專利名稱:旋轉(zhuǎn)式模具的可拆卸模塊的制作方法
本發(fā)明涉及的是壓制塊料的機械，特別是壓塊的軋輥和可拆卸的模塊。
壓塊機是眾所周知的機械。它一般包含一對輪狀的軋輥。這兩個軋輥以各自外邊緣的表面嚙合在一起并繞著平行的軋以相反的方向協(xié)同地轉(zhuǎn)動。每個軋輥與另一個軋輥以直線軸向?qū)?，故?dǎo)入兩軋輥中的物料可由軋輥的成型表面捕獲并經(jīng)過鄰接的成型表面壓縮成塊。
壓塊機械與技術(shù)已被用于物料在低溫低壓下的壓實和/或成塊;也被用于諸如碳、鐵礦石和金屬切屑等物料在高溫高壓下的壓實和/或成塊。一般說來，在高溫下的高壓成塊對通常所用的旋轉(zhuǎn)式模具提出附加的要求。特別是轉(zhuǎn)動的模塊，容易由于應(yīng)力而引起斷裂以及由于模塊表面與被壓實成塊的物料間的幌動和打磨而引起磨損。
人們已認識到裝有可更換模塊的軋輥設(shè)計應(yīng)滿足容易拆卸和以最短的時間來更換磨損了的或已破裂的模塊的要求。此外，對于以正確的定位來牢固卡緊的耐用的模塊的廉價加工一直是模塊設(shè)計所公認的目標。使用具有能接納欲被壓實成塊的物料的表面坑穴的可更換模塊的軋輥，在許多已發(fā)表的專利中，其中包括美國專利第3，907，485號，第4，306，846號和第4，097，215號中作了描述。
美國專利第3，907，485號描述了適用于放置在園柱形中樞體周圍表面上的可更換的模塊。這些模塊用緊固件扣牢由模塊側(cè)壁向外延伸的凸緣，使之固定在園柱形中樞體上。這種模塊結(jié)構(gòu)與中樞體這樣結(jié)合以使施加于模塊上的徑向壓力通過模塊底面來傳遞，而該底面與側(cè)壁凸緣處于同一平面上。這樣模塊受力后會在模塊中產(chǎn)生彎曲應(yīng)力以導(dǎo)致由于脆性模塊堅固部分的裂縫而引起過早的斷裂。
美國專利第4，306，846號描述了使用一種對稱型的可更換的壓塊軋輥的模塊。這些模塊的側(cè)壁包括上下兩部分，其上部相對于頂部工作面成一收斂角度而其下部相對于軋輥的轉(zhuǎn)軸是漸漸擴大的。
美國專利第4，097，215號描述一種擠壓成塊的軋輥，它包含一根具有正多面體剖面的園柱輥芯和若干包圍輥芯周面的相等的平面段，若干個具有平底的可拆卸的模塊以其底面與平面段貼緊，用固定環(huán)將上述模塊裝配到輥軸上去。
于是，已公布的加工方法，技術(shù)和器械已因不同程度成功地減緩了上述的軋輥模塊過早斷裂或磨損等問題而被采用。某些已公布的器械竭盡全力去克服這些磨損和斷裂的問題。例如，美國專利第2，958，902號描述了使用可拆卸的模塊，當這些模塊被裝配到軋輥上時，它們就定位了，故模塊間的凹隙與園柱面上平行于軋輥軸的基線間形成一銳角。上述的處理方法旨通過減少由于擠占凹隙而引起的受力不均勻性而減輕磨損(第一欄，25-67行)。該器械的缺點是，由于設(shè)計復(fù)雜，如圖2、3、11和14中作了最恰當?shù)拿枥L那樣，其加工成本很高。
綜上所述，以往專利公布的模塊，由于其在它的座槽中幌動而遭受磨損。當一作用力穿過模塊的弧狀模面時，由于脫離了常規(guī)的面接觸而導(dǎo)致模塊繞樞軸轉(zhuǎn)動，因此產(chǎn)生了模塊相對于其基座的位移。因為這種搖幌動作會引起不希望發(fā)生的磨損，為了延長模塊的壽命，作了許多減少幌動的嘗試。減少幌動的一種辦法是減少表面的不平度，它對幌動起著“轉(zhuǎn)動支點”的作用。對模塊與樞軸上的基座間的接觸表面進行切削加工可減少幌動。本發(fā)明的優(yōu)越性是，由于可加工一些平面，這些平面包括至少一個位于兩個平面間的直角，因而減少了切削加工的工時和成本。使用直角就可以在切削加工時利用不復(fù)雜的夾具。在那些勞動力昂貴的國家，特別希望簡化機加工以降低這類工序所花的時間和成本。
本發(fā)明的一個目的是提供耐久性有所改善的可更換的模塊。
本發(fā)明還有一個目的是提供耐磨的，特別是由幌動引起的磨損的模塊。
本發(fā)明還有一個目的是提供能方便地和經(jīng)濟地切削加工的模塊。
本發(fā)明還有一個目的是提供降低加工費用同時又保持或改善耐久性和耐磨性的模塊設(shè)計。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種具有易于更換的模塊的壓塊軋輥的經(jīng)濟型設(shè)計。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種無鍵銷的模塊/樞軸的組合，通過鋸齒形樞軸設(shè)計使它能抗由轉(zhuǎn)動力形成的磨損和損壞。
上述的目的和其他隨之而成為顯而易見的目的可以用一種旋轉(zhuǎn)的模塊來達到。這種模塊包含一弧形的頂部模面，一底面，兩個相對峙的并與頂面、底面相接的端壁，其中一個端壁與底面相交成80～90°角此外還有兩個各自與頂面、底面和端壁相接的相對峙的側(cè)壁。
一種優(yōu)先擇用的實施例包含一個截短的扇形的旋轉(zhuǎn)模塊(以下稱直角形優(yōu)先實施例)。該模塊有一弧形頂部模面，一個底面、兩個與頂面和底面相接的相對峙的端面，它們與各自在頂面的交點所作的頂弧面的切線成直角。一個端面與底面相交成直角。此外，模塊還包括兩個相對峙的側(cè)面，它們與各相應(yīng)側(cè)的頂、底和端面相接。
用術(shù)語“在各對應(yīng)的交點上作弧面的切線”的意思是在交點上的切線的推斷上述弧線的連續(xù)性。上面所列出的每一個目的沒有必要在本發(fā)明的所有實施例中均體現(xiàn)出來。與以前的專利相比，本發(fā)明能方便地被采用已經(jīng)十分滿足了。
本發(fā)明還包括一個帶有中心部分的轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)模具和許多上述的模塊。軋輥的軸芯適于放置許多可拆卸的模塊和固定可拆卸的模塊和所述中心部分的緊固件。直接的發(fā)明的基本點是在模塊的一般為平面的底面與較長的端面間呈80～90°角的可拆卸模塊的設(shè)計。
每一個模塊包含一塊具有平底的能與軋輥軸上的鋸齒形軸芯上相應(yīng)的表面匹配的實體。在優(yōu)先擇用的實施例中，由一個端面與模塊底面形成的底面的直角面與軸芯表面上的直角的L形園周部分相匹配。
圖1是一軋輥軸和模塊結(jié)構(gòu)的頂視圖。圖中的模塊特點體現(xiàn)了本發(fā)明的特征;
圖2是圖1中從2-2線看的側(cè)視圖，并附有局部剖視表示螺釘?shù)牟贾?
圖3是取自圖1的3-3線的局部視圖，以及;
圖4是一個分介了的另件的透視圖。描繪單個的模塊與圖1中軋輥芯體的固定方式。
參照圖1，按照已公布的壓塊機技術(shù)(圖中未示)，圖中描繪了旋轉(zhuǎn)模具10，它適合于與相類似的第二個旋轉(zhuǎn)模具一起使用。旋轉(zhuǎn)模具10包含一根軋輥軸11，適合于在壓塊機中轉(zhuǎn)動并與另一相類似的軋輥軸在同一軸線上對準，兩者的軸都擁有多個模塊12，安裝在與軸11構(gòu)成整體的軋輥芯體13的周面上。此外，與所述軋輥芯體連成整體的是軋輥園面14a和軋輥芯體園面14b。軸11還擁有位于上述軋輥中心體13各側(cè)的錐形軸承環(huán)表面15a和15b。軋輥軸11還可以裝有為控制溫度而設(shè)置的探測裝置通道16。
每個旋轉(zhuǎn)模塊12含有三個整模穴17和兩個位于每個模塊12兩側(cè)的半模穴18。每個模塊適于與其相鄰的模塊配合以在裝配好的軋輥上形成全部是完整的模穴。于是，在圖1中的每一模塊，其中心部分有三個完整的模穴，而在兩側(cè)有半個模穴。
本發(fā)明打算用數(shù)量不等的模穴和設(shè)計，亦即可以提供多于一排的模穴，或是無模穴的空白模塊或是具有不同形狀的模塊。模穴可以根據(jù)不同的需要做成全部或不是全部地包含在一個模塊里。按照本發(fā)明，比較適宜的是，一個包含多個模塊的軋輥可包含12-16個模塊。用12個模塊可減少切削加工量，并使模塊與輥芯的固定更為堅固些。而用16個模塊相對于修改現(xiàn)有的輥芯可降低成本以及可用備有的原材料來制造模塊。當然，仍然可以采用小于12或大于16個模塊，它取決于軋輥的尺寸?？梢圆捎萌我庵睆降能堓?。
參看圖2，它描繪了旋轉(zhuǎn)模具10包括軸輥11的側(cè)視圖，它取自圖1的2-2線方向。軸11支撐了輥芯13。環(huán)繞著輥芯緊貼著12個模塊12。這些模塊以固定元件如埋頭螺釘19，形成可拆卸的連接，埋頭螺釘以適合的潤滑劑作處理，如二硫化鉬潤滑劑的固體薄膜，亦稱Molykote(圖中未示)。
每個模塊12含有兩個端壁20和21，它們與頂部弧形工作面22和底面23相接。在直角的較好實施例中，每個端面20和21與通過軸心25至模具周邊26。輻射狀安置的平面24a和24b各自處于同一平面。對于一個擁有12個模塊的旋轉(zhuǎn)模具，由上述平面24a和24b來確定端壁20和21的位置的夾角φ約為30°。當然要設(shè)置更多或更少的模塊，夾角φ是可以變化的。用“約為”詞的意思是該角度只要滿足用于特定輥芯所需的模塊大小就可以了。
熟練的技工在讀了這份發(fā)明后就明白該精確的角度是可以變的，它不單取決于用于形成園弧狀周邊26的模塊的數(shù)量，而且取決于諸如應(yīng)用方面的變量，如切削端壁20和21所希望達到的精度;為滿足方便地裝配和拆卸所要求的程度而在模塊間所必須有的公差;熱膨脹和/或收縮所需要的間隙(操作溫度隨其他設(shè)計參數(shù)而變化)等。
依靠再度加工是指工作面22通過這個辦法被切削加工以重新獲得一個棱角清楚的模穴周面，從而延長了模塊12的使用壽命。再度切削將除去模塊12的工作面22上的畸變，因而減小了旋轉(zhuǎn)模具的直徑。最初(在第一次使用之前)在模塊的工作面上的材料可以留些富余量以備運行磨損后再加工。
一般說來，模塊要用耐磨的材料，如鋼，制成。制造模塊12所用的特殊的材料首先要決定于特殊的旋轉(zhuǎn)模具準備進行的應(yīng)用。一般說來將采用由應(yīng)用要求所決定的成份的鋼和鐵作為模塊的材料。
對于擇用直角的較好實施例，端壁20和21可由在弧形頂面22上的點27a與頂面22相切的假想線來確定之。點27a是頂面22與端面20和21的交點。切線28和29分別與端壁20、21形成直角a。于是，每個端壁20，21與在各自端與弧形頂部表面22上的接合處27a處畫的弧形頂面22的切線28、29定為直角。
此外，對所有的實施例，模塊12的大小由較長的端壁21與較短的端壁20間的長度的比值和較長端壁21和底面23之間的夾角來確定的。合適的端壁長度比值是22∶16到17∶6;其中常用的比值范圍是18∶11到16∶9。如圖2中進一步闡明的端面21與底面23的匯交處27b形成角β。β角的合適的范圍是大約80-90°?？梢灾眯牛敠聻?0°或略小些時，形成該角的拐角處的翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)作用可望減少。
當β為直角時，它簡化了模塊表面的切削加工，從而減少了加工費用。軋輥的芯體13和固定在其上的模塊12在正常運轉(zhuǎn)時沿著箭頭A方向旋轉(zhuǎn)。在所指的旋轉(zhuǎn)方向再加上模塊12和模塊與輥芯13的固定手段的設(shè)計，可以相信它是有利于減弱由于幌動引起的磨損。此外，這種新式的模塊能適應(yīng)于抵抗由軋輥從模塊短的端面向長的端面移動時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力。
軋輥芯體13周邊的鋸齒形設(shè)計能抵抗施于相對于芯體13的模塊12上的旋轉(zhuǎn)力。在加速、減速以及使用旋轉(zhuǎn)模具所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的作用導(dǎo)致模塊相對于芯體周邊的滑移，在本發(fā)明中，這種“打滑”被鋸齒形設(shè)計所抵銷，當模具沿所指出的方向旋轉(zhuǎn)時，可以相信，這種設(shè)計，由于提供了實質(zhì)上平坦的底面，而不須用銷釘或其他芯體和/或削弱模塊的溝槽，因而可以減緩磨損。
與所描述的軋輥嚙合的從動軋輥適合于作順時針旋轉(zhuǎn)，因為軋輥11已指明為反時針旋轉(zhuǎn)。然而，應(yīng)該理解，該兩軋輥都可以沿著相對于模塊放置的由箭頭A所表示的方向旋轉(zhuǎn)。也就是，當兩個軋輥在平行的軸上，以相反方向轉(zhuǎn)動，盡管如此，在每個軋輥上模塊應(yīng)這樣放置，在每一單個模塊轉(zhuǎn)過一指定點時，其短的側(cè)面總是首先經(jīng)過它。與所描述的方向相反的轉(zhuǎn)動常常僅在為了消除卡住或堵塞而卸載時發(fā)生，而且只在短時間內(nèi)發(fā)生。
現(xiàn)在參看圖3，轉(zhuǎn)動模塊12和軋輥芯體13的局部剖視是取自圖1的3-3剖切線。模塊12有一頂面22(有隆起的模穴17)，由側(cè)壁30和31與底面23相接。模塊12與平面的輥芯表面32基本上共平面貼合，由若干個螺釘19定位，這些螺釘埋在表面22以下並通過多個孔33a擰入芯體13，這些孔適于通過螺釘，定位和將模塊12與軋輥芯體13連接在一起。伸入芯體13的孔33a至少有一部分為了與螺釘19相連接而套了螺紋。除了螺釘連接以外，還可用其他的可拆卸的模塊固定到軋輥上的方法，如卡環(huán)。
現(xiàn)參看圖4，一個局部斷開的透視圖描繪了模塊12的固定。模塊12具有頂面22，其上有隆起的模穴17，側(cè)壁31和與之相接的端壁21，而壁21與底面23間形成β角，四個孔33a自頂面22延伸，穿過堅實的模塊本體12自底面23穿出。這些孔33a與輥芯表面32上的螺孔33b對準。孔33b在表面32以下延伸了足夠的距離，以在用螺釘19a和19b將模塊12固定到軋輥芯13上去時為它們提供足夠的緊固度，使模塊12能貼緊在軋輥芯13上。螺釘19a固定模塊12的較薄的一側(cè)(靠近側(cè)面20)，其長度較短些;而螺釘19b位于靠近模塊側(cè)面21處，其長度較長些，為了避免削弱軋輥芯體，在鄰近的芯體表面32間的孔33b是橫斷布置的。
可以理解，在不偏離下述權(quán)利要求
所確定的精神實質(zhì)的前提下，對已描述的模塊和模具(它提供了本發(fā)明的特色)可以作各種變化和修正。
權(quán)利要求
1、一種截短了的扇形體的旋轉(zhuǎn)式模塊，其包含一頂部為弧形的制模表面；一個底面；兩個連接上述的頂面和底面的對峙的端壁，在那里，(a)每個端面與上述頂面的連接線與在該處對頂面弧作的切線成直角，(b)每個上述端壁的連接線中的一個與上述底面成直角；並且兩個相對的側(cè)壁與對應(yīng)的上述頂面、底面和端壁面相連接。
2、如權(quán)利要求
1所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊，其底面實質(zhì)上是平面。
3、如權(quán)利要求
1所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊還包含連接上述模塊和軋輥芯的固定構(gòu)件。
4、如權(quán)利要求
3所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊，其中，上述固定構(gòu)件適合于可拆卸的固定。
5、如權(quán)利要求
4所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊，其固定構(gòu)件包含多個從頂部弧面到上述底面的帶螺紋的孔。
6、如權(quán)利要求
1所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊，其上述側(cè)面與該模塊的頂面、底面和端面互相垂直。
7、如權(quán)利要求
1所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊，其頂部弧形制模表面含有若干個模穴。
8、如權(quán)利要求
1所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊，其上述端面基本上是平面。
9、旋轉(zhuǎn)模具包括一個帶有適于放置多個可拆卸模塊的芯體部分的軋輥軸;可拆卸式的將模塊固定到芯體上去的固定構(gòu)件;和若干模塊，每個上述模塊包含一頂部弧形的制模表面;一個底面;兩個連接頂面和底面的對峙的端面，其中(a)每個上述端壁與上述頂面的連接線與在上述頂部弧形面處對弧形頂面所作的切線成直角(b)每個上述端壁與底面的連接線中之一與底面成直角;以及兩個與頂、底和端面連接的側(cè)面。
10、如權(quán)利要求
8所定義的旋轉(zhuǎn)式模具，其模塊底面基本上是平面。
11、如權(quán)利要求
8所定義的旋轉(zhuǎn)式模具，其模塊的數(shù)量為12-16個。
12、如權(quán)利要求
8所定義的旋轉(zhuǎn)式模具，其上述模塊的上述端壁基本上是平面。
13、如權(quán)利要求
10所定義的旋轉(zhuǎn)式模具，其上述端壁基本上是平面。
14、如權(quán)利要求
13所定義的旋轉(zhuǎn)式模具，其側(cè)壁與模塊的頂、底和端壁表面互相垂直。
15、如權(quán)利要求
9所定義的旋轉(zhuǎn)式模具，其模塊和適用于放置模塊的芯體是無銷鍵的。
16、如權(quán)利要求
9所定義的旋轉(zhuǎn)式模具，其芯體具有鋸齒形周邊以適于放置多個模塊。
17、如權(quán)利要求
16所定義的旋轉(zhuǎn)式模具，其芯體周邊的鋸齒形設(shè)計是為了適應(yīng)抵抗施加于模塊上相對于芯體的旋轉(zhuǎn)力。
18、旋轉(zhuǎn)式模塊包含一頂部弧形制模表面;一個底面;兩個與頂面和底面相接的對峙的端壁，其中(a)有一個端壁的自頂至底的距離比另一個要長(b)較長的端壁與底面成80-90°角;以及連接各自側(cè)的頂、底和端壁的兩個對峙的側(cè)壁。
19、如權(quán)利要求
16所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊是無銷鍵的。
20、如權(quán)利要求
18所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊，其底面基本上是平面。
21、如權(quán)利要求
18所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊，其較長的端壁與較短的端壁的長度比值約為22∶16至17∶6。
22、如權(quán)利要求
18所定義的旋轉(zhuǎn)式模塊，其較長端壁的長度與較短端面的長度的比值約為18∶11至16∶7。
專利摘要
一種具有頂、底、側(cè)和端壁面的截短了的扇形體的可拆卸的旋轉(zhuǎn)式模塊，其頂部弧形面適用于模壓成型，而其一般為平面的底面通過兩個與確定弧形頂面的轉(zhuǎn)軸徑向?qū)实亩嗣媾c頂面連接，其中連接端面的底面與其中一個端面成直角。
文檔編號B29C33/34GK86101556SQ86101556
公開日1986年11月12日 申請日期1986年2月18日
發(fā)明者拉爾夫·W·維蓋爾 申請人:伯溫德公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan