用于回转破碎机的罩壳保持系统和方法与流程

1.所公开的系统总体上涉及用在采矿业中的回转破碎机。更具体地，本公开涉及一种保持器组件，该保持器组件包括头螺母，所述头螺母可用于将罩壳固定至回转破碎机的主轴。


背景技术：

2.回转式破碎机用在采矿业中，用于将矿石减小到预定尺寸以进行进一步处理。这些类型的破碎机已经掌管了大多数大型硬矿石和矿物破碎应用，这使其成为采矿业不可或缺的一部分。通常，回转破碎机包括固定的圆锥(conical，锥形)碗(bowl)，该圆锥碗向上敞开并在其顶部具有环形开口以接收进给物料。向下敞开的圆锥杵(pestle)设置在碗的中心内。杵偏心地振荡，以相对于碗进行回转粉碎移动。杵和碗的圆锥角度使得通道的宽度朝向工作面的底部减小，并且可被调整以限定产品矿石的最小直径。当一块矿石被捕获在碗和杵的工作面之间时，振荡运动会导致与杵和碗的撞击。此外，每个碗和杵包括可更换地安装在工作面上的衬套组件(liner assembly)，这些衬套限定实际的破碎表面。
3.杵上的衬套(称为罩壳)被装配在主轴的外部周围。罩壳提供可更换的磨损表面。提供主轴上的螺纹部分(或装配在主轴上的螺纹支承套)以用于接收头螺母。头螺母将罩壳向下推动到主轴的锥形(tapered，渐缩)部分上，并被强力地拧紧在罩壳的顶部上。头螺母的拧紧防止头螺母和罩壳之间的相对旋转移动。当破碎机投入运行时，破碎石块所涉及的较大力(large force)会在主轴和罩壳之间产生不同的旋转移动。主轴的螺纹部分上的头螺母也被引起沿进一步将头螺母拧紧到罩壳上的作用方向相对于轴旋转。因此，头螺母相对于主轴的旋转移动导致较大力从头螺母沿向下方向传递，从而强力地将罩壳楔入主轴的锥形部分上，以将罩壳固定至主轴。该力还使头螺母的底表面紧压在罩壳的顶表面上，使得头螺母与罩壳之间的摩擦力相当大。
4.头螺母和罩壳之间的摩擦力使得难以通过转动来松脱头螺母。此外，在破碎机的运行过程中，罩壳的破碎表面由于所破碎的岩石或其他材料的反复冲击而受到锤击作用。这种锤击作用由于冷加工而导致罩壳的工作表面膨胀。罩壳的膨胀导致增加了头螺母和罩壳之间的摩擦力。头螺母和罩壳之间的巨大摩擦力的累积效应是，通过转动头螺母不可能松脱它。
5.然而，当罩壳磨损了并需要更换时，有必要移除头螺母。由于通过转动来松脱头螺母是不切实际的，因此必须将头螺母从主轴的螺纹部分切下。以这种方式移除头螺母会将头螺母损坏到无法修复，因此无法再次使用。以这种方式移除头螺母时，主轴的螺纹部分(或支承套)也很容易损坏，因此必须修复或也许更换螺纹主轴或支承套。
6.现有技术中对于该问题的解决方案是，在罩壳和头螺母之间设置消耗环。消耗环适于接合到罩壳的上表面和头螺母的下表面。当要更换罩壳时，用切割炬(cutting torch)切割消耗环，减轻施加在头螺母上的摩擦力。然后可以从轴上拧下头螺母的螺纹部分，并且可以移除罩壳。
7.因为必须将头螺母组件拧紧为与罩壳接触以防止部件之间的过度“余隙”，所以经常出现安装问题。头螺母通常用于通过在罩壳的顶部上施加较大的向下力而将罩壳强力地固定到破碎头组件。头螺母包括与主轴上的外螺纹表面或支撑在主轴上的支承套接合的内螺纹表面。在传统的回转破碎机中，通过将内螺纹头螺母向下拧到外螺纹主轴支承套的匹配螺纹上，向下的力被施加至罩壳。通常由具有突出臂的特殊扳手施加转动力。拧紧头螺母所需的大量转动力，通常需要使用费力的机械操作来产生足够的锁定力以将罩壳充分地固定在主轴上。
8.本公开的发明人发现了与头螺母的安装以及为了在罩壳的顶部边缘上提供所需保持力的费力的机械操作相关的问题。结果，开发了本公开的保持器组件以解决发明人发现的问题。


技术实现要素：

9.本公开涉及用于将罩壳固定到回转破碎机的主轴的方法和系统。更具体地，本公开涉及一种保持器组件，其提高了罩壳和回转破碎机的主轴之间的连接容易性。
10.本公开的保持器组件包括头螺母，该头螺母具有由第一面表面(face surface，端表面)和第二面表面限定的本体。头螺母是包括一系列螺纹的环形构件，所述螺纹被设计成由安装在主轴上的支承套上的一系列匹配螺纹接收。头螺母还包括第一系列孔和第二系列孔。
11.消耗环位于头螺母下方并且最初通过一系列连接器附接到头螺母。该一系列连接器延伸穿过第一系列孔并被接收在形成于消耗环中的相应孔中。当消耗环通过该一系列连接器连接到头螺母时，头螺母和消耗环的组合可以作为一个单元被提起到主轴上方就位。
12.多个顶举螺栓被接收在形成于头螺母中的第二系列孔中。每个顶举螺栓拧入第二系列孔其中之一中。在头螺母和消耗环初始安装在主轴上期间，顶举螺栓没有延伸超过头螺母的第二面表面。当顶举螺栓旋转时，顶举螺栓的下端延伸超过头螺母的第二面表面。
13.保持器组件还包括液压套件，该液压套件包括多个液压缸。液压缸通过液压流体管线相互连接。液压流体管线又连接到加压液压流体的供应。当加压液压流体被供应到液压缸时，缸杆和所连接的端部执行器延伸远离缸体。当液压流体被移除时，缸杆和端部执行器沿朝向缸体的方向缩回。
14.在本公开的一个实施例中，缸体包括沿缸体的外表面形成的螺纹。形成在缸体上的螺纹允许液压缸被牢固地接收在形成于头螺母中的第二系列孔其中之一中。在由第二系列孔接收之前，必须首先移除用于将头螺母附接到消耗环的一系列连接器。因此，在可以安装液压缸之前，头螺母将与消耗环断开连接(除了通过定位销(dowel pin)产生的摩擦力之外)。
15.一旦安装了液压缸，就可以将加压液压流体供应到液压缸。加压液压流体使缸杆和端部执行器延伸远离缸体，并移动至与消耗环的顶面表面接触。端部执行器的持续移动使得消耗环被压至与罩壳接触，并且头螺母向上移动。这种移动在消耗环和头螺母之间产生间隙，同时还在头螺母的螺纹和位于主轴上的支承套的螺纹之间产生锁定力。
16.在已经产生间隙之后，旋转多个顶举螺栓直到顶举螺栓的端部接触消耗环。在一个示例性实施例中，当所有顶举螺栓都已旋转至与消耗环接触时，可以将一个或多个垫片
插入间隙中。每个垫片都设计有切口，所述切口允许垫片在顶举螺栓延伸且液压缸仍受压时被插入。
17.随着顶举螺栓和垫片就位，可以移除加压液压流体的供应，这导致端部执行器缩回。在加压液压流体移除后，顶举螺栓和垫片保持间隙和锁定力。在示例性实施例中，在垫片中形成的切口还允许垫片在压力期间膨胀，使得垫片的材料可以膨胀并填充切口的一部分。多个液压缸可以从头螺母移除。
18.然后可以将头螺母盖安装在头螺母上以在回转破碎机的运行期间保护头螺母和消耗环。使用一系列连接器安装头螺母盖，当需要移除和更换罩壳时，这些连接器可被移除，以允许移除头螺母盖。
19.本发明的各种其他特征、目的和优点将从以下结合附图的描述中变得显而易见。
附图说明
20.附图示出了目前设想的执行本公开的最佳模式。在附图中：
21.图1是本公开的保持器组件的头螺母和消耗环在提起和安装状态下的分解图；
22.图2a是放大剖视图，显示了头螺母与消耗环的附接；
23.图2b是类似于图2a的剖视图，示出了头螺母和消耗环之间的连接；
24.图2c是剖视图，示出在安装到主轴上之前头螺母和消耗环之间的机械连接；
25.图2d是剖视图，示出了被接收在头螺母内的多个顶举螺栓之一的位置；
26.图3是分解图，示出了在安装前头螺母和消耗环位于回转破碎机的主轴上方的位置；
27.图4是剖视图，示出了头螺母和消耗环的组合沿支承套的移动；
28.图5是立体图，示出了为了将罩壳在主轴上保持就位的头螺母和消耗环的位置；
29.图6是类似于图4的剖视图，示出了头螺母和消耗环的最终位置；
30.图7是分解图，示出了与安装的头螺母和消耗环相关的液压套件；
31.图8是剖视图，示出了用于将头螺母固定到消耗环的连接螺栓的移除；
32.图9是局部剖视图，示出了液压套件的液压缸其中之一的安装；
33.图10是立体图，示出了液压套件的连接和一个或多个垫片的位置；
34.图11是图10所示的垫片之一的俯视图；
35.图12是剖视图，示出了液压缸的加压以在头螺母和消耗环之间产生间隙；
36.图13是剖视图，示出了顶举螺栓的移动以保持所产生的间隙并示出了垫片的插入；
37.图14是安装头螺母盖的分解立体图；
38.图15是放大的剖视图，示出了头螺母盖安装到头螺母上；
39.图16是立体图，示出了头螺母盖的安装；以及
40.图17是剖视图，示出了头螺母盖的附接。
具体实施方式
41.图1和图3大体示出了根据本公开构造的保持器组件的若干部件。如图3所示，保持器组件10的所示部件被设计成沿支承套12被接收，该支承套被定位成围绕回转破碎机的主
轴14。主轴14接收并支撑罩壳16，所述罩壳被装配在主轴14外部周围。罩壳16提供可更换的磨损表面，所述磨损表面在磨损后需要更换。通过使用保持器组件10将罩壳16沿主轴14保持就位。
42.如图1所示，保持器组件10包括头螺母18和消耗环20。头螺母18是由耐用金属材料形成的大体环形构件，其包括沿着环形内表面24形成的一系列内螺纹22。内螺纹22被设计成与形成在支承套12下端的一系列外螺纹26螺纹地接合。当保持器组件10的所示部分沿着外螺纹26旋转时，保持器组件10与罩壳16的顶部边缘28接触以沿主轴将罩壳16保持就位。如图3所示，主轴14沿顶端包括吊耳30，该吊耳提供用于移除整个主轴的附接点。
43.返回参考图1，头螺母18包括在第一顶面表面32和第二底面表面34之间延伸的主体31。在顶面表面32与底面表面34之间延伸的环形主体31还限定了包括螺纹22的内表面24。根据本公开，头螺母18包括第一系列孔36，每个孔从第一面表面32到第二面表面34延伸穿过本体。在所示的实施例中，第一系列孔36包括总共四个孔，尽管其他数量也是可能的。头螺母18还包括第二系列孔38，其也从第一面表面32到第二面表面34延伸穿过本体。在所示实施例中，第二系列孔38是八个孔，尽管其他数量也是可能的。
44.在图1所示的实施例中，第二系列孔38中的每个都设计为接收多个顶举螺栓40其中之一。顶举螺栓40中的每个都包括在头部42和接触端部44之间延伸的外螺纹主体。第二系列孔38中的每个都包括螺纹内表面，所述螺纹内表面被设计成螺纹地接收并接合顶举螺栓40之一的外表面。
45.第一系列孔36被设计为最初接收多个连接器46其中之一，所述连接器包括在头部48和下端50之间延伸的外螺纹外轴。作为连接器46的一部分，包括垫圈52，以防止头部48进入相应的孔36中。
46.在图1所示的实施例中，保持器组件10包括消耗环20。然而，可以设想，在一些实施例中，可以将保持器组件10构造成没有消耗环20。在这样的实施例中，罩壳的顶部边缘将由更坚固的材料形成并且将取代消耗环的功能，如下所述。在另一个设想的实施例中，消耗环20的厚度可以大大减小，并且消耗环20可以由更坚固的材料形成，使得减小厚度的消耗环可以执行下文所述的功能。在图1所示的实施例中，消耗环20包括限定环形本体的厚度的第一面表面54和第二面表面56。如图1所示，消耗环20包括多个定位销58，每个定位销58被接收在多个定位销孔60其中之一内，这在图2a中最佳示出。每个定位销孔60的尺寸制定成接收定位销58的第一端62。定位销孔60的上端限定了支撑肩部64，其允许定位销58牢固地就位于定位销孔60的顶端内。定位销58被设计成被压入消耗环20中就位，如图2a所示。在设想的替代实施例中，定位销58可以从下方被焊接就位，或者可以使用焊接和摩擦的组合来将定位销58保持就位。定位销58的外径设计成被接收在接收部分66内，该接收部分形成为盖构件孔68的一部分，该盖构件孔也在头螺母18的第一面表面32和第二面表面34之间延伸。
47.如可以在图2a和图2b中理解的那样，当头螺母18朝消耗环20向下移动时，所述一系列定位销58被接收在盖构件孔68的接收部分66内，使得定位销58产生摩擦配合，以保持消耗环20与头螺母18的第二面表面34接触，如图2b最佳所示。在图2b所示的配置中，头螺母18和消耗环20在初始配置中彼此连接。在该初始配置中定位销58产生保持这两个部件的轻压配合。
48.现在参考图2c，当头螺母18和消耗环20通过使用定位销相互联接时，通过使用所
述一系列连接器46，头螺母18可以更牢固地连接至消耗环20。如前所述，每个连接器46包括头部48和外螺纹轴49。外螺纹轴49的下端被螺纹地接收在多个附接孔70其中之一内，所述附接孔从第一面表面54到第二面表面56延伸穿过消耗环20。垫圈52位于头部48下方以将连接器46的头部保持在第一系列孔36的内径上方。轴49与形成在附接孔70中的内螺纹之间的螺纹相互作用将头螺母18牢固地附接到消耗环20。如图1所示，在所示实施例中，使用了四个单独的连接器46并且这四个单独的连接器围绕头螺母18的外径间隔开。
49.现在参考图2d，当所述一系列连接器46用于将头螺母18联接到消耗环20时，每个单独的顶举螺栓40可被螺纹地插入到第二系列孔38中。每个顶举螺栓40包括凹入的接合部分72，其从顶部头部部分42延伸到顶举螺栓40的本体中。顶举螺栓40的主体包括一系列外螺纹，所述一系列外螺纹与形成在第二系列孔38的每个内的一系列内螺纹接合。将顶举螺栓40的长度选择为使得接触端部44与接触垫74略微间隔开，所述接触垫从消耗环20的第一面表面54略微凹入。以这种方式，顶举螺栓40在初始安装过程中完全被接收在第二系列孔38其中之一内，并且不对消耗环20施加任何力。
50.如图3所示，一系列提起螺栓76可安装在头螺母18的第一面表面上。提起螺栓76提供用于提起头螺母18和消耗环20的组合的附接点。如图3所示，当保持器组件10被提起时，整个保持器组件10可以被降低直到头螺母18的螺纹部分与形成在支承套12上的外螺纹26接触。图4示出了形成在支承套12上的螺纹26和沿着头螺母18的内表面24形成的螺纹22之间的初始接触。在这种初始相互作用下，可以使用手工工具旋转头螺母18和消耗环20的组合，以使头螺母18和消耗环20沿箭头78所示的向下方向移动。保持器组件10的旋转可以继续，直到消耗环的第二面表面56与罩壳16的顶部边缘28开始接触为止。图6中最佳地示出了这种相互作用。根据本公开，在安装过程中，例如用手或通过使用手动工具(hand operated tool)仅利用相对少量的力将头螺母和消耗环的组合螺接就位。根据本公开，用手拧紧头螺母和消耗环使其与罩壳16的顶部边缘28接触是附接过程中的初始步骤。图5示出了保持器组件沿主轴14的该初始定位。在该位置中，保持器组件将罩壳16轻轻地保持就位。在这种配置中，连接器46仍用于将头螺母18连接到消耗环20。
51.现在参考图7，一旦头螺母18和消耗环20的组合沿着支承套12被安装，每个单独的连接器46可被移除，并且可以安装液压套件80以执行用于将罩壳16固定到主轴的附接过程的下一步骤。液压套件80是整个保持器组件的一部分并且在安装过程中使用，如将要描述的。尽管示出了液压套件80，但也可以使用其他加压流体或气体来代替液压流体。
52.在图7所示的实施例中，液压套件80包括多个单独的液压缸82，每个液压缸通过流体管线84彼此连接。液压流体管线84提供流体连接，以供液压流体在每个单独的缸82之间通过。末端液压缸82通过供应管线88连接到加压液压流体86的供应(supply，供应源)。当供应管线88连接到液压流体86的供应时，加压液压流体可以以公知的方式在每个单独的液压缸82之间流动。液压流体86的供应可以是以期望的流体压力提供加压流体的任何类型的液压流体供应。图7的实施例中示出了手动泵，尽管其他压力源也被认为落在本公开的范围内。此外，虽然描述了加压液压流体，但其他加压液体或气体也可以连接到多个缸以提供用于使缸杆和内部活塞移动所需的驱动力。作为示例性替代实施例，加压流体的供应可以是加压空气或其他气体，并且缸可以是气体或空气致动缸。
53.现在参考图8，在可以安装单独的液压缸82之前，从相应的第一系列孔36中移除每
个连接器46。一旦已经从第一系列孔36中移除了每个连接器46，单独的液压缸可被安装在相同的第一系列孔36中。因此，在可以安装所述多个液压缸82之前必须移除所述多个连接器46。
54.现在参考图9，每个单独的液压缸82包括主缸体90。缸体90包括一系列外螺纹92。缸体90上的外螺纹92被构造成螺纹地接合沿第一系列孔36的每个的内表面形成的内螺纹。以这种方式，液压缸82可被螺纹地接收在所述多个第一系列孔36内。
55.如图9所示，每个液压缸82包括端部执行器94，所述端部执行器附接到缸杆96。缸杆96被设计为在加压液压流体施加至液压缸82时从缸体90内延伸和缩回。端部执行器94在图9中示出为处于缩回位置，其中端部执行器94与消耗环20的第一面表面54略微间隔开。因此，在非加压条件下，端部执行器94不对消耗环20施加任何力。
56.在加压过程中，液压流体被施加到各个液压缸82，如图12最佳示出的。当液压流体被施加到液压缸82时，缸杆96从缸体90延伸，以使得端部执行器94与消耗环20的第一面表面54接触。由于端部执行器94在液压流体的供应所产生的压力下移动，因此端部执行器94的向下移动造成头螺母18远离消耗环20的相应向上移动。头螺母18的向上移动在头螺母18的螺纹部分与支承套12的螺纹部分之间产生物理相互作用。头螺母18的螺纹部分与支承套12之间的物理相互作用在消耗环20上产生锁定力，从而在罩壳16上产生锁定力。
57.如图12所示，当各个液压缸82被加压时，端部执行器94的向下移动在头螺母18的第二面表面34与消耗环20的第一面表面54之间产生间隙98。所产生的间隙98可以具有尺寸范围。在所示的实施例中，间隙98具有大约3.2毫米的尺寸，尽管间隙98的其他尺寸当然也被认为落在本公开的范围内。
58.现在参考图13，一旦通过对各个液压缸82加压产生了间隙98，就可以通过使用一系列顶举螺栓40来保持间隙的尺寸。具体地，各个顶举螺栓40中的每个在相应的孔内旋转以使顶举螺栓40的接触端部44与消耗环20的第一表面54接触，如图13所示。由于每个顶举螺栓40都被旋拧于第二系列孔38其中之一中，即使当各个液压缸82被减压时，多个顶举螺栓40也可用于保持间隙98。
59.根据本公开，一旦顶举螺栓40被旋转成与消耗环20接触，一个或多个单独的垫片100可被插入到间隙98中以在回转破碎机的操作期间保持该间隙。在图10和图11所示的实施例中，垫片100形成为单独的部段，这些单独的部段可以组合以形成整个环形环或环形环的一部分。可以设想，可以使用多个垫片100来帮助保持头螺母和消耗环之间的间隙的尺寸。在图11所示的实施例中，各个垫片包括一系列切口102，切口的尺寸被制定成接收每个顶举螺栓40的接触端部和定位销。以这种方式，可以如图13所示插入垫片100，同时顶举螺栓40保持间隙98的尺寸，并且定位销接合并对准头螺母和消耗环。此外，在液压缸被加压并且定位销被安装的同时，切口102也可以允许插入垫片100，如图12所示。
60.一旦各个垫片100已经被牢固地放置就位，就可以移除施加到各个液压缸中每个的液压流体。顶举螺栓40和垫片100的组合保持间隙98并且还保持头螺母18的螺纹部分和支承套的螺纹部分之间的物理相互作用。在已经从每个缸82中移除液压流体之后，可以旋转每个缸82的螺纹本体以将液压缸82从头螺母18上移除。
61.与图10所示的实施例相比，图14示出了移除液压缸之后的所安装的头螺母和消耗环。一旦液压套件的液压缸被移除，头螺母盖104可以安装在头螺母18和消耗环20的组合
上。头螺母盖104被设计成在回转破碎机的运行期间覆盖头螺母18以减少头螺母18的损坏。头螺母盖104是包括顶部面表面106的环形构件，顶部面表面包括多个孔108，每个孔均被设计成接收螺纹连接器110。每个螺纹连接器110包括螺纹轴112和头部114，如图15所示。返回参考图14，头螺母盖104包括多个吊耳116，这些吊耳提供用于提起头螺母盖104并将其安装在头螺母18上的附接点。
62.如图15的剖视图所示，头螺母盖104包括顶壁118和悬垂的侧壁120。悬垂的侧壁120沿径向外边缘122连接到顶壁118。侧壁120被设计成具有内圆周，所述内圆周被设计成装配在头螺母18的外表面124上。
63.延伸到顶部面表面106中的孔108每个都被设计为包括内肩部126，该内肩部被设计为接收连接器110其中之一的头部114。图17示出了头螺母盖104安装到头螺母18和消耗环20的组合上。在这种配置中，连接器110的螺纹轴被接收在盖构件孔68其中之一的内螺纹部分内。以这种方式，头螺母盖104可以牢固地附接到头螺母，如图16和图17最佳示出的。
64.在更换罩壳16期间，首先通过移除一系列连接器110将头螺母盖104从头螺母18上移除。一旦头螺母盖104被移除，就可以使用炬(torch)切割消耗环20，这会消除头螺母18上的张力。然后可以将头螺母18旋转离开罩壳16，并将罩壳从主轴移除。
65.在另一个实施例中，一旦头螺母盖104被移除，多个液压缸82就可以被重新安装到头螺母中的第一系列孔中。一旦重新安装了液压套件的液压缸82，加压液压流体可以再次被施加到液压缸82以帮助松脱头螺母和主轴之间的连接。一旦螺纹连接被松脱，顶举螺栓可以缩回，头螺母和消耗环的组合可被移除，这将允许重新使用消耗环。
66.该书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使本领域的任何技术人员能够制造和使用本发明。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果所述其他示例具有的结构元件与本权利要求的文字语言没有区别，或者如果它们包含与本权利要求的文字语言没有实质差异的等效结构元件，则它们旨在落在本权利要求的范围内。