VSI破碎机轴承筒的制作方法

本发明涉及一种轴承筒，该轴承筒用于支撑立轴冲击式(vsi)破碎机的可旋转主轴，并且特别是但非排它性的是涉及一种保持环，该保持环形成轴承筒的一部分，以支撑筒在破碎机内的安装。

背景技术：

立轴冲击式(vsi)破碎机广泛用于破碎各种硬质材料，诸如岩石、矿石、拆除的结构材料等。通常，vsi破碎机包括：壳体，所述壳体容纳安装在大致竖直延伸的主轴上的转子。转子设置有顶孔，待破碎的材料通过所述顶孔从升高的位置在重力下进给。旋转的转子的离心力将材料甩到砧座壁和/或保持的压实的材料上，使得在利用砧座/压实的材料床冲击时，进料会被破碎至所需尺寸。

转子通常包括水平上盘和水平下盘。上盘和下盘通过多个直立的转子壁部分轴向连接在一起和分隔开。顶孔形成在上盘内，使得材料在转子壁部分之间朝向下盘向下地流动，然后以高速朝向砧座/压实的材料床甩出。可更换的分配器板被安装在下盘的中央，并且用于保护下盘免受进料的影响。示例vsi破碎机描述于wo01/30501、us2011/0024539和us6,171,713中。

传统上，支撑转子并为转子提供旋转驱动的主轴经由轴承筒安装在破碎机内。筒容纳内部滚珠轴承和止推轴承，以引导和稳定旋转的主轴。轴承筒通常被安装在形成破碎机的框架的一部分的转鼓上，并且特别是经由上环形颈部和下环形裙部而支撑在转鼓的轴向端处。经由栓接到环形颈部的上凸缘和栓接到环形裙部的下保持环将筒旋转地锁定到转鼓，并且因此将筒旋转地锁定到破碎机的框架。传统上，保持环由两个具有相对的楔形表面的锥形钢环形成，所述楔形表面围绕主轴背靠背装配。当楔子中的一个通过螺栓夹紧在裙部上时，相对的楔子被压靠在轴承筒的外表面上，以将筒旋转地锁定在转鼓内。然而，由于许多原因，这种传统的布置结构是不利的。特别是，过度拧紧保持环的螺栓将环径向向内压靠到筒上达一定程度，使得内部轴承的运行间隙减小。此外，现有的保持环通常会在筒和/或裙部处卡住，使得破碎机的下部的驱动部件的维护变得困难。另外，考虑到在破碎机的下部的内部区域处受限制的进入性，传统的轴承筒在破碎机框架处的安装和拆卸是困难且不方便的。多组件保持环的安装通常是有问题的并且增加了破碎机的作业停机时间。因此，需要一种解决这些问题的轴承筒和保持环。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种用于立轴冲击式(vsi)破碎机的轴承筒，其具有保持或支撑环，所述保持或支撑环消除了意外减小支撑主轴的筒的轴承的内部运行间隙的风险和发生。本发明的另一个特定的目的是提供一种轴承筒，所述轴承筒具有组成构件并且特别包括用于将筒安装在破碎机的框架上的保持或支撑环，所述保持或支撑环减小或消除了轴承筒与其组成构件彼此卡住的风险，和/或轴承筒卡住支撑框架的风险，从而极大促进破碎机处的轴承筒的隔离、维修和移除。

本发明的另一个特定的目的是提供一种用于轴承筒的保持环，所述保持环被构造成经由预定的锁定力锁定就位，从而消除可能降低破碎机的作业性能和效率的、对轴承组件和破碎机的其它部件的损坏或不希望的变化。本发明的另一个特定的目的是提供一种用于轴承筒的保持环，所述保持环被构造用以在没有不希望的扩展和有害的热传递特性的情况下承受高的作业温度。本发明的一般目的是在不损害破碎机的完整性和使用寿命的情况下尽可能减小破碎机的总重量。

通过提供轴承筒来支撑vsi破碎机的可旋转主轴来实现这些目的，所述轴承筒包括单件保持环，所述保持环用于支撑筒在破碎机内的安装并在主轴的动态旋转期间稳定筒。本发明经由单件保持环来特定消除轴承的运行间隙的不希望的降低的风险和发生是有利的。特别是，本发明的保持环被特定构造，从而不能被径向向内压到轴承筒的主壳体上，否则这将会径向向内扭曲壳体并因此减小内部止推轴承和/或滚珠轴承的运行间隙。特别是，发明人已经确定，将筒在破碎机主框架(即，转鼓)的上轴向区域处安装并且轴向以及旋转地锁定是足够的，使得轴向下保持环用于在横向上稳定转鼓内的轴承筒。也就是说，本发明的保持环未被构造成在任何显著程度上旋转地夹紧在轴承壳体的外表面上，从而根据传统的多组件楔形保持环那样被旋转地锁定到壳体上。本发明的安装布置结构有利于消除从旋转的主轴到破碎机框架的振动力的传递，这又降低了作业噪音、部件磨损并因此增加了轴承筒在破碎机内的安装强度。

根据本发明的第一方面，提供了一种轴承筒，其用于支撑立轴冲击式(vsi)破碎机的可旋转主轴，所述筒包括：伸长壳体，所述伸长壳体限定内部腔室，以接纳破碎机的主轴的一部分；环形凸缘，所述环形凸缘在壳体的第一轴向端处或朝向壳体的第一轴向端从壳体径向向外突出，以安置在破碎机的框架部件的环形颈部内；保持环，所述保持环在壳体的第二轴向端处或朝向壳体的第二轴向端被可释放地安装到壳体的面向外的表面上，以安置在框架部件的环形裙部内；其特征在于：保持环是在裙部和壳体之间径向延伸的单件环。

优选地是，环的面向外的表面与裙部的径向面向内的表面接触，并且环的径向面向内的表面与壳体的面向外的表面接触，使得环完全在裙部和壳体之间延伸。有利地是，本发明的环未在径向方向上分开或分划分，而是形成为在裙部的面向内的表面和壳体的面向外的表面之间径向连续延伸的单个形体。本发明的环包括具有所期望的刚度和延展性的材料，从而当被置于由附接螺栓施加的轴向压缩下时不会径向扩展。也就是说，本发明的环能够在径向方向上稍微变形，从而增加环与径向相邻的裙部(在面向外的表面处)和壳体(在面向内的表面处)的摩擦接触。重要的是，本发明的环通过其单件式构造而未被构造成径向压缩到壳体上，否则这会减小壳体的内径并因此减小内部轴承的运行间隙。

优选地是，环包括螺栓孔，所述螺栓孔轴向延伸穿过环，以接纳螺栓，以将环可释放地固定到裙部。优选地是，环包括六至八个绕环在周向方向上均匀分布的孔。优选地是，环还包括至少一个轴向延伸的先导孔，所述先导孔与螺栓孔分隔开，以轴向接纳释放螺钉或释放螺栓。更优选地是，环包括多个先导孔，优选地是包括两到四个先导孔。可选地是，先导孔的直径小于螺栓孔的直径。

可选地是，环包括面向外的表面，所述面向外的表面被轴向划分，以具有第一轴向部分和第二轴向部分，所述第一轴向部分具有第一外部直径，所述第二轴向部分具有第二外部直径，所述第二外部直径大于所述第一部分的外部直径。环可以包括在第一和第二轴向部分之间的轴向结合部处的面向外的表面处的锥形肩部。优选地是，肩部包括在第一和第二轴向部分处横向于环的面向外的表面对齐的环形表面，其中在这些部分处的表面平行于延伸穿过vsi破碎机的轴承筒、主轴和转子的纵向轴线对齐。

优选地是，第二轴向部分的外径在裙部的内径的+/-1至2mm的范围内。也就是说，并且优选地是，第二部分的外径近似等于裙部的面向内的表面的内径，使得环能够通过过盈摩擦配合固定在裙部内。因此，本发明的保持环可以插入并且能够经由环与壳体和裙部之间的摩擦接触而唯一地在壳体和裙部之间径向保持。这种构造有利于促进在破碎机框架的下部区域处的受限空间内将保持环安装到裙部中。

优选地是，所述环是开口环，该开口环在围绕环的周向方向上具有中断部或断裂部，以使得环能够径向扩展。这种布置结构有利于通过将工具插入到开口环的区域中来使环径向临时地扩展，以允许环滑过轴承筒的底盖并且绕壳体就位。此外，一旦移除了保持螺栓，这种构造也促进移除环。

可选地是，环包括非铁金属。可选地是，环包括铝或铝合金。可选地是，环可以包括热塑性材料、聚合物材料或聚酰胺基材料。优选地是，环包括尼龙。

尼龙环有利于在被压缩时提供所希望的预加载力，以被径向定位在壳体和裙部之间。聚合物基材料将避免将环卡在周围的转鼓的壳体上，这对于传统设计是一个问题。此外，聚合物材料不能被径向压缩到壳体的外表面上达一定程度，该程度使得金属壳体径向向内变形并减小轴承的运行间隙。聚合物基保持环进一步有利于承受在使用期间遇到的高作业温度并且最小化或消除扩展和传热问题。

可选地是，保持环是自润滑的并且不需要油脂或油。因此，聚合物保持环比传统布置结构轻，从而有助于减小破碎机的总重量，这是本发明的总的目的。本发明的环通过选择能够通过摩擦过盈配合而径向保持在壳体和框架转鼓的裙部之间的材料而是进一步有利的。这种摩擦配合经由当被轴向推入到壳体和裙部之间限定的凹座区域中时环的所期望的可变形特性来实现。这种布置结构极大有助于轴承筒在破碎机处的安装和拆卸，特别是考虑到当通过多组螺栓装配和拆卸轴承筒时对于人员可用的有限空间。

根据本发明的第二方面，提供了一种立轴冲击式破碎机，其包括如本文中所述和要求保护的轴承筒。

可选地是，破碎机包括主框架，主框架包括环形颈部和环形裙部，框架还包括转鼓，所述转鼓将颈部和裙部轴向连接在一起，其中壳体在转鼓内在颈部和裙部之间轴向延伸。优选地是，主框架还包括从转鼓径向向外突出的并在环形颈部和裙部之间轴向延伸的翼。可选地是，破碎机包括四个轴向和径向延伸的翼。优选地是，环径向向外突出超过转鼓，突出的距离大于环形颈部和裙部从转鼓径向突出的距离。

优选地是，环基本上安装在与径向位于破碎机的壳体和主轴之间的轴承组件相同的轴向位置处。因此，并且优选地是，轴承筒在筒的上轴向端和下轴向端并且特别是在筒壳体处安装在转鼓上。这种布置结构有助于筒在框架内的牢固安装和稳定，以消除横向移动并减小或消除振动力的传递。

由热塑性聚合物材料形成的本发明的保持环有利于减小并优选地是消除从筒到破碎机主框架(并且特别是环形裙部)的振动力的传递。因此，本发明的环可以被认为提供振动力的吸收并且相比于传统的钢制保持环布置结构在筒和主框架之间提供相对柔性的安装垫圈。

根据本发明的另一方面，提供了一种保持环，该保持环用于支撑轴承筒在立轴冲击式破碎机处的安装，所述保持环包括：单件形体，所述单件形体具有径向面向内的表面、径向面向外的表面、以及相应的第一和第二端面；其中环包括非铁或聚合物材料。

附图说明

现在将仅通过示例并参考附图来描述本发明的具体实施方式，其中：

图1是根据本发明的具体实施方式的用于在立轴冲击式(vsi)破碎机内支撑主轴的轴承筒的一部分的外部透视图；

图2是图1的轴承筒的横截面透视图；

图3是图2的轴承筒的外部透视图；

图4是根据本发明的具体实施方式的保持环的立面透视图，该保持环用于支撑图3的轴承筒在vsi破碎机的框架部件处的安装；

图5是图4的保持环的外部透视侧视图；

图6是图2的轴承筒的下部区域的放大的横截面透视图。

具体实施方式

参照图1至图3，立轴冲击式(vsi)破碎机包括主轴15，所述主轴15支撑安装在破碎室内并由材料形成的保持且压实的材料床或破碎砧座(未示出)围绕的转子(未示出)。待破碎的材料竖直向下地进给到转子(高速旋转)上，所述转子径向向外推进进给材料到压实的材料床上，在那里进给材料被破碎并从破碎机排出。主轴15在中心轴线17上大致上竖直对齐。主轴15的旋转安装由轴承筒提供，所述轴承筒总的由位于vsi破碎机的下部区域的附图标记10指示。筒10将主轴15的大部分长度封装起来，并且筒10继而被安装在破碎机的主框架11处。特别地是，主框架11可以被认为包括总的由附图标记12指示的支撑转鼓，所述支撑转鼓被居中定位在轴线17上并且具有设置在转鼓12的相应轴向端处的轴向上环形颈部13和轴向下环形裙部14。轴承筒10被内部安装，从而位于转鼓12(以及颈部13和裙部14)内。转鼓12经由四个翼20稳定在主框架11处，所述四个翼20沿着转鼓12从颈部13轴向延伸到裙部14。每个翼20还从转鼓12径向向外突出，从而提供一组径向突出的、将转鼓12和轴承筒10在主框架11处维持在旋转锁定位置中的辐条，从而完全支撑和稳定主轴15围绕轴线17的旋转移动。轴承筒10的内部部件通过位于筒10的上轴向端处的第一端盖16和相对应的位于轴承筒10的相反的第二轴向下端处的第二端盖34密封在筒10内。筒10通过经由一组附接螺栓18特定附接到环形颈部13而固定在主框架11上。相对应的一组附接螺栓33将轴承筒10的安装位置固定在下环形裙部14处。

参照图2和图3，筒10包括伸长的圆柱形壳体45，所述圆柱形壳体45具有径向面向外的表面30和径向面向内的表面31。壳体45包括轴向上第一端24(大致位于环形颈部13处)和轴向下第二端25(大致位于环形裙部14处)。内部腔室32由壳体面向内的表面31限定，其中腔室32在第一和第二端24、25之间轴向延伸。环形凸缘21在第一轴向端24处(或紧挨向内)从壳体45径向向外突出。凸缘21从壳体45径向向外突出大约达一定距离，该距离大于壳体45沿着端部24、25之间的壳体的大部分轴向长度的径向厚度。凸缘21包括径向面向外的表面23。环形颈部代表壳体45的直径增大的部分，并且所述环形颈部也通常是圆柱形的，以限定内部圆柱形凹座，所述凹座具有环形径向面向内的表面23和环形基部表面52。面向内的表面22平行于壳体面向内的表面31以及轴线17对齐，而基部表面52垂直于表面22、31和轴线17对齐。凸缘21包括相对应的环形径向面向外的表面23，该环形径向面向外的表面23具有与颈部13的面向内的表面22的外径和形状轮廓相对应并且互补的外径和形状轮廓。凸缘21还包括面向下的环形端表面53，以与颈部13的基部表面52邻接接触配合。因此，壳体45能够通过在凸缘表面23和53分别与颈部表面22和52之间的邻接接触而被安置和安装在主框架11(和转鼓12)处。壳体45经由延伸穿过凸缘21和环形颈部13的附接螺栓18被轴向并且旋转地锁定在转鼓12和破碎机主框架11处。内部腔室32在其轴向上端处通过一组由端盖16限定的迷宫式密封50密封。类似地是，内部腔室32在其轴向下端处通过一组由下端盖34限定的相对应的迷宫式密封51密封。在颈部13和裙部14之间轴向延伸的壳体45的主长度被定位成与转鼓12的径向面向内的表面19近乎触碰接触。由于这个小的间隙，一旦螺栓18从它们在环形颈部13处的夹紧位置释放，则壳体45就能够在转鼓12内轴向插入和抽出。翼20径向向外突出并且与转鼓面向外的表面30接触，其中每个翼20的相应的上区域和下区域与颈部13和裙部14邻接接触放置。

参照图2和图6，轴承筒10在转鼓12和主框架11处的轴向和径向安装进一步由被定位成径向位于裙部14和壳体45之间的保持环35提供。环形裙部14包括与环形颈部13非常相似的形状和构造并且被形成为转鼓12的主要长度的较大直径的轴向延伸部。特别地是，环形裙部14包括平行于轴线17延伸的环形径向面向内的表面29和垂直于表面29和轴线17对齐的相对应的端表面53。直角表面29、53在裙部14和壳体45的轴向下区域之间限定紧挨壳体下端25向内的环形凹座。保持环35被容纳在裙部14的所述凹座内并且与壳体45的径向面向外的表面30、裙部14的径向面向内的表面29和端面53邻接接触。保持环35经由一组轴向延伸穿过环35和裙部14的附接螺栓33被轴向固定并且径向锁定在裙部14上。环35包括总的由附图标记28指示的径向面向外的表面，所述径向面向外的表面被构造成以紧密摩擦配合的方式邻接裙部的径向面向内的表面29。环35还包括被构造用以邻接裙部端表面53的第一环形端面37。环35还包括径向面向内的环形表面36，所述环形表面36被构造用以邻接(以紧密摩擦配合方式)壳体径向面向外的表面30。因此，环35的尺寸被设定成完全位于被轴向和径向限定在裙部14和壳体45之间的所述凹座内。

参照图4和图5，环35被形成为单件式部件，其中环35包括单个形体，该单个形体在裙部面向内的表面29和壳体面向外的表面30之间径向连续地延伸。也就是说，环35的形体是在其径向面向外的表面28与其径向面向内的表面36之间连续的且不间断的。根据具体实施方式，面向外和面向内的表面28、36彼此平行。面36、38通过相应的端面37、38在相应的上端和下端处终止，其中当环35在裙部14和壳体45之间径向安装到位时，面37面向上，面38面向下。八个钻孔39在端面37、38之间轴向延伸穿过环35，以接纳附接螺栓33。钻孔39围绕轴线17在周向方向上均匀分布。环35还包括一对先导孔40，所述先导孔40在周向方向上被定位在一对相邻的钻孔39之间。先导孔40包括与主钻孔39相比相应的较小直径，并且被构造用以接纳释放或先导销、螺钉或螺栓，一旦主螺栓33被抽出，所述释放或先导销、螺钉或螺栓可以轴向前进到保持环35中，从而邻接裙部端面53并有助于从裙部14和壳体45之间轴向抽出环35。

环35的单个形体在周向方向上断裂或不连续，使得环35可以被认为是在周向方向上具有第一端41a和第二端41b的开口环。相应的第一和第二端41a、41b彼此相对定位，以限定间隙区域55。这种构造有利的有助于将环35安装到裙部14和壳体45之间的凹座中。特别地是，合适的工具(例如，螺丝刀)可以被插入间隙区域55中，从而稍微使环35“扩展开来”，以允许环轴向通过端板34，并且轴向滑过壳体45进入到裙部凹座内的适当位置中。

环的径向面向外的表面28被划分成第一轴向上部分42和第二轴向下部分43。每个部分42、43由肩部过渡部分44轴向分隔开。第一部分42包括第一外径(od)并且第二部分43包括第二外径，第二外径大于第一部分42的第一外径。因此，过渡部分44被形成为肩部，其提供从第一部分42的较小外径到第二部分43的较大外径的锥形外径过渡。环35的双外径构造有助于将环35插入裙部14和壳体45之间的凹座中，同时还有助于环35在筒10和转鼓12之间的轴向和径向的牢固配合。这种构造在初始组装程序期间和最终拆卸程序期间是有利的，因为环35一旦被导引进入裙部14的内部区域，则所述环35在转鼓12处是自保持的，从而极大有助于在vsi破碎机的下部区域的受限空间内手动导引和拧紧螺栓33。根据具体实施方式，第一轴向部分42的轴向长度大于第二轴向部分43的轴向长度，使得可以将在面37和38之间的环35的大部分轴向长度在第二部分43被迫与裙部的面向内的表面29邻接接触之前导引进入裙部14的内部区域中，以将环35摩擦地围绕壳体45保持。有利地是，环35由具有适当硬度和可塑性(延展性)的热塑性聚合物材料形成，从而极大有利于安装、抽出以及在转鼓12处的轴承筒10的轴向和径向支撑。特别地是，并且根据具体实施方式，环35包括尼龙材料，所述尼龙材料具有根据国际标准astmd2240的在70至90范围内的肖氏d硬度(在22℃下)。此外，环35可以包括根据astmd695的80至90mpa的抗压强度(10％变形，22℃)。热塑性材料有利于承受在壳体45通过安装在腔室32内的内部轴承26、27的摩擦接触而被加热的更高的作业温度。此外，环35表现出最小的扩展并且表现出在壳体45和主框架11之间的最小的热传递。环35的变形特征进一步有利于吸收由于主轴15和轴承26、27的旋转移动而从壳体45接收到的振动力。环35的材料选择进一步有利于避免在裙部14内和在壳体45的外表面30处卡住。

通过将环35形成为单件式形体以完全将裙部表面29和壳体表面30之间的凹座桥接在一起，环35消除了将环无意径向压缩到壳体的面向外的表面30上的风险和发生，否则这可能作用而径向压缩在裙部14的轴向位置处的壳体45的区域并且减小轴承26和27的运行间隙。如将理解的是，轴承26和27通常包括止推轴承和滚珠轴承，所述止推轴承和滚珠轴承需要主轴15和壳体面向内的表面31之间的预先确定的径向间隙。虽然环35能够轴向夹紧到裙部14上，但是环35被构造成径向仅扩展到小的程度，所述小的程度足以在螺栓33被紧固时实现对壳体的面向外的表面30和裙部的面向内的表面29的摩擦锁定。

有利地是，本发明的轴承筒10仅经由凸缘21和环形颈部13轴向并且旋转地锁定在转鼓12处。也就是说，环35在被径向锁定在环形裙部14处时不能被旋转被联接/锁定在壳体45的面向外的表面30处。特别地是，环35独立地被旋转地安装在壳体45上。也就是说，环35有利地提供壳体45在转鼓12内的支撑和稳定，以防止壳体45在其下端25处相对于转鼓12的横向(径向)移动。有效地是，轴承筒10唯一经由在颈部13处的凸缘21的安置和夹紧而轴向从转鼓12悬置并且旋转地锁定到转鼓12。