Держатель зубка конусообразной формы
Группа изобретений относится к дробилкам-питателям для горнодобывающей промышленности. Технический результат – предотвращение концентрации напряжений вокруг конца держателя, уменьшение вероятности разрушения при сдвиге. Система с зубком содержит держатель и узел с зубком. Держатель имеет первый конец и второй конец и в котором образовано отверстие, проходящее между первым концом и вторым концом вдоль продольной оси, при этом поверхность отверстия является конической и диаметр отверстия вблизи первого конца превышает диаметр отверстия вблизи второго конца. Причем поверхность отверстия образует угол, составляющий от 0,5 градуса до 10 градусов относительно продольной оси. Узел с зубком включает в себя ось, вставленную в отверстие держателя вдоль продольной оси, при этом ось является конусной для сопряжения с отверстием. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка притязает на преимущества приоритета ранее поданной, одновременно находящейся на рассмотрении предварительной заявки на патент США №. 61/777375, поданной 12 марта 2013, все содержание которой настоящим включено в данный документ путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к дробилкам-питателям для горнодобывающей промышленности и, в частности, к устройству для присоединения зубка к дробилке-питателю.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Дробилки-питатели включают в себя дробилку для обработки материала, который перемещается вдоль конвейера. Как правило, дробилка включает в себя ось, барабан, опирающий на ось и выполненный с возможностью вращения вместе с осью, и держатели, расположенные на наружной поверхности барабана. Каждый держатель служит опорой для зубка или для промежуточного держателя, который служит опорой для зубка, и зубок входит в контакт с материалом и раскалывает материал на конвейере для гарантирования того, что материал на конвейере будет оставаться с приемлемой крупностью. Обычный держатель имеет цилиндрическое отверстие, в которое вставляется хвостовик промежуточного держателя. Хвостовик вставляют в отверстие с одного конца и закрепляют на противоположном конце посредством резьбовой гайки. Кольцевая проставка расположена в отверстии между держателем и хвостовиком. Когда дробилка входит в контакт с материалом, сила удара материала по зубку поглощается передней поверхностью держателя вокруг отверстия от промежуточного держателя. С течением времени поверхность держателя может стать деформированной, что может вызвать разбалтывание промежуточного держателя, в результате чего силы удара могут вызывать срезание хвостовика промежуточного держателя.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения разработана система с зубком, включающая в себя держатель и узел с зубком. Держатель имеет первый конец, второй конец и отверстие, проходящее между первым концом и вторым концом и определяющее продольную ось. Поверхность отверстия может быть конической, так что диаметр отверстия вблизи первого конца превышает диаметр отверстия вблизи второго конца. Узел с зубком включает в себя ось. Ось вставляется в отверстие держателя вдоль продольной оси и ось может быть конусной для обеспечения сопряжения с отверстием.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения разработана дробилка-питатель для обработки подрубленного материала. Дробилка-питатель включает в себя конвейер и дробилку, предназначенную для входа в контактное взаимодействие с подрубленным материалом. Конвейер имеет первый конец для приема материала и второй конец для выгрузки материала. Дробилка расположена между первым концом и вторым концом конвейера. Дробилка включает в себя барабан, опирающийся с возможностью вращения на ось, и множество систем с зубками, расположенных в направлении вдоль окружности вокруг барабана. Каждая система с зубком включает в себя держатель и узел с зубком. Держатель имеет первый конец и второй конец и в держателе образовано отверстие, проходящее между первым концом и вторым концом вдоль продольной оси. Поверхность отверстия является конической, при этом диаметр отверстия вблизи первого конца превышает диаметр отверстия вблизи второго конца. Узел с зубком включает в себя ось, вставленную в отверстие держателя вдоль продольной оси. Ось выполнена конусной для обеспечения сопряжения с отверстием.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения разработан способ изготовления системы с зубком, предназначенной для дробилки, включающей в себя барабан, выполненный с возможностью вращения вокруг оси барабана и имеющий наружную поверхность. Способ включает придание определенной формы держателю зубка, имеющему первый конец и второй конец, прикрепление держателя зубка к наружной поверхности барабана, вставку узла с зубком в первый конец отверстия и фиксацию узла с зубком относительно держателя. В держателе зубка образовано отверстие, проходящее между первым концом и вторым концом вдоль продольной оси. Придание определенной формы включает придание такой формы поверхности отверстия, чтобы она была конической с диаметром отверстия вблизи первого конца, превышающим диаметр отверстия вблизи второго конца. Узел с зубком включает в себя конусную ось, которая сопрягается с отверстием.
Другие независимые аспекты изобретения станут очевидными при рассмотрении подробного описания и сопровождающих чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой вид в перспективе дробилки в сборе.
Фиг.2 представляет собой выполненный с частичным пространственным разделением элементов вид в перспективе дробилки.
Фиг.3 представляет собой вид сбоку дробилки по фиг.2.
Фиг.4 представляет собой увеличенный выполненный с пространственным разделением элементов вид в перспективе дробилки по фиг.2.
Фиг.5 представляет собой выполненный с пространственным разделением элементов вид сбоку системы с зубком.
Фиг.6 представляет собой сечение системы с зубком по фиг.5.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
До того как будут подробно разъяснены любые независимые варианты осуществления изобретения, следует понять, что изобретение не ограничено по своему применению деталями конструкции и расположением компонентов, приведенными в нижеследующем описании или проиллюстрированными на нижеследующих чертежах. Изобретение может быть реализовано в других независимых вариантах осуществления и может быть реализовано на практике или осуществлено различными способами. Кроме того, следует понимать, что формулировки и терминология, используемые в данном документе, предназначены для описания и их не следует рассматривать как ограничивающие.
Фиг.1 показывает дробилку-питатель 10, которая функционирует для обработки материала, такого как уголь, до заданного размера и для перемещения материала. Дробилка-питатель 10 включает в себя раму 14, конвейер 18 и дробилку 22. Конвейер 18 обеспечивает перемещение материала от входного конца 26 к разгрузочному концу 30, и дробилка 22 осуществляет обработку материала между ними.
Фиг.2-4 иллюстрируют дробилку 22. Дробилка 22 включает в себя ось 34, барабан 38, опирающийся на ось 34 с возможностью вращения вместе с ней, и системы 42 с зубками, простирающиеся в радиальном направлении наружу от барабана 38. Как показано на фиг.4, каждая система 42 с зубком включает в себя держатель 46 и узел 50 с зубком, вставленный в держатель 46. В проиллюстрированном варианте осуществления держатель 46 приварен к барабану 38, и каждый из держателей 46 имеет ребра, образованные на наружной поверхности, которые образованы линиями сплавления/сварными швами. В других вариантах осуществления (не показаны) конструкция держателя 46 может отличаться или держатель 46 может быть присоединен к дробилке 22 другим способом (например, посредством крепежных элементов) по желанию. Узел 50 с зубком представляет собой заменяемый компонент, который обеспечивает раскалывание обрабатываемого материала. Узел 50 с зубком способствует простому и легкому снятию и замене зубка 78 дробилки. Как показано на фиг.4, узел 50 с зубком включает в себя промежуточный держатель 62, шайбу 70, гайку 74, стопорный штифт 76 (фиг.5), зубок 78 дробилки и штифт 80. Узел 50 с зубком присоединен к держателю 46 вдоль продольной оси 118 и образует обрабатывающую заостренную часть для обработки материала.
Как показано на фиг.5 и 6, держатель 46 имеет первый конец 82 и второй конец 86, и в держателе 46 образовано отверстие 90 (фиг.6), проходящее между концами 82, 86. Как лучше всего показано на фиг.6, отверстие 90 конусообразно сужается от первого конца 82 ко второму концу 86, так что диаметр отверстия 90 вблизи первого конца 82 больше диаметра отверстия 90 вблизи второго конца 86. В проиллюстрированном варианте осуществления отверстие 90 образует непрерывную наклонную коническую форму по существу между первым концом 82 и вторым концом 86. Коническое отверстие 90 образует угол 92 относительно продольной оси 118. В проиллюстрированном варианте осуществления угол 92 составляет приблизительно 1,493 градуса. В других вариантах осуществления данный угол может составлять от приблизительно одного до двух градусов относительно продольной оси 118. В других вариантах осуществления данный угол может составлять от приблизительно 0,5 градуса до 10 градусов относительно продольной оси 118.
Как показано на фиг.4-6, промежуточный держатель 62 включает в себя хвостовик или ось 94, резьбовую концевую часть 98, основную часть 102 и уступ 106 между осью 94 и основной частью 102. Отверстие 110 для зубка (фиг.6) образовано на конце основной части 102 и выполнено с конфигурацией, обеспечивающей возможность приема зубка 78 дробилки. Отверстие 114 под штифт (фиг.4) образовано в основной части 102 и проходит поперек к продольной оси 118 и со смещением от продольной оси 118 узла 50 с зубком. В проиллюстрированном варианте осуществления ось 94 образует непрерывную поверхность без каких-либо пазов или разрывов, и ось 94 выполнена конусной таким образом, что ее конусность по существу идентична конусности конической поверхности отверстия 90. То есть в проиллюстрированном варианте осуществления конусная ось 94 образует угол относительно продольной оси 118, который по существу равен углу 92. Ось 94 по существу сопрягается с отверстием 90 при одновременном образовании зазора 120 между первым концом 82 держателя 46 и уступом 106. В одном варианте осуществления зазор 120 составляет от приблизительно 0,0625 дюйма (1,5625 мм) до 0,125 дюйма (3,125 мм) (от одной шестнадцатой дюйма до одной восьмой дюйма). В других вариантах осуществления зазор может составлять от приблизительно 0,090 дюйма (2,286 мм) до 0,120 дюйма (3,048 мм).
Зубок 78 дробилки включает в себя обрабатывающую заостренную часть 122, уступ 124 зубка, переходящий в ось 126 зубка, и элемент для приема штифта в виде канавки или углубления 130 под штифт, образованного на оси 126. Ось 126 зубка выполнена с размерами, обеспечивающими возможность ее вставки в предназначенное для зубка отверстие 110 промежуточного держателя 62. Кроме того, углубление 130 под штифт расположено на оси 126 зубка таким образом, что в том случае, когда зубок 78 дробилки будет установлен в промежуточном держателе 62, углубление 130 под штифт будет выровнено относительно отверстия 114 под штифт (фиг.4). В других конструкциях (не показаны) элемент для приема штифта может представлять собой отверстие, углубление, глухое отверстие или другой элемент по желанию.
В проиллюстрированном варианте осуществления штифт 80 представляет собой пружинный штифт, и как штифт 80, так и отверстие 114 под штифт выполнены с такими размерами, что штифт 80 удерживается в отверстии 114 под штифт за счет трения. В проиллюстрированном варианте осуществления штифт 80 выполнен из нержавеющей стали. Материал штифта обладает стойкостью к воздействию сил реакции и разрушениям при сдвиге, которые возникают в результате ударов, энергию которых зубок 78 дробилки поглощает во время нормальной эксплуатации. В других вариантах осуществления (не показаны) могут быть использованы другие пригодные материалы или отверстие 114 под штифт и штифт 80 могут иметь другую форму (например, квадратную, прямоугольную, овальную) по желанию.
При установке узла 50 с зубком сначала ось 94 промежуточного держателя 62 вставляют в держатель 46 так, чтобы уступ 106 был обращен к первому концу 82 держателя 46. Когда промежуточный держатель 62 будет установлен в заданном положении в держателе 46, одну или несколько шайб 70 выравнивают и устанавливают на оси 94 промежуточного держателя 62 вблизи второго конца 86. После этого гайку 74 навинчивают на резьбовую концевую часть 98 промежуточного держателя 62. Гайку 74 затягивают до заданного момента затяжки и/или до тех пор, пока шайба (-ы) 70 не будет (не будут) сжата (-ы) или распрямлена (-ы) до заданной толщины. Данное затягивание предпочтительно обеспечивают посредством гаечного ключа с ограничением по крутящему моменту для предотвращения чрезмерного затягивания. Шайба 70 функционирует во взаимодействии с гайкой 74 для воспрепятствования отвинчиванию (то есть ослаблению) гайки 74. Стопорный штифт 76 (фиг.5) вставляют через, по меньшей мере, часть резьбовой концевой части 98 для фиксации гайки 74 и шайбы 70 на резьбовой концевой части 98. В проиллюстрированном варианте осуществления стопорный штифт 76 представляет собой шплинт.
Как только промежуточный держатель 62 будет затянут и зафиксирован в держателе 46, ось 126 зубка, предусмотренную в зубке 78 дробилки, вставляют в отверстие 110 для зубка таким образом, чтобы углубление 130 было выровнено относительно отверстия 114 под штифт. Штифт 80 вставляют в отверстие 114 под штифт и в углубление 130 зубка 78 дробилки так, что штифт 80 будет зафиксирован относительно основной части 102 промежуточного держателя 62 и зубка 78 дробилки за счет контактного взаимодействия. Подобная принудительная фиксация за счет контактного взаимодействия обеспечивает прочное удерживание зубка 78 дробилки в заданном положении, пока штифт 80 остается в отверстии 114 под штифт.
Для отделения зубка 78 дробилки вышеуказанный процесс установки выполняют в обратном порядке. Штифт 80 выталкивают из отверстия 114 под штифт и, следовательно, выводят из контактного взаимодействия с зубком 78 дробилки. После удаления использованного зубка 78 дробилки новый зубок 78 дробилки может быть снова вставлен в держатель 62.
Узел 50 с зубком обеспечивает получение системы для замены зубков дробилки на дробилках-питателях с помощью сравнительно простой оснастки. Кроме того, конусная ось 94 обеспечивает большую площадь поверхности для распределения напряжений, создаваемых ударными нагрузками, что может обеспечить предотвращение концентрации напряжений вокруг первого конца 82 держателя 46. Кроме того, коническое отверстие 90 и конусная ось 94 устраняют необходимость в кольцевой проставке, в результате чего может быть уменьшена вероятность разрушения при сдвиге, вызываемого тем, что кольцевая проставка становится деформированной во время эксплуатации.
Кроме того, если в проиллюстрированном варианте осуществления гайка 74 «ослабнет»» во время эксплуатации, промежуточный держатель 62 зубка переустановится в отверстии 90 во время последующего удара. В результате напряжения будут постоянно распределяться между коническими поверхностями, в результате чего может быть уменьшен износ промежуточного держателя 62 зубка и может быть увеличен срок службы узла 50 с зубком. Эти и другие независимые преимущества могут привести к экономии и реальным преимуществам для конечного пользователя. Будучи установленной, система 50 с зубком дробилки не вызывает ухудшения эксплуатационных характеристик машины и может обеспечить дополнительное преимущество для конечного пользователя.
Таким образом, в соответствии с изобретением, среди прочего, может быть получен конический держатель зубка. Несмотря на то, что изобретение было подробно описано со ссылкой на определенные предпочтительные варианты осуществления, варианты и модификации существуют в пределах объема и сущности одного или нескольких аспектов описанного изобретения.
1. Система с зубком, содержащая:
держатель, который имеет первый конец и второй конец и в котором образовано отверстие, проходящее между первым концом и вторым концом вдоль продольной оси, при этом поверхность отверстия является конической и диаметр отверстия вблизи первого конца превышает диаметр отверстия вблизи второго конца, причем поверхность отверстия образует угол, составляющий от 0,5 градуса до 10 градусов относительно продольной оси; и
узел с зубком, включающий в себя ось, вставленную в отверстие держателя вдоль продольной оси, при этом ось является конусной для сопряжения с отверстием.
2. Система по п.1, в которой поверхность отверстия образует угол, составляющий от 1 градуса до 2 градусов относительно продольной оси.
3. Система по п.2, в которой поверхность отверстия образует угол, составляющий приблизительно 1,493 градуса относительно продольной оси.
4. Система по п.1, в которой узел с зубком включает в себя промежуточный держатель зубка и зубок дробилки, при этом ось образована на промежуточном держателе зубка, при этом зубок дробилки опирается на промежуточный держатель зубка.
5. Система по п.1, в которой ось имеет резьбовую концевую часть, при этом ось простирается от первого конца держателя через второй конец держателя, при этом ось закреплена относительно держателя посредством гайки, навинченной на резьбовую концевую часть.
6. Система с зубком по п.5, в которой узел с зубком включает в себя уступ, находящийся вблизи оси и расположенный на некотором расстоянии от первого конца держателя, при этом данное расстояние составляет от 0,0625 дюйма (1,5625 мм) до 0,125 дюйма (3,125 мм).
7. Система с зубком по п.1, в которой поверхность отверстия образует непрерывный наклон по существу между первым концом и вторым концом.
8. Дробилка-питатель для обработки подрубленного материала, при этом дробилка-питатель содержит:
конвейер, имеющий первый конец для приема материала и второй конец для выгрузки материала; и
дробилку, предназначенную для входа в контактное взаимодействие с подрубленным материалом, при этом дробилка расположена между первым концом и вторым концом конвейера, при этом дробилка включает в себя барабан, опирающийся с возможностью вращения на ось, и множество систем с зубками, расположенных в направлении вдоль окружности вокруг барабана, при этом по меньшей мере одна система с зубком включает в себя
держатель, который имеет первый конец и второй конец и в котором образовано отверстие, проходящее между первым концом и вторым концом вдоль продольной оси, при этом поверхность отверстия является конической и при этом диаметр отверстия вблизи первого конца превышает диаметр отверстия вблизи второго конца, причем поверхность отверстия образует угол, составляющий от 0,5 градуса до 10 градусов относительно продольной оси; и
узел с зубком, включающий в себя ось, вставленную в отверстие держателя вдоль продольной оси, при этом ось является конусной для сопряжения с отверстием.
9. Дробилка-питатель по п.8, в которой поверхность отверстия образует угол, составляющий от 1 градуса до 2 градусов относительно продольной оси.
10. Дробилка-питатель по п.9, в которой поверхность отверстия образует угол, составляющий приблизительно 1,493 градуса относительно продольной оси.
11. Дробилка-питатель по п. 8, в которой узел с зубком включает в себя промежуточный держатель зубка и зубок дробилки, при этом ось образована на промежуточном держателе зубка, при этом зубок дробилки опирается на промежуточный держатель зубка.
12. Дробилка-питатель по п.8, в которой ось имеет резьбовую концевую часть, при этом ось простирается от первого конца держателя через второй конец держателя, при этом ось закреплена относительно держателя посредством гайки, навинченной на резьбовую концевую часть.
13. Дробилка-питатель по п.12, в которой узел с зубком включает в себя уступ, находящийся вблизи оси и расположенный на некотором расстоянии от первого конца держателя, при этом данное расстояние составляет от 0,0625 дюйма (1,5625 мм) до 0,125 дюйма (3,125 мм).
14. Способ изготовления системы с зубком, предназначенной для дробилки, при этом дробилка включает в себя барабан, выполненный с возможностью вращения вокруг оси барабана и имеющий наружную поверхность, при этом способ включает:
придание формы держателю зубка, который имеет первый конец и второй конец и в котором образовано отверстие, проходящее между первым концом и вторым концом вдоль продольной оси, при этом придание формы держателю зубка включает придание такой формы поверхности отверстия, чтобы она была конической с диаметром отверстия вблизи первого конца, превышающим диаметр отверстий вблизи второго конца, при этом поверхность отверстия имеет угол, составляющий от 0,5 градуса до 10 градусов относительно продольной оси;
прикрепление держателя зубка к наружной поверхности барабана;
вставку узла с зубком в первый конец отверстия, при этом узел с зубком включает в себя конусную ось, которая сопрягается с отверстием; и
фиксацию узла с зубком относительно держателя.
15. Способ по п.14, в котором придание формы держателю зубка включает образование отверстия, имеющего угол, составляющий от 1 градуса до 2 градусов относительно продольной оси.
16. Способ по п.15, в котором придание формы держателю зубка включает образование отверстия, имеющего угол, составляющий приблизительно 1,493 градуса относительно продольной оси.
17. Способ по п.14, в котором вставка узла с зубком включает
вставку оси промежуточного держателя зубка в отверстие,
вставку зубка дробилки в отверстие промежуточного держателя зубка и
фиксацию зубка дробилки относительно промежуточного держателя зубка.
18. Способ по п.14, в котором фиксация узла с зубком включает навинчивание гайки на резьбовую концевую часть оси узла с зубком, при этом ось простирается от первого конца держателя через второй конец держателя.
19. Способ по п.18, в котором вставка узла с зубком включает размещение уступа узла с зубком вблизи первого конца держателя и на некотором расстоянии от первого конца держателя, при этом данное расстояние составляет от 0,0625 дюйма (1,5625 мм) до 0,125 дюйма (3,125 мм).
