专利名称：圆锥形破碎机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种圆锥形破碎机中的凹衬和套衬，该破碎机用于为混凝土、沥青层材料等生产粗骨料和细骨料。
背景技术：
传统的圆锥形破碎机配备有固定的凹衬和固定在作为一个可移动件的安装基座上的套衬，该可移动件能够靠近和离开凹衬的内周，破碎腔形成在该凹衬和套衬之间以破碎材料，即，一种破碎材料在破碎腔中被破碎，从而能够获得预定产品。因此，主要在组合该凹衬和该套衬形状的基础上设计圆锥形破碎机的这种衬，这种衬形成提供最佳破碎行为的破碎腔。破碎性能由产品的产量、称为破碎比(原料的尺寸/产品的尺寸)的精细破碎性能、耗电量、机械振动等表示。
关于上述的破碎性能，假定套衬的倾角增加使产品的产量增加。但是，这引起移动破碎材料的速度加快，所以精细破碎性能恶化。另一方面，套衬倾角的减小引起移动破碎材料的速度降低，所以能够获得精细产品。但是，这导致破碎材料堵塞，从而使耗电量和机械振动增加。考虑到这些情况，人们提出了各种形状的凹衬和套衬以实现具有加强的破碎性能的破碎腔的最优形状。
不过，即使考虑到上述情况，形成具有最优形状的破碎腔，成对的上部和下部衬也在增加的工作时间中有选择性地受到磨损(局部磨损)从而使这些衬产生局部非常不均匀的形状，所以破碎腔的形状变得非常不同于最初设计的形状(在新衬的状态下)。因此，有破碎性能更快恶化的问题。而且，当破碎性能由于局部磨损恶化时，中断机器工作后将磨损的衬更换为新衬。在这种情况中，该非均匀磨损产生了非常严重磨损部分和相对较弱磨损部分，因此存在着将旧衬更换为新衬不经济的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种配备有成对的上部和下部衬的圆锥形破碎机，该衬的形状确保降低由破碎行为引起的非均匀磨损并增加产品的产量，同时维持优良的精细破碎性能。
一种根据本发明的圆锥形破碎机解决了上述问题。该圆锥形破碎机包括固定的凹衬，能够靠近和离开所述凹衬的内周的作为可移动件的安装基座和固定到所述安装基座上的套衬，其中，破碎材料在形成于所述凹衬和所述套衬之间的破碎腔中被破碎，所述凹衬包括具有 长度的第1区域表面，其中T为一个预定值且面对所述破碎腔以形成第1区域，向外倾斜延伸且面对所述破碎腔以形成第2区域的第2区域表面和进一步向外倾斜延伸且面对所述破碎腔以形成第3区域的第3区域表面，由此，所述第1到第3区域表面从所述破碎腔的入口顺序地配置。且所述套衬包括具有从第1区域表面的入口侧端部到该表面的大于T的垂线长度、相对于所述第1区域表面的小于20°的交角和大于60°的倾角的第1锥形表面，具有从第2区域表面的入口侧端部到该表面的大于0.5T的垂线长度和相对于所述第2区域表面的5°～10°的交角的第2锥形表面和具有45°～50°倾角的第3锥形表面，由此，所述第1到第3锥形表面从所述破碎腔的入口顺序地配置。
T优选为装入原料的尺寸。
根据上述结构配置，在第1区域中，第1锥形表面和第1区域表面的入口侧端部之间的垂线长度大于T，所以具有装入原料尺寸T的破碎材料能够插入到其中。当破碎材料的装入原料尺寸为T时，最大颗粒尺寸约是 所以，第1区域表面的长度适于容纳作为单个颗粒的破碎材料。而且，由于第1锥形表面和第1区域表面之间的交角小于20°，所以破碎材料能够较好地被第1锥形表面和第1区域表面容纳。而且，由于倾角大于60°，所以可以确保将破碎材料运送到下一阶段(第2区域)。因此，具有那种装入原料尺寸T的破碎材料中的每个颗粒能够直接由凹衬2和套衬3容纳，同时通过衬之间的压力产生的单个颗粒挤压进行适当破碎。
而且，第2区域中，第2锥形表面和第2区域表面的入口侧端部之间的垂线长度大于0.5T，所以在第1区域中通过单个颗粒挤压被破碎后，具有预定尺寸的破碎材料能够以规则的形式导入到第2区域中。而且由于第2锥形表面和第2区域表面之间的交角大于5°，所以即使当套衬靠近凹衬时也能保证第2区域在入口处的尺寸。另外，由于交角小于10°，所以第2区域的空间体积减小并可以确保破碎材料容纳在第2区域中，从而能够使破碎材料得到有效破碎。结果，当这些衬相互远离时，通过在第1区域中破碎获得的具有预定尺寸的破碎材料被堆入到凹衬和套衬之间，而且当从分离状态变成靠近状态时，破碎材料中的颗粒间的空间系数减小，从而能够在颗粒层挤压的基础上对破碎材料进行破碎，其中该破碎从颗粒间接触部分开始。
而且在第3区域中，跟在第2区域中的挤压之后继续进行颗粒层挤压破碎。由于第3锥形表面的倾角为45°～50°，所以破碎材料可以以一个最佳的最终行进速度在第3区域中排出。结果，破碎材料可以作为高质量产品被排出且能排出更大量的破碎材料而不发生由破碎材料中颗粒间间隔减小引起的堵塞。
结果可以实现一对上部和下部衬，该衬在减小破碎腔中由破碎行为所造成的非均匀磨损的条件下确保了产品产量的增加，并同时以所希望的颗粒尺寸保持了稳定和良好的精细破碎性能。
在该圆锥形破碎机中，第3锥形表面可以具有2°～3°的相对于所述第3区域表面的交角。
根据上述结构配置，可以抑制在用于排出破碎材料的出口端部由于过大压力所产生的破裂和局部磨损。
在该圆锥形破碎机中，第2区域表面具有 的长度且所述第3区域表面具有 的长度。
根据上述结构配置，在破碎腔中破碎材料的尺寸更快地达到最终产品尺寸。
在该圆锥形破碎机中，第1锥形表面具有 的长度。
根据上述结构配置，在圆锥形破碎机中进行破碎的破碎材料的最小装入原料尺寸取为 且套衬是一个可移动件，所以破碎材料可以在作为单个颗粒容纳在第1区域中之后进行破碎。
在该圆锥形破碎机中，第2锥形表面具有 的长度。
根据上述结构配置，套衬可以在提供高破碎表面压力的第2区域中均匀地受到磨损。
在该圆锥形破碎机中，第3锥形表面具有 的长度。
根据上述结构配置，套衬可以在也提供高破碎表面压力的第3区域中均匀地受到磨损。
在该圆锥形破碎机中，第1区域表面和第2区域表面之间的曲率半径为1.4T～1.7T。
根据上述结构配置，凹衬可以在从第1区域中的单个颗粒挤压破碎变到第2区域中的颗粒层挤压破碎的破碎表面压力提高的区域中均匀地受到磨损。
在该圆锥形破碎机中，第2区域表面和第3区域表面之间的曲率半径为6.4T～9.7T。
根据上述结构配置，凹衬可以在整个第2区域到第3区域的部分均匀地受到磨损，在该部分中进行颗粒层挤压破碎。
在该圆锥形破碎机中，第1锥形表面和第2锥形表面之间的曲率半径为1.7T～2.0T。
根据上述结构配置，可以在从单个颗粒挤压破碎变为颗粒层挤压破碎的部分中均匀地实现由破碎导致的磨损。
在该圆锥形破碎机中，第2锥形表面和第3锥形表面之间的曲率半径为13T～16.3T。
根据上述结构配置，可以在整个第2区域到第3区域的发生颗粒层挤压破碎的部分中均匀地实现由破碎导致的磨损。
根据本发明另一个方面的圆锥形破碎机包括固定的凹衬；能够靠近和离开所述凹衬的内周的作为可移动件的安装基座和固定到所述安装基座上的套衬，其中，破碎材料在形成于所述凹衬和所述套衬之间的破碎腔中进行破碎。该破碎腔包括第1区域，其中，用于破碎材料的入口处的所述套衬的破碎表面相对于水平面成70°～75°，且在入口处，所述凹衬的破碎表面和套衬的破碎表面之间的角度是15°～20°；和第2区域，其中，用于破碎材料的处于入口和出口之间中间部分的所述套衬的破碎表面相对于水平面成52°～57°，且在中间部分，所述凹衬的破碎表面和所述套衬的破碎表面之间的角度为5°～10°；和第3区域13，其中，用于破碎材料的处于出口处的所述套衬的破碎表面相对于水平面成45°～50°，且在出口处，所述凹衬的破碎表面和所述套衬的破碎表面之间的角度为2°～3°；由此，第1到第3区域顺序地配置。
根据上述结构配置，由于凹衬的破碎表面和套衬的破碎表面之间的交角在第1区域中小于20°，所以能够较好地容纳破碎材料。而且由于套衬的破碎表面对水平面的倾角大于70°，所以能够确保破碎材料传送到下一阶段(第2区域)。结果，破碎材料的每个颗粒都直接地由凹衬和套衬容纳，从而通过这些衬的压力较好地进行单个颗粒挤压破碎。
而且由于凹衬的破碎表面和套衬的破碎表面之间的交角在第2区域中大于5°，所以即使当套衬靠近凹衬时，也可以在第2区域中保持入口的足够尺寸。而且由于，该交角小于10°，所以可以确保破碎材料容纳在第2区域中并有效地得到破碎。结合上面所述，由于套衬的破碎表面对水平面的倾角大于52°，能够确保破碎材料传送到下一阶段(第3区域)。因此，在第2区域中，当套衬远离凹衬时，在第1区域中破碎成预定颗粒尺寸的破碎材料以层的状态装入到第2区域中。而且当从分离状态变成靠近状态时，破碎材料中的颗粒间空间系数减小并因此发生了多粒子接触，所以发生了由颗粒间接触点造成的颗粒层挤压。
而且，在第3区域中，跟在第2区域中的破碎之后发生了颗粒层挤压破碎，且套衬的破碎表面对水平面的倾角为45°～50°，因此，破碎材料可以在该第3区域中以最佳的最终行进速度移动。因此，在破碎材料从破碎腔10中被排出的出口附近，能够以高封装密度排出更大量的破碎的颗粒作为高质量产品而不堵塞颗粒流。
相应地，可以实现一对上部和下部衬，该衬在减小破碎腔中由破碎行为所造成的非均匀磨损的条件下确保了产品产量的增加，并同时以所希望的颗粒尺寸保持了稳定和良好的精细破碎性能。
在该圆锥形破碎机中，凹衬的破碎表面相对于水平面大致在第1区域中为90°，在所述第2区域中为57°～62°，在所述第3区域中为47°～52°。
根据上述结构配置，因为在第1区域中凹衬的破碎表面对水平面约为90°，所以能够确保破碎材料传送到下一阶段(第2区域)。而且，在第2区域中，凹衬的破碎表面对水平面为57°～62°，从而即使当套衬靠近凹衬时，也能够保持在第2区域中的入口的适当尺寸。结合上面所述，套衬的破碎表面相对于水平面大于52°，从而能够确保破碎材料传送到下一阶段(第3区域)。而且在第3区域中，凹衬的破碎表面为47°～52°，所以跟在第2区域中的破碎之后发生颗粒层挤压破碎。
图1是根据本发明一个实施例的圆锥形破碎机的剖视图；图2是图1中的凹衬部分和套衬部分的剖视图；图3是图1中的凹衬部分和套衬部分的另一个剖视图；图4是说明图1中的凹衬部分和套衬部分的工作状态的剖视图；图5是说明被破碎的材料的破碎状态的剖视图；图6表示说明被破碎的材料的破碎状态的剖视图，图6(a)表示第1阶段，图6(b)表示第2阶段，图6(c)表示第3阶段；图7是说明被破碎的材料的破碎状态的另一个剖视图；图8是表示相对于一个施加的载荷破碎材料的位移变化的曲线；图9是说明破碎材料在颗粒层挤压破碎中的破碎状态的剖视图。
具体实施形式下面将参考图1～图9说明本发明的优选实施例。图1是根据本发明的一个实施例中的圆锥形破碎机的剖视图。
图1中，圆锥形破碎机1配备有凹衬2和套衬3，其中在衬2和3之间形成宽度从入口10a到出口10b逐渐增加的破碎腔10。该破碎腔10包括顺序地配置在从入口10a到出口10b的第1区域11、第2区域12和第3区域13。
上述凹衬2具有近似圆锥形，其外周表面固定在圆锥形破碎机1的主体上。同时，其内周表面形成破碎腔10。该凹衬2的位置是固定的而其高度是可调的。
上述套衬3具有最大直径为D的近似圆锥形，其内周表面固定在安装基座4a上，其外周表面和凹衬2一起形成破碎腔10。安装基座4a设置在主轴4的上部作为一个可移动件。主轴4插入一具有近似圆柱形的偏心机构8中，该主轴的上端由轴承9支承。而且，副轴5通过伞齿轮6联接到偏心机构8上。该副轴5通过传动带连接到马达(未图示)上。此外，用于补偿主轴4沿高度方向的振动的活塞7设置在主轴4的下端。
将在下面详细说明关于凹衬2和套衬3的形状。把具有装入原料尺寸T的破碎材料21装在形成于凹衬2和套衬3之间的破碎腔10中。当使装入原料尺寸T标准化时，其中80％的原材料通过具有方孔的筛子，破碎材料21可以由从大约 的最大尺寸和大约 的最小尺寸求出的纵横比表示。而且，下述说明中的衬2和3的形状指那些新的原始衬的形状，因此，由于破碎材料21的破碎，该形状随着时间的变化而变化。
装入原料尺寸T是该装入原料颗粒的外接球的平均直径。
如图2所示，凹衬2包括具有 的长度C1的第1区域表面2a；具有 的长度C2的第2区域表面2b，其表面从第1区域表面2a向其外侧倾斜；具有 的长度C3的第3区域表面2c，其表面从第2区域表面2b向其外侧倾斜；其中，第1到第3区域表面以曲线方式从破碎腔10的入口10a顺序地配置。
结合上面所述，套衬3包括具有 的长度M1、小于20°的与第1区域表面2a的交角θ1、大于60°的倾角α1的第1锥形表面3a；具有 的长度M2、5°～10°的与第2区域表面2b的交角θ2的第2锥形表面3b；具有 的长度M3、2°～3°的与第3区域表面2c的交角θ3、45°～50°的倾角α3的第3锥形表面3c；其中，第1到第3锥形表面以曲线方式从破碎腔10的入口10a顺序地配置。倾角指相对于水平面的角度。
在这种情况中，破碎腔10通过一条从第1区域表面2a和第2区域表面2b之间的拐点到第2锥形表面3b的垂线和另一条从第2区域表面2b和第3区域表面2c之间的拐点到第3锥形表面3c的垂线被分成第1区域11、第2区域12和第3区域13。在下述的套衬3的3css的靠近状态中，入口处的第1区域11的长度L1大于T，入口处的第2区域12的长度L2大于0.5T。
而且，如图3所示，在上述第1区域表面2a和第2区域表面2b之间的拐点附近的一个区域形成为一个1.4T～1.7T的曲率RC1的中心，第1区域表面C1的垂线方向和第2区域表面C2的垂线方向重合在此，同时在上述第2区域表面2b和第3区域表面2c之间的拐点附近的一个区域形成为一个6.4 T～9.7T的曲率RC2的中心，第2区域表面C2的垂线方向和第3区域表面C3的垂线方向重合在此。另一方面，在上述第1锥形表面3a和第2锥形表面3b之间的拐点附近的一个区域形成为一个1.7T～2.0T的曲率RM1的中心，第1锥形表面M1的垂线方向和第2锥形表面M2的垂线方向重合在此，同时在上述第2锥形表面3b和第3锥形表面3c之间的拐点附近的一个区域形成为一个13T～16.3T的曲率RM2的中心，第2锥形表面M2的垂线方向和第3锥形表面M3的垂线方向重合在此。而且，套衬3由于破碎材料21在破碎腔10中的破碎会随着时间的流逝而磨损，还有当该套衬的内表面到达磨损线L时，不得不将该套衬更换为一个新的套衬3。
如图4所示，供给到破碎腔10中的破碎材料21通过重复交替套衬3相对于固定凹衬2的靠近状态3css和分离状态3oss进行破碎。该供给到破碎腔10中的破碎材料在第1区域11变成破碎材料22，在第2区域12变成破碎材料23，在第3区域13变成破碎材料24，最后作为产品25排出。
下面将说明具有上述结构配置的圆锥形破碎机1的功能。
首先如图1所示，在准备的初始阶段，根据破碎材料21的标称装入原料尺寸T调整凹衬2的高度。例如，当用作破碎材料的装入原料尺寸T越大时，应该把上部和下部衬2和3之间的宽度调整得越大。这种情况下，当副轴5通过V形传动带由马达驱动时，偏心驱动机构8通过伞齿轮6旋转。因此，主轴4在主轴上端由轴承9支承的状态下偏心旋转，且通过活塞7进行上/下运动。
结合上面所述，固定在主轴4的可移动的基座4a上的套衬3也偏心旋转并上/下运动。套衬3的旋转运动使破碎材料在形成于上部和下部衬2和3之间的破碎腔10中破碎。凹衬2和套衬3，即，用于接触破碎材料21并对其挤压以破碎材料的成对的上部和下部衬由耐磨性材料构成，并当辨认出磨损到达某一限度(图4中的磨损线L)时，把它们更换成新的。
如图4所示，上述破碎材料21的破碎顺序地通过第1区域11到第3区域13进行。破碎材料21通过在第1区域11中的单个颗粒挤压，然后通过在第2区域12和第3区域13中挤压颗粒层进行破碎，之后作为产品25排出。
上述的单个颗粒挤压破碎意味着破碎材料22直接容纳在凹衬2和套衬3之间并通过如图5所示的作用在衬2和3的接触区域间的压力进行破碎。单个颗粒挤压破碎在第1区域11中进行多次。例如，当具有装入原料尺寸T的破碎材料22的破碎材料22被分成3部分时，如图6(a)所示，它变成破碎的材料22a，每个22a具有0.87T的装入原料尺寸。又，当具有装入原料尺寸0.87T的该破碎材料22a被分成3部分时，如图6(b)所示，它变成破碎的材料22b，每个22b具有0.75T的装入原料尺寸。如图6(c)所示，具有装入原料尺寸为0.75T的该破碎材料22b被进一步分成三部分。
图7中，当通过单个颗粒挤压破碎的具有装入原料尺寸T的破碎材料21由凹衬2接收，然后在衬2和3的接触点处受到压力F作用时，该破碎材料21产生u/2位移。更具体地如图8所示，载荷F随着位移u的增加而逐渐增加，单个颗粒在0.015T的变形处被分成几个部分。位移u的进一步增加提供了图9所示的破碎状态。
上述的颗粒层挤压破碎意味着在如图4所示的套衬3的分离状态3oss中，破碎材料23的颗粒以分层状态堆入破碎腔10中，且在靠近状态3css中，破碎材料23的颗粒间的气隙减小，所以这些颗粒通过多重颗粒接触而破碎。如图9所示，一个破碎颗粒23a通过与多个接触颗粒23a的接触点处的压力而破碎。如上所示，由于分层状态中的精细破碎颗粒23被破碎，可认为第2区域12是高破碎表面压力区域(高磨损区域)。而且，也可以认为与第2区域12邻接的第3区域13是高破碎表面压力区域(高磨损区域)。
如上所述，根据该实施例的圆锥形破碎机1包括固定的凹衬2和固定在作为可移动件的安装基座4a上的套衬3，该可移动件靠近凹衬2的内周和相反离开凹衬2的内周，借此在凹衬2和套衬3之间形成从入口10a到出口10b宽度逐渐增加的破碎腔10，以破碎具有装入原料尺寸T的破碎材料21。
对该圆锥形破碎机1来说，要求它提供一对上部和下部衬2和3，该衬降低了起因于破碎作用的非均匀磨损并提高了产品的产量，同时保持良好的精细破碎性能。这是因为即使考虑一些情况形成最优形状的破碎腔，在形成破碎腔的成对的上部和下部衬中也会产生磨损(局部磨损)，从而部分地产生非常不均匀的磨损，所以破碎腔的形状变得非常不同于原始设计的形状(新衬)，并因此破碎性能迅速降低，而且因为当破碎性能由于非均匀磨损降低时，中断机器工作并将磨损的衬更换为新衬。在这种情况中，那种非均匀磨损产生了非常严重磨损部分和相对较弱磨损部分，因此将旧衬更换为新衬是不经济的。
该实施例中，凹衬2具有 的长度C1，并设置有形成面对破碎腔10的第1区域11的第1区域表面2a；形成面对破碎腔10的第2区域12的且其表面向外侧倾斜的第2区域表面2b；和形成面对破碎腔10的第3区域13的且其表面进一步向外侧倾斜的第3区域表面2c，在这种情况中，区域表面2a～2c以曲线方式从破碎腔10的入口10a连续地配置。而且，套衬3设置有第1锥形表面3a，该表面具有从第1区域表面2a的入口侧端部到该锥形表面3a的大于T的垂线长度L1、相对于第1区域表面2a的小于20°的交角θ1和大于60°的倾角α1；第2锥形表面3b，从第2区域表面2b的入口侧端部到该锥形表面3b的大于0.5T的垂线长度L2、相对于第2区域表面2b的5°～10°的交角θ2；和具有45°～50°的倾角α3的第3锥形表面3c，在这种情况中，锥形表面3a～3c以曲线方式从破碎腔10的入口10a连续地配置。
由于在第1区域11中从第1区域表面2a到第1锥形表面3a的垂线长度L1大于T，所以具有装入原料尺寸T的破碎材料能够插入到其中。当标称装入原料尺寸为T时，最大颗粒尺寸是 所以，第1区域表面2a的长度适于容纳作为单个颗粒的破碎材料21。
而且，由于第1锥形表面3a和第1区域表面2a之间的交角θ1小于20°，所以破碎材料能够较好地被第1锥形表面3a和第1区域表面2a容纳。而且，为了限制机器尺寸方面，交角θ1优选为15°～20°。
另外，因为倾角α1大于60°，所以破碎材料21可以被运送到下一阶段(第2区域12)。因此，具有装入原料尺寸T的破碎材料21中的每个颗粒能够由凹衬2和套衬3直接容纳在第1区域11中，所以能够在衬2和3之间的压力帮助下较好地进行单个颗粒挤压破碎。
由于在第2区域12中的入口的端部，从第2区域表面2b到第2锥形表面3b的垂线长度L2大于0.5T，所以在第1区域11中进行几次单个颗粒挤压破碎后，具有预定尺寸的破碎材料22能够被顺序地导入到第2区域12中。
而且由于第2锥形表面3b和第2区域表面2b之间的交角θ2大于5°，所以即使当凹衬2靠近套衬3时也能保证第2区域12的入口的较理想尺寸。而且由于交角θ2小于10°，所以第2区域12的空间体积能够设置得尽可能的小，并确保破碎材料23容纳在第2区域12中，从而能够实现高效率的破碎。结果，当套衬3远离凹衬2时，在第1区域11中破碎成预定尺寸的破碎材料22以分层方式被装入到第2区域12中。所以，当从分离状态变成靠近状态时，破碎材料23中的颗粒间的间隔缩小。这使这些颗粒接触，从而，由于颗粒层的挤压发生了开始于颗粒间接触点处的破碎。
结合上面所述，第2锥形表面3b的倾角α2优选为47°～57°。这是因为第2锥形表面3b向第1锥形表面3a的外侧倾斜且比第3锥形表面3c倾斜得更缓和，这一点将在下面描述。而且，为了使从第1锥形表面3a到第2锥形表面3b的倾角变得平滑，倾角α2优选为52°～57°。
在第3区域13中，依靠颗粒层挤压的破碎跟在第2区域12中的挤压之后。由于第3锥形表面3c的倾角α3为45°～50°，所以破碎材料24以一个最佳的最终行进速度在第3区域13中移动。结果，在破碎材料24从破碎腔10中被排出的出口附近，能够以高封装密度排出更大量的破碎的颗粒作为高质量产品而不堵塞颗粒流。
因此，可以制造破碎腔10、一对上部和下部衬2和3，其中抑制了破碎作用所引起的非均匀磨损，并提高了产品产量，同时以所希望的颗粒尺寸保持了稳定和良好的精细破碎性能。
该实施例中，第3锥形表面3c具有相对于第3区域表面2c的2°～3°的交角θ3，因此能够抑制由于过大压力所产生的破碎材料24用的出口10b的端部的破裂和其局部磨损。
而且在该实施例中，第2区域表面2b具有 的长度C2，第3区域表面2c具有 的长度C3，结果，破碎材料的尺寸更快地到达所希望的产品颗粒尺寸。在这种情况中，优选的是将长度C3设置为0.85T～T。
而且在该实施例中，第1锥形表面3a具有 的长度M1。在圆锥形破碎机1中进行破碎的破碎材料21中的装入原料的最小尺寸取为 左右。结果，由于把套衬3也认为是一个可移动件，所以破碎材料可以在第1区域11中作为单个颗粒进行处理和破碎。而且由于如上所述，交角θ1应优选在15°～20°之间，所以从第1锥形表面的长度减去一个有效长度得出 0.45T和T-T/2tan{tan-1(2×tan15°)}≌ 0.73T。因此，长度M1应优选为0.45T～0.73T，考虑到安全因素进一步优选为约0.6T～0.75T。
而且在该实施例中，第2锥形表面3b具有 的长度M2。因此能够使套衬3在产生高破碎表面压力的整个第2区域12中的磨损均匀。
这是因为如果忽略第3区域13中的出口10b的尺寸，从凹衬2的长度C1、C2和C3以及套衬3的长度M1和M3考虑，其中将在后面说明长度C3和M3，遵循的是长度M2大于 且由于(凹衬的最大高度)-(套衬的最低高度)＞0，长度M2变为{(1.4T+1.2Tsin62°+Tsin52°)-(10.7Tsin70°+M2sin52°+Tsin45°)}＞0，所以其导出最大长度M2≌2.4T。
而且，如果从成对的上部和下部衬2和3之间的宽度推算长度M2，(最大长度M2)-(最小长度C2)＞T导出(0.75Tcos70°+M2cos52°+1.2Tcos45°)-(Tcos62°+0.85Tcos52°)＞T，这样M2＞1.44T。
而且，由于(最大长度M2)-(最大长度C2)＜T，其导出(0.75Tcos70°+M2cos52°+1.2Tcos45°)-(1.2Tcos57°+Tcos47°)＜T，因此M2＜2.0T。
鉴于上述内容，较理想的是应把第2锥形表面3b的长度M2设置为1.44T～2.0T。
又由于具有用于破碎材料21的装入原料尺寸T的套衬3的直径D为0.15～0.19，表示为T＝0.15D～0.19D(D＝5.3T～6.5T)。由于从机械强度的角度考虑，要求套衬3的直径D的约1/3为主轴4的直径。这导出1.2Tcos45°+M2cos52°+0.75Tcos70°＞0.35T。结果，在D＝5.3T时M2＞1.218，当D＝6.5T时M2＞1.9。而且，其遵循Tcos50°+M2cos57°+0.6Tcos75°＜0。结果在D＝5.3T时M2＜1.94，当D＝6.5T时M2＜2.71。因此，较理想的是应将长度M2设置为1.45T～1.9T，且为了用增加较大的长度确保获得较理想的影响，应将长度M2优选地设置为1.7T～1.9T。
而且在该实施例中，第3锥形表面3c具有 的长度M3，因此，能够使套衬3的磨损在产生高破碎表面压力的整个第3区域13中均匀。在这种情况中，较理想的是应将M3设置为T～1.2T。
而且在该实施例中，第1区域表面2a和第2区域表面2b之间的曲率RC1为1.4T～1.7T。结果，能够使凹衬2的磨损在整个破碎表面压力增加区域中均匀，在该压力增加区域中，第1区域11中的单个颗粒挤压破碎变成第2区域12中的颗粒层挤压破碎。
而且在该实施例中，第2区域表面2b和第3区域表面2c之间的曲率RC2为6.4T～9.7T。结果，能够使凹衬2的磨损在从第2区域12到第3区域13的区域内均匀，在该区域中，发生了颗粒层挤压破碎。这是因为，如果长度C2为1.2T～T，长度C3为0.85T～T，则RC2tan{(62°-47°)/2}＝0.85T，所以RC2＝6.456T，且当考虑到第2区域表面2b和第3区域表面2c之间的倾角时，RC2tan{(57°-47°)/2}＝0.85T，所以RC2＝9.72T。
而且在该实施例中，第1锥形表面3a和第2锥形表面3b之间的曲率RM1为1.7T～2.0T。结果，能够使源于破碎的磨损在单个颗粒挤压破碎转变为颗粒层挤压破碎的区域中均匀。这是因为，当考虑到第1区域表面2a、第2区域表面2b、第1锥形表面3a和第2锥形表面3b的倾角时，从关系式RM1tan(90°-52°)/2＝0.6T中得出RM1＝1.74T，并从关系式RM1tan(90°-57°)/2＝0.6T中得出RM1＝2.206T。
而且在该实施例中，第2锥形表面3b和第3锥形表面3c之间的曲率RM2为13T～16.3T。结果，能够使套衬3的磨损在从第2区域12到第3区域13的区域中均匀，在该区域中，发生了颗粒层挤压破碎。这是因为，如果考虑到第2区域表面2b、第3区域表面2c、第2锥形表面3b和第3锥形表面3c的倾角，从关系式RM2tan(57°-45°)/2＝T中得出RM1＝9.514T，并从关系式RM2tan(57°-45°)/2＝T中得出RM2＝16.3T。而且为了获得更平滑的磨损，曲率RM2优选为13T～16.3T。
在上述实施例中描述了圆锥形破碎机1，其中第1区域表面2a的长度C1被限定在装入原料尺寸为T的条件下。但是本发明不限于那种结构配置。即，在另一个实施例中，在没有限制任何装入原料尺寸的条件下，破碎腔10包括第1区域11，在该区域中，用于破碎材料21的在入口处的套衬3的破碎表面相对于水平面成70°～75°，且凹衬2的破碎表面和第1区域11之间的角度为15°～20°；和第2区域12，在该区域中，用于破碎材料的处于入口和出口之间中间部分的套衬3的破碎表面相对于水平面成52°～57°且凹衬2和破碎表面之间的角度为5°～10°；和第3区域13，在该区域中，处于出口处的套衬3的破碎表面相对于水平面成45°～50°，且凹衬2和破碎表面之间的角度为2°～3°；且其中这些区域11～13能够以曲线方式顺序地配置。
因此，由于凹衬2的破碎表面和套衬3的破碎表面之间的交角在第1区域11中小于20°，所以能够较好地容纳破碎材料。而且由于套衬3的破碎表面的倾角大于70°，能够确保破碎材料供给到下一阶段(第2区域)。结果，在第1区域11中，破碎材料的每个颗粒都直接地容纳在凹衬2和套衬3之间，由此通过这些衬2和3的压力较好地进行单个颗粒挤压破碎。
而且由于凹衬2的破碎表面和套衬3的破碎表面之间的交角在第2区域12中大于5°，所以即使当套衬3靠近凹衬2时，也可以在第2区域12中保持入口的适当大小。而且由于该交角小于10°，所以确保破碎材料容纳在他们之间并有效地被破碎。结合上面所述，由于套衬3的破碎表面的倾角大于52°，能够确保破碎材料供给到下一阶段(第3区域)。因此，当套衬3远离凹衬2时，在第1区域11中破碎成预定颗粒尺寸的破碎材料以层的方式被堆入到第2区域12中。而且当从分离状态变成靠近状态时，破碎材料中的颗粒间空间系数减小并因此发生了多粒子接触，从而使颗粒层挤压破碎得以进行，其中颗粒在颗粒间的接触点处破裂。
而且在第3区域13中，跟在第2区域中的破碎之后发生了颗粒层挤压破碎，因此套衬3的破碎表面的倾角为45°～50°。因此，破碎材料可以在第3区域13中以最佳的最终行进速度移动。结果，在破碎材料从破碎腔10中被排出的出口附近，能够以高封装密度排出较大量的破碎的颗粒作为高质量产品而不堵塞颗粒流。
因此，即使不限定装入原料尺寸，也能实现每个都具有特殊形状的一对上部和下部衬，其中，可大大降低由于破碎腔10中的破碎行为所造成的非均匀磨损，同时可提高产品的产量，并以所希望的颗粒尺寸保持稳定和良好的精细破碎性能。
而且，在上述结构配置中，凹衬2的破碎表面相对于水平面在第1区域11中约为90°，在第2区域12中为57°～62°，在第3区域13中为47°～52°。在这种情况中，因为凹衬2的破碎表面约为90°，所以能够确保破碎材料供给到下一阶段(第2区域)。而且，凹衬2的破碎表面在第2区域12中为57°～62°，因此即使当套衬3靠近凹衬2时，也能够在第2区域12中保持入口的适当大小。结合上面所述，套衬3中的破碎表面的倾角大于52°，从而能够确保破碎材料供给到下一阶段(第3区域)。而且，凹衬2的破碎表面在第3区域13中为47°～52°，所以跟在第2区域12中的破碎之后发生颗粒层挤压破碎。
采用根据第一实施例的圆锥形破碎机1作为一个例子，对破碎材料21进行破碎直到凹衬2的表面到达图3所示的磨损线L。从开始破碎到衬表面到达磨损线L的过程中，做了关于例如产品的产量、耗电量、精细破碎性能等的破碎性能的调查。
在该例子中，对于破碎材料21，产品的产量得到了提高，而保持了良好的精细破碎性能，即，与用传统元件获得的结果相比，用新的原始元件获得了4.8～5.5的破碎比。而且，凹衬2和套衬3受到均匀磨损，直到后者到达磨损线L而没有任何非均匀磨损，因此衬2和3的使用寿命系数提高到约1.2。此外，破碎材料顺畅地得到破碎而在成对的上部和下部衬2和3之间不产生堵塞，所以降低了耗电量。
权利要求
1.一种圆锥形破碎机，其包括固定的凹衬；作为可移动件的安装基座，其能够靠近所述凹衬的内周并从所述凹衬的内周离开；和固定到所述安装基座上的套衬，其中，破碎材料在形成于所述凹衬和所述套衬之间的破碎腔中进行破碎，其中，所述凹衬包括具有 长度的第1区域表面，所述第1区域表面面对所述破碎腔以形成第1区域，T为一个预定值；向外倾斜延伸的第2区域表面，所述第2区域表面面对所述破碎腔以形成第2区域；和进一步向外倾斜延伸的第3区域表面，所述第3区域表面面对所述破碎腔以形成第3区域，借此，所述第1到第3区域表面从所述破碎腔的入口顺序地配置，且其中所述套衬包括第1锥形表面，该表面具有从第1区域表面的入口侧端部到该表面的大于T的垂线长度，相对于所述第1区域表面的小于20°的交角，和大于60°的倾角；第2锥形表面，该表面具有从第2区域表面的入口侧端部到该表面的大于0.5T的垂线长度和相对于所述第2区域表面的5°～10°的交角；和具有45°～50°倾角的第3锥形表面；由此，所述第1到第3锥形表面从所述破碎腔的入口顺序地配置。
2.如权利要求1所述的圆锥形破碎机，其特征在于，所述第3锥形表面具有2°～3°的相对于所述第3区域表面的交角。
3.如权利要求1所述的圆锥形破碎机，其特征在于，所述第2区域表面具有 的长度且所述第3区域表面具有 的长度。
4.如权利要求1所述的圆锥形破碎机，其特征在于，所述第1锥形表面具有 的长度。
5.如权利要求1所述的圆锥形破碎机，其特征在于，所述第2锥形表面具有 的长度。
6.如权利要求1所述的圆锥形破碎机，其特征在于，所述第3锥形表面具有 的长度。
7.如权利要求1所述的圆锥形破碎机，其特征在于，所述第1区域表面和所述第2区域表面之间的曲率半径为1.4T～1.7T。
8.如权利要求1所述的圆锥形破碎机，其特征在于，所述第2区域表面和所述第3区域表面之间的曲率半径为6.4T～9.7T。
9.如权利要求1所述的圆锥形破碎机，其特征在于，所述第1锥形表面和所述第2锥形表面之间的曲率半径为1.7T～2.0T。
10.如权利要求1所述的圆锥形破碎机，其特征在于，所述第2锥形表面和所述第3锥形表面之间的曲率半径为13T～16.3T。
11.一种圆锥形破碎机，其包括固定的凹衬；作为可移动件的安装基座，其能够靠近所述凹衬的内周并从所述凹衬的内周离开；和固定到所述安装基座上的套衬，其中，破碎材料在形成于所述凹衬和所述套衬之间的破碎腔中进行破碎，其中，所述破碎腔包括第1区域，其中，用于破碎材料的入口处的所述套衬的破碎表面相对于水平面成70°～75°，且在入口处，所述凹衬的破碎表面和套衬的破碎表面之间的角度是15°～20°；第2区域，其中，用于破碎材料的处于入口和出口之间中间部分的所述套衬的破碎表面相对于水平面成52°～57°，且在中间部分，所述凹衬的破碎表面和所述套衬的破碎表面之间的角度为5°～10°；和第3区域13，其中，用于破碎材料的处于出口处的所述套衬的破碎表面相对于水平面成45°～50°，且在出口处，所述凹衬的破碎表面和所述套衬的破碎表面之间的角度为2°～3°；由此，第1到第3区域顺序地配置。
12.如权利要求11所述的圆锥形破碎机，其特征在于，所述凹衬的破碎表面相对于水平面大致在所述第1区域中为90°，在所述第2区域中为57°～62°，在所述第3区域中为47°～52°。
全文摘要
破碎腔形成在一个凹衬和套衬之间。该凹衬具有长度为T～T的第1区域表面；第2和第3区域表面，这些用于破碎腔的区域表面从入口一侧逐渐地倾斜。该套衬具有长度大于T的、交角小于20°的且倾角大于60°的第1锥形表面；长度大于0.5T交角为、5°～10°的第2锥形表面；和具有45°～50°倾角的第3锥形表面。这些区域表面和锥形表面均以曲线方式连续地配置。这种形状以良好的精细破碎性能提高了产品的产量，并同时减小了源于该破碎行为的非均匀磨损。
文档编号B02C2/06GK1475309SQ0315221
公开日2004年2月18日 申请日期2003年7月29日 优先权日2002年7月29日
发明者滨田猛, 浜口正记, 猪股尚治, 高浪裕智, 结城启之, 之, 智, 治, 记 申请人:株式会社神户制钢所