КОНЦЕНТРАЦИОННЫЙ СТОЛ Российский патент 2001 года по МПК B03B5/06 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в обогатительном оборудовании для гравитационного разделения руд на вибрирующей поверхности.

Известен концентрационный стол 339-РМ (Обогатительное оборудование.- Каталог-справочник. - М. : Госгортехиздат, 1961), содержащий кулачок, контактирующий с коромыслом, кинематически соединенная с передачей винт-гайка, которая соединена через шатун с ползуном, и за счет винтовой пары регулируется ход ползуна. Данное устройство обладает избыточной подвижностью. Это вызвано тем, что одна подвижность необходима для вращения винта, а вторая, так как не предусмотрена фиксация гайки, для вращения гайки. В реальном же устройстве из-за наличия жесткости в шатуне он выполняет не свойственную ему функцию поступательной направляющей, поэтому механизм выполняет свои функции, хотя имеет неправильную структуру, так как момент трения в резьбе приводит к продольным колебаниям шатуна и резко увеличивается износ в направляющей ползуна.

Недостатком этого устройства является невозможность производить требуемые регулировки без остановки технологического процесса, что приводит к снижению производительности концентрационного стола, также не предусмотрено изменение закона движения деки и, как следствие, недолговечность конструкции из-за неправильной структуры привода.

Кроме того, известен концентрационный стол CC2 (Обогатительное оборудование.- Каталог-справочник.- М.: ГОСИНТИ, 1964, с. 141), являющийся прототипом предлагаемого изобретения. В данном устройстве, содержащем коромысло, кинематически соединенное с винтовой парой, которая соединена через шатун с ползуном, дополнительно введена структурная группа, состоящая из шатуна и коромысла, контактирующего с кулачком; причем в данном устройстве имеется возможность регулировать положение оси вращения коромысла, кинематически связанного с шатуном, за счет чего удается незначительно изменить закон движения деки стола только после полной остановки, что приводит к снижению производительности. Так же как и в предыдущем устройстве, данное устройство обладает избыточной подвижностью. Определим подвижность данного механизма, который состоит из трех простых механизмов, по формуле, полученной в работе [Смелягин А.И. Структура, структурный анализ и синтез механизмов: Учеб. пособие. - Новосибирск, изд-во НГТУ, 1997], которая имеет вид

где W_см - подвижность исследуемого сложного механизма; W_nmq - подвижность q-го простого механизма; r - число простых механизмов, которые входят в состав исследуемого сложного механизма; k_j - число присоединенных простых механизмов к j-му звену; m - число звеньев исследуемого механизма, к которым присоединено два или более простых механизмов.

Для определения подвижности сложного механизма по (1), необходимо знать подвижность простых механизмов, входящих в него.

Данный механизм сложный и состоит из трех простых: кулачкового, кривошипно-ползунного, винтового.

Найдем подвижность этих механизмов по формуле

где П - число простейших независимых перемещений, n - число подвижных звеньев, p_i - количество пар и-ой подвижности i-подвижность пары.

Чтобы определить подвижность по формуле (1.1), необходимо найти общее число, исключая повторяющиеся, возможных абсолютных и относительных простейших перемещений П звеньев механизма и элементов кинематических пар; или что одно и то же, определить подвижность пространства, в котором существует исследуемый механизм; число подвижных звеньев; число и подвижность кинематических пар, входящих в механизм.

Определим подвижность кулачкового механизма по формуле (1.1) Данный механизм существует в трех подвижном пространстве (П=3), то есть имеет три возможных перемещения - поступательное вдоль оси X и Y и вращательное вокруг оси Z, и имеет два подвижных звена (n=2), две одноподвижные кинематические пары (p₁=2), и одну двухподвижную (p₂=1). Тогда в соответствии с (1.1) подвижность кулачкового механизма определится
W₁ = 3n - 2p₁ - p₂ = 3x2-2x2-1 = 1(1.2)
Кривошипно-ползунный механизм также существует в трехподвижном пространстве (П= 3) - одно вращательное вокруг оси Z и два поступательных вдоль оси X и Y, число подвижных звеньев (n=3), одноподвижных кинематических пар (p₁=4). Тогда в соответствии с (1.1) подвижность кривошипно-ползунного:
W₂ = 3n - 2p₁ = 3x3 - 2x4 =1 (1.3)
Винтовой механизм существует в двухподвижном пространстве (П=2), допускающем два простейших независимых перемещения, а именно одно вращение вокруг оси X и одно перемещение вдоль оси X, имеет два подвижных звена (n=2), две одноподвижные кинематические пары (p₁= 2). Тогда в соответствии с (1.1) подвижность винтового механизма:
W₃ = 2n - p₁ =2x2-2=2 (1.4)
Из формулы (1.4) следует, что в исследуемом винтовом механизме имеется две подвижности, то есть винтовой механизм в данном устройстве обладает избыточной подвижностью. Это вызвано тем, что одна подвижность необходима для вращения винта, а вторая, так как не предусмотрена фиксация гайки, для вращения гайки. В реальном же приводе концентрационного стола из-за наличия жесткости в шатуне он выполняет не свойственную ему функцию поступательной направляющей. Поэтому механизм выполняет свои функции, хотя имеет неправильную структуру. Это не позволяет производить регулировку амплитуды ползуна во время работы привода, так как момент трения в резьбе приводит к продольным колебаниям шатуна и резко увеличивается износ в направляющей ползуна.

Недостатком этого устройства является невозможность регулировки хода деки в процессе работы привода без остановки, за счет чего уменьшается производительность, недолговечность конструкции из-за неправильной структуры привода.

Задачей изобретения является создание концентрационного стола, осуществляющего изменение закона движения деки без остановки технологического процесса, за счет чего происходит увеличение производительности и долговечности конструкции.

Это достигается тем, что концентрационный стол, содержащий деку (ползун), соединенную с шатуном, снабжен кривошипом, соединенным с камнем, расположенным на кулисе, соединенной с двумя винтовыми механизмами, имеющими закрепленные в опорах, неподвижных в осевом направлении, винты и подвижные в осевом направлении гайки, при этом гайка одного винтового механизма соединена соответственно с шатуном и кулисой, а на гайке другого винтового механизма расположена опора кулисы.

На чертеже представлена структурная схема механизма привода концентрационного стола, содержащая: 1- стойка, 2 - кривошип, камень 3, кулиса 4, опора которой закреплена на винтовом механизме 5, на кулисе 4 расположен второй винтовой механизм 6, связанный с шатуном 7 и ползуном (декой) 8 концентрационного стола. Винтовой механизм 5 содержит винт 9 и гайку 10, соединенную с опорой кулисы 4, винтовой механизм 6 также содержит винт 11 и гайку 12, соединенную с шатуном 7.

Данное устройство работает следующим образом. При вращении кривошипа 2 передается движение кулисе 4 за счет камня 3, вследствие чего шатун 7 с ползуном (декой) 8 совершает возвратно-поступательные движения.

Изменение амплитуды колебаний деки происходит за счет винтового механизма ВМ 6, путем изменения расстояния между опорой кулисы и гайкой 12. Отношение времени прямого хода деки 8 к обратному регулируется за счет винтового механизма ВМ 5 путем изменения межцентрового расстояния между стойкой кривошипа 1 и гайкой 10.

Определим подвижность по формуле (1.1), так как механизм сложный, состоящий из четырех простых: кулисного, ползунного и двух винтовых, подвижность которых равна 1 и имеется два общих звена:
W_см = 1+1+1+1-(2-1)=3,
то есть одна подвижность необходима для реализации рабочего движения, а две других для осуществления регулировок. Данный механизм имеет правильную структуру.

Таким образом, данное устройство позволяет осуществлять изменение закона движения деки без остановки технологического процесса, а следовательно, увеличить производительность концентрационного стола, и имеет правильную структуру, за счет чего увеличивается долговечность привода.

Изобретение может быть использовано в области обогащения полезных ископаемых для гравитационного разделения руд на вибрирующей поверхности. Концентрационный стол содержит деку, соединенную с приводом. Привод содержит кривошип, соединенный с камнем, перемещающимся на кулисе. Кулиса соединена с двумя винтовыми механизмами, имеющими неподвижные в осевом направлении винты и подвижные в осевом направлении гайки. Гайка одного винтового механизма соединена с шатуном, связанным с декой стола, а на гайке другого винтового механизма закреплена опора кулисы. Устройство позволяет повысить производительность стола и увеличить долговечность привода. 1 ил.

Концентрационный стол, содержащий деку, соединенную с шатуном, отличающийся тем, что он снабжен кривошипом, соединенным с камнем, расположенным на кулисе, соединенной с двумя винтовыми механизмами, имеющими закрепленные в опорах неподвижные в осевом направлении винты и подвижные в осевом направлении гайки, при этом гайка одного винтового механизма соединена соответственно с шатуном и кулисой, а на гайке другого винтового механизма расположена опора кулисы.