粉碎机锤的制作方法
【专利摘要】粉碎机锤具有位于相对侧的第一主表面和第二主表面，以及周向边缘。锤包括安装部分和作业部分。安装部分限定从第一主表面延伸到第二主表面的安装孔，并且被设置成接收锤的安装销。作业部分包括至少在第一主表面和第二主表面之一上的至少一个凹槽，凹槽具有远离周向边缘的远侧部分延伸的相对的壁。锤在粉碎系统中被用来粉碎材料。
【专利说明】粉碎机锤
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业粉碎系统。更具体地，本发明涉及包括粉碎机锤的粉碎系统。
【背景技术】
[0002]工业粉碎设备通常被用于将大的物体打碎成较小的碎片，以便可以更容易地进行加工，比如在回收产业。市场上可买到的粉碎机的尺寸范围可以从粉碎像橡胶(如汽车轮胎)、木材和纸材的材料的粉碎机到能够粉碎废金属、汽车、汽车车身零件等的较大粉碎系统。
[0003]大部分工业粉碎系统的核心是粉碎室，其中多个粉碎机锤在旋转粉碎头上旋转，并且反复冲击材料，以使材料与砧座或其它硬化表面碰撞而粉碎。粉碎机锤因此经常暴露在极端恶劣的使用环境中，所以其通常是由硬化钢材料，如低合金钢或高锰合金钢(如高锰钢)构成。粉碎机锤可能每个重达几百磅(即，150磅到1200磅)，并且在通常的粉碎机操作过程中，这些重锤以相对高的速率撞击要被粉碎的材料。即使使用硬化材料，粉碎机锤的通常寿命可能也只有几天到几个星期。特别是，因为粉碎机锤片或冲击区域经受被加工材料反复的冲撞，粉碎机锤自身的材料容易磨损。
[0004]应当意识到，粉碎设备能够加工的生产量越大，设备越能够有效且有利地操作。因此，在本领域中粉碎机锤以及使用这种锤的机械和系统的结构和构造还有改进的空间。
[0005]粉碎机锤和工业粉碎设备的例子在美国专利Nos.US1675464、US1940116、US1954175、US1760097、US2534301、US2678794、US2716526、US2768794、US2750124、US3236463、US3738586、US3844494、US4141512、US4142687、US4310125、US4558826、US4805842、US5002233、US5073038、US5381975 和 US7416144 中；美国专利公开 Nos.US20090250539和US20100213301中；以及日本专利公开JP2007283243A中公开。这些和所有其它在本文中引用的公开内容均出于所有目的地整体通过引用合并于此。
【发明内容】
[0006]本发明包括具有位于相对侧的第一主表面和第二主表面以及周向边缘的粉碎机锤。锤包括近侧部分和远侧部分。近侧部分限定从锤的第一主表面延伸到第二主表面的安装孔，用于接收锤安装销。锤的远侧部分包括至少在第一主表面和第二主表面之一上的至少一个凹槽，以提供额外的表面对材料进行进一步的粉碎。
[0007]在附图中所示的各种优选实施方式中，凹槽形成于锤的作业部分或区域，并为了高效、可靠的操作与主冲击面间隔。部分示例的凹槽与锤体的周向边缘相交。本发明还包括合并了具有这种凹槽特征部的粉碎机锤的粉碎系统。
[0008]在本发明的另一方面，本发明包括粉碎系统，这里的粉碎系统包括旋转粉碎头、封闭旋转粉碎头的粉碎室、以及枢接于旋转粉碎头的多个粉碎机锤。每个粉碎机锤包括位于相对侧的第一主表面和第二主表面、周向边缘、以及近侧部分和远侧部分。每个锤的近侧部分限定用于接收锤安装销的安装孔，并且至少一个锤的远侧部分包括至少在第一主表面和第二主表面之一上的至少一个凹槽。
[0009]在一种优选实施方式中,本发明包括具有一对主表面和连接主表面的周向表面的粉碎机锤。孔贯穿锤并在每个主表面开口以接收支撑销，将粉碎机锤安装在粉碎机中。锤的作业或远侧部分远离孔并且包括开向主表面的至少一个凹槽。凹槽包括从作业端的磨耗边缘延伸的相对的壁。
[0010]锤的作业部分包括磨耗边缘和靠近磨耗边缘具有通过冲击将目标材料分离的主要接触面的锤上的区域。作业部分在操作过程中要经受磨耗，是锤上的损耗部分。
[0011]本发明的其它方面、优点和特征将会在下面更详细地描述，并且会通过对依据本发明的实施例结构的细节描述而可辨识。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是根据本发明示例实施方式的粉碎系统的示意图。
[0013]图2是根据本发明示例实施方式的旋转粉碎头的正视图。
[0014]图3是图2的旋转粉碎头的透视图。
[0015]图4是根据本发明示例实施方式的粉碎机锤的前透视图。
[0016]图4A是根据本发明示例实施方式的粉碎机锤的正视图。
[0017]图5是图4的粉碎机锤的后透视图。
[0018]图6是图4的粉碎机锤的正视图。
[0019]图7是图6的粉碎机锤沿图6中所示的线7-7的剖视图。
[0020]图8是图6的粉碎机锤沿图6中所示的线8-8的局部剖视图。
[0021]图9是图6的粉碎机锤沿图6中所示的线9-9的局部剖视图。
[0022]图10是根据本发明的替代示例实施方式的粉碎机锤的前透视图。
[0023]图11是图10的粉碎机锤的后透视图。
[0024]图12是根据本发明的另一替代示例实施方式的粉碎机锤的正视图。
[0025]图13是图12的粉碎机锤沿图12中所示的线13_13的剖视图。
[0026]图14是图12的粉碎机锤沿图12中所示的线14_14的局部剖视图。
[0027]图15是图12的粉碎机锤沿图12中所示的线15_15的局部剖视图。
[0028]图16是图12的粉碎机锤的后视图。
[0029]图17是根据本发明的另一替代示例实施方式的粉碎机锤的前透视图。
[0030]图18是图17的粉碎机锤的后透视图。
[0031]图19是根据本发明的另一替代示例实施方式的具有插入件的粉碎机锤的正视图。
[0032]图20是图19的粉碎机锤沿图19中所示的线20_20的剖视图。
[0033]图21是图19的粉碎机锤的端视图，示出插入件。
[0034]图22是根据本发明的粉碎机锤的另一实施方式的正视图。
[0035]图23是图22中所示的锤的端视图。
[0036]图24是根据本发明示例实施方式提出制造方法的流程图。
【具体实施方式】
[0037]在粉碎机锤的一个主表面或两个主表面上形成一个或多个凹槽有利于形成一个或多个辅助冲击面，从而提高粉碎机锤的工作效率。材料粉碎的改进加强了提供黑色金属和有色金属以及其它材料的有效分拣的后处理。在操作过程中，材料通过粉碎机锤的主要冲击面且在锤与砧座之间且通过凹槽表面剪切、撕裂和挤碎。在本发明中，附加的凹槽在锤的作业部分上提供边缘，以进一步夹紧并接合目标材料，从而提高生产量和改进分拣。
[0038]虽然在锤的主表面中形成凹槽要从锤移除材料，但是由于附加材料冲击(特别是在凹槽的边缘处)引起的加工硬化会使加工硬化更深入地延伸进锤体。结果就是更大比例的锤体体积改善了操作材料特性。
[0039]图1示意性地示出了一个示例的工业粉碎系统10。这种粉碎系统的典型组件包括将待粉碎的材料14引至粉碎室16的材料引入口(如斜槽12)。待粉碎的材料14可以是任何期望的尺寸或形状。材料14在被引入粉碎室16之前可选地被预处理，例如被加热、冷却、挤碎、打包等。材料引入口 12可以可选地包括送料辊或其它机械装置，以利于将材料14送至室16，和/或控制材料14进入室16的速率，和/或防止材料14沿斜槽12上行向后运动。
[0040]在粉碎室16内是旋转粉碎头18。虽然本公开描述了转子或旋转粉碎头，但是应当意识到有各种转子配置，包括盘式转子、支架式转子、桶式转子等，其也可以用在本粉碎系统中。旋转粉碎头18配备有多个根据本发明的粉碎机锤22，并且被设置成绕轴或轴线20旋转。每个粉碎机锤22都独立地枢转地安装在旋转粉碎头上，使得随着粉碎头18旋转，作用在粉碎机锤22上的离心力驱使每个锤向外延伸，趋向于每个锤的重心尽可能远离旋转轴线20的位置。
[0041]以这种方式，随着旋转粉碎头18旋转,粉碎机锤冲击待粉碎的材料14,并且在锤22和砧座24 (或其它适合的硬化表面)之间挤压材料14，将材料破开。由于粉碎机锤22是可旋转地安装在安装销32上，与待粉碎的材料14接触可能导致粉碎机锤22随着其向砧座24挤压待粉碎的材料14而减慢或甚至在相反方向上旋转。
[0042]得到的粉碎材料可以通过从粉碎室引出的任一出口 26从粉碎室16排出。如图1所示，适当的出口 26可以设置在室16壁的底侧、顶侧、或一个或多个侧面。接着，粉碎材料可以被运送用于收集和/或进一步加工。
[0043]这些机器的多种应用(从粘土处理到汽车粉碎)导致粉碎机的设置有很宽的范围和种类。图2示出了粉碎头16的一个典型例子。旋转粉碎头16包括多个转子盘28，其通过被设置成围绕驱动轴20安装的间隔件彼此分开。虽然任何数量的转子盘28都可以被用在旋转粉碎头中，示例的例子中粉碎头16包括十个盘28。盘28可以相对于轴20固定地安装，例如通过焊接、机械联接等，以允许当轴20通过外部电机或其它功率源(未示出)旋转时，盘28也被旋转。除提供间隔功能之外，间隔件也可以帮助保护轴20，以防止由于与正被粉碎的材料14、或者破碎的粉碎机锤22的碎片等接触而损坏。
[0044]旋转粉碎头16还包括多个锤安装销32，其在转子盘28中的至少一些之间延伸并且/或者延伸穿过粉碎头16的整个长度。粉碎机锤22被可旋转地安装在锤安装销32上，使得它们能够自由和独立地围绕安装销旋转。在这个示例的例子中，粉碎头18包括围绕转子盘28的圆周的四个安装销32，并且粉碎机锤22如所示安装在相邻的每对转子盘28之间的选定的销32上。可以认识到，三个、四个或更多个锤可以依具体的应用而被安装在相邻的盘之间。锤的特殊分布可以取决于最终用户的需求而被最终用户根据需要修改，尽管锤通常被定位成使得粉碎头关于旋转是平衡的。
[0045]安装销32、粉碎机锤22和转子盘28的结构和布置可以使得在粉碎机锤22无法完全穿过材料14的情况下，其可以旋转到相邻的盘28之间的位置，从而经过材料14，直到其能够在粉碎头18的旋转的作用下再次向外延伸。替代地或者另外，粉碎机锤22可以在经过或穿过待粉碎的材料14时，在其安装销32上侧向移动。如果需要，粉碎头18的各种零件都可以关于彼此被成形和取向，使得粉碎机锤22能够绕其安装销32旋转360 °而不接触另一安装销32、驱动轴20、另一银22等。
[0046]用在工业粉碎机建造和操作领域中的粉碎机锤通常由特别耐用的材料，如硬化钢合金构造而成。适用于粉碎机锤制造的示例性材料包括低合金钢或高锰合金钢等等。特别优选的是所谓的加工硬化钢合金，经受的冲击和/或压力越大就会变得越硬的一类钢成分。
[0047]一种这样的锰合金是高锰钢，其含有约11%到约14%重量的锰。虽然高锰钢通常表现出的布氏硬度约为220 Bhn，但在持续的冲击和/或压力作用之后，它的表面会硬化至超过550 Bhn的布氏硬度。如果锤是由高锰钢制成，值得注意的，即使经过大量使用，也只有粉碎机锤的外皮表面会通常硬化。下层通常保持延展性和韧性。然而，因为粉碎机锤的表面磨耗，表现出硬度增加的材料层会被更新，随着锤表面被磨耗掉会逐渐加深。
[0048]图4-图9描绘了一种示例的粉碎机锤22。粉碎机锤22包括板状锤体34,其具有限定锤体34的相对侧的第一主表面36和第二主表面38。主表面36和主表面38由锤体34的厚度40隔开。锤体34的厚度40可以是基本上不变的，或者它也可以在锤体区域上变化。
[0049]锤的形状很大程度上是由在第一主表面36和第二主表面38之间延伸的周向边缘42限定的。周向边缘42通常基本上垂直于由第一主表面36或第二主表面38限定的平面中的至少一个，或者基本上垂直于第一主表面36和第二主表面38。周向边缘通常包括多个边缘段，包括一个或多个曲线边缘段，从而限定锤的整体轮廓。在本发明的一种实施方式中，锤的轮廓是关于对称面43镜面对称的，其中对称面43包括锤的纵向轴线44，并且垂直于第一主表面和第二主表面中的至少一个。锤22限定穿过纵向轴线44并且位于第一主表面36和第二主表面38之间的中平面45。在本发明的另一实施方式中，周向边缘42描绘近似于钟形的轮廓。在本发明的另一实施方式中，周向边缘42的远侧部分由一系列彼此以钝角相交的线性面组成。
[0050]锤22包括并限定安装孔或者开口 50，其被设置成接收锤安装销32以使粉碎机锤可旋转地安装在旋转粉碎头18上。安装孔通常从锤的第一主表面36延伸至第二主表面38，并且形成穿过锤22的通道。安装孔50的内表面52可以具有与期望的安装销和旋转粉碎头匹配的任何几何结构，通过它粉碎机锤可以被使用。内表面52可以被成形为使得安装孔50近似为柱形。作为替代方案，安装孔50的内表面52可以限定一个或多个曲面，如在美国专利N0.8308094中描述的(通过引用合并于此)。
[0051]锤22的特征可以在于具有近侧或安装部分46和远侧或作业部分48。锤22的近侧部分46可以包括吊耳54。当存在吊耳54时，其通常设置在周向边缘42上，例如纵向轴线44与周向边缘相交的位置。吊耳54可以被用以有利于可能既非常重又相对笨拙的粉碎机锤22的装卸和运动。
[0052]锤体34的远侧部分48由包括磨耗边缘56的周向边缘42的远侧部分限定边界。在一个优选实施例中，磨耗边缘56被限定为沿着锤22的远侧边缘的凸形弧。磨耗边缘56的形状为凸形弧有助于在粉碎机锤绕安装销32旋转时防止粉碎机锤22与粉碎室16的壁，特别是与砧座24之间的任何不希望的接触。远侧弧可以是限定半径的圆弧。限定弧的曲率中心位于锤的旋转轴线和销52的中心处或其附近。作为替代方案，磨耗边缘是由一个或多个直线段限定。在另一替代实施例中，磨耗边缘是由与一个或多个曲线段相结合的一个或多个直线段限定。
[0053]锤22的远侧或作业部分可以由穿过参考点RP的横向轴线47与锤的近端相区分，参考点RP在纵向轴线上位于磨耗边缘与重心CG之间。横向轴线可以是垂直于纵向轴线44穿过参考点的直线47A。作为替代方案，横向轴线可以是通过参考点的弧线47B。此弧线是由在近端处且在周向边缘处或附近沿着纵向轴线具有半径Rl的曲率轴47C限定的。在纵向轴线上的参考点RP与重心相隔距离dl并且与磨耗边缘相隔距离d2。在一优选实施例中参考点RP位于重心与磨耗边缘56之间一半的位置。作为替代方案，距离dl可以是重心与磨耗边缘之间沿纵向轴线距离的三分之一。
[0054]横向轴线能够限定锤22的远侧部分48和近侧部分46的分割。锤的远侧作业部分完成大部分粉碎并且在操作过程中被磨耗掉。
[0055]磨耗边缘56可以由周向边缘的一段界定一侧或两侧，形成粉碎机锤22的冲击面58。粉碎机锤可以包括至少一个冲击面58，并且粉碎机锤22可以被安装成使冲击面58面向旋转粉碎头18的旋转方向。在本发明的另一实施方式中，粉碎机锤10包括两个冲击面58。冲击面是位于弧或磨耗边缘56的每个端部处的周向边缘的一部分。在本实施方式中，锤是关于镜像平面43对称的，这样如果第一冲击面被过度磨耗，粉碎机锤可以简单地旋转并重新安装，在旋转方向上提供未磨耗的第二冲击面；从而延长粉碎机锤22的寿命并使其更节约。在替代实施方式中，锤是不关于平面43对称的。
[0056]锤22的第一主表面36和第二主表面38中的至少一个可以包括多个通道或凹槽60。每个这样的凹槽60的尺寸和形状是由它的壁62限定的，其中一个壁可以被认为是凹槽底壁64。即，凹槽壁62的特定构造确定凹槽60的总长度66和深度68。凹槽壁62指的是给定的凹槽的侧壁，以及终端或内部凹槽壁。如果凹槽的侧壁朝向彼此成锥形并且相交，终端凹槽壁或底壁64可以是不存在的。
[0057]凹槽壁包括上游壁60A和下游壁60B，它们由在操作过程中其对冲击面58或材料流的取向限定。在一些实施方式中，凹槽的上游壁和下游壁可以有不同的设置，以利用下面进一步描述的用作前缘的关联冲击面。上游壁和下游壁是相对的，因为它们从凹槽底壁64平行延伸或彼此倾斜面对。远离磨耗边缘56延伸的上游壁和下游壁可以是平行的、可以是发散的或可以是会聚的。
[0058]在本发明的一种实施方式中，一个或多个凹槽60设置在锤22的远侧部分48，并且从锤的磨耗边缘56延伸进入锤22的内部。在本发明的另一实施方式中，周向边缘42的远侧部分包括磨耗边缘56，并且多个凹槽中的一个或多个沿着与磨耗边缘56的曲线垂直的线取向，该曲线相当于弧的半径。作为替代方案，一个或多个凹槽或者凹槽的部分可以与锤22的纵向轴线44平行取向。作为替代方案，一个或多个凹槽可以形成在主表面36和主表面38中并且不延伸到磨耗边缘56。作为替代方案，锤可以具有根据上述任何凹槽的一个或多个凹槽。
[0059]凹槽60的具体尺寸和形状可以在单个粉碎机锤上以及在不同的粉碎机锤之间变化。图7-图9的断面示出了粉碎机锤22的示例凹槽60。如图8所示，凹槽深度68可以在具体凹槽60的范围内变化。在凹槽深度在凹槽长度上变化的情况中，凹槽深度可以随着凹槽从周向边缘42向锤内部延伸而增加。优选地，凹槽60具有不超过中平面45的最大深度，以确保足够的锤强度和可靠性，但在某些情形下它们可以超过中点。
[0060]锤的主表面上的一个或多个凹槽60的存在有利地形成一个或多个辅助冲击面，这提高了粉碎机锤的工作效率。在使用过程中，材料14不仅是被主冲击面58在曲面56与砧座24之间冲击和撞击，附加的凹槽60提供额外的边缘以与材料接合，改善了材料在相邻锤之间和/或锤与砧座24或其它室表面之间的撕扯、撕裂、冲击和折叠。
[0061]凹槽延伸到磨耗边缘56通常会导致磨耗边缘56由于磨耗变得不均匀。凹槽能够减少边缘42的暴露作业区域。该区域比周围具有更大暴露作业区域的部分有更高的磨耗率。这会由于边缘56的磨耗而对边缘56形成波纹效果。由于曲面的磨耗而使曲面产生波纹会形成另外的与材料接触的边缘来改善粉碎，和更有效的抓取面来移出卡在磨筛26中的材料，因此它可以通过后续的锤的击打进行处理。
[0062]此外，同样有利的是，在锤的主表面中形成的凹槽60延长了锤的加工硬化。凹槽提供了额外的硬化区域和在锤侧面的额外的冲击点。这个额外的硬化导致更大比例的锤22的体积变得加工硬化。
[0063]锤22的主表面36和主表面38中的一个或多个可以包括在安装部分46中的一个或多个凹面70，用来在锤未磨耗位置减少锤所需要的金属体积。凹面70是靠近孔50的这样的节省重量和节省成本的凹槽。凹面70远离锤的主要金属冲击区域(即，作业部分)。凹面70主要在安装部分内(尽管它们可以延伸到作业部分)，主要是用于降低重量和成本。凹槽60主要在作业部分内(尽管它们可以延伸到安装部分)，主要是用于粉碎目标材料。在该位置(即在安装部分)移除金属不会限制锤的使用寿命。此外它能够通过移动锤的重心使其更接近磨耗边缘56来加强粉碎。这样的凹面如果不是会使凹槽对粉碎机锤的结构完整性造成危害的尺寸和/或深度，它们可以是任何合适的尺寸和形状。如图5和图7所示，粉碎机锤22的凹面70具有圆角矩形的轮廓，但是它可以具有其它的形状。
[0064]在本发明的一种实施方式中，凹槽60被形成为具有足够的凹槽长度66和深度68，以使凹槽在锤的整个使用寿命可以被维持，并且因此赋予其额外的操作上的优点。例如，在本发明的一种实施方式中，每个凹槽具有锤体厚度40的大约十分之一到大约二分之一的深度。在替代实施方式中，锤的一个或多个凹槽可以延伸超过锤的中心截面。
[0065]如图4-图9中的粉碎机锤所示例的，粉碎机锤22可以包括在锤22的第一主表面36和第二主表面38上的多个凹槽60。在锤的两面都有凹槽的情况中，凹槽可以被设置为对称或不对称。此外，凹槽可以被设置为关于对称面43对称，或者被设置为关于镜像面43不对称。在本发明的一种实施方式中，粉碎机锤在两个主表面上都有凹槽，并且凹槽不重叠。例如，如图6所示，粉碎机锤22的凹槽60被设置为关于镜像面43对称，但关于锤22的中平面45不对称并且不可重叠。
[0066]图10-图11描绘了根据本发明的粉碎机锤的替代实施方式。与粉碎机锤22类似，粉碎机锤72包括盘状锤体34、第一主表面36和第二主表面38、以及周向边缘42。也是类似地，周向边缘42的远侧部分限定被多个凹槽60修改的磨耗边缘56。然而，粉碎机锤72还包括在主表面36和主表面38上的替代槽纹凹槽74。也就是说，多个浅槽纹凹槽74叠加在凹槽60上。与在目前公开的粉碎机锤上形成凹槽所列举的优点类似，在粉碎机锤72上加入凹槽74形成额外的特征部来加强对待粉碎的材料的撕扯和撕裂，也让加工硬化能向锤体延伸。
[0067]图12-16描绘了根据本发明的粉碎机锤的另一替代实施方式。粉碎机锤76与前面讨论的粉碎机锤类似，但不同之处在于锤22中形成的凹槽的具体布置。如图12-图16所示，粉碎机锤76的第一主表面36包括凹槽78，其具有沿着垂直于磨耗边缘56的线延伸的远侧部分80，和与锤22的纵向轴线平行取向的近侧部分82。凹槽78还被设置为随着凹槽从周向边缘向锤体的延伸增加深度。粉碎机锤76还包括布置在磨耗边缘56的中心点处的相对短且宽的凹槽84。第一主表面36还包括两个对称布置的凹槽85，其具有梯形轮廓，但也可以是包括三角形或正方形在内的任何形状。
[0068]图16中锤76的主表面38包括主要在作业部分的凹槽86，其由沿着与磨耗边缘56垂直的线延伸的第一凹槽壁88，和与凹槽壁88结合形成凹槽86的第二弧形凸面凹槽壁90限定。粉碎机锤76的第二主表面包括两个表面特征部:具有圆角矩形轮廓主要在安装部分的凹面92，和具有椭圆形轮廓主要在作业部分的凹槽94。
[0069]凹面92像凹面70 —样主要是在锤的安装部分46，其降低了锤的整体重量并且没有实质性降低操作有效性。在操作过程中，随着锤以高速旋转，在远端处的质量比在安装部分中的质量以更大的动量在更高的速度下行进。在安装端46的质量的减少对由锤提供的冲击的影响有限，并减少了在锤的使用寿命结束时废弃的质量。
[0070]在由远侧边缘、锤面和凹槽壁形成的角部，锤的材料并不也被周围材料支撑，其暴露于目标材料的整个冲击下。这些角部易被打破，尤其是在初次操作锤，其材料还未加工硬化时。凹槽78设置为在边缘42处更浅，并且随着远离边缘而增加深度，这种设置在凹槽壁处且邻近周向边缘42提供了更好的支撑并限制其破裂。随着锤的磨耗，凹槽78露出更深的部分，锤的材料已经硬化并且不易受到凹槽壁上破裂的影响。锤还具有较小的质量，从而减少了在使用过程中的冲击能量。
[0071]图17-图18描绘了根据本发明的粉碎机锤的另一替代实施方式。粉碎机锤94与前面讨论的粉碎机锤22类似，但不同之处在于锤中形成的凹槽的具体布置。如图17-图18所示，粉碎机锤96的第一主表面36包括四个凹槽98，每个凹槽沿着垂直于磨耗边缘56的线延伸。粉碎机锤94的第二主表面38包括三个凹槽100，每个凹槽也沿着垂直于磨耗边缘56的线延伸。虽然凹槽98和凹槽100每个都是对称布置，但是它们彼此都是不重合的。
[0072]图19-图21描绘了根据本发明的粉碎机锤的另一替代实施方式。锤102与前面讨论的锤22类似。这里锤包括具有与锤体不同材料的插入件104、106和108。插入件可以包括硬化材料，如钻石、碳化钨或氮化碳。所示的插入件的位置靠近凹槽110、112和114，优选邻近下游边缘。
[0073]插入件可以被插入锤102边缘上的铸孔或钻孔，并且可以通过胶粘或焊接或任何其它类似的保持插入件的方法来固定就位。在一个替代方面，插入件可以在制造锤时铸造就位。在另一替代方面，锤可以通过铸造将凹槽至少开在锤的一侧，用来容纳插入件。插入件可以定位在锤的侧面并可再次通过胶粘、焊接或一些其它方法固定就位。
[0074]插入件与凹槽一起提供额外的接合点来与坚固的材料接合，用剪力将其分离成更小的部分。
[0075]图22-图23描绘根据本发明的粉碎机锤的另一替代实施方式。粉碎机锤130与前面所讨论的粉碎机锤类似，但不同之处在于锤体中形成的凹槽的具体布置。
[0076]粉碎机锤130包括开口于表面36与边缘42的一个凹槽134和开口于相对表面38与边缘42的一个凹槽132。凹槽132包括设置为斜面部分136的凹槽过渡。凹槽134包括设置为斜面部分138的凹槽过渡。这些斜面通常形成于凹槽的上游侧，让材料能更好地进入凹槽以改进粉碎。该斜面提供了相比于从表面到凹槽的直角过渡较不显著的进入凹槽的途径。
[0077]过渡部分可以是提供从锤表面到凹槽的较不陡峭和更加伸展的过渡的任何构造。这里的斜面部分为平坦表面，从凹槽底部沿着位于边缘42的线136A以与表面成钝角向锤表面延伸。斜面的边缘远离边缘42延伸并在锤的表面上汇聚成一点136B，因此斜面形成三角形。再次，凹槽过渡可以是其它设置，如圆角边缘或不延伸到凹槽底部的斜面。至少凹槽过渡的一部分会形成与锤表面的钝角，将凹槽在上游边缘打开，并且金属流会较少地经受檐口的形成。
[0078]有些锤的材料表现出在特定情况下流动的倾向。在实施方式中已经示出了不具有过渡表面136和过渡表面138的以直角从锤面过渡到凹槽壁的凹槽锋利边缘。在反复冲击下，锤面的材料可以变形和偏转以形成部分或完全地在凹槽上方延伸的悬垂部，其限制凹槽开口的尺寸或使其关闭。这可以减少由凹槽下游边缘冲击的材料量。将凹槽的前缘或上游边缘从直角修改成更加伸展的过渡减少了形成这些特征部的倾向。
[0079]除了本发明的粉碎机锤对于增加功能效率的优点，本发明的粉碎机锤还可以提供对于制造的优点。虽然本发明的粉碎机锤的凹槽可以在铸造后加工进粉碎机锤体，但优选是将这些特征部并入用于将熔融金属制造成粉碎机锤的铸模中。凹槽的存在增加了锤的表面积，在铸造过程中又提高了冷却效果从而得到更好的金属晶粒结构和硬化深度，尤其对于大型锤(即，4英寸或更厚的那些)。本发明粉碎机锤的所述特征部被设计用来在铸造过程和热处理过程中改善冻结、凝固和淬火，从而改善材料属性和产品可靠性。对并入这些特征部的铸模的使用引起了在铸造过程中材料属性的改善，从而为得到的粉碎机锤带来了更高的磨耗性能和可靠性。
[0080]本发明的粉碎机锤可以使用如图24中流程图150所反映的标准钢铸造工艺来制造。这些工艺可以包括在步骤152制备锤体模具，包括特征部或插入件，其与邻近模具周向边缘并从面延伸到不越过模具中平面的凹槽对应；在步骤154制备具有适当成分的熔融钢，以在冷却时产生具有期望的初始机械性能的中间钢产品；在步骤156将准备好的模具填满熔融钢；在步骤158冷却填满的模具；在步骤160从模具中取出中间粉碎机锤；以及在步骤162对中间粉碎机锤进行热处理来调整机械性能从而得到期望的硬化粉碎机锤。
[0081]在某些情况下，制造锤使得粉碎凹槽(即，主要在作业部分的那些)接近或邻近边缘42但不在边缘开口可以是有利的。锤可以被加工成在边缘42与凹槽之间具有薄壁或隔板，以使凹槽与磨耗边缘56相隔。在安装和初次操作时，这个隔板要么会被磨耗掉要么会快速与锤分离，从而为初次操作和锤的整个使用寿命提供凹槽的优点。虽然凹槽不是最初就在边缘42开口，但凹槽的所有优点在操作中得到了实现。作为替代方案，粉碎凹槽可以完全打开(即穿个整个厚度)到一个跨度(例如沿着磨耗边缘56)，只要凹槽的大部分只延伸穿过锤的部分厚度以使其具有足够的强度和可靠性。
[0082]应当意识到，虽然选定的有代表性的粉碎机锤的实施方式在本文中公开，但这些实施方式的许多变化是可能的。本发明公开的粉碎机锤的设计适用于锰、钢合金和复合锤类型，而且生产出的锤也适用于金属粉碎和金属回收之外的各种粉碎应用。
[0083]据信，在此提及的本发明涵盖多个具有独立用途的独特发明。虽然这些中的每个发明已经以其优选形式公开，但这里公开和示例的【具体实施方式】不应被视为限制性意义，因为许多变化都是可能的。在前面的公开中每个例子限定了一种实施方式，但任何一个例子都不一定涵盖所有特征或组合。描述中列举了“一个”或“第一”元件或等同于此的描述，这种描述包括一个或多个这种元件，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。进一步说，为了识别元件的序数指标(比如第一、第二或第三)用以区分元件，并不是对这些元件表明要求或限制的数量，也不是对这些元件表明特定的位置或顺序，除非有另外具体的声明。
【权利要求】
1.一种粉碎机锤,包括: 一对主表面； 连接主表面的周向边缘，其包括磨耗边缘； 贯穿锤并在每个主表面上开口的孔，用于接收支撑销以将粉碎机锤安装在粉碎机中；和 远离孔的锤的作业部分，包括: 磨耗边缘；和 开向主表面的至少一个凹槽，其具有远离磨耗边缘延伸的相对壁。
2.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其中，磨耗边缘的至少一部分是由在孔中的曲率中心限定的弧。
3.根据权利要求2所述的粉碎机锤，其中，凹槽中的至少一个沿着弧与曲率中心之间的线延伸。
4.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其中，凹槽从磨耗边缘向包括孔的安装端延伸，并且凹槽的深度随着其延伸而变化。
5.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其中，凹槽的深度随着从磨耗边缘延伸而增加。
6.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其中，周向边缘包括邻近磨耗边缘的冲击面，相对壁中的一个位于远离冲击面的下游侧并且基本上与相应的主表面垂直，相对壁中的另一个位于朝向冲击面的上游侧，并且位于上游侧的相对壁的至少一部分是与凹槽开向主表面所在的相应表面成钝角。
7.根据权利要求6所述的粉碎机锤，其中，位于上游侧的相对壁包括从主表面偏向凹槽底部的斜面。
8.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其中，至少一个凹槽包括凹槽第一端和凹槽第二端，并且相对壁以它们最宽的间隔限定宽度，凹槽的第一端以不大于两壁之间的宽度从磨耗边缘分离，第二端远离磨耗边缘延伸。
9.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其中，至少一个凹槽在磨耗边缘开口。
10.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其包括纵向轴线并且至少一个凹槽与纵向轴线平行延伸。
11.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其中，主表面之间的间隔限定厚度并且凹槽的深度介于此厚度的十分之一到一半之间。
12.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其包括重心和延伸经过孔的中心、重心和位于重心与磨耗边缘之间的参考点的纵向轴线，参考点与重心相隔重心与磨耗边缘之间距离的至少三分之一，作业部分由穿过参考点且与纵向轴线垂直地延伸经过锤的线限定，该线将锤的作业部分与包括孔的锤的安装部分分开。
13.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其包括重心和延伸经过孔的中心、重心和位于重心与磨耗边缘之间的参考点的纵向轴线，参考点与重心相隔重心与磨耗边缘之间距离的至少三分之一，作业部分由穿过参考点延伸经过锤的弧限定，弧具有位于纵向轴线与安装部分周向边缘的交点处的曲率中心，该弧将锤的作业部分与包括孔的锤的安装部分分开。
14.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其包括在每个主表面中的至少一个凹槽。
15.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其中，至少一个凹槽主要在作业部分。
16.根据权利要求15所述的粉碎机锤，其包括主要在安装部分的至少一个凹面。
17.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其包括在作业部分的多个凹槽。
18.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其中，凹槽的至少大部分仅部分地延伸经过锤的厚度。
19.根据权利要求1所述的粉碎机锤，其中，凹槽部分地延伸经过锤的厚度。
20.—种粉碎系统,包括: 包围旋转粉碎头的粉碎室，旋转粉碎头具有通过支撑销枢转地安装在旋转粉碎头上的多个粉碎机锤，每个粉碎机锤具有: 一对主表面； 连接主表面的周向边缘，其包括磨耗边缘； 贯穿锤并且在每个主表面上开口的孔，其用于接收支撑销；和 远离孔的锤的作业部分，包括: 磨耗边缘；和 开向主表面的至少一个凹槽，其具有远离磨耗边缘延伸的相对壁。
21.根据权利要求20所述的粉碎系统，其中，锤围绕支撑销自由旋转。
22.根据权利要求20所述的粉碎系统，其中，凹槽的深度随着从磨耗边缘延伸而增加。
23.根据权利要求20所述的粉碎系统，其中，主表面之间的间隔限定厚度并且凹槽的深度介于此厚度的十分之一到一半之间。
24.根据权利要求20所述的粉碎系统，其中，周向边缘包括邻近磨耗边缘的冲击面，相对壁中的一个位于远离冲击面的下游侧并且基本上与相应的主表面垂直，相对壁中的另一个位于朝向冲击面的上游侧，并且位于上游侧的相对壁的至少一部分是与凹槽开向主表面所在的相应表面成钝角。
25.根据权利要求20所述的粉碎系统，其包括重心和延伸经过孔的中心、重心和位于重心与磨耗边缘之间的参考点的纵向轴线，参考点与重心相隔重心与磨耗边缘之间距离的至少三分之一，作业部分由穿过参考点且与纵向轴线垂直地延伸经过锤的线限定，该线将锤的作业部分与包括孔的锤的安装部分分开。
26.根据权利要求20所述的粉碎系统，其包括重心和延伸经过孔的中心、重心和位于重心与磨耗边缘之间的参考点的纵向轴线，参考点与重心相隔重心与磨耗边缘之间距离的至少三分之一，作业部分由穿过参考点延伸经过锤的弧限定，弧具有位于纵向轴线与安装部分周向边缘的交点处的曲率中心，该弧将锤的作业部分与包括孔的锤的安装部分分开。
【文档编号】B02C13/28GK104144749SQ201380012558
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年3月7日 优先权日:2012年3月8日
【发明者】D·R·莫劳, M·R·威克斯, D·M·格拉夫, C·M·卡彭特 申请人:埃斯科公司