PL195796B1 - Wyrzutnik do kruszarek typu odśrodkowego z wałem pionowym, sposób wytwarzania tego wyrzutnika i jego zastosowanie - Google Patents

Abstract

1. Wyrzutnik do kruszarek typu odsrodkowego z walem pionowym, wyposazony na swej stronie roboczej w strukture wzmacniajaca wykonana z materialu kompozytowego, uzyska- nego ze stopu na bazie zelaza i czastek ceramicznych o wyso- kiej odpornosci na zuzycie, przy czym ta struktura wzmacniaja- ca z materialu kompozytowego jest utworzona in situ podczas odlewania wyrzutnika poprzez infiltracje cieklego metalu uzy- wanego do ksztaltowania korpusu elementu do masy czastek ceramicznych i czynnika wiazacego, znamienny tym, ze poczatkowo, tzn. podczas pierwszego uzycia, powierzchnia strony roboczej (5) jest niezglebiona. 6. Sposób wytwarzania wyrzutnika do kruszarek typu od srodkowego z walem pionowym, znamienny tym, ze na dnie formy, w zaleznosci od zadanego rozmieszczenia geometrycz- nego, mocuje sie pokrycie z ceramiki odpornej na zuzycie przystosowanej do infiltrowania roztopionym metalem, zalewa sie metal stosowany do uksztaltowania korpusu wyrzutnika do wystapienia jego na powierzchni strony roboczej w strefach niewypelnionych materialem ceramicznym, przy czym po polaczeniu pokrycia z infiltrowanego materialu ceramicznego z metalem poprzez ochlodzenie, element stanowiacy wyrzutnik wyjmuje sie z formy. 7. Zastosowanie wyrzutnika wedlug zastrz. 1-5 lub wyko- nanych sposobem wedlug zastrz. 6, z kieszeniami ksztaltowa- nymi stopniowo w trakcie eksploatacji poprzez zuzywanie sie materialu na stronie roboczej niechronionego struktura wzmac- niajaca, w kruszarkach typu odsrodkowego z walem pionowym. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wyrzutnik do kruszarek typu odśrodkowego z wałem pionowym, sposób wytwarzania tego wyrzutnika i jego zastosowanie.

Wspomniane wyżej kruszarki są dobrze znane z dotychczasowego stanu techniki i są szeroko stosowane do kruszenia kruszyw skalistych, między innymi w kamieniołomach i w cementowniach.

Międzynarodowa publikacja patentowa nr WO 99/47264 oraz inne dokumenty cytowane w tym opisie patentowym odnoszą się do takich kruszarek.

Te ujawnienia podają, że kruszarki typu odśrodkowego mają walcową obudowę zawierającą obrotowy stół, który jest podparty na łożysku wzdłużnym i który ma środki do napędu stołu poruszającego się ruchem obrotowym wokół centralnego wału kruszarki. Kruszarka ma szereg wyrzutników albo elementów udarowych zamocowanych na stole obrotowym, jak również szereg kowadeł rozmieszczonych na wewnętrznej pionowej ścianie walcowej obudowy, wokół stołu obrotowego.

Wyrzutniki są zazwyczaj prostopadłościenne, wykonane zwykle z żeliwa i zamocowane na obrotowym stole kruszarki. Strona wyrzutnika, która jest skierowana w kierunku osi obrotu stołu, nosi nazwę noska wyrzutnika, podczas gdy strona równoległa do kowadeł zamocowanych do walcowej obudowy tworzy stronę wylotową wyrzutnika.

Strona przednia wyrzutnika zwana stroną roboczą jest tą, która napotyka materiał przeznaczony do kruszenia i która poprzedza stronę tylną, patrząc zgodnie z kierunkiem ruchu obrotowego wyrzutnika.

Ta strona robocza wyrzutnika może być zaopatrzona w jedno lub większą liczbę zagłębień, które nie przechodzą przez całość konstrukcji wyrzutnika. Zagłębienia te tworzą kieszenie wyrzutnika, przy czym te kieszenie podczas ruchu obrotowego kruszarki napełniają się materiałem i tym samym chronią wyrzutnik przed uderzeniami i erozją spowodowanymi materiałem, który nagromadził się w kieszeniach.

Podczas operacji kruszenia materiał przeznaczony do kruszenia wsypuje się na środek stołu obrotowego za pomocą znanych środków. Pod wpływem siły odśrodkowej i uderzenia o stronę roboczą, materiał jest wyrzucany w kierunku kowadeł, na których rozbija się, aby spaść w postaci pokruszonej na dno kruszarki, skąd jest usuwany. Podczas wyrzucania materiału wyrzutniki poddawane są bardzo dużym obciążeniom i w konsekwencji szybko się zużywają.

Dzięki gromadzeniu się materiału w kieszeniach stosowanie wyrzutników kieszeniowych znacznie zwiększa okres użytkowania wyrzutników w pewnych zastosowaniach.

Obserwuje się jednak w tym typie wyrzutnika, że zużycie zachodzi przede wszystkim wokół krawędzi wylotowej kieszeni, to znaczy tam, gdzie ścieranie spowodowane cząstkami wyrzucanymi siłą odśrodkową jest największe.

Wymieniona wyżej międzynarodowa publikacja patentowa nr WO 99/47264 oraz inne dokumenty w niej cytowane przedstawiają zabezpieczenia albo wzmocnienia mające na celu uniknięcie lub zmniejszenie takich skutków erozji.

Szczególne rozwiązanie przedstawione w międzynarodowej publikacji patentowej nr WO 99/47264, tzn. wykonanie wyrzutnika z jedną albo z większą liczbą kieszeni o kształcie zasadniczo prostopadłościennym, obejmuje utworzenie na całym obrzeżu tej/tych kieszeni, bądź też na części tego obrzeża struktury wzmacniającej wykonanej z materiału kompozytowego, uzyskanego ze stopu na bazie żelaza i cząstek ceramicznych o wysokiej odporności na erozję. Struktura ta, która powstaje in situ podczas odlewania wyrzutnika poprzez infiltrację ciekłego metalu, używanego do kształtowania korpusu elementu, do masy cząstek ceramicznych i czynnika wiążącego, okazała się szczególnie skuteczna w zakresie zapewniania zwiększonego okresu eksploatacji wyrzutnika.

Mimo iż ten sposób wytwarzania stanowi znaczący postęp techniczny i przynosi znaczne korzyści technologiczne, pojawiły się pewne ograniczenia czy też trudności.

Przede wszystkim, aby uzyskać skuteczne wzmocnienie, wspornik wykonany z cząstek ceramicznych i czynnika wiążącego musi być całkowicie nasiąknięty metalem.

Grubość metalu po każdej stronie wspornika powinna być wystarczająco duża, tak żeby zapewnić wystarczające nasiąkanie ceramicznego składnika struktury wzmacniającej. To z kolei oznacza, że należy zapewnić dużą grubość ścianek elementu kompozytowego, co w konsekwencji ogranicza wymiary kieszeni. Tak więc, grubość wzmocnienia ceramicznego również musi być kontrolowana w celu poprawienia infiltracji. To ograniczenie grubości wzmocnienia czyni je mniej skutecznym i bardziej kruchym.

PL 195 796 B1

Ponadto, w przypadku wyrzutników z jedną kieszenią, jak również wyrzutników z kilkoma kieszeniami, gdy wyrzutniki są używane po raz pierwszy, kieszenie są puste i nie są chronione przez materiał przeznaczony do kruszenia.

Podczas tego pierwszego użycia cienkie ścianki są szczególnie wystawione na uderzenia wywołane największymi bryłami kruszywa albo ciałami obcymi (kawałki stali, zęby łyżki koparki itp.).

Może to prowadzić do pęknięć najbardziej kruchych wzmocnionych ścianek, co powoduje poważne uszkodzenia elementu i często wymaga jego wymiany wkrótce po pierwszym użyciu.

W przypadku kruszarek z wałem pionowym, profil zużycia jest na ogół trudny do kontrolowania, ponieważ warunki pracy zależą od różnych parametrów, które zmieniają się w czasie, takich jak wielkość doprowadzanych cząstek, właściwości ścierne kruszywa itp.

W rozwiązaniu ujawnionym w międzynarodowej publikacji patentowej nr WO 99/47264 zmiana kształtu kieszeni pociąga za sobą całkowitą zmianę modeli odlewniczych oraz rdzennic, bez możliwości przewidzenia uzyskiwanego wyniku.

Oprócz tego operacje te są bardzo kosztowne i powodują poważne straty czasu.

Ponadto, gdy profil kieszeni ma być zmieniony, istnieje także ograniczenie co do kształtu z powodu wspomnianych wyżej trudności w infiltracji.

I wreszcie, ponieważ ścieranie i uderzenia są niezwykle obciążające, zużycie wyrzutników w kruszarkach z pionowym wałem stanowi jednak główny problem. Zwiększenie czasu eksploatacji wyrzutników jest przedmiotem stałego zainteresowania.

Na rysunku pos. I przedstawiono wyrzutnik kieszeniowy według stanu techniki, ze wzmocnieniem ceramicznym nasiąkniętym metalem, w widoku perspektywicznym. Ten znany wyrzutnik 1 ma jedną lub większą liczbę kieszeni, w tym przypadku odlane kieszenie 2 i 2', przed jego pierwszym użyciem. Wyrzutnik korzystnie ma wzmocnienia 4 z infiltrowanej ceramiki. Nosek 6 wyrzutnika i strona wylotowa 7 wyrzutnika, które są zazwyczaj silnie obciążone, mogą zawierać dodatkowe wzmocnienia, takie jak wzmocnienie 8.

Celem wynalazku jest rozwiązanie wymienionych wyżej problemów, a w szczególności dalsze ulepszenie parametrów technicznych wyrzutników poprzez maksymalne wykorzystanie organicznych zalet technologii wytwarzania wyrzutników opisanej w międzynarodowej publikacji patentowej nr WO 99/47264.

Wynalazek proponuje wyrzutnik do kruszarek typu odśrodkowego z wałem pionowym, wyposażony na swej stronie roboczej w strukturę wzmacniającą wykonaną z materiału kompozytowego, uzyskanego ze stopu na bazie żelaza i cząstek ceramicznych o wysokiej odporności na zużycie, przy czym ta struktura wzmacniająca z materiału kompozytowego jest utworzona in situ podczas odlewania wyrzutnika poprzez infiltrację ciekłego metalu używanego do kształtowania korpusu elementu do masy cząstek ceramicznych i czynnika wiążącego, który, w odróżnieniu od ujawnionych w wymienionych wyżej dotychczasowych rozwiązaniach znanego stanu techniki, charakteryzuje się tym, że początkowo, tzn. podczas pierwszego użycia, powierzchnia strony roboczej jest niezgłębiona.

Korzystnie, struktura wzmacniająca znajdująca się na stronie roboczej jest uzależniona od odpowiedniego rozmieszczenia geometrycznego, które pozwala na miejscowe wystąpienie metalu na powierzchni roboczej, przy czym wyrzutnik ten ma formowane w trakcie eksploatacji kieszenie lub zagłębienia zabezpieczające poprzez wypełnianie pokruszonym materiałem przed uderzeniami, przy czym równocześnie struktura wzmacniająca z materiału ceramicznego na górnym obrzeżu tak utworzonych kieszeni na powierzchni roboczej jest zachowana.

Tak wykonany wyrzutnik może całkowicie rozwiązać wspomniane wyżej problemy.

Odnośnie trudności z infiltracją, według wynalazku ilość metalu, która jest dostępna dla nasiąkania wspornika, stanowi całkowita ilość metalu składająca się na element, nie zaś tylko metal tworzący pojedynczą ściankę. Oprócz tego można wprowadzić duże wzmocnienie w miejscu, w którym uważa się to za konieczne, ponieważ ze względu na większą masę ciekłego metalu, warunki infiltracji są lepsze.

Fakt, że kieszenie nie są ukształtowane od początku, pozwala całkowicie uniknąć podczas pierwszego użycia ryzyka wywołanego obecnością cienkich ścianek, gdyż ścianki mogą być wykonane wystarczająco duże.

W postaci według wynalazku, kształt i rozmieszczenie struktury wzmacniającej są dopasowane do utworzenia co najmniej jednej albo co najmniej dwóch kieszeni podczas zużywania się w trakcie eksploatacji. Jeżeli konieczna jest zmiana kształtu kieszeni, należy zmienić jedynie profil wzmocnienia, co znacznie obniża koszty i ponadto stwarza lepsze możliwości ukształtowania i zaprojektowania.

PL 195 796 B1

Ponadto można odlewać element bez używania jednego albo większej liczby rdzeni piaskowych w celu ukształtowania kieszeni (jednej lub większej liczby), co znacznie obniża koszty wytwarzania.

I wreszcie, technika według wynalazku może zauważalnie wydłużyć czas eksploatacji, gdyż od chwili rozpoczęcia formowania się kieszeni występuje „samoochrona” z uwagi na materiał zatrzymywany w kształtujących się kieszeniach. Proces kształtowania się kieszeni ulega spowolnieniu, a gdy są one w pełni ukształtowane, cały czas konieczny do ich utworzenia stał się dodatkowym składnikiem okresu eksploatacji.

Korzystnie cząstki ceramiczne stanowią cząstki ceramiczne na bazie tlenku glinu i tlenku cyrkonu.

Sposób wytwarzania wyrzutnika do kruszarek typu odśrodkowego z wałem pionowym według wynalazku jest szczególnie łatwy w realizacji i charakteryzuje się tym, że na dnie formy, w zależności od żądanego rozmieszczenia geometrycznego, mocuje się za pomocą znanych środków takich jak klejenie, mocowanie mechaniczne, gwoździe, wkręty, kotwy itp. pokrycie z ceramiki odpornej na zużycie przystosowanej do infiltrowania roztopionym metalem, zalewa się metal stosowany do ukształtowania korpusu wyrzutnika do wystąpienia jego na powierzchni strony roboczej w strefach niewypełnionych materiałem ceramicznym, przy czym po połączeniu pokrycia z infiltrowanego materiału ceramicznego z metalem poprzez ochłodzenie, element stanowiący wyrzutnik wyjmuje się z formy i po ewentualnej obróbce wykańczającej (wykańczanie odlewów, wyrównanie brzegów, obcięcie nadlewów itp.), wyrzutnik może być od razu użyty.

Ponadto wynalazek proponuje zastosowanie wyrzutnika z kieszeniami kształtowanymi stopniowo w trakcie eksploatacji poprzez zużywanie się materiału na stronie roboczej niechronionego strukturą wzmacniającą, w kruszarkach typu odśrodkowego z wałem pionowym.

Podsumowując, wynalazek łączy w sobie wszystkie szczególne zalety opisanej w międzynarodowej publikacji patentowej nr WO 99/47264 struktury wzmacniającej wykonanej z materiału kompozytowego i ukształtowanej in situ poprzez infiltrację ciekłego metalu do masy ceramicznej, z łatwością i zaletami wytwarzania elementu, bez konieczności wykonywania jednej albo większej liczby kieszeni.

Przedmiot wynalazku jest ukazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wyrzutnik bez kieszeni według wynalazku z takim samym rodzajem wzmocnienia, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - wyrzutnik według fig. 1 z liniami rozwoju profilu kieszeni podczas ich kształtowania, w przekroju wzdłużnym.

Na poszczególnych figurach do oznaczania identycznych albo podobnych elementów składowych użyto identycznych odnośników liczbowych.

W postaci przedstawionej na fig. 1 wyrzutnik 1 jest skonstruowany przed jego pierwszym użyciem w postaci pełnego elementu, bez kieszeni na jego stronie roboczej 5, jednak ma odlewane wzmocnienia 4. Jeżeli chce się uformować dwie kieszenie w trakcie eksploatacji, wzmocnienia te mogą być rozmieszczone tak, jak przedstawiono na fig. 1. Oczywiście, w zależności od żądanych celów, możliwe są inne kształty i rozmieszczenia.

Figura 2 przedstawia rozwój profilu powstającej kieszeni w trakcie eksploatacji (progresja I, II i III), w wyniku obecności wzmocnień 4, zanim wyrzutnik zostanie użyty po raz pierwszy.

Wzmocnienie środkowe, które rozdziela kieszenie 2 i 2' i które jest wspólne dla nich, podobnie, jak w pokazanym na pos. I znanym wyrzutniku, jako mające tę samą grubość co odpowiadające mu wzmocnienie z fig. 1 (i fig. 2). Grubość jest jednak ograniczona, ponieważ w tym przypadku szczególnie trudno jest całkowicie infiltrować materiał ceramiczny w tej masie metalem, podczas gdy ta trudność nie występuje w przypadku z fig. 1 ze względu na „pełny” charakter elementu ukształtowanego przez odlewanie.

Wynalazek przynosi więc proste rozwiązanie różnych problemów technicznych związanych z wytwarzaniem wyrzutników, a w szczególności większą swobodę ich projektowania. Ponadto realizacja zalecanej techniki jest tania. Koszt dodatkowego wykorzystywanego materiału jest kompensowany w dużym stopniu wydłużonym okresem eksploatacji, łatwością wykonania oraz tym, że nie potrzeba żadnych specjalnych środków do formowania kieszeni podczas odlewania elementu.

W postaci według wynalazku, zwłaszcza z fig. 1 i 2, można również wykonać dodatkowe wzmocnienia 8 noska i strony wylotowej wyrzutnika. Ze względu na przejrzystość figur nie zostały one na nich pokazane.

Claims (7)

1. Wyrzutnik do kruszarek typu odśrodkowego z wałem pionowym, wyposażony na swej stronie roboczej w strukturę wzmacniającą wykonaną z materiału kompozytowego, uzyskanego ze stopu na bazie żelaza i cząstek ceramicznych o wysokiej odporności na zużycie, przy czym ta struktura wzmacniająca z materiału kompozytowego jest utworzona in situ podczas odlewania wyrzutnika poprzez infiltrację ciekłego metalu używanego do kształtowania korpusu elementu do masy cząstek ceramicznych i czynnika wiążącego, znamienny tym, że początkowo, tzn. podczas pierwszego użycia, powierzchnia strony roboczej (5) jest niezgłębiona.

2. Wyrzutnik według zastrz. 1, znamienny tym, że struktura wzmacniająca (4) znajdująca się na stronie roboczej (5) jest uzależniona od odpowiedniego rozmieszczenia geometrycznego, które pozwala na miejscowe wystąpienie metalu na po wierzchni roboczej (5), przy czym wyrzutnik ten ma formowane w trakcie eksploatacji kieszenie lub zagłębienia zabezpieczające poprzez wypełnianie pokruszonym materiałem przed uderzeniami, przy czym równocześnie struktura wzmacniająca z materiału ceramicznego na górnym obrzeżu tak utworzonych kieszeni na powierzchni roboczej jest zachowana.

3. Wyrzutnik według zastrz. 2, znamienny tym, że kształt i rozmieszczenie struktury wzmacniającej (4) są dopasowane do utworzenia co najmniej jednej kieszeni podczas zużywania się w trakcie eksploatacji.

4. Wyrzutnik według zastrz. 2, znamienny tym, że kształt i rozmieszczenie struktury wzmacniającej (4) są dopasowane do utworzenia co najmniej dwóch kieszeni podczas zużywania się w trakcie eksploatacji.

5. Wyrzutnik według zastrz. 1, znamienny tym, że cząstki ceramiczne stanowią cząstki ceramiczne na bazie tlenku glinu i tlenku cyrkonu.

6. Sposób wytwarzania wyrzutnika do kruszarek typu od środkowego z wałem pionowym, znamienny tym, że na dnie formy, w zależności od żądanego rozmieszczenia geometrycznego, mocuje się pokrycie z ceramiki odpornej na zużycie przystosowanej do infiltrowania roztopionym metalem, zalewa się metal stosowany do ukształtowania korpusu wyrzutnika do wystąpienia jego na powierzchni strony roboczej w strefach niewypełnionych materiałem ceramicznym, przy czym po połączeniu pokrycia z infiltrowanego materiału ceramicznego z metalem poprzez ochłodzenie, element stanowiący wyrzutnik wyjmuje się z formy.

7. Zastosowanie wyrzutnika według zastrz. 1-5 lub wykonanych sposobem według zastrz. 6, z kieszeniami kształtowanymi stopniowo w trakcie eksploatacji poprzez zużywanie się materiału na stronie roboczej niechronionego strukturą wzmacniającą, w kruszarkach typu odśrodkowego z wałem pionowym.