ИЗНОСОСТОЙКАЯ ОБЛИЦОВКА Российский патент 2010 года по МПК B65G11/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к износостойкому облицовочному компоненту для поверхности, подверженной износу, имеющему обращенную наружу поверхность, по которой перемещается материал в форме кусков или частиц, такой как дробленая руда и дробленый материал горной породы, и толщину, при этом износостойкий облицовочный компонент содержит эластомерный материал в основном для поглощения ударной энергии и износостойкие элементы в основном для сопротивления износу. Изобретение относится также к износостойкой облицовке, выполненной из таких износостойких облицовочных компонентов.

Уровень техники

Износостойкая облицовка известна и используется как в желобах, так и в кузовах грузовиков для защиты основания. Она обычно состоит из натурального или искусственного каучука и предназначена для защиты от сильных ударов твердой породы и износа, который производится материалом, перемещающимся по поверхности износостойкого облицовочного компонента и в контакте с ней. Относительно мягкие резиновые материалы обеспечивают хорошую сопротивляемость износу, но для того, чтобы не допустить в случае сильных ударов разрушения износостойкого облицовочного компонента, он должен обладать большой толщиной. Более твердые резиновые материалы обеспечивают улучшенную защиту от ударных воздействий, но в большей степени подвержены абразивному износу.

Для решения этой проблемы разработаны износостойкие облицовочные компоненты, в которых в обращенной наружу поверхности компонента комбинируются различные материалы. Примеры таких износостойких облицовочных компонентов можно найти в патенте США №3, 607, 606, в котором керамические тела заделаны в резиновый материал. Керамические тела обладают высокой сопротивляемостью износу, в то время как резиновый материал служит поглотителем ударных воздействий для уменьшения опасности растрескивания хрупких керамических тел при соударении с кусками материала. В этом типе износостойких облицовочных компонентов существует опасность отделения друг от друга различных материалов. В случае сильных ударов сохраняется опасность растрескивания износостойких элементов.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание износостойкого облицовочного компонента и износостойкой облицовки, позволяющих решить указанную проблему.

Особая цель заключается в создании износостойкого облицовочного компонента и износостойкой облицовки, которая противостоит сильным ударам.

Другая цель заключается в создании износостойкого облицовочного компонента и износостойкой облицовки, в которой износостойкие элементы обладают уменьшенной тенденцией к отделению от эластомерного материала.

Согласно изобретению эти цели достигаются теперь с помощью износостойкого облицовочного компонента, имеющего признаки, описанные в пункте 1, причем предпочтительные варианты осуществления описаны в пунктах 2-11. Эти цели достигаются также с помощью износостойкой облицовки по пункту 12.

В предложенном износостойком облицовочном компоненте износостойкие элементы в плоскости, перпендикулярной обращенной наружу поверхности, расположены так, что в направлению толщины они по меньшей мере частично перекрывают друг друга. Таким образом усилия, возникающие при ударах по износостойкому облицовочному компоненту, могут распределяться по множеству износостойких элементов, что уменьшает опасность растрескивания.

Износостойкие элементы предпочтительно выполняют из керамического материала. Такие материалы обладают высокой износостойкостью и им легко может быть придана требуемая форма.

Износостойкие элементы могут располагаться на обращенной наружу поверхности рядами. Таким образом, ударные воздействия могут легко распределяться в стороны по различным износостойким элементам, причем становится легко автоматизировать размещение износостойких элементов при изготовлении износостойких облицовочных компонентов.

В одном варианте осуществления изобретения износостойкие элементы имеют в плоскости, перпендикулярной обращенной наружу поверхности, форму бутылки с узкой горловиной и широким дном, причем расположенные рядом износостойкие элементы расположены поочередно, с горловиной, обращенной вверх и вниз в направлении толщины. Такое размещение обеспечивает удачное распределение усилий, и износостойкие элементы особенно надежно закрепляются в эластомерном материале.

В другом варианте осуществления износостойкие элементы, которые находятся в плоскости, перпендикулярной обращенной наружу поверхности, являются трапецеидальными с узким концом и широким концом, причем расположенные рядом износостойкие элементы расположены поочередно, с узким концом, обращенным вверх и вниз в направлении по толщине. Это является альтернативным способом качественного распределения усилий.

Еще в одном варианте осуществления износостойкие элементы имеют в плоскости, перпендикулярной обращенной наружу поверхности, форму косого параллелограмма, с двумя сторонами, наклоненными относительно направления толщины, причем расположенные рядом износостойкие элементы расположены каждый с одной из сторон, наклоненной относительно направления толщины, параллельно друг другу. Это является другим практически осуществимым способом качественного распределения усилий.

В другом варианте осуществления износостойкие элементы имеют в плоскости, перпендикулярной обращенной наружу поверхности, Т-образную форму с ножкой и поперечиной, причем расположенные рядом износостойкие элементы расположены поочередно, с поперечиной, обращенной вверх и вниз в направлении толщины. Это также является альтернативным способом качественного распределения усилий по износостойким элементам.

Износостойкие элементы предпочтительно расположены рядами, причем каждый второй износостойкий элемент смещен относительно соседних износостойких элементов в том же ряду. В обращенной наружу поверхности получается таким образом структура, напоминающая кирпичную кладку, что предотвращает местный износ по прямым линиям за счет обеспечения возможности распределения ударных усилий по множеству расположенных рядом износостойких элементов.

Обращенная наружу поверхность износостойкого облицовочного компонента предпочтительно состоит в основном из износостойких элементов. Это повышает вероятность того, что камень или иной предмет, ударяющийся об износостойкий облицовочный компонент, ударяется о износостойкие элементы, а не об эластомерный материал. Поверхность износа износостойких элементов как правило подвергается воздействию в процессе использования на обращенной наружу поверхности.

Предложенная износостойкая облицовка выполнена из множества предложенных износостойких облицовочных компонентов. Таким образом износостойкая облицовка обеспечивает хорошую защиту от ударных воздействий и износа.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано более подробно с помощью примеров и со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет собой вид сверху износостойкого облицовочного компонента согласно изобретению;

Фиг.2 представляет собой вид в разрезе, выполненном по линии II-II;

Фиг.3 представляет собой вид в разрезе, выполненном по линии III-III;

Фиг.4 представляет собой вид в разрезе множества износостойких элементов в износостойком облицовочном компоненте на фиг.1 согласно первому варианту осуществления;

Фиг.5 представляет собой вид в разрезе износостойких элементов согласно второму варианту осуществления;

Фиг.6 представляет собой вид в разрезе износостойких элементов согласно третьему варианту осуществления;

Фиг.7 представляет собой вид в разрезе износостойких элементов согласно четвертому варианту осуществления;

Фиг.8 представляет собой вид сверху износостойкой облицовки, выполненной из множества износостойких облицовочных компонентов согласно фиг.1.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Износостойкий облицовочный компонент 1, показанный на фиг.1, состоит из заполнителя 2, выполненного из резины, в который заделаны износостойкие элементы 3 на поверхности 4, которая в смонтированном положении износостойкого облицовочного компонента 1 обращена наружу. В этом контексте термин «заделанный» может подразумевать «полностью заделанный», но обычно описывает ситуацию, показанную на фиг.2 и 3, где одна поверхность износостойких элементов 3 по существу образует часть поверхности 4, в то время как остальная часть каждого элемента 3 заделана в заполнитель 2. Износостойкий облицовочный компонент выполнен с возможностью установки на стенке, подверженной износу. Когда на стенке установлено бок о бок множество износостойких облицовочных компонентов 1, они образуют износостойкую облицовку, см. фиг.8. Как можно видеть на фиг.2, износостойкие элементы 3 имеют в плоскости Р, перпендикулярной обращенной наружу поверхности 4, форму бутылки с узкой горловиной 5 и широким дном 6. Износостойкие элементы 3 располагаются бок о бок с поочередно обращенными к обращенной наружу поверхности 4 горловиной 5 и дном 6.

Если камень ударит по одному из износостойких элементов 3 с ориентированным в направлении обращенной наружу поверхности 4 дном 6, усилие удара будет, как показано стрелкой F₁ на фиг.4, распределяться по двум соседним износостойким элементам 3. Однако, если камень ударит по одному из износостойких элементов 3 с ориентированной в направлении обращенной наружу поверхности 4 горловиной 5, усилие распределяться не будет, и будет направлено только прямо вниз через износостойкий облицовочный компонент, как показано стрелкой F₂. Однако в большинстве случаев камни, ударяющиеся об износостойкую облицовку, настолько велики по сравнению с износостойкими элементами 3, что они ударяют больше, чем по одному износостойкому элементу 3, что означает, что усилие будет распределяться по множеству износостойких элементов 3. Это уменьшает вероятность растрескивания износостойких элементов после удара, а также в областях применения с тяжелыми условиями. Кроме того, эксперименты показали, что имеющие форму бутылки износостойкие элементы 3 очень надежно помещены в резиновый материал. Износостойкие элементы 3 могут начать выпадать из резинового материала только после того, как они окажутся изношенными приблизительно до половины их высоты h.

Кроме того, если износостойкие элементы 3 расположены на обращенной наружу поверхности 4, как показано на фиг.1, по такой схеме кирпичной кладки, с рядами 13, по существу параллельными линии разреза II-II со смещением каждого второго износостойкого элемента 3, удар по одному из износостойких элементов 3 с обращенным наружу дном 6 в виде дна на обращенной наружу поверхности 4 будет фактически распределяться не только по двум соседним износостойким элементам 3, а по четырем соседним износостойким элементам 3. Это дополнительно уменьшает опасность растрескивания износостойких элементов 3. Смещение рядов уменьшает также опасность локального износа по прямым линиям.

На фиг.5 показана альтернативная конструкция износостойких элементов 3а. Эти износостойкие элементы имеют в плоскости Р трапецеидальную форму и заделаны в резиновый материал с узким концом 7 и широким концом 8, поочередно обращенными к обращенной наружу поверхности 4. И при такой конструкции усилия удара будут распределяться по двум соседним износостойким элементам 3а в случае удара по одному из износостойких элементов 3а, имеющих широкий конец 8 на обращенной наружу поверхности 4 (стрелка F₃), в то время как удар по износостойким элементам 3а, имеющим узкий конец 7а на обращенной наружу поверхности 4, только проходит прямо вниз через износостойкий облицовочный компонент 1. Однако подобно варианту осуществления, показанному на фиг.4, камни, ударяющиеся об износостойкий облицовочный компонент 1, будут обычно настолько велики по сравнению с износостойкими элементами 3а, что они ударяют одновременно по множеству износостойких элементов 3а.

На фиг.6 показан другой вариант осуществления износостойких элементов 3b, которые в плоскости Р имеют форму косого параллелограмма с плоскими поверхностями 9, параллельными обращенной наружу поверхности 4, и наклонными поверхностями 10, наклоненными относительно направления толщины d. Износостойкие элементы 3b расположены бок о бок с наклонными поверхностями соседних износостойких элементов 3b, параллельными друг другу. При ударе по износостойкому элементу 3b, например, камнем, усилие будет распределяться, как показано стрелкой F₄, по одному из соседних износостойких элементов 3b. При конструкции износостойких элементов 3b, показанной на фиг.6, распределение усилий таким образом будет происходит всегда, но только на один соседний износостойкий элемент 3b.

На фиг.7 показан четвертый вариант осуществления износостойких элементов 3с. Эти износостойкие элементы 3с имеют в плоскости Р Т-образную форму с ножкой 11 и поперечиной 12. Износостойкие элементы 3с расположены бок о бок поочередно с ножкой 11 и поперечиной 12 на обращенной наружу поверхности 4. Их поведение при получении удара напоминает поведение износостойких элементов 3 на фиг.4 и износостойких элементов 3а на фиг.5, то есть в случае удара камнем по одному из износостойких элементов 3с, имеющему поперечину 12 на обращенной наружу поверхности 4, усилие будет распределяться по двум соседним износостойким элементам (стрелка F₅), в то время как усилие удара износостойкого элемента 3с с ножкой 11 на обращенной наружу поверхности только проходит вниз через износостойкий элемент 3с. Однако, как описано в связи с фиг.4 и 5, камни, ударяющие по износостойким элементам 3с, будут в общем настолько велики по сравнению с износостойкими элементами 3с, что они одновременно ударяют по множеству износостойких элементов 3с.

В показанном примере износостойкий облицовочный компонент 1 имеет толщину d, равную 65 мм, и износостойкие элементы 3 высотой h, равной 38 мм. Этот износостойкий облицовочный компонент 1 предназначен для использования в тяжелых условиях. При более высоких напряжениях износостойким облицовочным компонентам 1 может быть придана, например, толщина 95 мм, и в этом случае износостойкие элементы могут иметь высоту 70 мм. Однако, если износостойкий облицовочный компонент 1 должен использоваться при меньших напряжениях, и толщина в компоненте 1, и высота износостойких элементов могут быть выбраны так, чтобы иметь меньшие размеры.

Следует понимать, что возможно внесение многочисленных модификаций в описанные выше варианты осуществления в пределах объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

Например, износостойкие элементы могут быть выполнены из других материалов, не являющихся керамическими. Могут использоваться все материалы с хорошим сопротивлением износу при трении скольжения, такие как корунд и другие минеральные материалы, так же как сталь и другие металлические материалы.

Эластомерным материалом, образующим заполнитель 2 износостойкого облицовочного компонента 1, может служит как натуральный каучук, так и определенный синтетический материал, например полиуретан.

Следует отметить, что в контексте этого изобретения термин «стенка» относится не только к более или менее вертикальным стенкам, но и к горизонтальным стенкам, таким как полы и крыши, и стенкам с любым наклоном. Предложенный износостойкий облицовочный компонент может, таким образом, использоваться, например, в кузовах грузовиков и желобах, как на боковых стенках, так и на дне.

Описанные выше формы износостойких элементов являются только примерами допустимой формы. Специалист в данной области техники понимает, что возможны также другие формы, при условии, если они допускают перекрытие в направлении по толщине износостойкого облицовочного компонента, за счет которого могут распределяться усилия удара. В основном можно использовать любую форму, которая допускает поочередное размещение с узкой частью, обращенной вверх, и широкой частью, обращенной вниз, и, соответственно, широкой частью, обращенной вверх, и узкой частью, обращенной вниз. Как показано на фиг.6, форма необязательно должна обладать зеркальной симметрией в направлении по толщине износостойкого облицовочного компонента, но может также обладать наклонной симметрией. Преимущество такого решения заключается в том, что вне зависимости от того, по какому износостойкому элементу будет нанесен удар, всегда происходит распределение усилий, так что нагрузка ложится не только на получивший удар износостойкий элемента. Недостаток, однако, заключается в том, что удар всегда распределяется только по одному соседнему износостойкому элементу, в то время как в случае зеркальной симметрии усилие будет распределяться по двум соседним износостойким элементам.

Допустимы также другие формы износостойких элементов. Например, износостойким элементам может быть придана L-образная форма, соответствующая половинкам Т-образных износостойких элементов 3с, показанных на фиг.7. L-образные износостойкие элементы удобно размещать с ножкой L, поочередно обращенной вверх и вниз. Такая конструкция и компоновка должны подразумевать, что в случае удара по износостойкому элементу с ножкой L, обращенной вниз, усилие удара должно распределяться на соседний износостойкий элемент. Если же, однако, удар произведен по износостойкому элементу с ножкой L, обращенной вверх, усилие удара на соседний износостойкий элемент не распределяется.

В приведенных примерах износостойкие элементы 3, 3а, 3b, 3с предназначены для того, чтобы только перекрывать друг друга в одной плоскости, в то время как в плоскости Q, как показано на фиг.3, они располагаются параллельно друг другу, проходя под прямым углом к обращенной наружу поверхности 4 и плоскости Р. Однако можно также сконструировать износостойкие элементы 3, 3а, 3b, 3с таким образом, чтобы в направлении по толщине в они частично перекрывали друг друга также и в плоскости Q.

Как показано на фиг.1, износостойкие элементы 3 размещаются рядами 13 со смещением каждого второго износостойкого элемента 3, однако специалисту в данной области техники должно быть понятно, что возможны и другие схемы размещения. Например, износостойкие элементы могут размещаться прямыми рядами.

Как показано на фиг.1, каждый износостойкий элемент 3, 3а, 3b, 3с имеет поверхность износа 4', составляющую часть обращенной наружу поверхности 4, составляющей поверхность износа износостойкого облицовочного компонента.

Как описано выше, износостойкие элементы 3, 3а, 3b, 3с заделаны в эластомерный материал облицовочного компонента 1.

Износостойкий облицовочный компонент 1 описан выше в связи с облицовкой стенок желобов, кузовов грузовиков и тому подобного. Описанные выше износостойкие поверхности с износостойкими элементами 3, 3а, 3b, 3с могут, однако, использоваться и в других условиях. Они могут использоваться, например, для повышения износостойкости грохотов. Износостойкие элементы могут быть включены в поверхность грохота между отверстиями грохота. Износостойкие облицовочные компоненты могут быть выполнены также в виде выступающих стержней между отверстиями грохота, обозначаемых как подпирающие стержни или рейтерные линейки. Каждый стержень может быть снабжен одним или больше рядами износостойких элементов. Такие стержни могут также быть размещены на износостойкой облицовке стенок.

Износостойкий облицовочный компонент применяется для поверхностей, по которым перемещается дробленая руда, например, для желобов конвейеров. Износостойкий облицовочный компонент имеет обращенную наружу поверхность (4) и толщину (d). Износостойкий облицовочный компонент содержит эластомерный материал (2) для поглощения ударной энергии и износостойкие элементы (3) для сопротивления износу. Износостойкие элементы в плоскости (Р), перпендикулярной обращенной наружу поверхности, расположены так, что в направлении толщины они перекрывают друг друга. Каждый износостойкий элемент имеет поверхность износа, образующую часть обращенной наружу поверхности, составляющей поверхность износа износостойкого облицовочного компонента. Повышается ударостойкость облицовки, уменьшается отделение износостойких элементов от эластомерного материала. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Износостойкий облицовочный компонент для поверхности, подвергнутой износу, имеющий обращенную наружу поверхность (4), по которой перемещается материал в форме кусков или частиц, такой как дробленая руда и дробленый материал горной породы, и толщину (d), причем износостойкий облицовочный компонент (1) содержит эластомерный материал (2) в основном для поглощения ударной энергии и износостойкие элементы (3; 3a; 3b; 3c) в основном для сопротивления износу, при этом износостойкие элементы (3; 3a; 3b; 3c) в плоскости (Р), перпендикулярной обращенной наружу поверхности (4) расположены так, что в направлении толщины (d) они, по меньшей мере, частично перекрывают друг друга, отличающийся тем, что каждый износостойкий элемент (3; 3a; 3b; 3c) имеет поверхность (4') износа, образующую часть обращенной наружу поверхности (4), составляющей поверхность износа износостойкого облицовочного компонента (1).

2. Компонент по п.1, в котором износостойкие элементы (3; 3a; 3b; 3c) выполнены из керамического материала.

3. Компонент по п.1, в котором износостойкие элементы (3; 3a; 3b; 3c) расположены на обращенной наружу поверхности (4) рядами.

4. Компонент по п.1, в котором износостойкие элементы (3) в плоскости (Р), перпендикулярной обращенной наружу поверхности (4), имеют форму бутылки с узкой горловиной (5) и широким дном (6), причем расположенные рядом износостойкие элементы (3) расположены поочередно с горловиной (5), обращенной вверх и вниз в направлении толщины (d).

5. Компонент по п.1, в котором износостойкие элементы (3а) в плоскости (Р), перпендикулярной обращенной наружу поверхности (4), являются трапецеидальными с узким концом (7) и широким концом (8), причем расположенные рядом износостойкие элементы (3а) расположены поочередно с узким концом (7), обращенным вверх и вниз в направлении толщины (d).

6. Компонент по п.1, в котором износостойкие элементы (3b) в плоскости (Р), перпендикулярной обращенной наружу поверхности (4), имеют форму косого параллелограмма с двумя сторонами (10), наклоненными относительно направления толщины (d), причем расположенные рядом износостойкие элементы (3b) расположены каждый с одной из сторон, наклоненной относительно направления толщины (d), параллельно друг другу.

7. Компонент по п.1, в котором износостойкие элементы (3c) в плоскости (Р), перпендикулярной обращенной наружу поверхности (4), имеют Т-образную форму с ножкой (11) и поперечиной (12), причем расположенные рядом износостойкие элементы (3c) расположены поочередно с поперечиной (12), обращенной вверх и вниз в направлении толщины (d).

8. Компонент по любому из пп.3-7, в котором износостойкие элементы (3; 3a; 3b; 3c) расположены рядами (13), причем каждый второй износостойкий элемент (3; 3a; 3b; 3c) смещен относительно соседних износостойких элементов (3; 3a; 3b; 3c) в том же ряду (13).

9. Компонент по п.1, в котором обращенная наружу поверхность (4) состоит в основном из износостойких элементов (3; 3a; 3b; 3c).

10. Компонент по п.1, в котором износостойкие элементы (3; 3a; 3b; 3c) заделаны в эластомерный материал облицовочного компонента (1).

11. Износостойкая облицовка для стенки, подверженной износу, по которой перемещается материал в форме кусков или частиц, такой как дробленая руда и дробленый материал горной породы, при этом облицовка выполнена из множества износостойких облицовочных компонентов (1) по любому из пп.1-10.