ВИБРАЦИОННАЯ КОНУСНАЯ ДРОБИЛКА Российский патент 1995 года по МПК B02C2/02 

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

Известная инерционная конусная дробилка содержит корпус, пружины, внутренний дробящий конус и два вибровозбудителя. Каждый вибровозбудитель проходит через корпус и дробящий конус перпендикулярно оси дробилки и на одинаковом расстоянии от нее, при этом дебалансы установлены противофазно попарно на соосных трех валах, сопрягающихся боковыми гранями, обеспечивая кинематическую связь через лепестковую муфту с двигателем, установленным на площадке.

При работе двигателей осуществляется встречное вращение пар дебалансов, причем горизонтальные генерируемые силы гасятся, а вертикальные воздействуют противонаправленно. Корпус и дробящий конус колеблются направленно друг против друга.

Отличительной особенностью дробилки является возможность наносить двухсторонние вертикальные ударные воздействия на материал.

Недостатком дробилки является сравнительно недостаточная эффективность работы из-за отсутствия воздействия на материал по трем осям координат за цикл.

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

Указанная цель достигается тем, что дебалансный вал установлен с радиальным смещением относительно оси вращения вертикального вала, а привод выполнен в виде гиперболоидной планетарной зубчатой передачи, сопрягающей валы, причем дебалансы установлены с возможностью относительного разворота.

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 кинематика перемещений дебалансных масс; на фиг.5 форма перемещения дробящего конуса за цикл, условно обозначенного материальной точкой М; на фиг.6 принципиальная схема.

Вибрационная конусная дробилка содержит подпружиненную обечайку 1, наружный конус 2, сопряженный с помощью упорной резьбы с фланцем 3, внутренний подвешенный дробящий конус 4, скрепленный с корпусом 5, вертикальный вал 6, установленные на пружинах 7. Вертикальный вал сопряжен с помощью эластичной муфты, 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 и 17 установлен дебалансный вал 18 с радиальным смещением на величину R₁ от оси вращения вертикального вала, планетарную зубчатую гиперболоидную передачу 19, соединяющую эти валы, дебалансы 20 и 21, при этом сателлит 22 размещен на валу 18, а центральное колесо 23 скреплено с корпусом 5. Дробящее пространство характеризуется величинами α, β, γ. Дебаланс 20 на валу 18 закреплен, а дебаланс 21 выполнен поворотным в наладочном режиме.

В этой конструкции дробящего конуса в качестве дабалансной массы используются не только дебалансы, но и вал 18 с опорными подшипниками и сателлит, что изменяет вектор генерируемой силы в сравнимых конструктивных параметрах.

Колесо 23 имеет число зубьев Z₁, а сателлит 22 Z₂. Передаточное число i Z₁ Z₂.

С пуском двигателя 11 крутящий момент передается вертикальному валу 6 с угловой скоростью
ω₁ где n₁ частота вращения вертикального вала 6.

Сателлит 22, обкатываясь относительно колеса 23, вращает вал 18 с дебалансами 20 и 21 с угловой скоростью
ω₂ где n₂ n₁ i число оборотов дебалансов 20 и 21.

В результате вращения валов 6 и 18 генерируются силы в плоскостях:
горизонтальной Р₁ m₁ω₁²R₁;
вертикальной Р₂ m₂ω₂²R₂, где m₁ масса вала 18, опорных подшипников 16, 17, сателлита 22 и дебалансов 20 и 21;
m₂ масса дебалансов 20 и 21;
R₁ расстояние центра тяжести массы m₁ до оси вращения вертикального вала 6;
R₂ расстояние центра тяжести массы m₂ до оси вращения вала 18.

Величина суммарного вектора генерируемых сил Р_о зависит от направления векторов Р₁ и Р₂. Так, например, при совмещении в прямую линию с одинаковыми направле- нием воздействия =+ при различном направлении =- а в других сочетаниях в зависимости от их направления. Таких изменений величины суммарного вектора Р_о за один оборот вертикального вала будет равно i число раз. Кроме того, направление воздействия суммарного вектора с каждым циклом будет смещаться вследствие дробного значения числа i.

Сложные пространственные колебания дробящего конуса возбуждаются инерционными круговыми силами, у одной из которых плоскость вращения дебаланса m₁ расположена горизонтально, а другого дебаланса m₂ вертикально. При этом направление силы Р₂ от вращения с частотой ω₂ массы m₂ постоянно меняется путем поворота ее вокруг оси вращения m₁ с частотой ω₃, равной ω₁. Плоскость вращения массы m₂ поворачивается вокруг оси вращения массы m₁. Оси вращения масс m₁ и m₂ пересекаются и проходят через центр масс колеблющегося дробящего конуса, а центр массы m₂ условно, постоянно находится на оси Z.

При других начальных условиях траектории колебаний дробящего конуса, возбуждаемых массами m₁ и m₂, будут иметь более сложный вид, что потенциально должно способствовать более эффективному дроблению и измельчению материала и, следовательно, повышению производительности.

При работе дробилки и подаче материала лотком 24 дробящий конус 4, вибрируя относительно координат XOYZ с двумя частотами n₁ и n₂ в минуту с усилиями Р₁ и Р₂, измельчает материал, который попадает в круговой лоток 12 и в патрубок 25. При использовании дробилки в полевых условиях, лоток 12 может быть выведен разгрузочной частью через боковую поверхность обечайки.

Отличительной особенностью вибрационной конусной дробилки является то, что дебалансный вал установлен с радиальным смещением относительно оси вращения вертикального вала, а привод выполнен в виде гиперболоидной планетарной зубчатой передачи, сопрягающей валы, причем дебалансы установлены с возможностью относительного разворота. Это повышает эффективность работы дробилки за счет вертикальных и кориолисовых сил воздействий дробящего конуса. При этом повышается универсальность дробления и измельчения не только прочных пород, но и горных глиносодержащих материалов, повышается мощность и компактность дробилки с применением узла дебалансного вала в качестве дебалансной массы.

Использование: при дроблении и измельчении материалов в различных отраслях хозяйств. Сущность изобретения: вибрационная конусная дробилка содержит наружный неподвижный конус 2, закрепленный в подпружиненном корпусе 5, внутренний подвижный конус 4, в полости вертикального вала 6 которого перпендикулярно к его оси размещен дебалансный вал, привод. Дебалансный вал установлен с радиальным смещением относительно оси вращения вертикального вала. Привод выполнен в виде гиперболоидной планетарной зубчатой передачи, сопрягающей валы. Дебалансы установлены с возможностью относительного разворота. 6 ил.

ВИБРАЦИОННАЯ КОНУСНАЯ ДРОБИЛКА, содержащая наружный неподвижный конус, закрепленный в подпружиненном корпусе, внутренний подвижный конус, в полости вертикального вала которого перпендикулярно к его оси размещен дебалансный вал, и привод, отличающаяся тем, что дебалансный вал установлен с радиальным смещением относительно оси вращения вертикального вала, а привод выполнен в виде гиперболоидной планетарной зубчатой передачи, сопрягающей валы, причем дебалансы установлены с возможностью относительного разворота.