用于破碎机的保护衬里的制作方法

1.本发明涉及一种破碎机中的保护衬里，并且特别涉及一种安装该保护衬里的方法。


背景技术：

2.破碎机通常是用于分解固体材料，例如矿石、矿物质和废金属。在很多情况下，破碎机是用于上游加工，以便制备在后续步骤中所要加工的材料。
3.常见的破碎机类型是回转破碎机，即，破碎头安装在细长主轴上的破碎机，主轴设置在圆形罩壳的内部。在破碎头上设有第一破碎面，在罩壳的内侧设有第二破碎面，第一和第二破碎面共同限定出一个待破碎的材料所要穿过的破碎腔室。在很多情况下，定位在主轴下部区域的驱动装置被构造用于使关于轴定位的偏心组件旋转，以使破碎头执行回转摆动运动并使破碎腔室中的材料破碎。应该注意的是，本发明并不限于回转破碎机，而是可以应用于多种类型的破碎机，例如圆锥破碎机。
4.通常情况下，内破碎面和外破碎面二者都会由于它们所传递的巨大压力和冲击载荷力而磨损和变形。因此在这种破碎机内部设置有衬里，用作比通常由金属制成的装置壳体具有更高抗剪切力的表面。这种衬里具有在磨损时易于更换的优点，由此只有衬里需要被时常更换，而壳体则完好无损。故而，需要提供一种易于安装到壳体上和从壳体上拆下的衬里。
5.在本技术领域中，目前使用的衬里通常是使用多个单独的、相同的矩形板来组装，这些矩形板的尺寸是根据需要提供衬里的壳体的尺寸、特别是直径而定。但是问题在于破碎机的直径会变化。这样的直径变化可能是由例如制造公差或者破碎机在使用期间的磨损或损坏引起的。直径的偏差以及因此使得由衬里覆盖的周长的偏差经常会导致衬里不能被精确地装配到壳体中。如果壳体的周长大于其标称值，例如1600mm，则在衬里的两个区段之间会留有间隙；如果外壳的周长小于其标称值，则衬里的各个区段必须被至少部分地切割以便能够装配在壳体壁上。应该注意的是，在本文中所提供的任何测量或尺寸纯粹是示例性的，并且本发明不限于任何尺寸，除非在独立权利要求中有明确的记载。
6.由于衬里材料是被设计成耐磨的并且非常坚硬，因此将衬里的各个区段切割成合适的尺寸通常很困难。因此，现有技术的一个问题是破碎机的保护衬里，该衬里包括沿着破碎机的壁(例如圆柱形壁或圆锥形壁)周向布置的多个衬里区段，在壁的尺寸发生变化(例如直径改变)、特别是有公差的情况下，这些衬里区段是难以精确组装的。
7.专利文献wo2017/198309a1描述了一种用于回转破碎机的衬里，该回转破碎机具有要设置保护衬里的圆锥形壳体。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有保护衬里的破碎机，该保护衬里能够被容易地且精确地组装并安装到位。特别地，本发明的目的是提供一种衬里区段，其克服了相
邻衬里区段之间有间隙或者在破碎机壳体尺寸不精确的情况下必须将衬里区段切割成合适尺寸的问题。
9.该问题通过独立权利要求的特征来解决。本发明的其它优选的扩展方案由从属权利要求给出。
10.根据本发明，提供一种具有保护衬里的破碎机，该保护衬里包括多个沿着破碎机的壁周向布置的衬里区段。至少一些区段具有梯形形状，它们具有平行于壁的周向方向布置、不同长度的两个基底和连接基底的两个非平行的侧边(leg，腿部)。至少一些区段沿着壁的周长被布置为，相邻区段的长基底和短基底是交替的，其中至少一些区段被允许在其相对于相邻区段的轴向位置上变化以补偿破碎机的壁的直径公差。本发明不限于回转破碎机。
11.有利地，根据本发明，单个区段相对于轴向位置的运动可用于“精细调整”衬里的总周向长度。这是通过区段的梯形形状和它们以交替方式布置的特征来实现的：如果这些区段被布置为，一个或多个或全部的区段在其短基底的方向上进一步移动，则所得到的衬里(也就是区段形成的环)的周向长度将扩大；如果一个或多个或全部的区段在长基底的方向移动，则直径减小。当只有一些甚至仅一个区段相对于相邻区段沿轴向方向移动时，可以实现这种效果。这将允许以下的布置：即，所有区段均布置在破碎机中，例如以便适配破碎机的内侧壁的直径。
12.如果并且当能够使用相同形状的区段时，这种布置将进一步消除切割任何区段以将它们装配到破碎机中的需求。可以通过使区段沿壁的轴向方向相对于彼此移动来实现周向宽度的调整，而不是切割区段以使它们在它们之间不形成任何间隙的情况下适配于壁。
13.由于根据本发明的区段是被交替地布置，因此它们能够容纳破碎机的壁。使区段相对于基底同向的布置将允许逐渐变窄的或截头圆锥形的结构。
14.优选地，破碎机的壁至少部分是圆柱形的，但是可以类似地是圆锥形的或具有其他的封闭形状的构造。
15.虽然破碎机可以具有非圆柱形的壁，例如截头圆锥形壁，但是具有圆柱形壁的破碎机的优点在于能够更容易地组装衬里区段。此外，在破碎机具有圆柱形壁的情况下，所有的衬里区段都可以相同地成型，这降低了制造成本和替换零件的存储成本。
16.在破碎机中，优选地，至少一个区段被可移动地附接到破碎机的壁。
17.这是有利于安装的，因为该区段的位置可以在随后被容易地调整和固定。另一方面，其它的区段可以被固定地附接到破碎机的壁上，使得两个其短底部沿着破碎机的圆柱形轴线面向上的区段可以形成梯形的空间，而所述被可移动附接的区段可以插入到该梯形空间中并可移动地附接到破碎机的壁上，而在这三个区段之间不形成任何间隙，并且无需进行切割。
18.在破碎机中，连接基底的侧边优选地是直线式的。
19.这允许区段沿着彼此滑行，其中相邻区段的两个侧边彼此接触。相比于侧边不是直线而是具有例如凸起或凹陷的实施例，该优选的特征还允许以连续的方式调整两个区段相对于彼此的位置。
20.在破碎机中，对于保护衬里的至少三个、优选所有的区段，在连接基底的两个不平行的侧边之间形成的角度是相同的。
21.这允许区段以基本上正交于壁的轴线的环形方式安装，而与在非平行侧边之间具有相同角度的区段的顺序无关。以环形方式安装区段对于区段的其它选项也是可能的，但是如果所有的区段在非平行侧边之间特别是具有相同的角度，则保护衬里被错误安装的风险是特别低的。最优选地，保护衬里的区段彼此相同。
22.后一种配置仅允许生产单一类型的区段，这降低了生产成本并且进一步便于安装区段以形成保护衬里。
23.区段优选地包括陶瓷材料，并且优选地包括橡胶和陶瓷的混合物，例如在https//www.metso.com/globalassets/saleshub/documents
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episerver/brochure-trellex-poly-cer-2679-en-low.pdf中描述的poly-cer。
24.附加地或优选替代地，区段包括金属材料，并且优选地包括橡胶和金属的混合物。
25.可以选择这些材料以便提高衬里的耐磨性。虽然通常可以为破碎机提供任何材料，但是陶瓷和金属已被证明是有益的，因为陶瓷表现出优异的抗剪切或耐磨性，而金属提供了优异的可加工性，并且仍然具有足够的耐磨性和抗剪切性。
26.橡胶和陶瓷的混合物或橡胶和金属的混合物具有以下有益的效果：陶瓷或金属部件提供了耐磨性和抗剪切性，而橡胶的弹性特征有效地吸收冲击影响。
27.还有一种可能是，仅一部分区段包含陶瓷或金属材料或橡胶和陶瓷的混合物，例如poly-cer，或橡胶和金属的混合物。
28.由连接基底的至少一个侧边和较长的基底形成的角度优选在80
°
至89
°
之间，进一步优选在83
°
至88
°
之间，并且最优选为86
°
。
29.区段的梯形形状允许沿着壁的周向方向调整保护衬里的长度。另一方面，由于壁的可能的弯曲以及区段的倾斜部分沿着壁周向的长重叠，因此大倾斜度，即较长的基底与侧边之间具有小角度，对于为壁加衬是不利的，这会引起相邻区段之间的不连续过渡。
30.已经发现，上述80
°
至89
°
之间的角度范围，尤其是在大约83
°
至88
°
的角度范围，并且更优选地在大约86
°
的角度，使得能够对尺寸公差进行充分补偿，同时仍然使得加衬于壁的相邻区段之间有平稳的过渡。
31.优选地，较长的基底具有600mm至1800mm之间的长度，和/或较短的基底具有500mm至1000mm之间的长度。
32.优选地，区段的两个基底之间的距离在200mm至2000mm之间。
33.衬里区段的这些尺寸已经证明是特别适合于壁的标称直径为1600mm的破碎机。
34.在破碎机中，优选地至少一个区段具有细长的(elongate，长形的)槽，用于将该区段固定在位于破碎机的壁上的固定构件上。
35.这种槽的效果在于：使得区段可以被放置到破碎机的壁，不是固定地、而是可移动地附接到壁上，从而能够沿着该细长的槽调整区段的位置。在将区段放置在所期望的位置之后，区段可以被固定地附接。
36.用于与该细长槽相互作用的固定构件可以是例如螺钉、固定于破碎机壳体的螺杆、夹具、螺栓、凸出部或本领域已知的任何其它装置。然后可以通过将螺母拧到螺钉或螺纹杆上、通过紧固夹具或其它适用的装置来实现固定。
37.优选地，该细长的槽基本上是沿从区段的长基底到短基底的方向延伸。相对于基底形成80
°
至100
°
之间的角度的细长槽的伸长方向被认为基本上是沿从长基底到短基底的
方向。
38.当区段被布置为使得基底正交于破碎机的壁的轴向方向定向时，特别是如果壁是圆柱形或圆锥形的，细长槽的这种布置将允许区段在未固定状态下沿着所述轴向方向移动，并在到达期望位置后被固定。
39.在破碎机的一个优选的实施例中，破碎机的直径在800mm至4500mm之间，更优选地为1600mm。该范围已被证明适用于破碎机的大多数用途。
40.优选地，保护衬里具有圆柱形的而不是圆锥形的表面，或者沿着圆柱形壁的轴向方向具有凹形形状。
41.本发明还提供了一种用于在如上所述的破碎机中安装保护衬里的方法。在第一步骤中，将至少两个区段附接于破碎机的壁，使得在破碎机的两个区段之间沿着壁的周向方向限定一个间隔，其中壁在间隔中不被任何区段覆盖。之后在第二步骤中，将另一区段插入到间隔中并沿壁的轴向方向调整该另一区段的位置，使得破碎机的壁被沿着壁的周向方向布置的区段覆盖，以使相邻区段的相邻非平行侧边至少部分地相互接触。
42.该方法的一个有利效果在于，保护衬里能够以特别精确且仍然非常有效的方式来组装。通过附接至少两个分开的区段，区段精确形成封闭的保护衬里所需的位置精度要低于已知的按顺序附接相邻区段的方法。区段的梯形形状不仅允许补偿破碎机的壁的直径或其它尺寸的公差，而且还允许补偿将区段安装到壁时的公差。换句话说，可以不太精确地将区段附接到壁，并且任何降低的精度都可以通过插入到间隔中的剩余的一个或多个区段来补偿。
43.在一些情况下，区段被设计并确定尺寸为，使覆盖标准破碎机周长的完整保护衬里是由多个完整的独立区段形成，从而使所有区段彼此齐平地布置。然而，在易受公差影响的破碎机中，保护衬里的合适的尺寸取决于破碎机的实际尺寸。
44.在壁的实际直径与其标称直径或形状有任何偏差的情况下，可以插入另一区段，使得相邻区段的侧边之间的任何间隙减小到基本为零。
45.与上面已经描述的类似，该方法不需要对任何区段进行切割以将它们装配到保护衬里中。调整保护衬里的周向尺寸可以通过相对于其它区段沿轴向方向移动所插入的区段来实现，而不是如在保护衬里的传统设计中所必需的那样切割所插入的区段以使其适配于剩余的间隔中。
46.在一种优选的方法中，在第一步骤中所限定的间隔具有沿壁的周向方向测量的平均宽度，该平均宽度大于另一区段的较短基底的长度并且小于另一区段的较长基底的长度。
47.这确保了用于插入另一区段的间隔的尺寸能够精确地容纳一个区段。如果宽度比较短的基底更窄，则另一区段不能足够远地插入到两个区段之间；另一方面，如果宽度大于较长的基底，则另一区段不是以适配的方式接触相邻的两个区段。
48.附加地或优选替代地，在第一步骤中当在长基底与短基底之间沿壁中途(wall half way)的周向方向测量时所限定的间隔的宽度大于另一区段的较短基底的长度并且小于另一区段的较长基底的长度。
49.类似地，这也确保了另一区段与相邻区段的重叠程度超过其高度的50％。这有利于组件的结构稳定性并确保另一区段足以覆盖壁。
50.当至少一个区段具有用于将该区段固定在破碎机壁上的固定构件上的细长槽时，该方法优选地还包括以下步骤：将至少一个细长槽定位在至少一个固定构件上，使得该具有细长槽的区段基本上仅能够沿细长槽的伸长方向运动，并且当区段沿轴向方向处于所期望的位置时，借助固定构件和细长槽来固定区段。
51.这允许沿壁的轴向方向调整所述另一区段，使得当该区段定位在所期望的轴向位置时，该区段可以被固定。这进一步允许沿轴向方向固定区段，使得相邻区段之间的间隙最小化。
52.在该方法中，在第一步骤中，所述至少两个区段优选地以两个基底中的较短基底沿着壁的轴向方向面向上取向并且两个基底中的较长基底沿着壁的轴向方向面向下取向的方式附接到破碎机的壁，从而使得两个区段之间的间隔向下逐渐变窄以保持另一区段。
53.虽然这些区段通常可以相反地布置，即，间隔是向上逐渐变窄，但所述优选的设计允许通过重力协助插入另一区段。此外，该优选的设计也允许另一区段通过重力保持就位，而无需使其沿破碎机的轴向方向被额外的固定。
54.此外，该方法允许每隔一个区段固定于破碎机的内部，从而保留多个向下逐渐变窄的间隔，然后将相应的区段滑入所述间隔中。这是组装保护衬里的特别有效的方式。
55.所有这些装置和方法均是用于提供保护衬里的目的，保护衬里可以被容易地和精确地组装并安装就位，并且特别是不需要切割衬里区段。
附图说明
56.图1为根据一个优选实施例的破碎机的一部分的透视图。
57.图2为根据一个优选实施例的梯形区段的俯视图。
58.图3为根据一个优选实施例的梯形区段的变型的俯视图。
59.图4为根据一个优选实施例的梯形区段的细长槽的特写视图。
60.图5为根据一个优选实施例的组装保护衬里的方法的示意图。
61.图6为根据一个优选实施例的组装保护衬里的方法的示意图。
具体实施方式
62.在下文中，将参照附图描述本发明的示例性实施例，其中相同的附图标记指代相同或相应的特征或元件。
63.图1为根据优选实施例的破碎机的一部分的透视图。为了便于理解，仅示出了壳体而省略了破碎头和任何附件。
64.破碎机100通常包括壳体102，该壳体由本领域已知的任何材料构成，例如铸铁。壳体102可以具有标称内径x，但是也可以具有其它的直径。特别是当使用铸铁时，壳体102的直径有例如20至30mm的公差，即，壳体102的实际直径可以在x+/-30mm之间的范围内。图1所示的破碎机壳体102的内部基本上是圆柱形的，其在周向上具有端口106，以允许从侧面进入破碎腔室108。
65.根据图1所示的优选实施例，壳体102在内部是以衬里104来覆盖。衬里104由多个衬里区段200(在下文中称为区段200)组成。衬里104用于在使用时保护壳体102免受在破碎腔室108内部发生的机械应力的影响。每个衬里区段200可以由陶瓷制成，或者由橡胶和陶
瓷的混合物制成，替代地，也可以由金属材料制成或者由橡胶和金属的混合物制成。
66.图2示出了如图1所示的安装在破碎机内部的区段200的特写视图。
67.区段200通常形成为梯形，其包括短基底202、长基底204和连接所述基底的两个侧边206。在所示出的区段200中，长基底204和侧边206形成的角度例如为86
°
。应该注意的是，本发明不限于该特定值，而是可以替代地使用任何其他的能够使区段沿破碎机的壁的轴向方向相对于彼此滑动的值。
68.在图2所示的优选实施例中，在区段200中设有细长的槽部300。该细长槽部300形成沿保护衬里的径向方向的通孔，而它们的伸长方向在安装区段200时是沿破碎机的轴向方向延伸。
69.图2所示优选实施例的区段200的从长基底204到短基底202所测量的长度l为1675mm，这允许破碎机的内部沿着破碎腔室108的相关范围被单排衬里区段覆盖。
70.短基底202的宽度ws和长基底204的宽度wl分别为615mm和850mm，这允许与侧边206形成上述的角度。长基底204和短基底202基本上彼此平行。
71.应该注意的是，长度l以及宽度wl和ws并不限于该特定的优选实施例，而是可以根据破碎机的尺寸来选择。
72.图3示出了根据本发明一优选实施例的区段250的变型。图3所示的区段250与图2所示的区段200基本相同，不同之处在于区段250具有在区段250的拐角中形成的凹部208，用以部分地容纳壳体102的端口106。应该注意的是，在这种情况下，侧边206，即连接凹部208和长基底204的部分，基本上是直线的，因此区段250也示出了如图2所示区段200的安装特性。
73.还应注意，图3所示的凹部208纯粹是示例性的，其它的形状或布置也是可能的。例如，可以设想将该凹部(未示出)定位在沿着侧边20的任何位置，使得该凹部既不直接与短基底202接触，也不直接与长基底204接触，而是在两侧通过不连续的侧边206连接到基底。然而在这种情况下，侧边206的部分仍然是直线的，以确保这种区段的适配特性。
74.图4示出了根据本发明一优选实施例的细长槽部300的详细视图。细长的槽302沿保护衬里的径向方向穿孔区段200。在组装时，槽302的伸长是沿着保护衬里的轴向方向延伸。在图4所示优选实施例中，细长槽沿轴向方向具有大约24mm的长度ls，这允许区段在安装时沿着该方向移动，使得细长槽与固定构件相接合，例如附接到罩壳的螺栓或螺钉。细长槽302的宽度可以根据旨在与槽一起使用的固定构件来选择。注意，固定构件可以被构造为，当固定装置未被固定时(例如在螺钉的情况下未拧紧)，区段沿轴向方向未固定，而是仅沿周向方向和径向方向被固定。随后，当固定构件被固定时(在螺钉的情况下被拧紧)，区段也沿轴向方向被固定。
75.还应注意，细长槽不必被设计为直接形成在区段200中，相反，区段可以包括孔，而细长槽构件304附接到该孔。这对于区段200的材料包括橡胶的情况是特别优选的。在这种情况下，细长槽构件304可以由例如由金属制成的板306组成，细长槽302形成于该板中。随后，将金属板306例如通过通孔308附接到区段200，板306通过该通孔附接到区段200，使得区段可以通过板306附接到破碎机。
76.图5和图6示出了根据一优选实施例的用于组装保护衬里的方法的示例。正如从破碎机100的破碎腔室108内部所看到的那样，区段200是以展开视图示出的。
77.应该注意，图5和图6中的图示纯粹是对组装方法的说明，并非按比例绘制。此外，在所述图中示出的区段200的数量不受限制。
78.图5示出了一种用于在壳体102中组装区段200的方法，其中壳体102的实际直径小于壳体的标称直径。这造成比由区段200覆盖的标称周长cstandard更小的周长csmaller。
79.根据图5所示的优选实施例，多个基本上相同的区段200沿着壳体102的周向内侧布置，留下了一个由沿相同方向取向的两个区段200的侧边206形成的间隔502，从而在两个区段200之间形成向下逐渐变窄的间隔502。
80.应该注意的是，相邻区段200的侧边在接触位置210处彼此接触，使得在相邻区段200之间仅形成最小的间隙(如果存在的话)，该间隙是由区段200的不可避免的生产公差所引起的。还应注意，出于说明的目的，如图3所示并参考其说明的具有凹槽的区段250在该实施例中没有示出，但是可以等同地使用。
81.在第二步骤中，将另一区段201插入到间隔502中，封闭所述间隔502，使得该另一区段201的侧边在接触部210处接触两个相邻区段200的侧边206，从而如上所述地在区段200之间仅保留最小的间隙。
82.应该注意，该另一区段201在轴向方向上从该排区段200突出一距离d5。该距离取决于壳体102的标称周长cstandard与实际周长csmaller之间的偏差，并且壳体102的周长csmaller越小，距离d5越大。
83.然而，该突起不会显著影响衬里的性能，由于在该优选实施例中仅提供了一排衬里区段，这意味着在该实施例中，区段的基底不必例如为了堆叠几排区段而是对齐的。
84.替代地，也可以在破碎机中设置多于一排的区段，例如当突起较小时，在这种情况下，当区段突出到相邻排的相反方向或者当这些排被间隔开地设置时，对相邻排的影响不大。
85.尽管如此，为了给间隔502提供足够的保护功能并提供合适的衬里强度，优选地，距离d5小于区段200的长度l的一半。
86.现在转向相反的情况，图6示出了一种在壳体102中组装区段200的方法，其中壳体102的直径大于壳体的标称直径。这造成比由区段200覆盖的标称周长cstandard更大的周长clarger。
87.根据图6所示的优选实施例，多个基本相同的区段200沿着壳体102的周向内侧布置，留下了由沿相同方向取向的两个区段200的侧边206形成的间隔602，因此在两个区段200之间形成向下逐渐变窄的间隔602。
88.在此还应注意的是，相邻区段200的侧边在接触位置210处彼此接触，使得在相邻区段200之间仅形成最小的间隙(如果存在的话)，该间隙是由区段200的不可避免的生产公差所引起的。
89.在第二步骤中，将另一区段201插入到间隔602中，封闭所述间隔602，使得该另一区段201的侧边在接触部210处接触两个相邻区段200的侧边，从而类似于前述的那样在区段200之间仅保留最小的间隙。
90.应该注意，该另一区段201在轴向方向上从该排区段200突出一距离d6，在此是向下突出到破碎机的下部。该距离取决于壳体102的标称周长cstandard与实际周长clarger之间的偏差，并且壳体的周长clarger越大，距离d6就越大。
91.然而，该突起不会显著影响衬里的性能，由于在该优选实施例中仅提供一排衬里区段，这意味着区段的基底不必对齐。
92.尽管如此，为了给间隔602提供足够的保护性能并提供合适的衬里强度，优选地，距离d6小于区段200的长度l的一半。
93.利用上述优选实施例中描述的装置和方法，可以提供一种破碎机衬里，其能够通过组装多个衬里区段来覆盖不同直径的壳体，而不需要切割任何衬里区段。