Траверза для использования с гирационной дробилкой (варианты) и гирационная дробилка

Группа изобретений относится к гирационным дробилкам и траверзам для этих дробилок. Траверза по первому варианту содержит центральную ступицу и множество ребер траверзы. Каждое ребро траверзы, продолжающееся от центральной ступицы до наружного обода, имеет в целом U-образное сечение, образованное парой разнесенных выступов, соединенных друг с другом соединительной перемычкой. Центр жесткости на изгиб U-образного сечения расположен под соединительной перемычкой. Выступы каждого ребра траверзы разнесены друг от друга для образования канала, имеющего открытый верхний конец, противоположный соединительной перемычке. Траверза по второму варианту дополнительно характеризуется тем, что канал, образованный между парой разнесенных выступов, открыт на конце, расположенном вертикально над соединительной перемычкой. Гирационная дробилка содержит корпус, траверзу, имеющую центральную ступицу, множество ребер траверзы, и множество броней ребер траверзы. Каждое ребро траверзы, продолжающееся от центральной ступицы до наружного обода, образовано парой выступов, разнесенных друг от друга для образования канала и соединенных перемычкой, а каждая броня установлена к одному из ребер траверзы. В траверзе и дробилке снижены вредные крутильные напряжения. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Настоящее изобретение в целом относится к камнедробилке, например камнедробилке с конструкциями, называемыми обычно гирационные или конусные дробилки. Более конкретно, настоящее изобретение относится к траверзе для использования с гирационной дробилкой или конусной дробилкой, включающей в себя несколько ребер траверзы, причем каждое включает в себя открытый канал, образованный между двумя разнесенными выступами.

Камнедробилки разбивают горную породу, камень или другие материалы в камере дробления, образованной между расширяющимся книзу коническим кожухом, установленным на главный вал, который вращается внутри наружного, расширяющегося кверху узла конусов, имеющего форму усеченного конуса, внутри корпуса дробилки в сборе. Конический кожух и главный вал осесимметричны относительно оси, которая наклонена относительно вертикальной оси корпуса в сборе. Эти оси пересекаются вблизи верхней части камнедробилки. Наклоненная ось кругообразно приводится в движение вокруг вертикальной оси, тем самым передавая вращательное перемещение главному валу и кожуху. Вращательное перемещение вызывает поочередное движение к и удаление точек кожуха от неподвижных конусов. Во время удаления материал, который необходимо раздробить, падает ниже в полость, где он дробится, когда перемещение меняет направление и кожух движется к конусам.

Траверза прикреплена к верхней части корпуса в сборе, образуя верхнюю часть опорной конструкции для главного вала. Материал, который необходимо раздробить, обычно падает на стойкие к абразивному износу брони ребер траверзы, которые расположены поверх ребер и центральной ступицы траверзы, после чего материал, который необходимо раздробить, падает в камеру дробления. Траверза включает в себя центральную ступицу и втулку, которая принимает один конец главного вала. Дробящие усилия, создаваемые в камере дробления, создают очень большие нагрузки, которые накладываются частично на траверзу. Траверза должна быть выполнена так, чтобы выдерживать такие нагрузки, чтобы избежать необходимости отключения дробящей линии или всего карьера, чтобы заменить и/или отремонтировать поврежденную траверзу.

Задачей настоящего изобретения является создание гирационной дробилки, включающей в себя траверзу для использования в дроблении горной породы, камня или других материалов в камере дробления, которая выдерживает большие нагрузки. Траверза, выполненная согласно настоящему изобретению, включает в себя центральную ступицу и втулку, которая принимает один конец вращающегося центрального вала, расположенного внутри корпуса дробилки в сборе. Несколько ребер траверзы, обычно две, продолжаются от центральной ступицы к наружному ободу, чтобы поддерживать центральную ступицу в целом вдоль осевой линии дробилки. Каждое ребро траверзы оборудовано броней ребра траверзы, чтобы защищать ребро траверзы от камней и обломков пород во время использования.

Каждое из ребер траверзы выполнено из пары в целом вертикально расположенных выступов с лежащей ниже перемычкой, чтобы образовать канал. Канал, образованный между парой выступов, открывается кверху.

В варианте выполнения, в котором канал открыт вертикально вверх, пара выступов и перемычка образуют соединительную балку между центральной ступицей и наружным ободом траверзы. Соединительная балка, которая образует каждое из ребер траверзы, имеет центр жесткости на изгиб обычно ниже соединительной перемычки балки. Такая конструкция снижает вредящие крутильные напряжения, которые обычно снижают прочность открытого профиля по отношению к закрытому профилю одинакового размера.

Другие различные признаки, задачи и преимущества изобретения будут видны из следующего описания со ссылками на чертежи.

На чертежах изображен лучший вариант, предлагаемый в настоящее время, осуществления описания.

На чертежах:

Фиг.1 - схематичное изображение гирационной камнедробилки;

Фиг.2 - вид в сечении гирационной камнедробилки предшествующего уровня техники, включающей в себя траверзу предшествующего уровня техники;

Фиг.3a - вид в неполном сечении траверзы предшествующего уровня техники;

Фиг.3b - вид в сечении одного ребра траверзы предшествующего уровня техники;

Фиг.4 - вид в перспективе в сборе траверзы настоящего описания, установленной на корпус гирационной дробилки в сборе;

Фиг.5 - разобранный вид части гирационной дробилки;

Фиг.6 - вид в сечении, взятый вдоль линии 6-6 с Фиг.4 и

Фиг.7 - ряд видов в сечении альтернативных вариантов выполнения формы сечения ребер траверзы, сконструированной согласно настоящему описанию.

На Фиг.1 изображено основное применение системы 1 камнедробления. Как показано на Фиг.1, гирационная камнедробилка 10 обычно расположена внутри котлована 12, имеющего нижнюю стенку 14. Котлован 12 принимает подачу материала 16, который необходимо раздробить, от различных источников, например, самосвала 18. Материал 16 помещается в котлован 12 и направляется к верхней части камеры дробления, расположенной под верхним загрузочным концом 20 камнедробилки 10. Материал 16 входит в камеру дробления и проходит через конус в сборе, расположенный вдоль неподвижного корпуса 22 в сборе. Внутри корпуса в сборе, дробящий кожух (не показан) вращается и дробит материал внутри камеры дробления. Раздробленный материал покидает гирационную камнедробилку 10 и входит в приемную камеру 24, где раздробленный материал затем направляется от системы 11 камнедробления, например, с помощью конвейера в сборе или других механизмов транспортировки. Работа системы 11 камнедробления традиционна и использовалась множество лет.

На Фиг. 2 изображен вид в сечении гирационной камнедробилки 10 предшествующего уровня техники. Как показано на Фиг.2, гирационная камнедробилка 10 обычно включает в себя корпус 22 в сборе, образованный верхним корпусом 26, присоединенным к корпусу 28. Ряды конусов 35, расположенных вдоль внутренней поверхности корпуса 22 в сборе, образуют в целом сужающуюся внутреннюю поверхность 35, имеющую форму усеченного конуса, которая направляет материал от открытой верхней стороны 32 вниз через сужающуюся камеру 33 дробления, образованную между внутренней поверхностью 30, ограниченной рядами конусов 35, и наружной поверхностью 36 кожуха 37, имеющего форму усеченного конуса, расположенного на вращающемся главном валу 38. Материал дробиться по всей высоте камеры 33 дробления между внутренней поверхностью 30 и наружной поверхностью 36 по мере вращения главного вала, причем окончательное дробление происходит в разгрузочной щели 34.

Верхний конец 40 главного вала 38 опирается во втулке 39, удерживаемой внутри центральной ступицы 42 траверзы 44. Траверза 44 установлена на верхнем корпусе 26 и включает в себя, по меньшей мере, пару ребер 46 траверзы, которые поддерживают центральную ступицу 42, как показано. В показанном варианте выполнения каждая пара броней 48 ребер траверзы установлена на ребрах 46 траверзы, чтобы обеспечить защиту от износа. Колпак 50 траверзы устанавливается над центральной ступицей 42, как показано.

Фиг.3a предоставляет подробный вид траверзы 44 предшествующего уровня техники, используемого в гирационной камнедробилке 10, показанной на Фиг.2. Как показано на Фиг.3a, траверза 44 включает в себя центральную ступицу 42, выполненную заодно с парой ребер 46 траверзы. Каждое из ребер 46 траверзы продолжается наружу и присоединено к наружному ободу 52, который включает в себя ряд крепежных отверстий 54 для крепления траверзы 44 к верхнему корпусу 26, как описано.

На Фиг. 3b изображен вид в сечении одного из ребер 46 траверзы. Как показано на Фиг.3b, ребра 46 траверзы имеют в целом полую центральную полость 56. Полость 56 в целом образована двумя боковыми стенками 58, верхней стенкой 60 и нижней стенкой 62. Стенки выполнены из износостойкой стали, обычно выполнены литьем в песчаные формы. Во время отливки ребер 46 траверзы 44 предшествующего уровня техники, песчаные стержни должны удерживаться внутри формы во время протекания в форме подготовительной операции. Дополнительно, замкнутая полость 56 должна включать в себя верхние смотровые отверстия 64 и нижние смотровые проемы 66, чтобы обеспечить доступ к смазочным линиям или крепежным элементам для защитных устройств 48 ребер траверзы (Фиг.2). Смотровые отверстия 64 имеют доступ к проемам 66 и также используются для пропускания опорных элементов для песчаных стержней во время отливки траверзы. После отливки смотровые проемы 66 используются, чтобы извлечь остатки стержня и обеспечить доступ для осмотра и устранения недопустимых дефектов. Смотровые отверстия 64 и смотровые проемы 66 создают пониженную прочность в ребрах 46 траверзы и иногда места образования усталостных трещин.

На Фиг.4 изображена траверза 68 в сборе, выполненная согласно настоящему описанию. Траверза 68 в сборе показана установленной на гирационную камнедробилку 10, которая включает в себя тот же верхний корпус 26 и главный вал 38, как показано и описано на Фиг.2. Ряды конусов не показаны на Фиг.4, но также включены в камнедробилку 10. Как показано, главный вал 38 поддерживается центральной ступицей 70 аналогично тому, как описано выше.

На Фиг.5 представлен разобранный вид траверзы 68 в сборе. Траверза 68 в сборе в целом включает в себя траверзу 72, пару броней 74 ребра траверзы, брони 84 обода и колпак 76 траверзы.

Траверза 72 включает в себя пару ребер 78 траверзы, продолжающихся от центральной ступицы 70 и присоединенных к наружному ободу 80. Наружный обод 80 включает в себя ряд крепежных отверстий 82, которые позволяют надежное крепление траверзы 72 к верхнему корпусу 26. Когда траверза 72 установлена на верхний корпус 26, ряд броней 84 обода расположены поверх наружного обода 80, чтобы обеспечить защиту от износа наружному ободу 80.

Когда траверза 72 установлена на верхний корпус 26, броня 74 ребра траверзы установлена на каждое из ребер 78 траверзы, чтобы обеспечить защиту от износа ребру траверзы. Как показано на Фиг.5, каждая из броней 74 ребра траверзы включает в себя канал 86, так что брони 74 ребра траверзы могут быть помещены над ребрами 78 траверзы, чтобы обеспечить защиту от износа ребрам 78 траверзы. Колпак 76 траверзы продолжается над центральной ступицей 70 и обеспечивает дополнительную защиту от износа траверзе 72.

Каждая из броней 74 ребра траверзы включает в себя глухое основание 75, образованное наверху брони ребра. Глухое основание 75 накапливает некоторое количество материала, который необходимо раздробить, так что, когда дополнительный материал перемещается к траверзе, материал контактирует с накопленным материалом в глухом основании 75, чтобы снизить износ брони 74 ребра. Колпак 76 траверзы включает в себя подобное глухое основание 77, которое работает аналогичным образом. Хотя вариант выполнения, показанный на чертежах, включает в себя глухие основания 75 и 77, глухие основания могут быть исключены из конструкции, оставаясь в пределах объема настоящего описания.

Ссылаясь на Фиг.6, брони 74 ребер траверзы включают в себя пару разнесенных боковых стенок 98, которые расположены смежно каждому из выступов 90 ребра траверзы и соединены верхней перемычкой 100. Верхняя перемычка 100 продолжается над верхним концом 94 ребра 78 траверзы, чтобы предотвратить попадание материала и обломков пород в канал 92, образованный между парой разнесенных выступов 90. Конкретная конфигурация брони 74 ребра траверзы может быть изменена в зависимости от действительной формы ребра 78 траверзы. Верхняя перемычка 100 включает в себя глухое основание 75, как описано выше.

Как показано на Фиг.5 и 6, каждое из ребер 78 траверзы образовано из пары разнесенных выступов 90. Расстояние между выступами 90 образует канал 92. Как показано на Фиг.5 и 6, канал 92 открыт на верхнем конце 94 и закрыт на нижнем конце соединительной перемычкой 96. Соединительная перемычка 96 продолжается между парой разнесенных выступов 90 и выполнена заодно с выступами 90. Комбинация пары выступов 90 и канала 92 приводит к наличию у каждого из ребер траверзы в целом структурных характеристик балки, продолжающейся от центральной ступицы 70 до наружного обода 80.

Ребра 78 траверзы действуют в качестве конструктивных элементов, чтобы поддерживать центральную ступицу 70, имеющую верхнюю втулку, которая в свою очередь поддерживает верхний конец главного вала 38. Дробящие усилия на кожухе передаются главному валу, вызывая силы реакции в верхней втулке, где усилия передаются центральной ступице 70. Усилия в целом горизонтальны и изменяются по величине и направлению, как обусловлено вращательным движением главного вала и сопротивлением раздроблению породы в камере дробления. Соответственно, нагрузки, накладываемые на траверзу, иногда перпендикулярны, полностью или частично, и иным образом, направлению, заданному длиной ребер 78 траверзы и ступицы 70, соединяющей наружный обод. Все нагрузки от главного вала, несомые ребрами 78 траверзы, должны быть уравновешены реакциями опоры в местах соединения ребер с наружным ободом и верхним корпусом, но поперечные составляющие силы наиболее критичны в отношении деформаций и нагрузок в ребрах 78 траверзы. Внутренние нагрузки, несомые ребрами 78 траверзы, вызывают различные деформации, включающие в себя изгибание, вытягивание и сдвиг, но деформации кручения и связанные напряжения, вследствие поперечных нагрузок могут быть наиболее разрушительными для открытых профилей. Однако форма открытого канала ребер 78 траверзы, показанная на Фиг.5 и 6, эффективна в снижении деформаций кручения и крутильных напряжений до приемлемых значений, не прибегая к значительно большим альтернативным открытым профилям, которые помешают функциональности дробилки и технологической экономии траверзы.

Центром жесткости на изгиб для балки является точка на сечении, в которой поперечная сила может быть приложена, не вызывая каких-либо деформаций кручения на балке. В целом, открытые профили более подвержены крутильным напряжениям и деформациям кручения, чем закрытые профили, такие как круглые или прямоугольные трубы. Центром жесткости на изгиб является место, через которое поперечные силы могут быть приложены, чтобы уменьшить результаты проявления кручения, которые увеличиваются при увеличении расстояния между линией приложения силы и центром жесткости на изгиб.

В варианте выполнения, показанном на Фиг.5, каждое ребро траверзы может быть изображено в виде балки, которая поддерживает центральную ступицу внутри наружного обода траверзы. Каждое ребро траверзы может быть представлено в виде прямой линии между точкой приложения силы на втулке центральной ступицы и областью опоры на наружном ободе. Эта прямая линия может считаться балкой, поскольку термин относится к теоретической механике. Используя такой анализ, центр жесткости на изгиб для показанного сечения балки расположен возле и слегка под соединительной перемычкой 96 и в целом показан ссылочной позицией 103 на Фиг.6. Во время работы гирационной камнедробилки вращающийся главный вал создает поперечную составляющую силы, которая приложена к траверзе. Поперечная составляющая силы в целом изображена на Фиг.6 стрелкой 104. Как показано, место положения поперечной составляющей силы близко к центру 103 жесткости на изгиб. Вследствие близости поперечной силы и центра жесткости на изгиб, ребро траверзы, включающее в себя открытый канал 92, образованный между парой разнесенных выступов 90 и перемычкой 96, обеспечивает требуемые структурные характеристики, чтобы выдерживать деформацию кручения и связанные напряжения вследствие поперечных нагрузок.

Форма траверзы 72, имеющей открытый канал между парой разнесенных выступов 90 и перемычкой 96, значительно снижает сложность производственного процесса, что снижает себестоимость траверзы. В отличие от траверзы 44 предшествующего уровня техники, включающей в себя замкнутые ребра 46 траверзы, показанные на Фиг.3a, траверза настоящего описания не требует специальных стержней и отверстия, чтобы образовать замкнутую полость 56, что упрощает технологический процесс. Конструкция ребер 78 траверзы, использующих пару разнесенных выступов 90, которые образуют открытый канал, также обеспечивает более удобный доступ к смазочным линиям и соединениям, без необходимости образовывать смотровые отверстия и проемы, показанные и описанные в траверзе предшествующего уровня техники с Фиг.3a. Открытый канал 92 обеспечивает больший доступ к этим компонентам, в то же время, еще обеспечивая требуемую прочность и износостойкость траверзы 72.

На Фиг.7 изображено множество различных альтернативных вариантов выполнения сечения каждого из ребер траверзы. В варианте выполнения, показанном на Фиг.7a-7j, сечение каждого из ребер траверзы имеет в целом U-образную форму, в которой пара разнесенных выступов 90 соединена соединительной перемычкой 96. Соединительная перемычка 96 в целом расположена внизу сечения и продолжается между разнесенными выступами 90. Хотя варианты выполнения с Фиг.7a-7j описаны в целом U-образной формы, ясно, что термин «U-образной формы» относится к форме, имеющей пару продолжающихся вверх выступов 90, отделенных открытым каналом и соединенных на нижнем конце поперечной соединительной перемычкой 96.

На Фиг.7a изображены альтернативные варианты выполнения, которые включают в себя как открытый верхний канал 106, так и открытый нижний канал 108, отделенные соединительной перемычкой 96. В каждом из вариантов выполнения, показанных на Фиг.7a-7j, ребро траверзы включает в себя канал, имеющий один открытый конец, что отличается от ребер траверзы предшествующего уровня, как показано на Фиг.3b. В варианте выполнения с Фиг.7j выступы 90 непараллельны.

Это письменное описание использует примеры, чтобы раскрыть изобретение, включающие в себя лучший вариант, и также чтобы позволить любому специалисту в данной области техники выполнить и применить изобретение. Патентоспособный объем охраны изобретения определен формулой изобретения и может включать в себя другие примеры, которые возникнут у специалистов в данной области техники. Такие другие примеры находятся в пределах формулы изобретения, если они имеют конструктивные элементы, которые не отличаются от точной формулировки формулы изобретения, или если они включают в себя эквивалентные конструктивные элементы с незначительными отличиями от точных формулировок формулы изобретения.

1. Траверза для использования с гирационной дробилкой, содержащая:
центральную ступицу; и
множество ребер траверзы, продолжающихся от центральной ступицы до наружного обода, в которой каждое из ребер траверзы имеет в целом U-образное сечение, образованное парой разнесенных выступов, соединенных друг с другом соединительной перемычкой, причем центр жесткости на изгиб U-образного сечения расположен под соединительной перемычкой, при этом выступы каждого ребра траверзы разнесены друг от друга для образования канала, имеющего открытый верхний конец, противоположный соединительной перемычке.

2. Траверза по п.1, в которой разнесенные выступы и соединительная перемычка выполнены за одно целое.

3. Гирационная дробилка, содержащая:
корпус в сборе;
траверзу, поддерживаемую корпусом в сборе, причем траверза имеет центральную ступицу и множество ребер траверзы, продолжающихся от центральной ступицы до наружного обода, причем каждое из ребер траверзы образовано парой выступов, разнесенных друг от друга для образования канала, и соединены друг с другом соединительной перемычкой; и
множество броней ребер траверзы, каждая из которых установлена к одному из ребер траверзы.

4. Гирационная дробилка по п.3, в которой выступы каждого ребра траверзы разнесены друг от друга для образования канала, имеющего открытый верхний конец, противоположный соединительной перемычке.

5. Гирационная дробилка по п.4, в которой каждое из ребер траверзы имеет в целом U-образное сечение.

6. Гирационная дробилка по п.5, в которой выступы и соединительная перемычка выполнены за одно целое.

7. Гирационная дробилка по п.3, дополнительно содержащая главный вал, поддерживаемый на одном конце центральной ступицей, в которой движение главного вала внутри корпуса создает усилие на траверзе.

8. Гирационная дробилка по п.5, в которой центр жесткости на изгиб сечения ребра траверзы расположен ниже соединительной перемычки.

9. Гирационная дробилка по п.3, в которой каждая из броней ребер траверзы накрывает открытый верхний конец канала, образованного разнесенными выступами для предотвращения попадания обломков пород в открытый канал.

10. Гирационная дробилка по п.9, в которой каждая из броней ребер траверзы включает в себя углубленное глухое основание, образованное в верхней перемычке брони ребра траверзы, которое накапливает материал, который необходимо раздробить для снижения износа броней ребер траверзы.

11. Гирационная дробилка по п.10, дополнительно содержащая колпак траверзы, расположенный над центральной ступицей, причем колпак траверзы включает в себя углубленное глухое основание, в котором накапливается материал, который необходимо раздробить, чтобы снизить износ колпака траверзы.

12. Траверза для использования с гирационной дробилкой, содержащая:
центральную ступицу; и
множество ребер траверзы, продолжающихся от центральной ступицы до наружного обода, причем каждое из ребер траверзы включает в себя пару выступов, разнесенных друг от друга и соединенных на одном конце соединительной перемычкой, при этом разнесенные выступы и соединительная перемычка образуют в целом U-образное сечение каждого ребра траверзы, причем канал, образованный между парой разнесенных выступов, открыт на конце, расположенном вертикально над соединительной перемычкой.

13. Траверза по п.12, в которой центр жесткости на изгиб сечения каждого ребра траверзы расположен ниже соединительной перемычки.