具有风冷结构的破碎机用辊轴总成及风冷辊轴式破碎的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有风冷结构的破碎机用辊轴总成及风冷辊轴式破碎机，辊轴总成包括芯管和固定套装其上的由若干个并列齿形辊形成的辊套，芯管的一端通过驱动端轴头连接驱动减速电机，另一端通过随动端轴头支撑在轴承座上，其特征是随动端轴头内端口连接导风管；齿形辊内设置辊过风道且形成辊套过风通道；在辊套靠近芯管随动端的一端设置进风端套，在辊套靠近芯管驱动端的另一端设置设有多个出风孔的出风端套；在芯管上设置与随动端进风端套及至少一个齿形辊的过风通道连通的芯管过风孔；一种风冷辊轴式破碎机，特征在于采用了上述具有风冷结构的破碎机用辊轴总成。本实用新型的优点是:提高产品性能、降低成本，延长使用寿命。
【专利说明】具有风冷结构的破碎机用辊轴总成及风冷辊轴式破碎机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水泥行业用辊轴式破碎机，尤其涉及一种具有风冷结构的破碎机用辊轴总成及风冷辊轴式破碎机。
【背景技术】
[0002]近年来，水泥生产企业使用的冷却熟料的篦式冷却机已发展为中间加辊式破碎机的两段篦床式冷却机，使其节能降耗及熟料冷却效果均得到显著提高，现有的辊轴式破碎机主要包括2-3对水平并行排列设置的辊轴总成或依需再配置的I根输送物料的送料辊，辊轴总成设有辊轴，辊轴包括芯管和通过键固定套装其上的由若干个并列齿形辊形成的辊套，辊轴的轴端连接与其同轴设置的并与辊套保有间隙的限位法兰，芯管一端为驱动端，通过支撑在轴承座上的驱动端轴头连接驱动减速电机，芯管另一端为随动端，通过随动端轴头支撑在轴承架上。工作时，每对辊轴在转动过程中将大块物料压碎至粒径25mm以下的颗粒，由于在高达500-600°C的物料温度下，辊轴的温度可达450°C左右，因此要求这种辊式破碎机的辊套，既要耐高温，又要耐磨损，所以在材质选择上要求很严格，一般须采用高铬、高镍等高强度合金材料制造辊套铸造件，价格高达5-6万元/吨，制造成本高。但其硬度为40HRC左右，高温后耐磨性能降低，容易产生裂纹，一旦磨损严重，无法修复只能更换新的，因此运行成本也很高。而且，在高温下工作，会造成轴承过热以致损坏，再者，现有的辊套为实心体,耗材多,产品成本高。
[0003]此外，如上所述，在辊套与限位法兰间设有膨胀间隙，但由于是刚性连接，在旋转径向力分力的作用下，辊套会向轴端移动，因硬性接触造成工件损坏。尤其，轴体还要承受由辊套的重量压力、挤压物料的侧向压力及自身重力形成的弯曲力，也导致其易变形损坏，影响使用寿命。
[0004]综上所述，探求一种风冷结构的破碎机用辊轴总成及应用该辊轴总成的破碎机，实现芯管、辊套工作在较低环境温度，并能提高辊套表面硬度和耐磨性，降低使用成本，进而改进辊套限位构件结构，减小硬性冲击，提高轴体的抗弯力，成为业界关注问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型的主要目的在于针对上述问题，提供一种具有风冷结构的破碎机用辊轴总成及风冷辊轴式破碎机，并进一步改进辊套的限位构件结构从而达到提高产品性能、降低成本，延长使用寿命的效果。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]一种具有风冷结构的破碎机用辊轴总成，包括辊轴，所述辊轴由芯管和固定套装其上的由若干个并列齿形辊形成的辊套构成，所述芯管的一端为驱动端并通过支撑在一轴承座上的驱动端轴头连接驱动减速电机，另一端为随动端并通过管状随动端轴头支撑在另一轴承座上，所述辊套的两端分别设有辊套限位法兰，其特征在于所述管状随动端轴头其外端口为进风口、内端口密封连接水平伸至芯管内靠近驱动端轴头部位的导风管；所述齿形辊辊体内设置辊过风道且通过若干并列齿形辊连通形成辊套过风通道；在辊套靠近芯管随动端的一端通过与其连接的进风端套与一所述辊套限位法兰接触连接，在辊套靠近芯管驱动端的一端通过与其连接的设有多个出风孔的出风端套与另一所述辊套限位法兰接触连接；在芯管管壁上设置与随动端进风端套及其依次连接的至少一个齿形辊的过风通道连通的芯管过风孔；由随动端轴头的管腔及依次连通的导风管管腔、导风管与芯管间的间隙、芯管过风孔、辊套过风通道至出风端套的出风孔形成冷却风流动通道。
[0008]所述辊过风道是由现有齿形辊开设空腔形成由齿形辊基体和在其圆筒形内壁上平行于辊轴线环周均布设置的沿径向伸出并包拢支撑在所述芯管上的若干筋板构成的多个扇形截面过风道，所述筋板的轴向长度小于齿形辊基体的宽度，其差值为齿形辊基体宽度的 1/7-1/6。
[0009]在所述进风端套、出风端套和分别与其接触连接的辊套限位法兰之间设置弹簧调整夹紧机构。
[0010]一种风冷辊轴式破碎机，包括机座、设置在机座上的机壳及并行成对排列安装在机壳内的多支辊轴总成，其特征在于所述辊轴总成采用了上述的具有风冷结构的破碎机用辊轴总成，并设有连接所述随动端轴头的进风口的供风管道。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过将现有辊式破碎机的辊轴总成的芯管内增设与随动端轴头连接的导风管，还将实心辊套改造为内设辊套过风通道的空腔结构，由此辊轴总成成为具有可进行复合式高速风冷结构的装置。由于工作温度降低使构成辊套的齿形辊可采用普通钢材制作，并在表面加焊耐磨层，这样既可以防止现有技术中的合金钢铸件产生裂纹的缺陷，又提高了表面硬度和耐磨性，其硬度可达50-55HRC，提高产品性能；同时还可以防止轴承工作时过热，延长产品使用寿命；辊套采用普通钢，且辊套为空腔结构，减少材料消耗产品成本降低；此外，齿形辊的耐磨层磨损后，可修复性强与现有整体合金钢铸件齿形辊比运行成本降低，经实际应用，采用本实用新型提供的风冷辊轴式破碎机，制造成本降低幅度达50%以上。
[0012]此外由于采用了弹簧调整夹紧机构，使辊套与限位法兰之间实现了弹性连接避免了以往刚性连接带来的工件损坏；同时，通过调节螺栓顶压弹簧对辊套形成水平压力，显著减小了辊套对芯管的重量压力，加之，压缩弹簧产生很强的复位弹力向侧端反向作用顶压法兰,形成一种辊轴自身生成的使轴体向其两侧外拉的拉力，促使其抻直。这种外压、内拉的双应力提高了轴体的直线刚度，防止其弯曲，延长了使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是具有风冷结构的破碎机用辊轴总成的主视结构示意图；
[0014]图2是图1辊轴的断面图；
[0015]图3是齿形辊的侧视剖面图；
[0016]图4是图1的I放大图；
[0017]图5是风冷辊轴式破碎机的主视结构示意图；
[0018]图6是图5的左视图；
[0019]图7是图5的俯视图；
[0020]图8是图7的A-A剖视图[0021]图9是出风孔及其周围区域温度变化曲线；
[0022]图10是辊套加热后，风冷却温度变化曲线。
[0023]图中:
[0024]11-12轴承座，21随动端轴头，22驱动端轴头，3弹簧夹紧调整机构，31调节螺栓，32弹簧座，33弹性压套，34弹簧，35限位法兰，41进风端套，42出风端套，5芯管过风孔，6辊套，7出风孔，8驱动减速电机，9齿形辊，91齿形辊基体，92筋板，93扇形截面过风道，10芯管，13导风管，14进风口，15辊套过风通道。
[0025]Ia辊轴总成，2a机壳，3a导料板，4a机座，5a供风管道，6a机壳冷却管道。
[0026]以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。
【具体实施方式】
[0027]实施例1
[0028]图1?图4示出一种具有风冷结构的破碎机用辊轴总成la，包括辊轴，所述辊轴由芯管10和固定套装其上的由若干个并列齿形辊9形成的辊套6构成，所述芯管10的一端为驱动端并通过支撑在一轴承座12上的驱动端轴头22连接驱动减速电机8，另一端为随动端并通过管状随动端轴头21支撑在另一轴承座11上，所述辊套的两端分别设有辊套限位法兰35，其特征在于所述管状随动端轴头21其外端口为进风口 14、内端口密封连接水平伸至芯管内靠近驱动端轴头部位的导风管13 ;所述齿形辊9的辊体内设置辊过风道且通过若干并列齿形辊连通形成辊套过风通道15。如图2、图3所示，上述辊过风道是由现有齿形辊开设空腔形成由齿形辊基体91和在其圆筒形内壁上平行于辊轴线环周均布设置的沿径向伸出并包拢支撑在所述芯管10上的若干筋板92构成的多个扇形截面过风道93，所述筋板的轴向长度小于齿形辊基体91的宽度，其差值d为齿形辊基体宽度的1/7-1/6。本实施例中，筋板92置于齿形辊基体中央。筋板92两端距齿形辊9端面为等距离，距离值分别为
0.5d。这样，使齿形辊各扇形截面过风道93间有互通间隙，当若干并列齿形辊9连通则形成整个辊套内各部分相互贯通的辊套过风通道15。
[0029]在辊套靠近芯管随动端的一端通过与其连接的进风端套41与一所述辊套限位法兰35接触连接，在辊套靠近芯管驱动端的一端通过与其连接的设有多个出风孔7的出风端套42与另一所述辊套限位法兰35接触连接。本实施例中，在出风端套42环周均布设置了4个出风孔7。在芯管管壁上设置与随动端进风端套41及其依次连接的至少一个齿形辊9的过风通道连通的芯管过风孔5，为保证气流通畅无阻滞，所有过风孔5的面积之和应与芯管10的截面积相等。本实施例中，在芯管上设置了与随动端进风端套41及其依次连接的两个齿形辊9的过风通道连通的3圈芯管过风孔5，每圈设置4个。这样，由随动端轴头21的管腔及依次连通的导风管13的管腔、导风管13与芯管10间的间隙、芯管10的过风孔5、辊套过风通道15至出风端套42的出风孔7形成冷却风流动通道。
[0030]本实用新型的特征还在于在所述辊套I两端的进风端套41、出风端套42和分别与其接触连接的辊套限位法兰35之间设置弹簧调整夹紧机构3。上述弹簧调整夹紧机构3主要由弹簧34、弹簧座32、弹性压套33及调节螺栓31构成，进风端套41和出风端套42的外端分别与套装在芯管上的弹性压套33压紧接触，在弹性压套的端面上环周均布设置多个盲孔，在盲孔中由内向外依次设置弹簧34、弹簧座32，在所述限位法兰35上与所述盲孔对应设置螺纹孔，弹性压套33与限位法兰35通过拧入所述螺纹孔的调节螺栓31经弹簧座32顶压在弹簧34上实现弹性连接。由于采用了上述弹簧调整夹紧机构，使辊套与限位法兰之间实现了弹性连接避免了以往刚性连接带来的工件损坏；同时，通过调节螺栓31顶压弹簧34对辊套形成水平压力，显著减小了辊套对芯管的重量压力，加之，压缩弹簧产生很强的复位弹力向侧端反向作用顶压法兰35，形成一种辊轴自身生成的使轴体向其两侧外拉的拉力，促使其抻直。这种外压、内拉的双应力提高了轴体的直线刚度，防止其弯曲，延长了使用寿命。
[0031]实施例2
[0032]图5?图8示出一种风冷辊轴式破碎机，包括机座4a、设置在机座4a上的机壳2a、并行成对排列安装在机壳内的多支辊轴总成la，本实施例中设置了两对4支辊轴总成，在机壳进料侧设有导料板3a，环绕机壳还设有机壳冷却管道6a。其特征在于所述辊轴总成采用了实施例1的具有风冷结构的破碎机用辊轴总成la，并设有分别连接所述随动端轴头21的进风口 14的供风管道5a。在实际制作中，每台设备辊轴总成的数量为2-3对，根据使用需要可增设I支辊轴总成，用做导料辊。构成辊套6的齿形辊9的数量，根据篦冷机工作宽度决定。支撑驱动端轴头22的轴承座12应设置在距离出风端套42的出风孔7的距离大于500mm处，以防止轴承过热损坏。工作时，单支辊轴总成的冷却参数:风机风压为5000Pa，风速 55m/s，风量 2351m3/h。
[0033]工作及原理
[0034]以下结合实施例1的具有风冷结构的破碎机用辊轴总成la，具体说明本例中风冷辊轴式破碎机的工作过程及工作原理。
[0035]本实用新型通过在辊轴总成的芯管内增设与随动端轴头连接的导风管13，并将实心辊套改造为内设辊套过风通道15的空腔结构，由此辊轴总成成为具有可进行复合式高速风冷结构的装置。
[0036]参见图1、图8，图中箭头表示进入供风管道5a的冷却风。如图所示，由随动端轴头21的管腔及依次连通的导风管13的管腔、导风管与芯管10间的间隙、芯管过风孔5、辊套过风通道15至出风端套42的出风孔7形成冷却风流动通道。
[0037]当风冷辊轴式破碎机工作时，冷却风通过供风管道5a，经由随动端轴头21的进风口 14进入辊轴后，先冷却芯管10，再冷却辊套6，最后经出风端套42的出风孔7排出。图9示出出风孔及周围区域温度变化曲线；由图可以看出，在出风孔温度仅为94.83°C，周围远至440mm处，温度降至41.7°C。图10示出辊套温度变化曲线，测温点1、2、3分别选择自随动端起数，第3、11、25节齿形辊9，可以看出最高温度达2301:，最低温度仅为150°C。这样使承受巨大弯曲和扭力载荷的芯管10的工作温秩序、度保持在低于100°C的温度环境下，辊套的工作温度保持在250°C以下。
[0038]由于工作温度降低，带来诸多优点:构成辊套的齿形辊9可采用普通钢材(如20#低碳钢)制作，并在表面加焊耐磨层，这样既可以防止现有技术中的合金钢铸件产生裂纹的缺陷，又提高了表面硬度和耐磨性，其硬度可达50-55HRC，提高产品性能；同时还可以防止轴承工作时过热，延长产品使用寿命；辊套采用普通钢，且辊套及随动端轴头均为空腔结构，减少材料消耗，价格降低、产品成本降低；此外，齿形辊9表面的耐磨层磨损后，可修复性强与现有整体合金钢铸件齿形辊比运行成本降低，经实际应用，采用本实用新型提供的风冷辊轴式破碎机，制造成本降低幅度达50%以上。此外，由于采用了弹簧调整夹紧机构，使辊套与限位法兰之间实现了弹性连接避免了以往刚性连接带来的工件损坏；提高了轴体的直线刚度，防止其弯曲，延长了使用寿命。
[0039]以上内容并非对本实用新型的结构、形状及材料作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种具有风冷结构的破碎机用辊轴总成，包括辊轴，所述辊轴由芯管和固定套装其上的由若干个并列齿形辊形成的辊套构成，所述芯管的一端为驱动端并通过支撑在一轴承座上的驱动端轴头连接驱动减速电机，另一端为随动端并通过管状随动端轴头支撑在另一轴承座上，所述辊套的两端分别设有辊套限位法兰，其特征在于所述管状随动端轴头其外端口为进风口、内端口密封连接水平伸至芯管内靠近驱动端轴头部位的导风管；所述齿形辊辊体内设置辊过风道且通过若干并列齿形辊连通形成辊套过风通道；在辊套靠近芯管随动端的一端通过与其连接的进风端套与一所述辊套限位法兰接触连接，在辊套靠近芯管驱动端的一端通过与其连接的设有多个出风孔的出风端套与另一所述辊套限位法兰接触连接；在芯管管壁上设置与随动端进风端套及其依次连接的至少一个齿形辊的过风通道连通的芯管过风孔；由随动端轴头的管腔及依次连通的导风管管腔、导风管与芯管间的间隙、芯管过风孔、辊套过风通道至出风端套的出风孔形成冷却风流动通道。
2.根据权利要求1所述的具有风冷结构的破碎机用辊轴总成，其特征在于所述辊过风道是由现有齿形辊开设空腔形成由齿形辊基体和在其圆筒形内壁上平行于辊轴线环周均布设置的沿径向伸出并包拢支撑在所述芯管上的若干筋板构成的多个扇形截面过风道，所述筋板的轴向长度小于齿形辊基体的宽度，其差值为齿形辊基体宽度的1/7-1/6。
3.根据权利要求1或2所述的具有风冷结构的破碎机用辊轴总成，其特征在于在所述进风端套、出风端套和分别与其接触连接的辊套限位法兰之间设置弹簧调整夹紧机构。
4.一种风冷辊轴式破碎机，包括机座、设置在机座上的机壳及并行成对排列安装在机壳内的多支辊轴总成，其特征在于所述辊轴总成采用了权利要求1、2或3所述的具有风冷结构的破碎机用辊轴总成，并设有连接所述随动端轴头的进风口的供风管道。
【文档编号】B02C4/30GK203556402SQ201320668352
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】贺明华, 赵国明 申请人:富士摩根冷却机（天津）有限公司