ВИБРАЦИОННАЯ КОНУСНАЯ ДРОБИЛКА Российский патент 1995 года по МПК B02C2/04 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для дробления и измельчения материалов в различных отраслях хозяйств, преимущественно в старательских и фермерских.

Известна конусная дробилка, содержащая двигатель, приводной вал 1 с закрепленным на нем солнечным колесом с попарно размещенными сателлитами и противофазно установленными дебалансами на эксцентриковых валах, сопряженных с центральным диском, имеющим вал с дробящим конусом.

Работа дробилки осуществляется следующим образом.

От двигателя крутящий момент передается приводному валу, с которым вращается против часовой стрелки солнечное зубчатое колесо, а сопряженные с ним сателлиты с дебалансами вращаются по часовой стрелке, генерируя центробежную силу, и воздействуют на водило, вызывая крутильные колебания дробящего конуса. Через пол/оборота сателлиты займут противоположное направление и создадут на водиле отрицательный момент, который дробящему конусу не передается, так как водило против часовой стрелки вращаться не может из-за того, что автолог замкнут на корпусе. При заторможенном водиле сателлиты вращаются по часовой стрелке, передавая дробящему конусу однонаправленные в горизонтальной плоскости крутильные импульсы.

Недостатком известной конусной дробилки является сравнительно невысокая эффективность работы из-за отсутствия воздействия на материал суммарной генерируемой силы по трем взаимно перпендикулярным направлениям за цикл.

Целью изобретения является повышение эффективности измельчения материала, за счет увеличения производительности.

Указанная цель достигается тем, что вертикальный вал выполнен с полостью, в которой установлены параллельные валы, а планетарная зубчатая передача выполнена гиперболоидной, центральное колесо которой скреплено с корпусом, установленным на амортизирующем основании, причем сателлиты размещены на противоположных концах валов, а дебалансы симметрично оси вертикального вала, совпадающей с осью дробящего конуса.

На фиг.1 изображена вибрационная конусная дробилка; на фиг.2 продольный разрез дробящего конуса; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4, 5, 6 и 7 схемы перемещения дебалансов и направления генерируемых сил; на фиг.8 схема перемещения дробящего конуса за один оборот, т.е. цикл, условно обозначенный материальной точкой М; на фиг.9 принципиальная схема.

Вибрационная конусная дробилка состоит из подпружиненной обечайки 1, наружного конуса 2, сопряженного с помощью упорной резьбы с фланцем 3; дробящего конуса 4, скрепленного с корпусом 5, вертикального вала 6, установленных на амортизирующем основании 7. Вертикальный вал сопряжен с помощью эластичной муфты 8, раздаточной колонки 9 и ременной передачи 10 с двигателем 11.

Корпус 5 имеет лоток 12, опорные подшипники 13 и 14 вертикального вала 6, в полости 15 которого в опорных подшипниках 16, 17, 18 и 19 размещены валы 20 и 21, соответственно.

Симметрично оси вертикального вала 6 на валах 20 и 21 установлены дебалансы 22 и 23, центры тяжести О₁ и О₂ которых относительно, например, развернуты в одну сторону, т.е. их взаимное смещение по фазе не равно нулю. На противоположных концах валов 20 и 21 размещены сателлиты 24 и 25, сопряженные с центральным колесом 26 гиперболоидной зубчатой передачи, скрепленным с корпусом 5.

Сателлиты 24 и 25 смещены от оси центрального колеса на равную величину L. Колесо 26 имеет число зубьев Z₁, а каждый сателлит Z₂. Передаточное число i Z₁:Z2.

Работа дробилки осуществляется следующим образом.

Вращение от двигателя 11 передается ременной передачей 10 раздаточной колонке 9 и муфтой 8 вертикальному валу 6 с угловой скоростью
ω где n число оборотов вертикального вала.

При этом сателлиты 24 и 25, обкатываясь относительно центрального колеса 26, вращают в разных направлениях вала 20 и 21 с дебалансами 22 и 23, центры тяжести которых смещены по фазе, например, на 180 градусов и вращаются с угловой скоростью
ω₁ где n₁ n˙ i число оборотов дебалансов.

В результате генерируются силы Р₁ и Р₂, которые в общем случае будут равны
±P₁ m₁W₁²R₁; ±P₂ m₂W₁²R₂.

В случае, изображенном на фиг.4, векторы сил Р₁ и Р₂ совмещаются в прямую линию и суммируются в силу Р₀, которая перпендикулярна оси дробящего конуса. При этом дробящий конус получает перемещение для ударного импульса. При повороте вертикального вала на 22^о30' дебалансы повернутся на 90^о, т.е. генерируемые силы Р₁ и Р₂ приобретут вертикальное направление (условно значение i принято равным 40. Векторы сил Р₁ и Р₂ параллельны оси дробящего конуса (фиг.5), как бы вращая его против часовой стрелки с вертикальной плоскости.

С повторным поворотом вертикального вала на следующие 22^о30' векторы сил Р₁ и Р₂ снова совмещаются в прямую линию и суммируются в вектор Р₀, но уже направленный горизонтально противоположно (фиг.6), и дробящий конус перемещается влево. Поворот вертикального вала еще на 22^о30', векторы сил Р₁ и Р₂ размещаются в вертикальной плоскости параллельно оси дробящего конуса, сообщая ему момент, равный +M (P₁+P₂)L в направлении часовой стрелки (фиг. 7).

Таких чередующихся воздействий дробящего конуса относительно пространственных координат XOYZ за один оборот вертикального вала т.е. за цикл, будет 4i. Эти чередующиеся воздействия относительно плавно переходят из одного в другое. Кроме того, вследствие дробного значения передаточного числа i, чередующиеся воздействия с каждым циклом постепенно сдвигаются вокруг оси вертикального вала (фиг.8), меняя направление воздействия дробящего конуса.

В случаях, изображенных на фиг.4 и 6, дополнительно генерируется сила от относительного смещения дебалансов
P' (m₁+m₂) ω²R'.

На дробящий конус за один цикл воздействует сила Р0, в которую суммируются силы ± =++.

Моменты от пары сил ±М_омакс [(P₁˙ L)+(P₂˙ L)]
Необходимо учесть и то, что при плавном переходе, например, из момента пары сил в горизонтальное воздействие, силы Р₁ и Р₂ воздействуют под углом, сообщая дробящему конусу колебания из стороны в сторону.

Дробящий конус колеблется относительно трех взаимно перпендикулярных осей координат с двумя частотами, при этом в вертикальной плоскости с большими величинами частоты и амплитуды.

Материальная точка М, перемещаясь относительно координат xOyz, описывает пространственную форму траектории с переносной и относительной скоростями и ускорениями, а также ускорениями Кориолиса, которые сообщаются дробящему конусу для воздействия на материал, что способствует нахождению наиболее слабого направления для дробления.

При подаче материала с лотка 27 в пространство дробилки α и β он измельчается, попадая на вибрирующий лоток 12, боковое пространство которого закрыто шторой, и выводится по каналу 28. Для полевых условий работы лоток 12 выводится через обечайку 1, а двигатель 11 можно заменить двигателем внутреннего сгорания.

Отличительная особенность вибрационной конусной дробилки заключается в том, что вертикальный вал выполнен с полостью, в которой установлены параллельные валы, а планетарная зубчатая передача выполнена гиперболоидной, центральное колесо которой скреплено с корпусом, установленным на амортизирующем основании, причем сателлиты размещены на противоположных концах валов, а дебалансы расположены на валах симметрично вертикальной оси дробящего конуса.

Использование вибрационной конусной дробилки в различных отраслях хозяйств обеспечит повышение эффективности за счет вертикальных и горизонтальных качательных воздействий дробящего конуса. При этом повышается универсальность использования для измельчения твердых и глиносодержащих материалов, обеспечивается компактность.

Возможно широкое использование серии дробилок, благодаря их универсальности и компактности в лабораториях обогатительных, горнохимических, строительных, хлебоприемных комбинатов, в их производственных линиях, особенно старательскими артелями и фермерами.

Использование: при дроблении и измельчении материалов в различных отраслях хозяйств. Сущность изобретения: вибрационная конусная дробилка содержит неподвижный наружный конус 2 и подвижный дробящиий конус 4, установленный на корпусе 1 с вертикальным валом 6 с возможностью колебаний от привода, выполненного в виде планетарной зубчатой передачи с двумя параллельными валами с сателлитами. На валу насажены дебалансы, имеющие смещение по фазе, не равной нулю. Вертикальный вал выполнен с полостью, в которой установлены параллельные валы. Планетарная зубчатая передача выполнена гиперболоидной, центральное колесо которой скреплено с корпусом, установленным на пружинах. Сателлиты размещены на противоположных концах валов, а дебалансы расположены на валах симметрично вертикальной оси дробящего конуса. 9 ил.

ВИБРАЦИОННАЯ КОНУСНАЯ ДРОБИЛКА, содержащая неподвижный наружный конус и подвижный дробящий конус, установленный в корпусе на вертикальном валу с возможностью колебаний от привода, выполненного в виде планетарной зубчатой передачи с двумя параллельными валами с сателлитами, и дебалансы, имеющие смещение по фазе, не равной нулю, отличающаяся тем, что вертикальный вал выполнен с полостью, в которой установлены параллельные валы, а планетарная зубчатая передача выполнена гиперболоидной, центральное колесо которой скреплено с корпусом, установленным на пружинах, причем сателлиты размещены на противоположных концах валов, а дебалансы расположены на валах симметрично вертикальной оси дробящего конуса.