МОЛОТОК ДРОБИЛКИ Российский патент 2000 года по МПК B02C13/28 

Изобретение относится к конструктивным элементам устройств, предназначенных для измельчения сыпучих материалов, и может быть использовано в сельском хозяйстве и других отраслях промышленности.

Известен молоток дробилки, у которого для повышения интенсивности измельчения один конец выполнен утяжеленным, причем молоток изготовлен как единое целое /1/.

Недостатком такого молотка является отсутствие уравновешенности на удар.

Наиболее близким по технической сущности изобретением является молоток дробилки, выполненный в виде пластины с отверстиями для крепления, конец которого выполнен утяжеленным /2/.

Недостатком данного устройства является повышенная металлоемкость и необходимость перестановки по мере износа.

Задачей изобретения является снижение металлоемкости молотка и обеспечение уравновешенности на удар при сохранении повышенной интенсивности измельчения.

Указанная задача достигается тем, что в молотке дробилки, выполненном в виде пластины с отверстиями для крепления, конец которого выполнен утяжеленным, утяжеляющая часть выполнена в виде двух дополнительных молотков, закрепленных на конце несущего молотка шарнирно, причем размеры несущего молотка удовлетворяют уравнению
P2ic

+l21 = l₁•l₂, (I)
где P_ic - радиус инерции несущего молотка относительно его центра масс C;
l₁ - расстояние между осью подвеса несущего молотка на роторе и центром масс несущего молотка;
l₂ - расстояние между осью подвеса несущего молотка на роторе и осью подвеса дополнительных молотков на несущем молотке.

На фиг. 1 изображена геометрическая схема молотка дробилки, на фиг. 2 - конструктивная схема молотка дробилки, на фиг. 3 - расчетная схема молотка дробилки, на фиг. 4 - расчетная схема дополнительного молотка.

Молоток дробилки состоит из несущего молотка 1 (фиг. 2) и двух дополнительных молотков 2, закрепленных шарнирно на конце несущего молотка 1. Во втулке 3 установлена ось 4, соединяющая несущий молоток 1 и дополнительные молотки 2, обеспечивая возможность вращения дополнительных молотков 2 относительно несущего молотка 1. Зазоры "a" между несущим молотком 1 и дополнительными молотками 2 и зазор между втулкой 3 и осью 4 обеспечивают проворачивание дополнительных молотков 2 относительно несущего молотка 1 при пусках и остановках дробилки, что приводит к равномерному износу дополнительных молотков 2 без необходимости перестановки в процессе работы. Дополнительные молотки 2 могут быть разной формы при обеспечении симметрии относительно их центра масс. Наличие утяжеляющей массы в виде двух дополнительных молотков 2 обеспечивает повышенную интенсивность измельчения, отсутствие утяжеляющей массы на другом конце несущего молотка 1, невысокую металлоемкость, а расчет размеров молотка по уравнению (I) - уравновешенность на удар.

Ниже приведен вывод уравнения (I).

Рассмотрим ударное воздействие силой на систему, включающую ротор 5 (фиг. 3) и расположенный на нем несущий молоток 1 с дополнительными молотками 2. Подберем соотношения между размерами молотка 1 и осями подвеса О₁ и О₂ так, чтобы ударные воздействия не передавались на ось подвеса О₁ молотка 1.

Данная задача для случая, когда отсутствуют молотки 2 и удар по измельчаемому материалу осуществляется только молотком 1, а сила приложена на конце молотка 1, рассмотрена С.В.Мельниковым. Им сделан вывод о том, что для отсутствия передачи ударных импульсов от молотка на ось подвеса, а через нее - на подшипники вала ротора дробилки, необходимо подобрать параметры молотка так, чтобы его центр качания совпадал с точкой приложения силы
В рассматриваемом случае для решения поставленной задачи используем метод кинетостатики. Мысленно остановим систему молотков 1, 2 и приложим к ней внешние силы: силу и реакцию на оси подвеса О₁, а также силы инерции. Действием сил тяжести и трения пренебрегаем в силу их малости по сравнению с ударными воздействиями. Ротор 5 вращается с угловой скоростью ω₁, а молотки 2 могут вращаться вокруг оси подвеса О₂ со своей угловой скоростью ω₂. Центробежные силы инерции, обусловленные ω₁ и ω₂, имеют равнодействующую, направленную по OО₂. Чтобы они не входили в расчетные уравнения, силы будем проецировать на ось х, перпендикулярную О₁О₂, и центры приведения возьмем на прямой О₁О₂.

Кроме центробежных сил приложим силы инерции, обусловленные угловыми ускорениями ε₁ и ε₂ молотков 1 и 2, возникающими вследствие действия силы Эти распределенные силы сведем для каждого молотка 1 и 2 к главным векторам и главным моментам М₁ ^Ф и М₂ ^Ф.

По следствию из принципа Даламбера для механической системы

где - главный вектор и главный момент внешних активных сил;
- главный вектор и главный момент сил инерции;
- главный вектор и главный момент внешних реакций связей.

Уравнение (1) спроецируем на ось x, а уравнение (2) - на ось подвеса О₁:

Определим величины, входящие в эти уравнения
Φ_1x= m₁•W_1x,
где m₁ - масса молотка 1;
W_1x= ε₁•O₁C - ускорение центра масс C в проекции на ось x;
Φ_2x= m₂•W_2x,
где m₂ - масса молотков 2;
W_2x= ε•O₁O₂ - ускорение оси подвеса О₂ в проекции на ось x;
Mφ1

= f_1c•ε₁,
где f_ic - момент молотка 1 относительно центра масс C;
Mφ2 = f₂•ε₂,
где f₂ - момент инерции молотков 2 относительно оси подвеса О₂.

Для определения ε₂ используем принцип Даламбера отдельно для молотков 2 (фиг. 4). Сила будет уже внешней по отношению к молоткам 2. Составим сумму моментов для оси подвеса О₂:
Mφ2

-F•O₂K = 0,
(5)
.

Подставив все определенные величины в выражения (3) и (4), получим

Для отсутствия передачи ударных импульсов на ось подвеса О₁ потребуем в уравнении (6) R_ox=0. Тогда, учитывая, что O₁K-O₂K=O₁O₂, получим

или
P_ic ²+O₁C²=O₁C• O₁O₂, (9)
где P_ic - радиус инерции молотка 1 относительно оси, проходящей через центр масс C несущего молотка 1.

Учитывая, что расстояние между осью подвеса O₁ несущего молотка на роторе и центром масс C несущего молотка равно l₁, а расстояние между осью подвеса несущего молотка на роторе и осью подвеса дополнительных молотков на несущем молотке l₂, получаем уравнение
P2ic

+l21 = l₁•l₂.

Литература
1. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. - М.: Колос, 1978, с. 106, рис. 49.

2. SU 1720710 A1, 23/03/1992.

Изобретение относится к конструктивным элементам устройств, предназначенных для измельчения сыпучих материалов. Молоток дробилки выполнен в виде пластины с отверстиями для крепления, конец которого выполнен утяжеленным, утяжеляющая часть выполнена в виде двух дополнительных молотов, закрепленных на конце несущего молотка шарнирно, причем размеры несущего молотка удовлетворяют приведенному уравнению. Изобретение позволяет снизить металлоемкость молотка и обеспечит уравновешенный удар. 4 ил.

Молоток дробилки, выполненный в виде пластины с отверстиями для крепления, конец которого выполнен утяжеленным, отличающийся тем, что утяжеляющая часть выполнена в виде двух дополнительных молотков, закрепленных на конце несущего молотка шарнирно, причем размеры несущего молотка удовлетворяют уравнению
P_1c ² + l₁ ² = l₁ • l₂,
где P_1c - радиус инерции несущего молотка относительно его центра масс С;
l₁ - расстояние между осью подвеса несущего молотка на роторе и центром масс несущего молотка;
l₂ - расстояние между осью подвеса несущего молотка на роторе и осью подвеса дополнительных молотков на несущем молотке.