專利名稱：錘磨機錘的制作方法
技術領域：
本發明揭示和描述一種錘，尤其系關于一種錘磨機錘。
背景技術：
許多不同行業依賴于沖擊式研磨機或錘磨機來將材料減小為較小尺寸。舉例來說， 錘磨機常用于處理林業和農業產品以及用于處理礦石，并且還用于回收材料。錘磨機所 處理的材料的具體實例包括谷物、動物飼料、寵物食品、食品成分、覆蓋料乃至樹皮。 本發明雖然不限于谷物，但已專門開發以供谷物行業中使用。在可對谷粒進行進一步處 理之前，必須基本上壓碎整顆谷粒。依據工藝而定，可在回火(tempering)之后但在均 濕(conditioning)之前將整顆谷粒壓碎。用以實行粒度減小的常見方式是使用錘磨機， 其中接連地在共用轉子上旋轉的連續多行旋轉錘狀裝置粉碎谷物產品。舉例來說，應用 于谷物和動物產品的尺寸減小方法在沃森.S. A. (Watson, S. A.)與P. E.拉姆斯塔(P. E. Ramstad)編輯的文獻(1987年，谷類化學和技術，第11章，美國谷物化學家協會， 圣保羅，明尼蘇達州)中描述，所述文獻的揭示內容以全文引用的方式并入本發明中。 然而，所揭示并在本發明主張的發明的應用不限于谷物產品或動物產品。
錘磨機通常構造在旋轉軸周圍，所述旋轉軸上面提供有多個圓盤。多個自由擺動錘 通常使用延伸轉子長度的錘桿而附接到每一圓盤的周邊。通過此結構，存儲在旋轉圓盤 中的一部分動能通過旋轉錘轉移到待粉碎的產品。所述錘撞擊產品，從而敲進分級篩網， 以便減小材料。 一旦將粉碎產品減小到所需尺寸，材料便離開錘磨機的外殼以供后續使
用和進一步處理。錘磨機將打碎谷物、草墊、紙產品、建筑材料和小樹枝。因為擺動錘 不使用鋒利邊緣來切割廢棄材料，所以錘磨機更適合處理可能含有金屬或石塊污染物的 產品，其中所述產品可經常稱為"骯臟的"。錘磨機具有以下優點，即如果可旋轉錘無 法在沖擊時打碎材料，那么所述錘將向后彈回。錘磨機的一個顯著問題是在減小包括例 如釘子、污物、沙子、金屬等材料的"骯臟"產品時在相對較短的操作周期中使錘受到 磨損。如現有技術中發現的，即使錘磨機經設計以較好地處置"骯臟"物體進入，錘的 突發故障也可能對錘磨機造成嚴重損壞且需要立即維護和修理。
錘磨機還可通常稱為破碎機一一通常包括鋼鐵外殼或腔室，其含有安裝在轉子上的 多個錘和用于旋轉所述轉子的合適的傳動列。隨著轉子轉動，相應旋轉錘接觸待粉碎或 減小尺寸的材料。錘磨機通常使用形成為并限定外殼的內部表面的一部分的篩網。微粒 材料的尺寸由旋轉錘向材料施力所抵靠的篩網孔徑的尺寸來控制。在第5,904,306號、 第5,842,653號、第5,377,919號和第3,627,212號美國專利中揭示錘磨機的示范性實施 例。
錘磨機綞的用戶通常考慮四個量度(即，強度、容量、運行時間和所傳遞力的量) 來評估待安裝在錘磨機中的任何錘。首先，在強度上評估待安裝的錘。通常，采用這種 類型的錘的綞磨機機器每天24個小時每周7天進行操作。這種猛烈的環境需要將不會 過早或意外損壞的強而具彈性的材料。接下來，針對容量來評估錘，或更具體地說，錘 的重量如何影響錘磨機的容量。錘越重，在錘磨機中可用馬力可使用的錘就越少。于是， 較輕的錘增加可針對相同可用馬力而安裝在錘磨機中的錘的數目。錘可向待抵靠著篩網 粉碎的材料傳遞的力越多，有效粉碎(即，破碎或打碎材料)就會增加，且因此整個粉 碎過程的效率得到增加。在現有技術中，相對于錘的重量來評估所傳遞力的量。
最后，還考慮錘的運行時間長度。錘持續的時間越長，機器運行時間也就越長，錘 磨機中通過減少維護費用和降低必要資金投入由連續處理材料呈現的利潤也就越大。使 所述四個量度相互關聯，且通常需要折衷來改進性能。舉例來說，為了增加所傳遞力的 量，可增加錘的重量。然而，因為錘的重量增加，所以由于馬力限制的緣故通常將減小 單元的容量。需要在現有技術中可用的錘磨機錘的設計上作出改進，以便優化上文所列 舉的四(4)個量度。

發明內容
本發明揭示并描述的改進集中于待用于錘磨機中的經改進的錘。經改進的金屬自由 擺動錘供在用于粉碎的可旋轉錘磨機組合件中使用。經改進的錘包含第一末端，其用于
將棰緊固在錘磨機內。錘的第二末端與第一末端相對，且用于接觸用于粉碎的材料。此 第二末端通常需要處理以改進錘葉片或尖端的硬度。
例如向錘葉片的末端添加焊接材料等處理方法是此項技術中眾所周知的，用以改進 錘的粉碎特性。這些方法通常通過焊接來使錘邊緣充滿抵抗磨蝕或磨損的金屬材料(例 如碳化鎢)。參見例如第6,419,173號美國專利，其以引用的方式并入本發明中且描述獲 得經硬化的錘尖端或邊緣的方法，如所屬領域的技術人員在現有技術中眾所周知的。
本發明所揭示的方法和設備可應用于待安裝在錘磨機中的單個錘或多個錘。可通過 鍛造、鑄造或軋制來生產錘，如現有技術中發現的。申請人先前已教示，鍛造錘可改進 錘體的硬度特征。申請人還已教示，還可增加錘邊緣相對于錘頸的厚度。將來自綞頸的 材料(且因此重量)重新分配回到錘邊緣，以增加錘在旋轉時產生的力矩，同時允許錘 的整體重量保持相對恒定。申請人的本設計可結合與錘的形狀和生產錘的方法相關的先 前教示。因此，本設計可得到通過旋轉錘產生并傳遞的可用于粉碎的實際錘動量與現有 技術中發現的錘相比有所增加。此增加的動量減少了彈回，如先前揭示并主張的，進而 增加操作效率。然而，因為所述錘設計仍為自由擺動的，所以如果非易破外來物體己進 入磨機，那么錘仍可在必要時彈回以便保護錘磨機免受破壞或降級。因此，針對相似生 產水平，有效馬力要求保持恒定，同時對于錘磨機轉子的每一旋轉，實際強度、力傳遞 和錘磨機內由錘面覆蓋的篩網區域得到改進。采用本發明所實施的各種錘的錘磨機的整 體容量與現有錘相比有所增加。
如教示的，增加錘強度和邊緣焊接硬度形成并增加錘體和錘桿孔上的應力。在現有 技術中，桿孔的圓度受到惡化，從而導致錘桿孔拉長。拉長最終轉化為整個錘磨機失去 平衡或者個別錘在變弱的錘桿孔區域處破裂，這可造成突發故障或性能損失。當發生突 發故障時，錘或桿破裂可導致金屬材料進入所粉碎的產品中，從而需要處理。此結果對 于金屬敏感產品的大型處理器(即，谷物處理器)可能是非常昂貴的。另外，錘桿孔的 突發故障可能致使整個錘磨機組合件失去平衡，從而產生主軸承的故障且/或對錘磨機本 身造成嚴重破壞。
任一結果可能需要關閉錘磨機加工設備以進行維護和修理，因此降低了整體操作效 率和處理量。在關閉期間，通常由于邊緣磨損或桿孔拉長而必須對錘進行更換。
本發明的另一實施例說明一種經改進的錘磨機錘，其具有增大數目的個別研磨表面 或邊緣以便改進粉碎接觸表面區域。如圖所示的錘設計具有四(4)個個別邊緣，其在 垂直高度上具有偏差但在距桿孔的中心點的徑向距離中近似相等。在使用期間，使用所 述四(4)個接觸邊緣中的兩(2)者。所展示的錘通常替代僅具有兩(2)個接觸邊緣
的錘，每次只使用所述兩(2)個接觸邊緣中的一 (1)者。如圖所示的每一接觸邊緣的 寬度等于捶的寬度。如圖所示，錘的邊緣己被焊接以增加硬度。錘末端的凹口部分允許 裝納谷物并將谷物饋入到接觸邊緣。相信如圖所示的錘將增加錘接觸效率且因此增加整 體錘磨機效率。雖然本發明不限于此，但當本發明使用鍛造技術而非鑄造或從棒料軋制 生產時，桿孔的強度得到改進且桿孔對拉長的易感性顯著減小。此外，本發明的此實施 例可用具有均勻形狀的錘體來實踐。
因此，本發明的一目的是揭示并主張一種綞設計，其由于其較厚且較寬的緊固末端 而較強且較輕，且還由于其較薄且較窄的頸區段而較輕。
本發明的另一目的是改進用于錘磨機中的自由擺動錘的緊固末端，同時仍使用現有 技術中發現的方法和設備來附接在錘磨機組合件內。
本發明的另一目的是改進錘磨機錘的操作運行時間。
本發明的另一目的是揭示具有已借助于例如焊接或熱處理等方式而硬化的邊緣的錘。
本發明的另一目的是揭示并主張一種錘，其允許改進向錘葉片尖端投射動量以進而
增加向粉碎材料傳遞力。
本發明的另一目的是揭示并主張一種錘設計，其因為其是鍛造的而較強且較輕。 本發明的另一目的是揭示并主張本錘設計的實施例，其重量不超過三磅。 本發明的另一目的是揭示并主張一種錘設計，其允許通過增加錘接觸邊緣的數目來
改進效率。
本發明的另一目的是揭示并主張一種錘設計，其允許通過增加錘接觸表面區域來改 進效率。


為了更好地理解本發明，應參看附圖。將了解，本發明不限于附圖中所展示的精確 布置。
圖1提供通常在現有技術中發現的處于靜止狀態的錘磨機的內部配置的透視圖。
圖2提供通常在現有技術中發現的在操作期間的錘磨機的內部配置的透視圖。
圖3提供如圖1展示的在現有技術中發現的錘磨機的分解透視圖。
圖4提供在現有技術中發現且在圖3中說明的附接方法和設備的放大透視圖。
圖5提供本發明第一實施例的透視圖。
圖6提供本發明第一實施例的端視圖。
圖7提供本發明第一實施例的側視圖。 圖8提供本發明第二實施例的透視圖。 圖9提供本發明第二實施例的端視圖。
圖io提供本發明第二實施例的側視圖。
圖11提供本發明第三實施例的透視圖。 圖12提供本發明第三實施例的側視圖。 圖13提供本發明第三實施例的俯視圖。 圖14提供本發明第四實施例的透視圖。 圖15提供本發明第四實施例的側視圖。 圖16提供本發明第四實施例的俯視圖。
圖n提供本發明第五實施例的透視圖。
圖18提供本發明第五實施例的側視圖。 圖19提供本發明第五實施例的俯視圖。 圖20提供本發明第六實施例的透視圖。 圖21提供本發明第六實施例的端視圖。 圖22提供本發明第六實施例的側視圖。 圖23提供本發明第七實施例的透視圖。 圖24提供本發明第七實施例的端視圖。 圖25提供本發明第七實施例的側視圖。 圖26提供本發明第七實施例的俯視圖。 圖27提供本發明第八實施例的透視圖。 圖28提供本發明第八實施例的端視圖。 圖29提供本發明第八實施例的側視圖。 圖30提供本發明第八實施例的俯視圖。 圖31提供本發明第九實施例的透視圖。 圖32提供本發明第九實施例的端視圖。 圖33提供本發明第九實施例的側視圖。 圖34提供本發明第九實施例的俯視圖。 圖35提供本發明第十實施例的透視圖。 圖36提供本發明第十實施例的端視圖。 圖37提供本發明第十實施例的側視圖。
圖38提供本發明第十實施例的俯視圖。 詳細描述一一元件列表
元件 元件編號
錘磨機組合件 1
錘磨機傳動軸 2
端板 3
端板傳動軸孔 4
端板錘桿孔 5
中心板 6
中心板傳動軸孔 7
中心板錘桿孔 8
錘f 9
間隔件 10
錘(擺動或自由擺動) 11
錘體 12
錘尖端 13
錘桿孔 14
錘中心線 15
桿孔中心 16
錘的第一末端(緊固末端) 17
錘的第一末端的厚度 18
到第一和第四接觸點的徑向距離 19
錘頸 20
到第二和第三接觸點的徑向距離 21
錘頸孔 22
錘的第二末端(接觸末端) 23
錘的第二末端的厚度 24
錘硬化接觸邊緣 25
從中心線到第一和第四接觸點的直線距離 26
單級錘桿孔肩部 27
第二級錘桿孔肩部 28 錘擺動長度(從中心線到第二和第三接觸點的直線距離)29
錘頸邊緣(砂漏) 30
錘頸邊緣(平行) 31
第一接觸表面 32
第二接觸表面 33
第三接觸表面 34
次級接觸表面 35
第一接觸點 36
第二接觸點 37
第三接觸點 38
第四接觸點 39
邊緣口袋 40
具體實施例方式
在以下示范性實施例中更明確地描述本發明，所述示范性實施例既定僅為說明性 的，因為所屬領域的技術人員將容易明白其中的多種修改和改變。如本發明使用的， "一"或"所述"可意味著一個或一個以上，這取決于其所使用的上下文。現參看圖式 描述優選實施例，其中在所述若干視圖中相同參考字符始終指示相同零件。
如圖1到2所示，在現有技術中發現的錘磨機使用稱為自由擺動錘11或簡單地稱 為錘11的元件，其是樞軸安裝到轉子組合件且通過離心力從轉子組合件的中心向外定 向的錘11。圖1展示處于靜止狀態的在現有技術中發現的錘磨機組合件。錘11附接到 捶桿9，錘桿9插入并穿過中心板6。經常使用擺動錘11來代替剛性連接的錘，以防混 入金屬、外來物體或其它非易破物質進入具有待減小的顆粒材料(例如谷物)的外殼。
如果剛性附接的錘接觸錘磨機組合件外殼內的此類非易破外來物體，那么所得接觸 的后果可能是嚴重的。比較起來，擺動錘11提供"寬恕"因素，因為其將在撞擊非易 破外來物體時"向后靠"或彈回。
圖2展示處于操作狀態的錘磨機組合件1。為了在使用擺動錘11的錘磨機中實現有 效減小，轉子速度必須產生足以將錘保持在完全延伸位置的離心力，同時還具有足以有 效減小正被處理的材料的維持力。依據正被處理的材料的類型而定，錘的最小錘尖端速 度通常為5,000至U 11,000英尺每分鐘("FPM")。比較起來，最大速度取決于軸和軸承 設計，但通常不會超過30,000 FPM。在特殊的高速應用中，錘磨機可經設計為以高達 60,000 FPM的速度進行操作。
圖3說明用于附接并緊固在如圖所示的錘磨機錘組合件1內所必需的零件。圖3和 圖4中說明將緊固成多行的多個錘11大致平行地附接到錘磨機傳動軸2。錘11緊固到 錘桿9，錘桿9插入穿過多個中心板6和端板3，其中所述板(3、 6)圍繞錘磨機傳動 軸2定向。中心板6還含有許多遠端定位的中心板錘桿孔8。錘銷或桿9對準穿過端板 3和中心板6的孔3、 6以及錘11中的孔。另外，間隔件IO對準在所述板之間。如所屬 領域的技術人員眾所周知的，將在錘桿9的末端處放置鎖環(未圖示)以壓縮間隔件IO 和錘11并將其保持為對準。所有這些零件需要仔細且精確的彼此對準。
在出于修理和更換磨損或損壞的零件的目的而拆卸的情況下，損耗導致非常難以重 新對準和重新組裝轉子零件。此外，錘磨機錘組合件1的零件通常彼此鍵接或至少鍵接 到傳動軸2，這進一步使組裝和拆卸過程變復雜。舉例來說，更換單個錘ll可能需要拆
卸整個錘組合件1。給定磨損零件需要更換的頻率，更換和修理構成了極其困難且耗時 的任務，其在很大程度上減少了尺寸減小機器的操作時間。如用于現有技術的圖3和圖 4所示，移除單個損壞的錘11可能花費超過五(5)個小時，這歸因于轉子設計和與碎 片沖擊轉子組合件的非沖擊表面造成的問題相關的重新對準難題。
在圖1到4中所展示的現有技術轉子組合件中發現的另一問題是轉子零件的大量表 面區域暴露于碎片。板3和6、間隔件IO和錘11均接收與碎片的大量接觸。這不僅造 成過度磨損，而且還通過彎曲并損壞殘余沖擊造成的各種零件來加劇重新對準難題。因 此，在操作周期之后，現有技術錘磨機錘組合件變得更加難以拆卸和重新組裝。與錘磨 機的粉碎服務和維護相關的問題為改進錘磨機錘以延長操作運行時間提供巨大激勵。
圖5到22所展示的錘11實施例在錘桿孔14處安裝在錘磨機旋轉軸上。如圖所示， 與圖5到22中的錘頸20相比，己增加了用于安裝錘11的錘桿孔14的有效寬度。可減 小錘頸20的尺寸，因為鍛造用于生產錘的鋼得到比在現有技術中發現的從鋼鑄造錘或 從棒料軋制錘強得多的較細顆粒結構。如現有技術中揭示的，鎖環(未圖示)將錘桿9 緊固在恰當位置。本發明的另一益處是顯著增加了支撐將錘11附接到桿9的材料表面 量。這具有消除或減少錘桿9的磨損或開槽的附加益處。圖5到22處的本發明中所展 示的設計增加了相對于錘11的厚度可用于支撐錘11的表面區域。增加可用于支撐錘體 11的表面區域且同時改進緊固還增加了可用于吸收或分配操作應力的材料量且同時仍 實現自由擺動錘設計的益處(即，對于非易破外來物體而彈回)。
圖5到7展示本發明的第一實施例，明確地說，待安裝在錘磨機組合件中的錘。圖 5呈現經改進的錘11的此實施例的透視圖。如圖所示，錘的第一末端17用于通過將錘 桿9插入穿過錘11的錘桿孔14而將本發明緊固在綞磨機組合件1 (未圖示)內。在圖 5中，突出展示桿孔中心16。從桿孔中心16到錘的接觸或第二末端23的距離被定義為 錘擺動長度29。通常，本實施例的綞擺動長度29在八(8)到十(10)英寸的范圍內， 其中大多數應用測量八又三十二分之五(8 5/32")英寸到九又三十二分之五(9 5/32")。
在圖5到7所示的錘11的實施例中，錘桿孔14由單級錘桿孔肩部27包圍。在此 實施例中，錘肩部27由包圍桿孔14的凸起的單個均勻環組成，所述環進而增加與錘的 第一末端的厚度18相比桿孔14周圍的金屬厚度。將單級錘肩部27放置本發明錘的錘 桿孔14周圍增加了可用于與錘寬度成比例地分配置于錘桿孔14上的反作用力的表面區 域，進而減小了導致桿孔14拉長的效應，同時仍允許錘11在錘桿9上自由擺動。
在此實施例中，將錘的第一末端17連接到錘的第二末端23的錘頸20的邊緣是平 行的或筆直的。此外，錘的第二末端的厚度24和錘的第一末端的厚度18大致相等。因
為錘的第二末端23接觸待粉碎的材料，所以在錘的第二末端23的周邊上焊接經硬化的 接觸邊緣25。
圖6提供本發明第一實施例的端視圖，且進一步說明錘肩部27相對于錘11的厚度 以及錘肩部27相對于第一錘末端17和如經硬化的焊接邊緣25所示的第二錘末端23兩 者的厚度的對稱性。圖7說明本發明的平坦筆直的鍛造板性質，如從錘肩部27下方穿 過錘頸20到達第二末端23的錘頸的平行邊緣31所示，這通過與其中綞頸20厚度等于 錘桿孔厚度14的現有技術相比減小整體錘重量而提供經改進的設計。在本發明中，桿 孔14的整體厚度(包括錘肩部27)可比綞頸20的厚度大1.5到2.5倍。在典型的應用 中，本發明的擺動長度在四(4)到八(8)英寸的范圍內。舉例來說，第一實施例的具 有六(6)英寸的擺動長度的鍛造鋼綞11具有三(3)磅的最大平均重量。現有技術的 具有相等擺動長度且具有等于錘肩部27的厚度的均勻厚度的鍛造錘將重達四(4)磅。 本發明因此通過重量減小而不會伴隨有強度減小來與現有技術相比將整體綞磨機性能 改進百分之三十三(33%)。如圖所示，錘不需要任何新的安裝程序或設備。
圖8到10中展示錘11的下一實施例。如圖所示，再次與現有技術相比加固并加強 了錘桿孔14。在此實施例中，已經通過增加錘的整個第一末端的厚度18而加強了桿孔 14。比較起來，此實施例中的錘頸20的厚度已經被減小，再次與桿孔14周圍增加的金 屬厚度相比而有效減小了錘的重量。本發明錘的此實施例還增加了可用于與錘厚度成比 例地分配置于錘桿孔14上的反作用力的表面區域，進而再次減小導致桿孔14拉長的效 應，同時仍允許錘11在錘桿9上自由擺動。錘的第二末端的厚度24和錘的第一末端的 厚度18大致相等。因為錘的第二末端23接觸待粉碎的材料，所以在錘的第二末端23 的周邊上焊接經硬化的接觸邊緣25。
圖8最佳說明本發明第二實施例的彎曲圓化性質，如從錘的第一末端17開始且繼 續穿過錘頸20到達第二錘末端23的弓形邊緣所示。為了進一步減小錘重量，已經在錘 頸20中設置了錘頸孔22。錘頸孔22可為不對稱的(如圖所示)或對稱的以便平衡錘 11。如圖所示的錘頸孔22的弓形、圓形或拱形性質允許穿過并沿著錘頸20傳輸和耗散 在錘的第一末端17處產生的應力。
如圖8和圖IO強調和說明，通過組合錘頸形狀和錘頸孔22兩者實現的錘頸厚度和 重量減小在減小的重量下提供改進的錘頸強度，其中分別允許錘的第一末端17和第二 末端23處的厚度增加，以改進所述錘11的緊固和錘的粉碎末端23處的所傳遞力兩者。
圖11到13中展示錘11的下一實施例。在圖11處發現的透視圖提供本鍛造錘的另 一實施例，其實現減小重量且減少錘桿孔拉長的雙重目的。在此實施例中再次與現有技
術相比加固并加強了錘桿孔14,此實施例經由標記為27和28的兩個級而并入了錘桿孔 加固。此設計增加了對錘桿孔14的加固，同時允許重量減小，因為錘的第一末端18的 剩余部分可能具有與錘頸20相同的厚度。本發明錘的此實施例還增加了可用于與錘寬 度成比例地分配置于錘桿孔14上的反作用力的表面區域，進而再次減小導致桿孔14拉 長的效應，同時仍允許錘11在錘桿9上自由擺動。如圖13所示，錘的第二末端的厚度 24和錘的第一末端17的厚度大致相等。因為錘的第二末端23接觸待粉碎的材料，所以 在錘的第二末端23的周邊上焊接經硬化的接觸邊緣25。
圖11說明彎曲的錘頸邊緣30,其給予綞11從錘桿孔14下方且在錘的第一末端17 處開始并繼續穿過棰頸20到達錘的第二末端23的砂漏形狀。將此形狀并入到本發明的 第三實施例中幫助減小錘重量，同時還減小錘11在錘磨機中旋轉并吸收與粉碎材料的 接觸震動時的振動。
如圖13 (其提供本實施例的側視圖)展示和說明，錘的第一末端17、頸20和錘的 第二末端23具有大致相似的厚度(級1和2錘桿孔加固肩部27和28除外)，以維持與 本發明相比減小的錘重量。如圖11到13強調和進一步說明，通過組合綞頸形狀30和 厚度兩者實現的錘輪廓和重量減小在減小的重量下提供改進的綞頸強度，其中允許分別 在錘桿孔14周圍設置級1和2錘桿孔加固肩部27和28，以改進所述錘11的緊固和錘 磨機的性能兩者。
圖14到16說明如先前圖8到IO所示的本發明的修改。在此實施例中，錘11展示 為沒有圖8到10中所展示的錘頸孔22。本發明的此實施例(沒有綞頸孔22)通過組合 經由相對于錘頸20增加錘的第一或緊固末端17的厚度獲得的加厚或較厚綞桿孔14和 錘的第二末端23而提供優于本發明的改進。所述實施例的此修改比現有技術錘更輕且 更強。
圖17到19呈現本發明的另一實施例，其中錘的第一末端17、綞頸20和錘的第二 末端23大致具有相似厚度，即18和24所表示的尺度大致相等。在此實施例中，已經 通過在錘11的兩側或面上在錘桿孔14的圓周周圍設置單個加固錘肩部27來加強了錘 桿孔14。錘的第一末端17的圓形形狀通過改進將任何錘桿9振動傳輸離開錘的緊固末 端17穿過錘頸20到達錘的第二末端23來加強錘的第一末端17。圓形形狀還允許進一 步減小重量。在此實施例中，錘頸邊緣31是平行的，如同圖5到7中的錘頸邊緣。經 硬化的接觸邊緣25展示為焊接在錘的第二末端23的周邊上。
圖20到22呈現本發明的另一實施例，其中錘的第一末端17、錘頸20和錘的第二 末端23大致具有相似厚度，即18和24所表示的尺寸大致相等。在此實施例中，已經
通過在錘11的兩側或面上在錘桿孔14的圓周周圍設置單個加固級27來加強了錘桿孔 14。經硬化的接觸邊緣25展示為焊接在錘的第二末端23的周邊上。在此特定實施例中， 已經將錘頸邊緣30圓化以進一步改進將振動能量轉移到錘的第二末端23且離開錘的緊 固末端17。
圖23到30說明本發明的兩個額外實施例。如圖所示，圖23到30中所說明的錘11 呈現增加的數目的個別接觸表面以改進可用的粉碎接觸表面區域。此改進可在使用鑄造 或鍛造技術生產的錘11中實施。另外，錘體12可通過所屬領域的技術人員已知的熱處 理方法來改進以獲得改進的磨損特征。
通常，圖23到26所示的錘11實施例在錘桿孔14處安裝在錘磨機旋轉軸上。如現 有技術中揭示的，鎖環(未圖示)將錘桿9緊固在恰當位置。如圖23到26所示，尚未 相對于第一和第二錘末端而減小將所述第一錘末端連接到所述第二錘末端的頸的厚度。 在本實施例的典型使用期間，使用所述三個接觸表面邊緣中的兩者。如所屬領域的技術 人員將了解，所揭示的基于金屬的錘可通過以下方式來雙向使用顛倒錘磨機組合件的 旋轉方向，或在錘磨機組合件的固定旋轉方向上，可在顛倒的定向上將錘重新安裝在錘 磨機組合件中以允許顛倒接觸表面，如本發明中進一步描述。
錘的第二末端23分別具有三個相異接觸表面(32、 33、 34)。所展示的錘11沿著 錘頸20的長度而對稱，使得在第一旋轉方向上進行正常操作期間，第一和第二接觸表 面32和33的邊緣分別將作為引導表面。第三接觸表面將作為后緣邊緣且將磨損很少。 第一接觸點36和第二接觸點37將作為引導接觸點。第三接觸點38和第四接觸點39將 作為后緣接觸點且將磨損很少。
如果通過顛倒錘磨機組合件1的旋轉方向或在相反定向上重新安裝綞11而顛倒了 錘ll的旋轉方向，那么第三接觸表面34和第二接觸表面33將作為引導表面。第三接 觸點38和第四接觸點39將作為引導接觸點。第一接觸點36和第二接觸點37于是將處 于后緣位置。
如圖所示，接觸表面(32、 33和34)的組合寬度大致等于錘11的第二末端的寬度。 在所展示的實施例中，已經焊接錘11的邊緣以增加硬度。巳經通過焊接到第二末端的 周邊而施加了碳化鎢以增加硬度。還可施加所屬領域的技術人員眾所周知的其它類型的 焊接物。
如圖26中最佳展示，從桿孔中心線15到第二接觸表面33的距離并不等于分別從 桿孔中心線15到第一和第三接觸表面32和34的距離。所述三個接觸表面(32、 33和 34)具有第一接觸點36、第二接觸點37、第三接觸點38和第四接觸點39以接觸待粉
碎的材料并將動量傳遞到所述材料。從桿孔中心16到第一接觸點36、第二接觸點37、 第三接觸點38和第四接觸點39的徑向距離是相等的。此空間關系在圖26和圖30中最 佳說明。分別從桿孔中心16到第一和第四接觸點36和39的徑向距離被標記為19。分 別從桿孔中心16到第二和第三接觸點37和38的徑向距離被標記為21。
圖27到30說明本發明的另一型式，其中已在錘的第二末端23處設置了邊緣口袋 40。邊緣口袋40是設置在第二接觸表面33之前和之后的凹口部分，以允許在錘磨機組 合件1旋轉期間暫時插入或"裝納"粉碎材料以增加接觸表面上的負載，且進而增加錘 接觸效率和整體錘磨機效率。錘邊緣口袋的深度與錘擺動長度29和分別從桿孔中心線 15到第一接觸表面32或第三接觸表面34的距離之間的差值成比例。錘邊緣口袋的深度 在為錘厚度的0.25到2倍的范圍內。邊緣口袋39的幾何形狀可被圓化或呈斜面形(未 圖示)。
在圖27到30所示的實施例中，與圖1到4中的綞頸20相比，己增加了用于安裝 錘11的錘桿孔14的有效寬度。可減小錘頸20的尺寸，因為鍛造用于生產錘的鋼得到 比在現有技術中發現的從鋼鑄造錘或從棒料軋制綞強得多的較細顆粒結構。如現有技術 中揭示的，鎖環(未圖示)將錘桿9緊固在恰當位置。本發明的另一益處是顯著增加了 支撐將錘11附接到桿9的材料表面量。這具有消除或減少錘桿9的磨損或開槽的附加 益處。圖27到30處的本發明中所展示的設計增加了相對于錘11的厚度可用于支撐錘 11的表面區域。增加可用于支撐錘體11的表面區域且同時改進緊固還增加了可用于吸 收或分配操作應力的材料量且同時仍實現自由擺動錘設計的益處(即，對于非易破外來 物體而彈回)。
圖31到34呈現本發明的另一實施例，其中錘的第一末端17、錘頸20和錘的第二 末端23大致具有相似厚度。也就是說，如圖33所示，錘的第一末端的厚度18、錘頸 20的厚度和錘的第二末端的厚度24大致相等。在此實施例中，已經通過在錘11的兩側 或面上在錘桿孔14的圓周的一部分周圍設置單級錘桿孔肩部27來加強了錘桿孔14,如 圖32所示。如圖所示，在徑向尺度上減小包圍錘桿孔14的鄰近于錘頸20的一部分的 肩部27。錘的第一末端17的圓形形狀通過改進將任何錘桿9振動傳輸離開錘的第一末 端17 (即，錘11的與錘桿9嚙合的末端)穿過錘頸20到達錘的第二末端23來加強錘 的第一末端17。圓形形狀還允許進一步減小重量。在此實施例中，錘頸邊緣30被圓化。 錘硬化接觸邊緣25展示為焊接在錘的第二末端23的周邊上。
圖35到38呈現本發明的另一實施例，其中錘的第一末端17和錘頸20大致具有相 似厚度。也就是說，如圖36所示，錘的第一末端的厚度18和錘頸20的厚度大致相等。
然而，錘的第二末端的厚度24大于綞頸20的厚度或錘的第一末端的厚度18。在此實施 例中，已經通過在錘11的兩側或面上在錘桿孔14的圓周的一部分周圍設置單級錘桿孔 肩部27來加強了錘桿孔14,如圖36所示。經硬化的接觸邊緣25展示為焊接在錘的第 二末端23的周邊上。在此特定實施例中，己經將錘頸邊緣30圓化以進一步改進將振動 能量轉移到錘的第二末端23且離開錘的第一末端17(g卩，錘11的與錘桿9嚙合的末端)。 如圖所示，在徑向尺度上減小包圍錘桿孔14的鄰近于錘頸20的一部分的肩部27。
所屬領域的技術人員將了解，由所揭示的錘設計提供的優點可通過本發明未揭示但 仍落在申請人所教示的本發明內的其它方式產生。
權利要求
1. 一種用于可旋轉錘磨機組合件中的基于金屬的錘，其包含a. 第一末端，其用于緊固在所述錘磨機組合件內；b. 桿孔，所述桿孔位于所述第一末端中心以嚙合并附接到所述錘磨機組合件；c. 第二末端，其用于接觸待粉碎的材料并將動量傳遞到所述材料；d. 頸部，其將所述第一錘末端連接到所述第二錘末端；以及e. 肩部，所述肩部包圍所述桿孔的至少一部分，其中在徑向尺度上減小所述肩部的包圍所述桿孔的鄰近于所述頸部的至少一部分的一部分。
2. 根據權利要求1所述的基于金屬的錘，其中將所述綞的所述第一末端連接到所述錘 的所述第二末端的所述頸部的厚度小于所述錘的所述肩部與所述第一末端的組合 厚度。
3. 根據權利要求l所述的基于金屬的錘，其中錘擺動長度小于十(10)英寸。
4. 根據權利要求l所述的基于金屬的錘，其中所述錘的平均重量不超過三(3)磅。
5. 根據權利要求1所述的基于金屬的錘，其中所述錘的所述第一末端為大體圓形形 狀。
6. 根據權利要求2所述的基于金屬的錘，其中多個肩部包圍并支撐所述肩部的位于所 述桿孔與所述頸部之間的部分。
7. 根據權利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的基于金屬的錘，其中碳化鎢已經被焊接到 所述第二末端的周邊上以增加硬度。
8. 根據權利要求1所述的基于金屬的錘，其中所述頸部、所述錘的第一末端和所述錘 的第二末端經熱處理以獲得硬度。
9. 根據權利要求8所述的基于金屬的錘，其中碳化鎢已經被焊接到所述第二末端的周 邊上以增加硬度。
10. 根據權利要求1所述的基于金屬的錘，其中所述錘進一步經界定為在所述第二末端 上包含至少兩個相異接觸表面，其中所述至少兩個相異接觸表面由不相等的線性尺 度界定，所述線性尺度由從所述桿孔的幾何中心中的桿孔中心點到所述至少兩個相 異接觸表面中的每一者的線性距離界定。
11. 根據權利要求IO所述的基于金屬的錘，其中所述至少兩個相異接觸表面具有第一、 第二、第三和第四接觸點以接觸待粉碎的材料并將動量傳遞到所述材料。
12. 根據權利要求11所述的基于金屬的錘，其中從所述桿孔中心點到所述第一、第二、 第三或第四接觸點的徑向距離是相等的。
13. 根據權利要求11所述的基于金屬的錘，其中將所述第一錘末端連接到所述錘的所 述第二末端的所述頸部的厚度小于所述錘的所述肩部與所述第一末端的組合厚度。
14. 根據權利要求l所述的基于金屬的錘，其中所述錘是鍛造的。
15. 根據權利要求14所述的基于金屬的錘，其中碳化鎢已經被焊接到所述第二末端的 周邊上以增加硬度。
16. —種用于可旋轉錘磨機組合件中的基于金屬的錘，其包含a. 第一末端，其用于緊固在所述錘磨機組合件內；b. 桿孔，所述桿孔位于所述第一末端中心以嚙合并附接到所述錘磨機組合件；c. 第二末端，其用于接觸待粉碎的材料并將動量傳遞到所述材料；d. 頸部，其將所述第一錘末端連接到所述第二錘末端；以及e. 桿孔肩部，所述肩部包圍所述桿孔的至少一部分，其中在徑向尺度上減小所 述桿孔肩部的包圍所述桿孔的鄰近于所述頸部的所述部分的一部分，f. 且其中所述錘是鍛造的。
17. 根據權利要求16所述的基于金屬的錘，其中所述第二末端具有至少兩個相異接觸 表面。
18. 根據權利要求17所述的基于金屬的錘，其中所述至少兩個相異接觸表面具有不相 等的線性尺度，所述線性尺度由從所述桿孔的幾何中心中的桿孔中心點到所述至少 兩個相異接觸表面的線性距離界定。
19. 根據權利要求18所述的基于金屬的錘，其中所述至少兩個相異接觸表面具有第一、 第二、第三和第四接觸點以接觸待粉碎的材料并將動量傳遞到所述材料。
20. 根據權利要求19所述的基于金屬的錘，其中從所述桿孔中心點到所述第一、第二、 第三或第四接觸點的徑向距離是相等的。
21. 根據權利要求16、 17、 18、 19或20所述的基于金屬的錘，其中多個桿孔肩部包圍 并支撐所述桿孔。
22. 根據權利要求16、 17、 18、 19或20所述的基于金屬的錘，其中碳化鎢已經被焊接 到所述第二末端的周邊以增加硬度。
23. 根據權利要求16、 17、 18、 19或20所述的基于金屬的錘，其中所述頸部、所述錘 的第一末端和所述錘的第二末端經熱處理以獲得硬度。
24. 根據權利要求16、 17、 18、 19或20所述的基于金屬的錘，其中所述錘可在所述錘 磨機組合件中雙向使用，以允許所述第三接觸表面在所述錘磨機組合件的操作期間 進行引導。
25.根據權利要求16、 17、 18、 19或20所述的基于金屬的錘，其中將所述錘的所述第 一末端連接到所述錘的所述第二末端的所述頸部的厚度小于所述錘的所述桿孔肩 部與所述第一末端的組合厚度。
全文摘要
本發明揭示和描述一種經改進的自由擺動錘磨機錘設計，其用于粉碎例如谷物和廢物等材料。本發明的所述錘設計適合于大多數具有自由擺動系統的錘磨機或研磨機。所述經改進的錘磨機錘可并入有多個粉碎邊緣以增加粉碎效率。可鍛造所述揭示和主張的設計以增加所述錘的強度。可在徑向尺度上減小包圍桿孔的鄰近于頸部的一部分的桿孔肩部。如所揭示和主張的，可改變錘體的形狀以進一步改進錘強度，或者減小或維持所述錘的重量，同時增加傳遞到所述待粉碎的材料的力的量。
文檔編號B02C13/28GK101391235SQ20081021483
公開日2009年3月25日 申請日期2008年8月29日 優先權日2007年8月31日
發明者羅杰·T·揚 申請人:創世紀Ⅲ公司