从回转破碎机的主轴液压移除套接件的系统和方法

从回转破碎机的主轴液压移除套接件的系统和方法
【专利摘要】一种用于回转破碎机的液压分离系统，其将破碎机的套接件(50)从主轴(34)分离。该液压分离系统包括形成在套接件与主轴之间的过盈接触区域的一个或多个液压槽(64、66)。每个液压槽被供给有一定量的加压液压流体，以帮助套接件从主轴的分离。套接件的内部接触表面(78)呈锥形并且接合主轴的锥形外表面(92)。匹配的锥形表面在应用加压液压流体时进一步帮助套接件从主轴的分离。
【专利说明】
从回转破碎机的主轴液压移除套接件的系统和方法
技术领域
[0001] 本申请大体涉及一种回转碎石设备。更具体而言，本申请涉及一种用于从锥形破 碎机的主轴液压移除套接件(socket)的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 例如那些被称为锥形破碎机的碎石系统一般在静止元件与运动元件之间的破碎 间隙中分裂岩石、石头或其他物料。例如，锥形碎石机包括机头组件，该机头组件包括破碎 头，该破碎头在位于碎石机的主机架内的静止碗部内围绕竖直轴线回转。破碎头围绕偏心 部组装，该偏心部围绕固定轴转动以施加破碎头的回转运动，该运动在破碎头与碗部之间 的破碎间隙中破碎岩石、石头或其他物料。偏心部可由多种动力驱动器(例如由小齿轮和副 轴组件驱动的附接齿轮)和一些机械动力源(例如电动机或内燃机)驱动。
[0003] 大型锥形破碎机的破碎头旋转地支撑在静止主轴上方。静止主轴包括套接件，套 接件牢固附接到主轴。套接件与主轴具有重过盈配合，这对于破碎时套接件保持组装到主 轴以防止这两个部件之间运动来说是必要的。当前，当锥形破碎机被拆解以进行维护时，必 须从主轴的顶端移除套接件。通常，在移除过程期间，套接件被加热，这导致套接件相对于 主轴热膨胀，进而在配合区域中两个部件之间暂时产生空隙。一旦套接件被加热，螺旋千斤 顶被用于将套接件推离主轴，而高架起重机被用于从主轴完全移除套接件。
[0004] 当前加热套接件并利用螺旋千斤顶来分离套接件与主轴的方法中存在一些问题。 这些问题包括需要相对大量的劳动量和时间来加热套接件，并需要快速利用螺旋千斤顶使 套接件从主轴运动。特别地，如果套接件没有被足够快地移除，来自套接件的热量就会传递 到主轴，这导致主轴膨胀以及使用螺旋千斤顶来拆解所必需的套接件与主轴之间的间隙不 再存在。当这个发生时，必须允许主轴和套接件冷却，并重复该过程。另外，在这个移除过程 期间，套接件可以沿着主轴拖拽，这导致接触表面被划伤，从而降低套接件和主轴两者的有 效寿命。上述移除过程需要有经验的人员以及大量时间来移除套接件，而不损坏套接件或 者主轴。
[0005] 由于每次从破碎机拆解偏心部都需要移除套接件，因此套接件拆解过程中的任何 改进都会对减少维护过程期间所需的时间量和经验有所帮助。

【发明内容】

[0006] 本申请涉及一种与锥形破碎机一起使用的液压移除系统。该液压移除系统帮助从 锥形破碎机的主轴移除套接件。
[0007] 锥形破碎机包括静止的碗部和机头组件，机头组件可在静止的碗部内移动而使静 止的碗部与机头组件之间产生破碎间隙。主轴被定位成使得机头组件相对于主轴旋转，主 轴具有顶端和外表面。具体地，偏心部可绕主轴旋转，而将回转运动施加到静止的碗部内的 机头组件。
[0008] 锥形破碎机还包括套接件，套接件被安装到主轴的顶端。套接件典型地支撑套接 件衬垫，套接件衬垫反过来接纳机头组件的机头球以支撑机头组件的回转运动。套接件通 过过盈配合以及一系列的连接件被牢固附接到主轴的顶端。
[0009] 本申请的回转破碎机包括液压分离系统，其可操作为帮助从主轴的顶端分离套接 件，如在回转破碎机的维护期间。液压分离系统利用一定量的加压液压流而在套接件与主 轴的外表面之间产生分离。
[0010] 在本申请的一个实施例中，液压分离系统包括在主轴与套接件之间形成的一个或 多个液压槽。除液压槽之外，液压分离系统可以包括在套接件的内部接触表面和主轴的外 表面两者上形成的锥形接触表面。使用锥形接触表面和液压槽两者使一定量的液压流体能 够帮助从主轴分离套接件。
[0011] 在本申请的一个实施例中，沿着套接件的内部接触表面形成一个或多个液压槽。 每个液压槽与形成在套接件的外壁中的液压供应通路流体连通。加压液压流体经过套接件 的环形壁而将加压液压流供应到液压槽。
[0012] 在第二可选实施例中，主轴的外表面包括一个或多个液压槽。每个液压槽与液压 供应通路流体连通，液压供应通路从主轴的顶表面经过（穿过)主轴延伸。加压液压流体流 经每个液压供应通路并流入液压槽中。
[0013] 在另一可选实施例中，液压分离系统包括沿着套接件的内部接触表面形成的一个 或多个液压槽，同时液压供应通路形成在主轴内。当套接件安装到主轴上时，主轴中形成的 液压供应通路与套接件中形成的液压槽流体连通。在这种方式中，加压液压流体可以经过 主轴并进入套接件中形成的液压槽，从而在套接件与主轴之间产生分离。
[0014] 从下面参照附图的说明中，本发明的各种其他特征、目的和优点将变得明显。
【附图说明】
【附图说明】 [0015] 了目前预期执行本申请的最佳模式。在附图中：
[0016] 图1是包含了用于从锥形破碎机的主轴移除套接件的液压移除系统的锥形破碎机 的轴测视图；
[0017] 图2是图1所示的锥形破碎机的剖视图；
[0018] 图3是沿图2的线3-3截取的示出套接件与主轴的顶端之间的相互作用的放大视 图；
[0019] 图4是套接件的第一实施例的剖视图；
[0020] 图5是安装到主轴的顶端的套接件的剖视图；
[0021] 图6是示出套接件中形成的液压槽的放大图；
[0022]图7(a)是示出锥形内接触表面的套接件的局部放大剖视图；
[0023] 图7(b)是示出锥形外表面的主轴的局部放大剖视图；
[0024] 图8是套接件和主轴的可选实施例的剖视图；
[0025] 图9是示出主轴的第二实施例的顶端的局部轴侧视图；
[0026] 图10是沿图9的线10-10截取的剖视图；
[0027]图11是套接件和主轴的顶端的另一可选实施例的剖视图；
[0028]图12是沿图11的线12-12截取的放大视图；以及
[0029]图13是类似图12、示出套接件相对于主轴的顶端的运动的剖视图。
【具体实施方式】
[0030] 图1示出了如锥形破碎机10的回转破碎机，其可操作为破碎材料（比如，岩石、石 头、矿石、矿物或其它物质）。图1示出的锥形破碎机10具有充分大的尺寸，从而基于制造和 运输限制条件的考量，而使主框架12分成两个单独件。主框架12包括通过一系列紧固件18 彼此联接的下主框架14和上主框架16。上主框架16接纳并支撑调节环20。如图1所示，使用 一系列销22使调节环20相对于上主框架16对准并且防止这两者之间的旋转。
[0031] 现在参照图2,调节环20接纳并局部支撑碗部24,而碗部24进而支撑碗衬26。碗衬 26与罩(mantle)28组合以限定破碎间隙30。罩28被安装到机头组件32,机头组件支撑在主 轴34上。主轴34进而连接到主框架毂33,主框架毂33连接到主框架的外桶(缸）。偏心部36绕 静止的主轴34旋转，从而导致机头组件32在锥形破碎机10内回转。机头组件32在静止的碗 部24(由调节环20支撑）内的回转能够使岩石、石头、矿石、矿物或其它材料在罩28与碗衬26 之间被破碎。
[0032]从图2中可以理解，当锥形破碎机10运转时，从动副轴35使偏心部36旋转。由于偏 心部36的外径与内径偏移，所以偏心部36的旋转产生机头组件32在静止的碗部24内回转运 动。机头组件32的回转运动改变了破碎间隙30的大小，这使待破碎的材料进入破碎间隙。偏 心部36的进一步旋转在破碎间隙30内产生破碎力，以此减少由锥形破碎机10破碎的颗粒 的尺寸。锥形破碎机10可以是从各制造商（例如威斯康星州的Waukesha(沃基肖）的Metso Minerals(美卓矿物公司））处得到的众多不同类型的锥形破碎机中的一种。图1示出的锥形 破碎机10的一示例可以是从Metso Minerals得到的MP?系列碎石机，如MP2500MP"。然 而，在本发明的范围内，在操作时可使用不同类型的锥形破碎机。
[0033] 如图2和图3所示，机头组件32包括机头38,机头38通过一系列连接销42牢固附接 到机头球40。机头球40具有球形下表面44,该球形下表面44接触套接件衬垫48的盘形上表 面46。机头球40与套接件衬垫48之间的相互作用有利于机头组件32的回转运动。
[0034]套接件衬垫48反过来被安装到套接件50并由套接件50支撑。套接件50通过一系列 连接件54被牢固附接到主轴34的顶端52,每个连接件54被接纳在从顶表面58延伸到主轴34 中的螺纹孔56内。如图3中最好地示出，套接件50的环形底表面60在偏心部36的顶端61上方 间隔。套接件50通过一系列销62固定到套接件衬垫48,销62防止套接件衬垫48与套接件50 之间的相对旋转运动。
[0035]图5示出一系列间隔的连接件54以及一系列间隔的销62,连接件54用于将套接件 50附接到主轴34的顶端52,而销62用于防止套接件50与套接件衬垫48(未示出）之间的旋转 运动。
[0036]锥形破碎机10的维护期间，如可以在图3中理解的，在偏心部36可以被移除之前必 须从主轴34的顶端52移除套接件50。在现有锥形破碎系统中，套接件50被加热以使形成套 接件的金属材料膨胀。利用套接件50的膨胀与一系列螺旋千斤顶一起来从主轴34的顶端52 提升套接件50。根据本申请，利用液压分离系统，从主轴34的顶端52分离套接件50。
[0037]根据本申请，套接件50(如图4中示出）被加工为包括一个或多个液压槽。在图4所 示的实施例中，套接件50包括上液压槽64以及下液压槽66。虽然在图4的实施例中示出上液 压槽64和下液压槽66,但应该理解这对液压槽可以被单一液压槽代替，同时这属于本申请 的范围。
[0038] 套接件50包括环形外壁68,其从环形顶表面70延伸到环形底表面60。套接件50还 包括顶壁72。顶壁72大体为圆形且横跨由环形外壁68形成的中心开口 74延伸。在图4所示的 实施例中，顶壁72在环形顶表面70下方间隔，以限定接收区域76。如图3所示，接收区域接收 套接件衬垫48的下部部分。返回参考图4,顶壁72和内部接触表面78的组合限定下接收腔 80。当套接件50被安设在主轴34的顶端上时，如图5所示，顶端52被接纳且保留在由套接件 50限定的接收腔内。
[0039]返回参考图4,上液压槽64和下液压槽66被机加工到套接件50的内部接触表面78。 液压槽64、66是从内部接触表面78凹进的连续的环形槽。
[0040] 如图4所示，下液压槽66与第一液压通路82流体连通，而上液压槽64与第二液压通 路84流体连通。在所示的实施例中，第一液压通路82和第二液压通路84中的每个均提供从 环形顶表面70到各个液压槽的流体连通路径。可选地，第一液压通路82和第二液压通路84 可以通过底表面60离开，或者甚至通过环形外壁68的外圆柱表面离开。通向顶表面70的开 口被发现更为方便，这是由于套接件衬垫保护这个区域且需要在移除套接件50之前被移 除。
[0041 ] 第一液压通路82和第二液压通路84中的每个包括竖直部分86和下部部分88。在套 接件50的形成期间，竖直部分86是从环形顶表面70钻入环形外壁68。竖直部分86与顶表面 70之间的界面包括分接头(tap)90,如图5所示，该分接头90特别地构造成接收液压配件(未 示出）。液压配件进而接收液压供应线路，从而使加压液压流可以被供应到第一液压通路82 和第二液压通路84。
[0042]返回参考图4,每个液压通路的下部部分88向上以一定角度钻入内部接触表面78。 下部部分88的角度帮助加工工具到达这个区域，但是下部部分88的角度不是必要的。下部 部分88穿过竖直部分86,从而使竖直部分86和下部部分88限定从环形顶表面70到各个液压 槽64或66的连续流体通路。
[0043]如图6所示，当套接件50被安装到主轴34的顶端52上时，第一液压槽64和第二液压 槽66中的每个限定在主轴的外表面92与套接件50的内部接触表面78之间的开放式流体通 路。
[0044]如图5所示，当期望从主轴34移除套接件50时，首先连接件54松开至足以使套接件 50完全从主轴脱离而不被移除。预期连接件54将会变松而不是完全移除，以此防止在应用 加压液压流体时多余的套接件的运动，这可能导致对部件的损坏。
[0045] 在连接件54变松之后，液压流体被供应到第一液压通路82和第二液压通路84。如 前所述，第一液压通路82和第二液压通路84中的每个包括在环形顶表面70中接纳的液压配 件。一旦加压液压流体被供应到液压通路82、84,液压流体流入上液压槽64和下液压槽66。 当液压槽64、66被填充油时，环形槽开始累积液压压力，这使内部接触表面78与主轴34的外 表面92之间产生微小的间隙。通过这种方式，假设液压流体压力大于两个部件之间的配合 接触压力，则液压流体基本上将会楔入而使部件分开。
[0046]除了液压槽64和66之外，液压移除系统可以被设计成使得套接件50和主轴34的顶 端52可以包括匹配的锥形接触表面。如下所述，匹配的锥形接触表面将帮助套接件50与主 轴34分尚。
[0047] 图7(a)是示出内部接触表面78中形成的锥形的局部放大剖视图，内部接触表面78 包括液压槽64、66。在本申请的优选实施例中，由接触表面78和顶壁72限定的接收腔80的直 径从环形底表面60向顶壁72减少。锥角A相对于竖直方向呈大约1°。
[0048] 图7(b)示出主轴34的顶端52的放大剖视图。在本申请的优选实施例中，主轴34的 外径在顶端52的由套接件的接收腔接收的至少一部分中减小。锥形顶端52限定相对于竖直 轴94的锥角B。锥角B相对于竖直方向呈大约1°。锥角A和B不需要彼此匹配且可以基于设计 需求变化，这可能影响配合接触压力。
[0049]通过图7a和7b的附图可以理解到，随着套接件50被提升并离开主轴34的顶端52， 套接件50上形成的锥形内部接触表面78以及主轴34的顶端52处形成的锥形外表面92减少 套接件50与主轴34之间存在的干涉量。锥形使部件能够随着套接件提升离开主轴而分离得 更快。
[0050]现在返回参考图5和图6,当上液压槽64和下液压槽66内包含的流体的液压压力超 出套接件50与主轴34之间的配合接触压力时，液压压力连同锥形匹配表面将会在每个部件 上产生相反的竖直力，从而使套接件向上"弹"或"跳"离静止的主轴34。如前所述，连接件54 的松开将会被用为止动件，以限制套接件50与主轴34之间的分离。
[00511在图5和图6所示的实施例中，两个分离的液压槽64和66被供给有加压液压流体。 可以预期到每个液压槽可能需要不同量的液压压力，以帮助套接件50与主轴34分离。实现 不同液压压力的一种方式是在压力源之后分离液压流体的流动，并将每个液压供应线路中 的针阀定位到单独的液压通路82、84。针阀使维护人员能够改变每个液压槽处的压力，从而 进一步帮助套接件50与主轴34分离。此外，如果其中一个液压槽64或66泄漏且不允许压力 在另一槽中积累，则可以减少或切断向泄漏槽的流体供应，从而使另一槽再次积累压力。 [0052]虽然液压槽64和66被示出为具有机加工的弯曲背表面，但替代性实施例可以包括 矩形的液压槽或其它期望形状。此外，液压槽的数量可以基于实际设计而被修改为一个或 三个或者更多。
[0053]在另一预期替代性设计中，套接件50可以被设计为具有圆柱形的内部接触表面 78,而主轴34包括如图7(b)所示的锥形外表面92。同样地，主轴34的外表面92可以被设计成 具有恒定外径，而图7(a)示出的套接件50可以包括锥形的内部接触表面78。
[0054]在另一预期替代性设计中，如图7(a)所示，密封环（如0型环)可以位于液压槽64、 66的一侧或两侧上。在液压槽的其中一侧或两侧上使用密封环将防止液压流体的泄漏经过 密封环。使用密封环可以通过消除泄漏而帮助增加能够在套接件50与主轴34之间积累的液 压压力。在使用密封环的实施例中，可以预期密封环槽可以被机加工到套接件50的接触表 面78中，一个在上液压槽64上方而一个在下液压槽66下方。
[0055] 图8-图10示出液压移除系统的预期可选设计，其中液压槽被从套接件50移除（如 图5-7的第一实施例所示），而是被包括在主轴34的外表面中。如图9所示，主轴34的锥形顶 端52被机加工成包括从外表面92凹进的上液压槽96和下液压槽98。参考图10,下液压槽98 与第一液压通路100流体连通，而上液压槽96与第二液压通路102流体连通。液压通路100、 102均包括竖直部分104和下部部分106。竖直部分104被钻入主轴34的顶表面58并且包括分 接头108,分接头108被设计成接纳液压配件。
[0056] 返回参考图8,套接件50被设计成包括一对进入开口 110,每个进入开口 110均与各 自的第一液压通路100和第二液压通路102的进入点且特别是分接头108对准。通过这种方 式，当套接件50被如图8所示安装时，液压配件可以插入分接头108。
[0057]图11-图13示出本申请的液压移除系统的又一可选预期实施例。在图11-图13所示 实施例中，套接件50形成有上液压槽64和下液压槽66。与图5-图7所示的实施例不同，液压 通路形成在主轴34中。具体地，第一液压通路100形成在主轴34的顶端52中并与下液压槽66 流体连通。第二液压通路102形成在主轴34中并与套接件50中形成的上液压槽64流体连通。 第一液压通路100和第二液压通路102均包括主轴的顶表面58中形成的分接头108和竖直通 路104。套接件50被设计成包括一对进入开口 110，进入开口 110使液压供应线路能够将液压 流体供给到第一液压通路100和第二液压通路102中的每个液压通路。
[0058]如图12所示，当套接件50被完全组装到主轴34上时，第一液压通路100的下部部分 与套接件50中形成的下液压槽66直接对准。同样地，第二液压通路的下部部分(未示出）与 上液压槽64对准。
[0059]当套接件50被从主轴34移除时（如图13所示），下液压槽66向上移动并摆脱与第一 液压通路100的对准。仅当套接件50被完全安装在主轴34上时（如图12所示），第一液压通路 100与下液压槽66对准。
[0060] 在还一预期实施例中（未示出），在主轴34中可以形成环形槽而在套接件50中可以 形成液压通路。
[0061] 虽然本申请的液压移除系统被设计成从主轴34移除套接件50,但可以预期到如果 液压移除系统出故障而不能操作，那么包括加热套接件50并使用螺旋千斤顶的现有技术方 法可以被用来分离套接件50和主轴34。还可以预期如果出于一些原因液压系统单独地不足 以由其自身将套接件推离，那么（加)热可以与液压系统一起使用。
[0062] 附图所示和描述的液压移除系统可以包括套接件与主轴之间形成的液压槽以及 套接件和主轴之一或两者上形成的匹配的锥形表面两者。虽然液压槽和锥形匹配表面的组 合预期作为从主轴移除套接件的最有效的方法和系统，但是预期液压移除系统可以消除在 套接件与主轴之间形成锥形接触表面。在这一实施例中，液压槽内包含的加压液压流将帮 助套接件与主轴的分离过程，但是仍将需要螺旋千斤顶的附加机械拉出器来分离两个圆柱 形面。但是，预期利用液压槽和锥形匹配接触表面两者将极大地有利于套接件与主轴的分 离。
[0063] 本说明书使用多个示例来公开本发明（包括最佳模式），并且还能够使本领域技术 人员制作和使用本发明。本发明的保护范围由权利要求书限定，并且可以包括其它本领域 技术人员想到的示例。如果这些其他示例并无与权利要求书的书面表述不同的结构元件， 或者如果它们包括与权利要求书的书面表述无实质性差异的等同结构元件，则这些其他示 例旨在落入本权利要求书的范围内。
【主权项】
1. 一种回转破碎机，包括： 静止的碗部； 机头组件，定位为在所述静止的碗部内运动，以在所述静止的碗部与所述机头组件之 间产生破碎间隙； 主轴，具有顶端和外表面，其中所述机头组件相对于所述主轴回转； 偏心部，能够绕所述主轴旋转，以将回转运动施加到所述碗部内的所述机头组件； 套接件，安装到所述主轴的顶端；以及 液压分离系统，能够操作为从所述主轴的顶端分离所述套接件。2. 根据权利要求1所述的破碎机，其中所述液压分离系统包括位于所述主轴与所述套 接件之间的至少一个液压槽。3. 根据权利要求1所述的破碎机，其中所述套接件包括环形外壁和圆形顶壁，所述环形 外壁具有内部接触表面并且在环形底表面与环形顶表面之间延伸，其中所述主轴被接纳在 由所述内部接触表面与顶部支撑壁限定的接收腔内。4. 根据权利要求3所述的破碎机，其中所述液压分离系统包括形成在所述套接件的内 部接触表面中的至少一个液压槽。5. 根据权利要求4所述的破碎机，还包括从所述环形顶表面经过所述环形外壁延伸到 所述液压槽的液压供应通路。6. 根据权利要求4所述的破碎机，其中所述套接件的内部接触表面包括多个液压槽。7. 根据权利要求6所述的破碎机，还包括多个液压供应通路，每个所述液压供应通路经 过所述环形外壁延伸到所述多个液压槽之一。8. 根据权利要求3所述的破碎机，其中所述液压分离系统包括在所述主轴的外表面中 形成的至少一个液压槽。9. 根据权利要求8所述的破碎机，还包括从所述顶端经过所述主轴延伸到所述液压槽 的液压供应通路。10. 根据权利要求8所述的破碎机，其中所述主轴的顶端包括多个液压槽。11. 根据权利要求10所述的破碎机，还包括多个液压供应通路，每个所述液压供应通路 从所述主轴的顶端经过所述主轴延伸到所述多个液压槽之一。12. 根据权利要求3所述的破碎机，其中所述主轴的外表面呈锥形并且其直径从所述顶 端向所述顶端下方的位置增大，以及所述套接件的内部接触表面呈锥形并且其直径从所述 底表面向所述圆形顶部支撑壁减小。13. -种与回转破碎机一起使用的液压分离系统，所述回转破碎机具有定位为在静止 的碗部内运动的机头组件和能够绕主轴旋转而将回转运动施加到所述碗部内的所述机头 组件的偏心部，所述主轴具有外表面和顶端，所述系统包括： 套接件，包括环形外壁和顶壁，所述环形外壁从环形顶表面延伸到环形底表面，其中所 述环形外壁和顶部支撑壁限定接收所述主轴的顶端的接收腔； 至少一个液压槽，形成在所述主轴与所述套接件之间；以及 至少一个液压供应通路，与所述液压槽流体连通以将加压液压流供应到所述液压槽。14. 根据权利要求13所述的液压分离系统，其中所述液压槽形成在所述套接件的环形 外壁上形成的内部接触表面中。15. 根据权利要求14所述的液压分离系统，其中所述液压供应通路经过所述套接件的 环形外壁延伸。16. 根据权利要求13所述的液压分离系统，其中所述液压槽形成在所述主轴的靠近所 述顶端的外表面中。17. 根据权利要求16所述的液压分离系统，其中所述液压供应通路经过所述主轴延伸。18. 根据权利要求13所述的液压分离系统，其中所述主轴的外表面的一部分呈锥形，并 且所述套接件的内部接触表面从所述环形底表面到所述顶部支撑壁呈锥形。19. 根据权利要求14所述的液压分离系统，其中所述套接件包括多个液压槽。20. 根据权利要求16所述的液压分离系统，其中所述主轴包括多个液压槽。
【文档编号】B02C2/04GK105934278SQ201480074198
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年11月19日
【发明人】大卫·弗兰西斯·比金
【申请人】美卓矿物工业公司