土工作业辊的辊齿的制作方法

专利名称：土工作业辊的辊齿的制作方法
技术领域：
本发明涉及土工作业辊的辊齿(tip)，该辊用于诸如辊碎机、露天采矿机、地下开 采机、磨矿机之类机器。
背景技术：
许多涉及矿业、建筑以及公共工程方面的机械使用了土工作业辊，这些辊经驱动 后用来对土质材料进行粉碎、开采、磨矿以及同类加工。这些土工作业辊包括一组接合待加 工料的辊齿。这些辊齿在不同的位置上可拆卸地紧固到连接在辊上的支架上。辊齿为易损 件，在使用一段时间后需要更换。作为一个例子，土工作业辊齿可配置在辊碎机中，用于在采矿作业中粉碎土质材 料。在一个典型作业中(如图53)，矿料1被倾卸到滑槽3中，并引导到传送带5上，运至 辊碎机7。辊碎机7为双辊破碎机，它包括一对反向旋转的辊9，用来粉碎矿料1。每个辊9 上装有一组辊齿11，用于接合矿料并将其粉碎(图54)。辊齿紧固于辊9上所安装的支架 13上。两个辊9反向旋转，以使辊齿11从顶端彼此对向驱进。经过辊碎机7的碎料IA堆 积在第二个传送带17上，运至分选矿料的滚筒筛19。辊齿11为整体件，它包括安装心轴21和锥形头23，所述安装心轴用于连接支架 13，所述锥形头用于接合矿料1 (图55 图57)。锥形头23具有圆锥形外壳25，其圆拱形 前端27相当于大致的球截形。在常规的辊齿11中，当沿整整半个锥形头的大外表面曳引 土质材料时，驱动锥形头穿越材料会对辊的旋转施加大的阻力。在辊上使用许多锥形头将 增加阻力，从而需要大的功率来驱动辊。安装心轴21具有阶梯状结构，供插入支架13的孔中之用，并具有紧固槽31，旋入 支架的螺杆的自由端纳入该槽中，使锥形头在使用过程中能旋转。由于锥形头的形状以及 它预期的旋转，整个锥形头23上涂以硬质焊敷层29。为延长辊齿的使用寿命，锥形头的凸 出部分23A上涂以双层硬质焊敷层。但是，硬质焊敷层是昂贵的，这大大增加了辊齿的总成 本。辊齿的心轴及支架上心轴纳入孔的孔壁经机加工并予紧配合，以保证对辊齿的足 够支撑。即使如此，由于土质尘屑的扩散以及粉碎或采矿作业的混沌特性，尘屑常常环绕心 轴嵌入孔中。这些尘屑往往限制或者时常阻止辊齿预期的旋转，因此使得均勻磨损的潜在 得益归零。而且支架中环绕心轴的尘屑的出现还使从支架上拆卸辊齿变得困难。

发明内容
本发明涉及一种用于诸如破碎机、露天采矿机、地下开采机、磨矿机之类矿业机 械、建筑机械及公共工程机械方面的土工作业辊上的改进型辊齿。按照本发明的一个方面，辊齿包括两个由止动器紧固在一起的组件。一个组件为 紧固在支架上的基座，而另一个组件为咬合土质材料的耐磨帽。耐磨帽置于基座之上，并接 触土质材料以进行轧碎、采矿等作业。其结果是耐磨帽易于在基座之前磨损掉。由于这种结构，所以只有耐磨帽需要更换，接替的耐磨帽可安装在同一基座上。这样做可减少报废的 材料，以及简化更换过程。按照本发明的另一个方面，限定了辊齿为一种带有空腔的耐磨帽，该耐磨帽安装 于由支架限定的凸出的支座上。在此结构中，省却了对辊齿整体式或分离式基座的需求。由 于所需的材料大大减少，辊齿的生产成本和库存需求也降低下来。与两件式辊齿相比，使用 只由耐磨帽组成的辊齿减少了报废的材料，且简化了辊齿的更换。按照本发明的另一个方面，至少辊齿的前部设有副后角(side relief)，以减少阻 力和磨损；需要较小的功率来驱动这些辊；并延长辊齿的使用寿命。至少辊齿前部的、连接 前导表面与后沿表面的各个侧表面绝大部分位于前导表面的宽度范围内。具备这样的副后 角可减少磨损与阻力，无论辊齿是否是具有基座与耐磨帽的两件式辊齿，是仅由耐磨帽限 定的辊齿，还是带有工作端和安装心轴的整体式辊齿。在一种优选的结构中，辊齿的前部具 有大致梯形的横截面结构，其中前导表面宽于后沿表面。但是副后角可具有其它结构。在本发明的其它方面，辊齿的前部在其穿透剖面(penetration profile)上具有 副后角，以进一步减少磨损和阻力。穿透剖面为机械工作中相对于辊齿的材料流总方向上 截取的横向外形。现已确定，主要在辊齿前端和相对于辊齿运动的材料流主方向上会受到与从动辊 的工作相关的强烈磨损效应。通过在该部及在材料流主方向上形成副后角，只需在该前端 提供硬质焊敷层而不会缩短辊齿的使用寿命。使用较少的硬质焊敷层可以降低成本并简化生产。在本发明的其它方面，辊齿具有一前导表面，它向上朝前表面倾斜来限定最前冲 击角，用于撞击岩石和其它土质材料。前表面与前导表面的交会处限定一个角，该角作为辊 齿撞击材料的最前引导部，形成不易损坏的高强度结构。在本发明的其它方面，前表面沿材料流相对于辊齿的主方向从前导表面朝后倾 斜。给前表面安排这样的角度减少了辊齿受到的磨损，并使辊齿均勻磨损。在本发明的其它方面，将辊齿固定在支架上以限制辊齿绕其纵轴旋转。该结构简 化了安装组件，并能使用更多不同的安装结构。在本发明的其它方面，可使具有从动辊的土工机械上的磨损辊齿更换简捷完成。 在本发明的一种方法中，将固定每个需更换已磨损辊齿的耐磨帽的止动器拆卸下来。从紧 固到辊上的支座上拆卸下每个耐磨帽。在每个已卸下耐磨帽的支座上安装新的耐磨帽。用 止动器将每个安装好的耐磨帽紧固到支座上。


图1与图2各为安装在支架上的本发明辊齿的透视图。图3为安装在支架上的辊齿的剖视图。图4为双辊破碎机中处于工作状态的、安装在支架上的辊齿的侧视图。图5为辊齿侧视图。图6为沿图5中线6-6的剖视图。图7为沿图5中线7-7的剖视图。图8为辊齿顶视图。
图9为辊齿底视图。图10为辊齿前视图。图11为辊齿透视图。图12为辊齿分解透视图。图13为辊齿处于反转位置的透视图。图14为辊齿处于反转位置的分解透视图。图15与图16各为辊齿基座的透视图。图17为基座处于反转位置的透视图。图18为基座的侧视图。图19为基座的顶视图。图20为基座的底视图。图21为基座的前视图。图22为基座的后视图。图23与图24各为辊齿上耐磨帽的透视图。图25为耐磨帽处于反转位置的透视图。图26为耐磨帽的侧视图。图27为耐磨帽的顶视图。图28为耐磨帽的底视图。图29为耐磨帽的后视图。图30为耐磨帽的前视图。图31为带有螺杆的沿图30中线31-31截取的剖视图，其中螺钉为分解视图。图32为辊齿止动器的透视图。图33为止动器的分解透视图。图34为止动器的分解侧视图。图35为止动器的分解顶视图。图36为止动器的前视图。图37为止动器的后视图。图38为止动器的剖视图。图39为备选支架的透视图。图40为备选支架的侧视图。图41为备选支架的顶视图。图42为第二备选支架及备选耐磨帽的透视图。图43为第二备选支架及备选耐磨帽的分解透视图。图44为备选耐磨帽的透视图。图45为第二任选支架的透视图。图46为本发明另一任选辊齿的透视图。图47为图46中任选辊齿的侧视图。图48为图46中任选辊齿的顶视图。图49为图46中任选辊齿的前视图。
图50为装有本发明辊齿的滚动式破碎机的局部透视图。图51为滚动式破碎机中两个轧辊的端视图。图52为位于滚动式破碎机支架上的本发明辊齿的透视图。图53为使用双辊破碎机的采矿作业示意图。图54为双辊破碎机上两根辊的工作示意图。图55为传统辊齿的透视图。图56为传统辊齿的侧视图。图57为沿图56中线57-57截取的传统辊齿剖视图。
具体实施例方式本发明涉及土工作业辊或诸如用在辊碎机、露天采矿机、磨矿机之类机器中的辊 的辊齿。在本申请中时常将辊齿描述为具有相对的位置关系，例如上，下，前，后，垂直，水平 或类似关系。对本发明而言，相对的方向关系并不重要。土工作业辊上的辊齿在工作时取 向变化很大。因此，使用这些相对位置关系的语词并非要限制本发明，而是便于描述。并且 本申请中的辊齿主要就双辊破碎机来描述粉碎。但是本发明并不局限于此种作业。本发明 的辊齿也适于与其它土方工程机械一起使用，这些土方工程机械包括使用带辊齿的从动辊 的机械，例如单辊破碎机、滚动式破碎机、露天采矿机、地下开采机、磨矿机等类似机器。在本发明的一种实施例中(图1 38)，辊齿35为两件式辊齿，它包括基座37及 耐磨帽40。基座37包括安装心轴42及用于耐磨帽40的支座44。耐磨帽置于支座上以接 合待加工的材料，例如供入辊碎机7中的矿料1。耐磨帽40为耐损件，它由止动器46可拆 卸地紧固在基座37上。基座37上的心轴42的形状适于将其插入支架13的孔48中(图3)。在此示例中， 心轴42通常具有阶梯形的圆柱结构，其后端53附近具有一个孔或凹槽51 (图11 20)，尽 管其它结构也可采用。孔51可完全贯穿心轴42延伸，但优选只部分地贯穿心轴延伸。安 装螺杆55旋入支架13上的孔57中，使其自由端59纳入凹槽51中，以便接触到心轴42，从 而将辊齿固定在支架上(图3)。由于凹槽51在其纵向侧面58上是闭合的(即，大致沿纵 轴方向延伸的侧面)，在其内纳入螺杆防止了辊齿35在使用中绕其纵轴60旋转。也可用 其它方法将辊齿35紧固在支架13上，并且也可使用其它种类的支架。例如可用不同位置 或方向的安装螺杆。也可采用无螺纹止动器，例如带卡闩的挡块或销，使用其它紧固方法的 销，锁紧元件等。并且孔的形状也可与图示的形状不同。这只不过是为了把辊齿牢固固定 在辊上，对之产生足够大的支撑力来承受预期载荷所必须做的事。在一些包括副后角的实 施例中，禁止辊齿旋转。在另一些实施例中，需要时，可允许辊齿旋转。基座37的支座44位于支架顶上，用来接纳并安装耐磨帽40 (图11 22)。支座 44优选具有大致磨圆的外表面62，它朝前面64渐缩，而其后表面65适于靠在支架13上。 前面64优选为平面并大致垂直于轴60，但也可具有其它形状或取向。凹槽66优选设于相 对的侧表面上，用来接纳耐磨帽40的轨道68，以防耐磨帽绕轴60旋转。凹槽66优选贯穿 整个支座44延伸，以使保持力最大化，但需要时也可仅只局部延伸。每个凹槽66的边缘69 横截于纵轴60取向，并优选向外倾斜，以便于制造及接纳轨道68。但是边缘69也可是水 平的。凹槽可置于不同的位置，但是，为了对垂直于纵轴(即，当辊被驱动时辊齿移动的方向)，所施加的负载产生最大化的抵抗力，优选位于相对的侧面上。凹槽可为曲面或其它形 状。此外，也可只有一个凹槽或多于两个的凹槽。最后，也可采用其它的结构设计，来防止 耐磨帽旋转和/或提供抵抗辊齿横向负载的能力。支座44还优选包括稳定表面70，以对耐磨帽40提供稳固的支撑。稳定表面70竖 直排列(即，大致在辊转动时辊齿移动的方向上排列)，并从前面64向后延伸。稳定表面70 基本上平行于轴60。术语“基本上平行”包括那些平行于轴60的表面，也包括那些与轴60 有小的夹角α的面，例如夹角大约为1 7度之间。为便于制造，稳定表面优选以小的角 度向后偏离于轴60。各稳定表面70优选与轴60的夹角都小于5度，最优选2 3度。稳 定表面70对耐磨帽40提供了抵抗冲击力及使用时所施加其它力的增强支撑。斜支撑面72 优选延伸到稳定表面70与凹槽66之间的前面64，以提供附加的强度。孔74优选形成在下 稳定表面70上，以接纳止动器46，但也可提供其它排列方式和其它位置，以匹配止动器46。耐磨帽40包括空腔78，它向后开口或面朝后，用来接纳支座44，并包括磨损表面 81，它大致面朝前，用来接合材料1 (图1 14及23 31)。空腔78与支座44的结构相 匹配。在例示的实施例中，空腔78绕其周边大致闭合，但在其它实施例中，空腔可沿其一个 或多个侧边开口。支座与空腔可具有很多不同的结构，只要它们能给耐磨帽提供足够的支 撑即可。整个支座优选纳入耐磨帽40中，以保护它不受土质材料影响及过早磨损。作为选 择，基座可限定空腔，耐磨帽可限定凸出的支座。在本实施例中，空腔78具有大致圆形的轮廓，尤其在其后部，以便匹配接纳支座 44的圆形外表面62，并匹配接纳前表面84，该前表面承靠在前面64上。一对向内凸出的轨 道68在轴向上沿空腔78的对置侧表面延伸，以纳入凹槽66中。每个轨道68的侧壁87被 加工成形状与侧边69的形状相匹配。轨道68纳入凹槽66中阻止了耐磨帽40在使用中绕 轴60旋转。轨道68还提供垂直支撑以承载那些施加在耐磨帽上的负荷(即，在辊齿移动 共同方向上或在反方向上施加的负荷)。作为选择，轨道可设在支座上，而凹槽设在耐磨帽 的空腔上。也可使用其它防止耐磨帽旋转的安排方式，以替代或补充轨道与凹槽的组合。空腔78还包括带有稳定表面95的上支承件和下支承件89，它们装配到支座44的 凹进处96，以使稳定表面95接触并承靠在互补的稳定表面70上。与稳定表面70相同，稳 定表面95大致平行于纵轴60。虽然稳定表面70与95优选为平面，但它们也可为曲面或具 有其它形状。而且，作为另一种选择，在某些应用中，稳定表面70与95可更大程度地相对 轴60倾斜，而非大致平行于纵轴60，例如在轻负载应用中。而且在一些应用中，耐磨帽与支 座还可各包括仅只一个相互接合的稳定表面，以抵抗一个主方向上的负载。此外，也可使用 除这种稳定表面以外的配置将耐磨帽安装在基座上。当在用来接纳止动器46的基座上安 装耐磨帽时，开口 97贯穿下支承件89，以对准基座37上的孔74。磨损表面81的前部98，最先并主要与材料1接触，并且在辊碎机7中，主要用于将 材料轧碎。前部98包括前表面100、前导表面101、后沿表面102和侧表面103，其中前表面 100大致面朝前或者从支架面朝外，前导表面101大致朝向辊齿随辊移动的方向，后沿表面 102与前导表面相对，而侧表面103在前导表面101与后沿表面102之间延伸。前部98优 选形成带有副后角，以减少对辊齿磨损与阻力，从而延长了辊齿的使用寿命，并需要较少的 功率来驱动辊。使侧表面103主要在前导表面101的宽度内形成或者在前导表面101的侧 面105内形成，以此来产生副后角。
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在本实施例中，侧表面103大致为平面，并从前导表面101向内倾斜，即，侧表面 103在它们向着后沿表面102延伸时大致互相靠拢。这种安排方式给耐磨帽40提供了横截 面大致呈梯形结构的前部98。在本实施例中，前导表面101的各个部分宽于后沿表面102 的各个反向相应部分；两个表面101、102的各个相应部分是在垂直于纵轴60的方向上彼此 反向的部分。这种向内的倾斜使侧表面103能受前导表面101保护，并少受土质材料1产 生的压力及少与土质材料1接触；参见图5、7和15中，材料1相对于前部98的总体流向F。 压力减小与接触减少导致辊齿磨损减轻并减少辊旋转时的阻力。现已确定，辊齿与材料1 的基本接触及辊齿的磨损是沿着辊齿前端发生的。因此，优选只沿前部98提供副后角。这 样，后部109张开，使支座44的后部扩展，增强支座，并稳固地支撑在支架13上。但是，副 后角可越过耐磨帽的大部分或整个耐磨帽延伸。支座44的前端也优选具有大致梯形的形 状，以更好地使耐磨帽40形成外副后角。侧表面103各优选以横截角θ向内倾斜，以使它们在前导表面101的宽度W范围 内(图6)。这样，侧表面103在前导表面101的保护下穿过材料1移动，以便承受较少的 磨损与阻力。在一种优选结构中，横截角θ大得足以使前部98的侧表面103在耐磨帽40 的穿透剖面上向内倾斜(图7)。穿透剖面为土质材料1相对于辊齿流动的主体方向上所截 取的辊齿横剖面外形。例如，在双辊破碎机7上，土质材料往往会以一个交于辊齿35纵轴 60的斜度相对于辊齿流动(图5)。在传统辊齿上，这种相对运动会在这个交于纵轴60的 斜度上加剧锥形头23的磨损，尤当尘屑阻碍辊齿转动时。在一种示例性双辊破碎机7上， 相对于辊齿的材料流1与纵轴60之间的夹角约为70度。因此，该机器上辊齿的穿透剖面 就在相对于纵轴60倾斜约70度角的横截面上。由于在穿透剖面上设以副后角，所以就土 质材料相对于辊齿的主体流动而言，侧表面103就保持在前导表面101内。这种结构增强 了对辊齿的保护并且还减少了辊上的阻力。在一个优选示例中，使侧表面103倾斜，以限定一个约15度的横截角θ (图6)，以 便在穿透剖面上提供一个约5度的角λ (图7)。正如可理解的那样，15度的横截角θ导 致两侧表面以约30度的夹角相互靠拢。但是，侧表面103可以其它横截角度倾斜，而仍能 提供副后角一些的好处。虽然各个侧表面103在穿透剖面上优选以至少5度的λ角倾斜， 但是更小的角仍使磨损与阻力减小。同样，主要部分位于前导表面101宽度范围内、但在穿 透剖面上不向内倾斜的侧表面103，与无副后角的辊齿相比，仍会使磨损与阻力减小。尽管 副后角优选仅设于前部98，但它也可延伸至后部109。耐磨帽40的前表面100优选以一个角度向轴60倾斜，该角度大致平行于材料1 相对于辊齿35流动的方向。因此，就双辊破碎机而言，前表面100优选以与纵轴60约成70 度的角φ倾斜。但是，也可采用其它的角度取向。尽管前表面100优选为平面，但前表面也 可具有略凹或略凸的曲率。而且，前端可具有其它形状，包括钝的圆形前端、尖的挖掘端或 其它结构。前表面可任选由碳化物或其它硬质材料构成，或者具有碳化物、陶瓷或其它硬质 材料制成的硬质插入物。前导表面101优选相对于轴60向前并向上倾斜，以使耐磨帽40最前部成为冲击 角110，用来撞击待破碎的岩石或其它土质材料。冲击角主要用于冲击岩石或类似物质，它 的构造是不易破坏的坚固结构。尽管前导表面101可具有前表面100的统一构造后部，但 它优选具有前段101'及后段101"。在一种优选结构中，前段101'以与轴60相交约30度的角度α从前表面100向后延伸，以形成冲击角110。后段101"优选相对于轴60以更 小的角度倾斜，以向止动器46提供一些屏障。后沿表面102优选以与轴60相交约15度的 角β从前表面100向后延伸。但其它取向也可行延伸。本发明的耐磨帽可具有所示出以外的其他形状。侧表面可处于与前导表面不同夹 角的位置。侧表面不必为平面，而例如可为曲面、斜面或不规则形状面。只要侧表面主要位 于前导表面的宽度范围内，即使侧表面横向延伸得超过前导表面的宽度，副后角的好处仍 然可得；尽管限制整个侧表面在前导表面宽度范围之内是优选的。此外，前导表面、后沿表 面以及前表面也可加工成非平面的形状。在加工成曲面形状的前部中，尤其在曲面的前导 表面上，侧表面与前导表面之间可没有明确的轮廓界限。本发明的副后角可在这样的情况 下设置如果侧壁位于前导表面最大横向宽度之内占最前导部与最后沿部之间设以副后角 的那个部分的横向距离(即，前导表面与后沿表面之间垂直于纵轴60的距离)的一半以 上，并优选超过该距离约75%。由于工作环境苛刻，所以优选设置具有硬质焊敷层的耐磨帽40。但是现已确定， 大多数切断磨损发生于辊齿前部并沿着与辊齿纵轴60倾斜的方向上。所以，只需在耐磨帽 40的前部98及其后边缘106上并沿着大致平行于材料流相对于辊齿的主体方向的斜度上 设置硬质焊敷层(图1、5及26)。在一种优选结构中，硬质焊敷层涂敷在优选平行于前表面 100、与轴60约成70度交角的连贯一致的区段上。这种有限使用硬质焊敷层的方法与整个 锥形头23都涂满硬质焊敷层的辊齿11相比，降低了辊齿的成本，同时辊齿的可用寿命毫无 明显缩短。止动器46优选包括螺栓或阳螺纹件111以及螺母或阴螺纹件113 (图3、12、14及 31 38)，尽管其它类型的止动器(带或不带螺纹的)也可使用。螺栓111具有螺纹轴115， 其上带有自由端117，并具有螺栓头119，其上带有与自由端117相对的工具接合件。螺母 113包括螺纹腔121及一对平坦的外侧面123，该外侧面用来与开口 97中的平坦的侧壁99 配合，以防止螺母转动，尽管也可使用其它非圆形状。螺母从空腔78中插入开口 97中。螺 母可通过其内端的凸缘、通过与开口 97干涉配合、通过螺母与开口的相应断面收缩，或通 过其它方法来保持在开口 97中。使用这样的螺母使开口 97能得以浇铸成型或者以另外的 方式进行无螺纹成型。但作为选择，开口 97也可形成有螺纹。螺栓111的螺纹轴115旋过 孔腔121，纳入孔74中，以将耐磨帽40固定在支座44上。在一种优选实施例中，螺母113还包括弹性件133，该弹性件接触螺栓111以防使 用中不希望有的松动。弹性件优选为环绕轴115的衬套133。衬套133包括凸缘139，该凸 缘环绕螺母113的缩径部分141安装，以将衬套133与螺母联接在一起。作为选择，衬套 133起初可通过粘合、铸造或其他方法固定在螺栓111上。在该示例性示例中，衬套133包 括轮缘135，当螺栓111接纳于腔121中时，轮缘135卡入邻接头部119的槽137中，但也可 使用其它方法。衬套133防止使用中不希望有的螺栓111的松动，但允许螺栓111在用工 具如转矩扳手转动时回缩。也可使用其它方法防止松动，如锁紧螺母等。衬套133也封闭 开口 97以减少尘屑嵌入螺栓111与螺母113的螺纹中，并因此便利了锁紧件(lock)的拆 卸。衬套133优选由聚合物如聚氨酯制成，但也可使用其它各种组合物。螺母113优选在制造过程中配合到耐磨帽40中，但也可通过人工装配。同样，螺 拴111也优选安装到耐磨帽上(即，旋入螺母113中)，以使止动器46在制造过程中也整体
11地连接到耐磨帽上。用此方法可确保正确地在开口 97中装配螺母113及在螺栓111上套 入衬套133。而且，这样就使止动器46始终卡紧一部分耐磨帽40，所以无需储存和跟踪各 别的锁紧件。耐磨帽可通过螺母113中的螺栓111被安装在基座上，只要自由端117不伸 入空腔78中，但螺栓111也可依需要而被拆除。一旦耐磨帽40完全安装在支座44上，使 螺栓111前移，以使自由端117纳入基座37的孔74中。优选的是，不使自由端117压在孔 74的底表面125上，但也可使其压在该底表面上。相反，头部119优选包括周缘凸缘127， 它纳入开口 97的埋头孔129中，以阻止螺栓111经过此点往前移。耐磨帽40上还设有较 大的埋头孔131，以使工具能接合头部119。当然，也可使用其它的螺母113、螺栓111及开 口 97形状与配置。设置一种优选制成空腔78的腔体前伸部形式的磨损指示器143，来确定耐磨帽何 时失效并需更换(图3与图31)。当耐磨帽40必须更换时，回移或移除螺栓111，以将自由 端117移出孔74。然后可从支座44上拔出耐磨帽40。如果嵌入的尘屑使耐磨帽40粘在 支座44上，可用标准撬具(未示出)将耐磨帽40从支座44上向前撬开。但由于通常无需 从支架13上拔下基座37 (即，除非基座也磨损并需要更换)，更换过程比传统辊齿简捷得 多。此外，优选在支座44的后端设置一个或多个凹陷145，以便在基座37与支架13之间插 入撬具，在支架需要更换时，便于从支架上拆除基座。在一种可选择的实施例中，辊齿仅由耐磨帽40限定，即，基座不接纳支架中。在此 实施例中，支架13A包括支座44A，在该支座上附装了耐磨帽40 (图39 41)。支座44A优 选具有与基座37上的支座44相同的结构，但也可使用其它结构。优选的是，耐磨帽40及止 动器46具有和基座37 —起使用时的相同结构。唯一的区别是省略基座37，而且支座44A 与支架13A成为一体。但是也可使用其它的支架及耐磨帽。作为另一示例，图42 45中举例示明一种 可选择的实施例。在此实施例中，支架13B包括支座44B，该支座由设有中柱45B的大致呈 I形的结构、上支承件47B和下支承件49B以及凹进处52B限定。上支承件47B优选为凸 缘，它从中柱45B的各侧横向延伸。下支承件49B优选作为支架基座54B的承载面。孔74B 延伸进入或穿过中柱45B，用来接纳止动器46B，以将耐磨帽40B固定在支架13B上。耐磨帽40B包括一个面向后或向后开口的空腔78B，用来接纳支座44B。在此实施 例中，空腔78具有大致呈T形的横截面结构。一对支臂56B从工作端58B向后延伸，以限 定侧轨道61B，该侧轨道配合到支座44B上的凹进处52B。每个轨道61B与上壁63B隔开， 以限定上凹槽67B，该上凹槽67B适于接纳上支承件47B。空腔78B的前表面84B适于邻接 支座44B的前面64B。支臂56B的上表面69B和下表面7IB适于分别靠在上支承件47B和 下支承件49B上。上表面69B优选相对于纵轴向下倾斜，以便与支架13B保持不大的型面 高度。孔73B延伸穿过一个或每个支臂56B，并大致对准支架13B上的孔74B，以接纳止动 器 46B。一旦耐磨帽40B安装在支座44B上，便插入止动器46B，以便将耐磨帽固定在支座 上。止动器46B优选与止动器46具有相同的结构，但也可有其它的结构。在本发明的另一实施例中(图46 49)，辊齿150为整体件，它包括咬合土质材料 1的前工作端或工作部152，并包括后安装端或安装部154，以便通过固定件或基座将辊齿 固定在辊上。除去与止动器46相关的特征之外，辊齿150优选具有大致相同的外形。辊齿150的工作端152具有前表面160，前导表面162、后沿表面164及一对在表面162、164之间 延伸的侧表面166。工作端152具有与耐磨帽40相同的外形。安装端154具有与心轴42 相同的外形。相应地，工作端优选具有沿前部198的副后角，以减少辊齿上的磨损与阻力， 这样可延长辊齿的使用寿命并只需较少的功率来驱动辊。与耐磨帽40—样，副后角是通过 在前导表面162宽度或侧面的大部分范围内形成侧表面166来设置的。尽管上面记叙了两件式辊齿、整件式耐磨帽辊齿、以及带有工作端和安装端的整 件式辊齿的各种优选实施例，但依照本发明的其它的结构也是可行的。本发明的各个不同 方面可单独使用，以获得本发明的一些好处。例如，许多不同的结构可用来形成空腔、支座、 外磨损表面或止动器，仍能获得工作端磨损时废弃较少材料的好处，并提供便利的更换过 程。耐磨帽甚至可具有锥形外形和象传统辊齿的锥形头一样经受转动的辊齿部分。辊齿的 前表面可能为曲面、尖头，或具有非平面的且不向纵轴倾斜的形状及/或取向。辊齿的工作 端也可设有碳化物或硬质材料的前表面，或设有嵌入的碳化物、陶瓷或其它抗磨材料，或者 设有硬质焊敷层以外的其它抗磨措施。尽管本申请主要公开了本发明辊齿的锥形头在双辊破碎机上的用途，但这类辊齿 也可用于其它机械，例如滚动式破碎机170 (图50 52)。在滚动式破碎机上，辊齿35安装 在固定于辊9B上的支架13B上。
权利要求
一种联接在土工机械中的从动辊上的辊齿，该辊齿包括具有支座及安装端的基座，以联接到紧固在所述辊上的支架上；可与基座分离的耐磨帽；和可松开地将耐磨帽保持在基座上的止动器。
2.权利要求1所述的辊齿，其中耐磨帽包括空腔，而且支座为形状与空腔相对应的凸 起部。
3.权利要求2所述的辊齿，其中止动器为螺纹件，它螺旋纳入耐磨帽并可松开地纳入基座中。
4.权利要求2所述的辊齿，其中辊齿具有纵轴，并且空腔与支座各包括彼此接合的至 少一个稳定表面，每个稳定表面大致平行于纵轴延伸。
5.权利要求4所述的辊齿，其中支座包括至少一个凹槽，并且空腔包括至少一个纳入 该凹槽中的轨道，其中凹槽与轨道大致平行于纵轴延伸。
6.权利要求2所述的辊齿，其中支座包括至少一个凹槽，并且空腔包括至少一个纳入 该凹槽中的轨道。
7.权利要求1所述的辊齿，其中止动器为螺纹件，它螺旋纳入耐磨帽并可松开地纳入基座中。
8.权利要求1所述的辊齿，其中耐磨帽的至少前部包括前导表面和从前导表面延伸的 侧表面，而且其中侧表面主要在前导表面宽度之内。
9.权利要求8所述的辊齿，其中耐磨帽包括外磨损表面，且只有耐磨帽的前部覆以硬 质焊敷层。
10. 一种联接在土工机械中的从动辊上的辊齿，该辊齿包括适于紧固到所述辊上的 安装端，以及在机械工作过程中咬合土质材料的工作端，该工作端至少包括前部，该前部具 有前表面、前导表面和前表面后部的后沿表面，而且侧表面在前导表面与后沿表面之间延 伸，侧表面主要定位于前导表面宽度之内，以便当辊齿被驱动经过土质材料时，向工作端提 供副后角。
11.权利要求10所述的辊齿，其中辊齿具有纵轴，并且前部具有垂直于纵轴的大致梯 形的剖面构造。
12.权利要求10所述的辊齿，其中侧表面在前导表面的侧面之内占它们长度的一半以上。
13.权利要求10所述的辊齿，其中前导表面的一部分限定工作端的最前部、后沿表面 的一部分限定工作端的最后部，侧表面在前导表面的侧面之内，占从最前部延伸到最后部 的间距的一半以上。
14.权利要求10所述的辊齿，其中前表面大致为平面。
15.权利要求14所述的辊齿，其中辊齿具有纵轴，并且前表面向纵轴倾斜约70度角。
16.权利要求14所述的辊齿，其中辊齿具有纵轴，并且前表面在大致平行于土质材料 相对于辊齿流动的主方向的方向上朝纵轴倾斜。
17.权利要求10所述的辊齿，其中侧表面向内倾斜，以约30度的夹角彼此交汇。
18.权利要求10所述的辊齿，其中安装端为向后延伸的心轴，它适于纳入形成在辊上 紧固的支架中的孔中。
19.权利要求18所述的辊齿，其中辊齿包括耐磨帽及基座，它们通过止动器联接在一起。
20.权利要求10所述的辊齿，其中安装端为向后敞开的空腔，用来接纳将辊齿安装到 支架上的支座。
21.权利要求20所述的辊齿，其中辊齿包括开口，该开口用来接纳适于将辊齿可松开 地紧固到支座上的止动器。
22.—种联接在土工机械中的从动辊上的辊齿，该辊齿包括用来紧固到辊上的安装 端，以及在机械作业过程中咬合土质材料的工作端，该工作端包括大致呈平面状的前表面。
23.权利要求22所述的辊齿，其中辊齿具有纵轴，并且前表面朝纵轴倾斜。
24.权利要求23所述的辊齿，其中前表面以约70度的角朝纵轴倾斜。
25.权利要求24所述的辊齿，该辊齿至少在前部上包括横向向内凹进的侧表面，用来 在辊齿被驱动经过土地时对工作端提供副后角。
26.一种联接在土工机械的从动辊上的辊齿，该辊齿具有纵轴，且该辊齿包括用来紧 固到该辊上的安装端，以及在机械作业过程中咬合土质材料的工作端，该工作端包括前表 面，该前表面在大致平行于土质材料相对于辊齿流动的主方向上朝纵轴倾斜。
27.权利要求26所述的辊齿，其中工作端包括前导表面与后沿表面，而且前表面在朝 向后沿表面的方向上向后以约70度的角度相对于纵轴倾斜。
28.一种联接在土工机械中的从动辊上的辊齿，该辊齿包括用来紧固到该辊上的安 装端、在机械作业过程中咬合土质材料的工作端、以及贯穿安装端与工作端延伸的纵轴，所 述安装端具有孔，该孔用来接纳止动器，以使辊齿紧固到该辊上的支架上，该孔具有与止动 器接合的纵侧面，以防止辊齿绕纵轴转动。
29.权利要求28所述的辊齿，其中孔在大致垂直于纵轴的方向上仅部分地贯穿安装端 延伸。
30.一种联接在土工机械中的从动辊上的耐磨帽，该耐磨帽包括面向前的磨损表面、面 向后的空腔，该空腔适于接纳用来将耐磨帽安装到该辊上的支座，开口用于接纳止动器，以 将耐磨帽可松开地紧固到支座上。
31.权利要求30所述的耐磨帽，该耐磨帽具有纵轴，其中空腔包括至少一个稳定表面 以接合支座上的互补表面，每个所述稳定表面基本平行于纵轴延伸。
32.权利要求31所述的耐磨帽，其中空腔包括至少一个纳入支座上的凹槽中的轨道。
33.权利要求30所述的耐磨帽，其中所述开口包括处于该开口内的螺母，用于接纳带 螺纹的止动器。
34.权利要求30所述的耐磨帽，其中耐磨帽的至少前部包括前导表面、相对的后沿表 面、以及从前导表面延伸到后沿表面的侧表面，而且其中侧表面主要在前导表面的宽度范 围内。
35.权利要求34所述的耐磨帽，其中耐磨帽仅在前部上包括硬质焊敷层。
36.一种更新具有从动辊的土工机械上已磨损辊齿的方法，该方法包括将用于保持 每个需更新的已磨损辊齿上的耐磨帽的止动器松开，从紧固在辊上的支座上拆下每个这样 的耐磨帽，将新的耐磨帽安装到每个已拆除耐磨帽的支座上，以及用止动器将每个这样安 装好的耐磨帽紧固到支座上。
37.权利要求36所述的方法，其中每个所述耐磨帽具有磨损表面及空腔，而且其中将 每个新耐磨帽安装得能使空腔被罩纳在各自的支座之上。
38.一种将辊齿安装到土工机械的从动辊上的方法，该方法包括将具有纵轴的辊齿 安装到紧固在辊上的支架上，以及使用止动器将辊齿紧固到支架上，从而防止辊齿绕纵轴 转动。
39.一种用在具有带辊齿的从动辊的土工机械上的锁紧件，该锁紧件包括阳螺纹件、阴 螺纹件、以及弹性件，该弹性件围绕阳螺纹件以防止阳螺纹件松动。
40.权利要求39所述的锁紧件，其中阳螺纹件具有凹槽，弹性件具有凸缘，该凸缘装配 到凹槽中，以将弹性件固定在阳螺纹件上。
全文摘要
一种用在诸如破碎机、露天采矿机、磨矿机等矿业、建筑以及公共工程机械的土工作业辊上的辊齿，该辊齿包括工作端，该工作端设有副后角来减轻阻力及磨损，需要较小功率来驱动辊，并延长辊齿的可用寿命。该工作端也可具有大致平坦的前表面，以提高破碎或其他类似作业的产率。该辊齿包括通过止动器可松开地紧固在一起的基座及耐磨帽。
文档编号E02F9/28GK101910525SQ200980101735
公开日2010年12月8日 申请日期2009年1月8日 优先权日2008年1月8日
发明者克里斯托弗·M·卡彭特, 罗伯特·S·弗莱克, 雷·J·莫里斯, 马克·A·切恩 申请人:爱斯科公司