞角度的波动范围。

由此使得碰撞角度更接近于垂直，获得更优的碰撞角度，这样更容易产生形状较为规则的立方体碎料，减少针片状物料的含量，从而提高破碎机成品率，提高物料的品质，进而提高物料的生产质量和效率。同时，垂直碰撞有利于减小由于物料剪切运动对碰撞面造成的磨损，提高反击板的耐磨性能，从而延长使用寿命。

理论上讲，发生垂直碰撞的位置越多，在整个碰撞面31范围内，碰撞角度的变化范围越小，整体破碎效果越好。如果碰撞面31上每一点的位置都能随着物料的运动轨迹变化而不断调整，则各处的碰撞角度都趋与直角，就能达到最优的破碎效果。

为了实现反击板3的安装，反击板3还包括连接结构32，设置在反击板3的主体结构远离碰撞面31的一侧，以通过连接结构32将反击板3安装在破碎腔1内的固定支座上。此种破碎机反击板可在不增加反击板数量、不改变反击板原有连接方式的情况下，减小物料与碰撞面31碰撞时的角度，改善碰撞效果，不会影响破碎机的整体结构，通用性较强。反击板采用分体式的结构在磨损后便于更换，以保证破碎机的整体使用寿命。

优选地，碰撞面31相对于反击板3的中心平面对称设置。该实施例能够在达到相同的破碎效果时，尽量减小碰撞面31的凹入程度，以减小凹入设计对反击板3强度和刚度的影响，而且这种碰撞面31更加规则，能够降低反击板3的加工难度。

下面将根据反击板3的碰撞面31内凹的具体形状，给出各种不同的实施例进行说明。

在一类结构形式中，反击板3的碰撞面31包括顺次连接的多个子碰撞面，多个子碰撞面形成内凹多边形，每个子碰撞面均能够与物料形成垂直碰撞区域。此种反击板3加工简单，能够根据需要达到的破碎效果灵活设计子碰撞面的数量。

优选地，各个子碰撞面相对于反击板3的中心平面对称设置。

优选地，两个相邻子碰撞面之间的夹角为反击板3在周向上所占的角度与子碰撞面数量的比值。两个相邻子碰撞面之间的夹角是指图5中的ε，或者图7中的ζ；反击板3在周向上所占的角度是指图6和图8中的γ，γ1为每个子碰撞面在周向上所占的角度。

以此方式取值可使每个子碰撞面内的碰撞角度更加接近90°。在实际设计时，两个相邻子碰撞面之间的夹角以此优选值为基础上下浮动1°～2°也在允许范围之内。

对于这两个优选条件同时满足的实施例，物料落在各个子碰撞面中线处时碰撞角度为90°，中线两侧区域的碰撞角度会以90°为中心上下波动。各个子碰撞面对应的碰撞角度波动范围相同，碰撞角度的变化趋势也相同，能够使破碎后物料的形态更加规律，从而增加破碎后物料的一致性。

尽管子碰撞面的数目越多，破碎效果越好，但是在工程实践中，根据常用的立轴冲击式破碎机中反击板的使用数量，并从加工方便的角度考虑，一般选取2～4个子碰撞面，必要时可适量增加。下面将以设置两个和三个子碰撞面的反击板3为例，对物料与反击板3的作用过程进行详细分析。

在本实用新型的第一实施例中，如图5所示的两段式反击板的结构示意图，其碰撞面31包括相对于反击板3的中间平面对称的两个子碰撞面31-a1和子碰撞面31-a2，子碰撞面31-a1和子碰撞面31-a1倾斜设置并形成向内凹入的公共边，两者之间的角度称为子面夹角ε。子面夹角ε的最优解为反击板3在破碎腔1整个圆周上所占角度的一半，通常取值范围3°～8°。

如图6所示，由于将平面式反击板3a中的碰撞面31a改为由两个子碰撞面31-a1、31-a2的组合形式，原碰撞作用区域由A-B变为A1-B1-C1。物料在子碰撞面31-a1、31-a2上都能够产生垂直碰撞的位置，而且，垂直碰撞位置位于子碰撞面的中间位置。同时整个反击板3的碰撞角度的变化范围也缩小至原来的1/2，使得物料发生垂直碰撞及近似垂直碰撞的概率有所提高，更容易产生高质量的机制砂产品。

在本实用新型的第二实施例中，如图7所示的三段式反击板的结构示意图，其包括以反击板5的中心平面对称的三个子碰撞面，依次为31-b1、31-b2和31-b3。处于中间位置的子碰撞面31-b2水平设置，子碰撞面31-b1和31-b3分别与子碰撞面31-b2形成夹角ζ，称为子面夹角ζ。子面夹角ζ的最优解为反击板3在破碎腔1整个圆周上所占角度的1/3，通常取值范围1.5°～5°。

如图8所示，由于将将平面式反击板3a中的碰撞面31a改为由三个子碰撞面31-b1、31-b2和31-b3组合的形式，原碰撞作用区域由A-B变为A2-B2-C2-D2。物料在子碰撞面31-b1、31-b2和31-b3上都能够产生垂直碰撞区域，而且，垂直碰撞位置位于子碰撞面的中间位置。同时碰撞角度的变化范围也缩小至原来的1/3，同样可以使得物料发生垂直碰撞及近似垂直碰撞的概率有所提高，产生更高质量的机制砂产品。

与第一实施例的两段式反击板相比，第二实施例的三段式反击板能够使碰撞角度的变化范围进一步减小，从而获得更优的破碎效果。

除了图5和图7中给出的两段、三段式反击板3，根据本实用新型的核心思想，对反击板3的子碰撞面进行任何数目的增加，都可以实现相同的目的，但都在本实用新型的保护范围之内。

在一另类结构形式中，碰撞面31为内凹曲面，此种碰撞面31在破碎过程中受到的应力更均匀，能够提高反击板3的使用寿命，而且能够更灵活地适应物料抛出路径的变化，从而进一步优化粉碎效果。

在本实用新型的第三实施例中，图9示出了当将子碰撞面的个数无限增大时，由各子碰撞面连接而成的碰撞面31在反击板3碰撞面31的垂直剖面上趋近于一段二次曲线F，即内凹曲面在反击板3碰撞面31的垂直剖面上形成二次曲线F，二次曲线F的两个端点分别为反击板3的两端顶角。

优选地，二次曲线F的系数与破碎机的转子半径、物料抛射角度、转子2与反击板3的间距以及反击板3的覆盖角度相关。在实际设计过程中，可以通过实验与仿真的方法获得数据点，利用绘图法或曲线拟合法获得碰撞面的方程。

具体地，根据不同的实验和仿真结果，二次曲线F可能是椭圆弧、抛物线或者圆弧等。

在本实用新型的第四实施例中，考虑到不规则曲面的加工难度较大，如图10所示，可将二次曲线F简化为一段圆弧，圆弧的两个端点分别为反击板3的两端顶角。

优选地，圆弧形碰撞面31的半径R＝L/(2*sin(γ/2))，其中L为反击板3的宽度，γ为反击板3在破碎腔1的圆周上所占的角度范围。

其次，本实用新型还提供了一种破碎腔1，包括上述各实施例所述的破碎机反击板3。物料在此种破碎腔内进行破碎时，物料与反击板3的碰撞角度更接近于垂直，因而更容易产生形状较为规则的立方体碎料，从而提高物料的生产质量和效率。

在一种具体的结构形式中，参考图2，破碎腔1具有圆形的腔环及沿周向固定在腔环上的固定支座，本实用新型的反击板3通过连接结构32安装在固定支座上。物料被转子2加速后能够在破碎腔1内抛出至与反击板3接触而被破碎。

优选地，多个反击板3沿破碎腔1的周向布置。在一种实现形式中，多个反击板3为独立成型，然后分别安装在破碎腔1中的固定支座上，当某一反击板3发生磨损或损坏时，便于更换，而且独立成型的方式加工较为方便。在另一种实现形式中，多个反击板3一体成型，呈多段连续组合的方式，其反击面3的设计仍可以采用上述给出的方法，以达到优化破碎效果的目的，这种形式能够获得更连续的碰撞面，以更好地适应物料的运动轨迹，而且还能简化装配过程。

最后，本实用新型还提供了一种破碎机，包括上述实施例所述的破碎腔。优选地，破碎机为立轴冲击式破碎机。此种破碎机在使用时更够获得优质的成品物料，而且具有较高的粉碎效率，较长的使用寿命。

以上对本实用新型所提供的一种破碎机反击板、破碎腔及破碎机进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。