ВТУЛКА ГЛАВНОГО ВАЛА КОНУСНОЙ ДРОБИЛКИ
BUSH OF THE MAIN SHAFT OF THE CONE CRUSHER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к втулке главного вала конусной дробилки для расположения на самом верхнем конце главного вала дробилки и, в частности, но не исключительно, к втулке, имеющей сужающуюся толщину стенки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Конусные дробилки предназначены для дробления руды, минералов и скальных пород на меньшие размеры. Обычно дробилка содержит дробящую головку, смонтированную на удлиненном главном валу.
На дробящей головке установлена первая дробящая чаша, а вторая дробящая чаша установлена на раме таким образом, что первая и вторая дробящие чаши совместно образуют разгрузочную щель, через которую продолжается материал для дробления. Приводное устройство выполнено с возможностью вращения эксцентрикового узла вокруг нижнего участка вала таким образом, чтобы заставить дробящую головку выполнять вращательное маятниковое движение и дробить материал, введенный в разгрузочную щель.
В документе US 2009/0008489 раскрыта гидравлически регулируемая конусная дробилка, в которой осевой подшипниковый узел содержит гидравлический регулировочный цилиндр для регулировки настройки дробилки. В документе US 4919349 раскрыта конусная дробилка, имеющая двойное уплотнительное средство, в котором использована принудительная циркуляция воздуха и прокладочное средство, чтобы блокировать попадание грязи в дробилку. В документе SU 897280 описана конусная дробилка, которая имеет ступенчатый упорный подшипник для поглощения и передачи усилия дробления на дробящую головку.
Вращательное маятниковое движение в дробящей головке поддерживается нижним подшипниковым узлом, расположенным ниже дробящей головки, и верхним подшипником, в котором шарнирно закреплен верхний конец главного вала. Обычно верхний конец главного вала защищен от износа втулкой. Как правило, защитная втулка имеет цилиндрическую форму и удерживается на главном валу посредством натяга или фрикционной посадки. Однако какая конструкция требует нагревания втулки, чтобы увеличить ее диаметр для обеспечения монтажа и возможного демонтажа на главном валу.
Примеры защитных втулок описаны в документах US 1592313, US 1748102, RU 718160 и RU 940837.
Тем не менее, с обычными защитными втулками имеется ряд проблем. В частности, если время, затраченное на фрикционную посадку нагретой втулки на главный конец вала, слишком большое, втулка зачастую охлаждается и сжимается, прежде чем она будет с натягом посажена на вал в правильном и конечном положении. Кроме того, демонтаж часто проблематичен, поскольку требуется разрезание втулки для ее удаления. На больших дробилках защитные втулки имеют значительную толщину стенки, и эта операция разрезания может занять много времени и является трудоемкой с дополнением риска потенциального повреждения вала. Поэтому требуется втулка главного вала, которая решает вышеупомянутую проблему.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является создание втулки для главного вала конусной дробилки, которая обеспечивает удобный монтаж и демонтаж на валу так, чтобы ее можно было быстро и удобно собирать и разбирать.
Поставленная задача достигается созданием втулки, имеющей обращенную внутрь поверхность, которая сужается внутрь в осевом направлении к продольной оси втулки от первого (нижнего) конца ко второму (верхнему) концу. Настоящее втулочное средство приспособлено для надежной установки в положение посредством монтажа натягом или фрикционной посадкой в непосредственном контакте с сужающейся концевой областью главного вала. В частности, профиль конической формы обращенной внутрь поверхности втулки может скользить по соответствующей конической концевой области главного вала без риска преждевременного заедания втулки на валу до достижения ею полностью сопряженного положения. Как и с существующими устройствами, настоящая втулка может быть нагрета для увеличения диаметра непосредственно перед сборкой. Кроме того, для облегчения разборки тепло может быть подано на втулку вместе с механическим встряхиванием.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложена втулка главного вала конусной дробилки для фрикционной посадки поверх самого верхнего конца главного вала дробилки, при этом втулка содержит удлиненную осевую стенку, продолжающуюся вокруг продольной оси втулки, причем стенка имеет обращенную внутрь поверхность для расположения в контакте с обращенной наружу поверхностью главного вала, а также обращенную наружу поверхность относительно продольной оси, причем стенка продолжается между обращенной внутрь поверхностью и обращенной наружу поверхностью, при этом стенка имеет первый конец для расположения в нижней области главного вала и второй конец для расположения в верхней области главного вала относительно нижней области, при этом толщина стенки в области между первым и вторым концами уменьшается в направлении от второго конца к первому концу, отличающаяся тем, что в осевом направлении обращенная внутрь поверхность в упомянутой области продолжается поперечно продольной оси таким образом, чтобы сужаться внутрь к оси в направлении от первого ко второму концу.
Предпочтительно, что область, по которой уменьшается толщина стенки, продолжается по существу по всей осевой длине втулки.
Предпочтительно, что втулка дополнительно содержит радиальную стенку, продолжающуюся перпендикулярно или поперечно осевой стенке, при этом радиальная стенка расположена на втором конце или около второго конца и продолжается внутрь к продольной оси. Опционально радиальная стенка содержит сквозной канал, расположенный на продольной оси втулки.
Профиль формы поперечного сечения обращенной наружу поверхности предпочтительно является по существу круглым. Профиль формы поперечного сечения обращенной внутрь поверхности предпочтительно является по существу круглым. Предпочтительно, что форма профиля обращенной наружу поверхности образует участок цилиндра в осевом направлении. Предпочтительно, что форма профиля обращенной внутрь поверхности образует участок конуса в осевом направлении.
Опционально втулка содержит по меньшей мере одну канавку, выполненную в обращенной внутрь поверхности. Кроме того, канавка может продолжаться в периферийном направлении вокруг области обращенной внутрь поверхности. Опционально канавка продолжается в направлении вдоль оси обращенной внутрь поверхности. Опционально втулка может дополнительно содержать по меньшей мере один канал, выполненный через стенку для обеспечения прохождения текучей среды к обращенной внутрь поверхности. Соответственно, канал может обеспечить ввод смазочной текучей среды через корпус втулки таким образом, чтобы залить область между обращенной внутрь поверхностью втулки и обращенной наружу поверхностью главного вала в области втулки. Там, где втулка содержит канавку на обращенной внутрь поверхности, смазочная текучая среда может течь в канавке как по окружности, так и в осевом направлении, чтобы полностью смазать втулку и участок сопряжения главного вала.
Опционально в области первого конца обращенная внутрь поверхность криволинейна радиально наружу относительно продольной оси в направлении к обращенной наружу поверхности таким образом, что толщина стенки уменьшается до нуля в криволинейной области.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения имеется главный вал конусной дробилки, содержащий корпус вала, имеющий первый конец для расположения на нижней области дробилки и второй конец для расположения на верхней области дробилки относительно первого конца, отличающийся тем, что толщина корпуса сужается в осевом направлении главного вала в области второго конца, чтобы уменьшиться в площади поперечного сечения, и главный вал дополнительно содержит втулку, как подробно описано в данном документе, фрикционно посаженную поверх сужающейся области на втором конце главного вала.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения имеется конусная дробилка, содержащая главный вал и втулку, как описано в данном документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Конкретная реализация настоящего изобретения будет теперь описана в качестве примера и со ссылкой на последующие чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид сбоку в разрезе конусной дробилки, имеющей главный вал, опирающийся своим верхним концом на верхнее гнездо подшипника и имеющий защитную втулку, установленную около верхнего конца главного вала в соответствии с конкретной реализацией настоящего изобретения,
Фиг. 2 представляет собой вид в увеличенном масштабе верхней области дробилки по фиг.  1.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как показано на фиг. 1, дробилка содержит раму 100, имеющую верхнюю раму 101 и нижнюю раму 102. На удлиненном валу 107 установлена дробящая головка 103. Первая дробящая чаша 105 жестко установлена на дробящей головке 103, а вторая дробящая чаша 106 жестко установлена на верхней раме 101. Между противоположными дробящими чашами 105, 106 образована зона 104 дробления. Непосредственно под зоной 104 дробления расположена зона 109 выгрузки, ограниченная, в частности, нижней рамой 102.
Верхняя рама 101 дополнительно разделена на верхнюю чашу 111, установленную на нижней раме 102 (в качестве альтернативы называемую нижней чашей), и паука, который продолжается от верхней чаши 111 и представляет собой верхний участок дробилки. Паук содержит два диаметрально противоположных рычага 110, которые продолжаются в радиальном направлении наружу от центральной крышки, расположенной на продольной оси 115, проходящей через раму 100 и конусную дробилку в целом. Рычаги 110 прикреплены к верхней области верхней чаши 111 через промежуточный кольцевой фланец, расположенный по центру вокруг продольной оси 115. Как правило, рычаги 110 и верхняя чаша 111 образуют единую конструкцию и выполнены за одно целое.
Привод (не показан) соединен с главным валом 107 с помощью приводного вала 108 и соответствующего зубчатого зацепления 116 с тем, чтобы эксцентрично вращать вал 107 относительно продольной оси 115 и заставлять дробящую головку 103 выполнять вращательное маятниковое движение и дробить материал, введенный в разгрузочную щель 104. Верхняя концевая область 113 вала содержит осевое сужение для образования верхней сужающейся секции. Конус 113 сужается внутрь в направлении от нижней части к верхней от головки 103. Самый верхний конец 117 вала 107 поддерживается в аксиально вращающемся положении верхним подшипниковым узлом 112. Сходным образом, нижний конец 118 вала 107 поддерживается нижним подшипниковым узлом 119.
Чтобы избежать чрезмерного износа верхнего конического участка 113, над и вокруг области 113 вала установлена по существу цилиндрическая износоустойчивая втулка 114. Втулка 114 удерживается в положении в области 113 путем натяга фрикционной посадки и находится в тесном прижимном контакте по осевой длине втулки 114. Соответственно, втулка 114 промежуточно расположена между подшипниковым узлом 112 и областью 113, чтобы поглощать радиальные и осевые усилия нагрузки, возникающие из-за дробящего действия конусного маятникового движения.
Как показано на фиг. 2, втулка 114 имеет обращенную наружу поверхность 201 и обращенную внутрь поверхность 200, при этом ориентация поверхностей 201, 200 указана относительно продольной оси 115, проходящей через область 113 вала и втулку 114. Обращенная внутрь поверхность 200 закреплена в непосредственном контакте с обращенной наружу поверхностью 202 конической области 113. Соответственно, обращенная внутрь поверхность 200 сужается внутрь к продольной оси 115 от первого конца 207 и второго конца 208, при этом первый конец 207 расположен ниже второго конца 208 в дробилке при нормальном использовании. Профиль формы поперечного сечения обращенной внутрь поверхности 200 и обращенной наружу поверхности 201 по существу является круглым по длине втулки 114 между первым и вторым концами 207, 208. Тем не менее, обращенная наружу поверхность 201 выровнена по существу параллельно с осью 115 таким образом, что втулка 114, если смотреть снаружи, имеет по существу цилиндрическую геометрию.
В соответствии с этой конфигурацией кольцевая осевая стенка 209 втулки 114, которая образована между соединенными поверхностями 200, 201, включает в себя толщину, которая сужается и уменьшается в направлении от второго верхнего конца 208 к первому нижнему концу 207. Следует понимать, что для того, чтобы втулка 114 могла разместиться плотным усадочным контактом на коническом концевом участке 113, угол сужения обращенной внутрь поверхности 200 по существу равен углу сужения обращенной наружу поверхности 202 области 113 вала относительно оси 115.
На первом конце 207 толщина стенок 209 резко уменьшается при изгибе обращенной внутрь поверхности 200 наружу 204 к обращенной наружу поверхности 201. Эта криволинейная или острая кольцевая краевая область 204 выполнена так, чтобы обеспечить тесный контакт с плечевой областью 205 вала 107, которая изгибается радиально наружу в области непосредственно над дробящей чашей 105 и головкой 103.
Самый верхний конец 117 вала 107 удерживается в положении с помощью монтажного штифта 206, выровненного по оси 115, который продолжается аксиально вниз от монтажной бобышки 207. Бобышка 207 и штифт 206 расположены соосно с концом 113 вала и втулкой 114.
Радиальная стенка 203 продолжается перпендикулярно осевой стенке 209 и ориентирована внутрь в направлении оси 115 на втором конце 208. Через радиальную стенку 203 выполнен канал 210 диаметром, достаточным для расположения в нем бобышки 207, при этом стенка 203 продолжается вокруг бобышки 207 от осевой стенки 209. Соответственно, втулка 114 полностью сопряжена в положении над конической областью 113 вала, когда радиальная стенка 203 посажена на конец 117 вала. В этой конфигурации осевая стенка 209 промежуточно расположена между верхним подшипником 112 и областью 113 вала.
В соответствии с конкретной реализацией, осевая стенка 209 имеет толщину, которая уменьшается от второго конца 208 к первому концу 207 равномерно по всей длине втулки 114, за исключением криволинейной концевой области 204.