ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ КОНУСНОЙ ДРОБИЛКИ Российский патент 2022 года по МПК B02C2/04 

Область изобретения, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к подшипниковому узлу для конусной дробилки. Также настоящее изобретение относится к конусной дробилке.

Конусная дробилка обычно имеет систему сброса давления, которая может вертикально регулировать и контролировать размер дробильного зазора с помощью гидравлической жидкости. Это называется узлом гидросистемы.

Уровень техники

Конусные дробилки используют для измельчения руды, минералов и горных пород до меньших размеров. Гирационная дробилка является примером конусной дробилки. Обычно дробилка включает дробильную головку, установленную на удлиненном главном валу. Первая дробильная чаша установлена на дробильной головке, а вторая дробильная чаша – на раме, так что первая и вторая дробильные чаши вместе образуют дробильный зазор, через который проходит измельчаемый материал. Приводное устройство выполнено с возможностью вращения эксцентрикового узла вокруг нижней части вала, чтобы заставить дробильную головку совершать вращательное маятниковое движение и дробить материал, вводимый в дробильный зазор.

В документе EP 2689850 раскрыта типичная конусная дробилка. Дробилка имеет более короткие подшипники и относительно высокий узел гидросистемы, соединяющийся с рамой дробилки. Поэтому дробилка может выдерживать только низкие и средние усилия.

В конусных дробилках вращательное маятниковое движение дробильной головки поддерживается с помощью верхнего подшипника, в котором шарнирно закреплен верхний конец главного вала, и нижними подшипниками скольжения, расположенными ниже дробильной головки, в которых шарнирно закреплен нижний конец главного вала. Нижние подшипники расположены близко к гидросистеме, которая с помощью системы сброса давления регулирует размер дробильного зазора. Нижние подшипники скольжения поддерживают главный вал.

Существует необходимость в создании более прочной дробилки, которая могла бы выдерживать более высокие нагрузки, не увеличивая при этом внешние размеры дробилки. Нижние подшипники скольжения должны иметь определенную высоту, чтобы правильно поддерживать главный вал и дробилку. Кроме того, существует потребность в адаптации конусной дробилки и узла гидросистемы к более надежной дробилке.

Таким образом, требуется подшипниковый узел и конусная дробилка, которые решают указанные выше проблемы.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в разработке подшипникового узла, способного выдерживать более высокие усилия. Другая задача состоит в надежном размещении скользящих подшипников в соединении с узлом гидросистемы.

Эти задачи достигаются за счет предоставления более длинных подшипников, при этом не делая саму дробилку более высокой в аксиальном направлении. Кроме того, эти задачи достигаются за счет наличия дробилки с гидросистемой, имеющей адаптированное соединение с рамой дробилки, а также за счет надежного удержания рамы дробилки на месте.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен подшипниковый узел для конусной дробилки, содержащий внутренний подшипник скольжения, эксцентриковую втулку и внешний подшипник скольжения для поддержания нижней части вала дробильной головки. Внутренний подшипник скольжения имеет диаметр и осевую высоту, определяемые от верхнего конца внутреннего подшипника скольжения до нижнего конца внутреннего подшипника скольжения, а внешний подшипник скольжения имеет диаметр и осевую высоту, определяемые от верхнего конца внешнего подшипника скольжения до нижнего конца внешнего подшипника скольжения. Отношение осевой высоты внутреннего подшипника скольжения к его диаметру находится в интервале от 0,95 до 1,20. Это обеспечивает надежную опору для прочной дробилки. Таким образом, поддержку усиливают, сохранив при этом ту же высоту дробилки.

Предпочтительно отношение осевой высоты внутреннего подшипника скольжения к его диаметру (H1/D1) находится в интервале от 0,99 до 1,15. Это обеспечивает надежность, хотя и требует ограниченных изменений.

Необязательно отношение осевой высоты внутреннего подшипника скольжения и его диаметра (H1/D1) находится в интервале от 1,00 до 1,10. Это обеспечивает надежность с ограниченными модификациями.

Предпочтительно отношение осевой высоты внешнего подшипника скольжения и его диаметра (H2/D2) находится в интервале от 0,50 до 0,70. Это улучшает функциональность подшипников скольжения в отношении повышения температуры в подшипниках скольжения.

Необязательно отношение осевой высоты внешнего подшипника скольжения и его диаметра (H2/D2) находится в интервале от 0,55 до 0,65. Это улучшает использование подшипника скольжения.

Необязательно отношение осевой высоты внешнего подшипника скольжения и его диаметра (H2/D2) находится в интервале от 0,60 до 0,64. Это обуславливает надежность вследствие ограниченного изменения температуры (Δt).

Необязательно отношение осевой высоты внутреннего подшипника скольжения и внешнего подшипника скольжения (H1/D2) находится в интервале от 1,00 до 1,15. За счет модернизации подшипника скольжения и внешнего подшипника скольжения обеспечивают функциональность сглаживания.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложена конусная дробилка, содержащая подшипниковый узел. Конусная дробилка включает: дробильную головку, на которой установлена первая дробильная чаша, причем дробильная головка установлена на валу дробильной головки, который расположен на верхней крестовине; раму, на которой установлена вторая дробильная чаша, и вторая дробильная чаша образует вместе с первой дробильной чашей дробильный зазор; причем рама имеет самую нижнюю часть, расположенную в соединении с узлом гидросистемы, с осевой длиной, имеющей определенную высоту; поршень, гидравлически перемещающий вал дробильной головки с помощью узла гидравлической жидкости, чтобы управлять дробильным зазором; верхний конец узла гидросистемы с вертикальным фланцем и горизонтальным фланцем, причем фланцы поддерживают самую нижнюю часть рамы; вертикальный фланец имеет вертикальную длину от верхнего конца до нижнего конца; горизонтальный фланец имеет горизонтальную длину от внешнего конца до внутреннего конца; где нижний конец вертикального фланца и внутренний конец горизонтального фланца имеют общее пересечение; и где отношение вертикальной длины вертикального фланца и горизонтальной длины горизонтального фланца равно или ниже 1. Это делает высоту узла гидросистемы более экономичной, при этом все еще поддерживая вал дробильной головки таким же жестким образом.

Предпочтительно отношение длины вертикального фланца и горизонтальной длины горизонтального фланца находится в интервале от 0,1 до 0,5. Это поддерживает плавную работу вала дробильной головки.

Необязательно отношение длины вертикального фланца и горизонтальной длины горизонтального фланца находится в интервале от 0,2 до 0,4. Это обеспечивает удобное перемещение вала дробильной головки.

Предпочтительно отношение длины вертикального фланца и высоты узла гидросистемы равно или ниже 0,1. Это обеспечивает стабильную работу гидросистемы.

Необязательно отношение длины вертикального фланца и высоты узла гидросистемы находится в интервале от 0,03 до 0,05. Это ограниченное соотношение, которое по-прежнему обеспечивает функциональность узла гидросистемы.

Кроме того, два фланца перпендикулярны друг другу. Это обеспечивает эффективную сборку гидросистемы.

Краткое описание чертежей

Конкретная реализация настоящего изобретения описана только в качестве примера и со ссылкой на следующие чертежи.

ФИГ. 1 представляет собой поперечное сечение вида сбоку конусной дробилки, имеющей главный вал, поддерживаемый на своем нижнем конце подшипниками скольжения.

ФИГ. 2 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения вида сбоку ФИГ. 1 с подшипниками скольжения и узлом гидросистемы.

ФИГ. 3 представляет собой дополнительно увеличенный вид поперечного сечения вида сбоку ФИГ. 1 с подшипниками скольжения и узлом гидросистемы.

ФИГ. 4 представляет собой вид поперечного сечения, полученного вдоль разреза X-X ФИГ. 1.

Подробное описание изобретения

ФИГ. 1 раскрывает конусную дробилку 1, имеющую вертикальный вал 2 дробильной головки и раму 4 с нижней частью 6 и верхней частью 8. Вал 2 дробильной головки имеет самый нижний конец 3, расположенный в соединении с узлом 50 гидросистемы, и закреплен на своем самом верхнем конце 9 в верхнем подшипнике 18 в верхней части 8 рамы. К верхнему участку вала 2 головки прикреплена дробильная головка 12. Самая нижняя часть 7 рамы 4 также расположена в соединении с узлом 50 гидросистемы.

Эксцентриковая втулка 10 расположена вокруг нижнего участка 5 вала 2 головки. Приводной вал 14 расположен с возможностью вращения эксцентриковой втулки 10 с помощью двигателя (не показан) и зубчатого венца 15, установленного на эксцентриковой втулке 10. Когда дробилка работает, приводной вал 14 вращает эксцентриковую втулку 10 так, что вал 2 дробильной головки и дробильная головка 12 будут совершать круговое движение.

Вал 2 дробильной головки в его нижней части 5 радиально поддерживается в эксцентриковой втулке 10 с помощью внутреннего подшипника 30, что позволяет эксцентриковой втулке 10 вращаться вокруг вала 2 дробильной головки. Внутренний подшипник 30 расположен между валом 2 головки и эксцентриковой втулкой 10. Кроме того, эксцентриковая втулка 10 радиально поддерживается с помощью внешнего подшипника 40, что позволяет эксцентриковой втулке 10 вращаться в нижней части 6 рамы. Внешний подшипник 40, таким образом, расположен радиально снаружи эксцентриковой втулки 10.

Дробилка 1 имеет центральную ось A, которая образуется центральной точкой диаметра D2, который представляет собой внутренний диаметр внешнего подшипника 40, измеренный от внутренней поверхности 41 скольжения внешнего подшипника. Это также показано на ФИГ. 2 и ФИГ. 4. Наружная сторона эксцентриковой втулки 10 расположена близко к поверхности 41 скольжения внешнего подшипника через масляную пленку или так называемую поверхность скольжения. Внутренний диаметр эксцентриковой втулки 10 расположен вокруг второй оси B. Внутренний подшипник 30 имеет круглую цилиндрическую наружную поверхность 32 рядом с внутренней поверхностью эксцентриковой втулки 10. Внутренний подшипник имеет внутренний диаметр D1, определяемый как внутренняя поверхность 31 скольжения внутреннего подшипника. Эта поверхность скольжения 31 с помощью масляной пленки расположена близко к валу 2 головки. Поверхность 31 скольжения внутреннего подшипника и вал 2 головки вращаются вокруг третьей оси C. Третья ось C совпадает с центральной точкой диаметра внутреннего подшипника D1.

Внешний подшипник скольжения 40 образует эксцентриковую ось вращения A (которая является центральной осью дробилки), вокруг которой эксцентриковая втулка 10 расположена с возможностью вращения. Эксцентриковая ось вращения A также образует центр кругового движения дробильной головки 12. Эксцентриковая ось вращения A фиксирована относительно рамы 4.

Там, где эксцентриковая втулка 10 внутри находится в контакте с внешней поверхностью 32 внутреннего подшипника 30, образован другой диаметр, внутренний диаметр эксцентриковой втулки. Центральная точка этого диаметра образует вторую ось B.

Внутренний подшипник 30 скольжения образует ось вращения C дробильной головки, вокруг которой дробильная головка 12 расположена с возможностью вращения. Ось вращения С дробильной головки фиксирована относительно эксцентриковой втулки 10 и наклонена и/или смещена относительно второй оси B и относительно эксцентриковой оси вращения A. Это приводит к тому, что при работе дробилки ось С дробильной головки вращается вокруг второй оси B и вокруг эксцентриковой оси A.

Внутренняя дробильная чаша 20 установлена на дробильной головке 12. Внешняя дробильная чаша 22 установлена на верхней части 8 рамы. Дробильный зазор 24 образован между двумя дробильными чашами 20, 22. Когда дробилка 1 работает, материал измельчают между внутренней дробильной чашей 20 и внешней дробильной чашей 22. Это является результатом кругового движения дробильной головки 12, и во время этого движения две дробильные чаши приближаются друг к другу вдоль вращающейся образующей и отдаляются друг от друга вдоль диаметрально противоположной образующей.

ФИГ. 2 представляет собой увеличенный вид нижней части конусной дробилки, раскрывающий подшипники скольжения и узел гидросистемы. Самый нижний конец 3 вала 2 головки расположен над поршнем 51 гидросистемы, который является частью узла 50 гидросистемы. Вертикальное положение поршня 51 гидросистемы и, следовательно, вала 2 головки, может быть гидравлически скорректировано путем регулирования количества гидравлической жидкости в пространстве 52 для гидравлической жидкости в нижней части узла 50 гидросистемы. Таким образом, ширину дробильного зазора 24 можно корректировать. Высота узла 50 гидросистемы соответствует H, что представляет собой расстояние перемещения по вертикали поршня 51 гидросистемы.

ФИГ. 3 раскрывает нижнюю часть конусной дробилки в более увеличенном виде. Внутренний подшипник 30 имеет верхний конец 30a и нижний конец 30b, определяющие осевую высоту H1 преимущественно в вертикальном направлении. Внешний подшипник 40 имеет верхний конец 40a и нижний конец 40b, определяющие осевую высоту H2 преимущественно в вертикальном направлении. Внутренние диаметры внутреннего подшипника 30 и внешнего подшипника 40 определены с помощью D1 и D2, соответственно. Верхний конец узла 50 гидросистемы имеет вертикальный фланец 55 и горизонтальный фланец 56, которые перпендикулярны. Фланцы 55, 56 поддерживают самую нижнюю часть 7 рамы 4. Длину вертикального фланца 55 определяют как Lv. Верхний конец вертикального фланца, определяемый как 55a, также представляет собой нижний конец узла 50 гидросистемы. Нижний конец вертикального фланца определяют как 55b, и он находится на одной линии с верхней стороной горизонтального фланца 56. Длину вертикального фланца Lv определяют от верхнего конца вертикального фланца 55a до нижнего конца вертикального фланца 55b. Таким образом, вертикальная длина Lv также является в основном осевой длиной. Длину горизонтального фланца 56 определяют как Lh. Внешний конец вертикального фланца определяют как 56a. Внутренний конец горизонтального фланца определяют как 56b, и он представляет собой точку, где горизонтальный фланец 56 пересекается с нижним концом вертикального фланца 55. Длину горизонтального фланца Lh определяют от внешнего конца 56a горизонтального фланца до внутреннего конца 56b горизонтального фланца.

Соотношение между двумя фланцами такое, что горизонтальный фланец 56 по меньшей мере в два раза длиннее вертикального фланца 55. Длина Lv вертикального фланца 55 предпочтительно находится в интервале между 10% и 50% от длины Lh горизонтального фланца 56. Более конкретно, это значение может составлять 20%, 30% или 40%.

Длина Lv вертикального фланца 55 составляет не больше чем 10% от полной осевой длины, то есть, высоты H узла гидросистемы 50. Это значение обычно меньше чем 5%. Оно может быть равно 1%, 2%, 3% или 4%.

Осевая высота внутреннего подшипника скольжения H1 и внутренний диаметр внутреннего подшипника скольжения D1 имеют приблизительно одинаковое значение. D1 может быть немного длиннее, так что H1 составляет 95%, 97% или 99% от D1. H1 и D1 могут быть равны, так что отношение равно 1. Также H1 может быть несколько больше D1. H1 может быть на 5%, 10%, 15% или 20% больше D1.

Внутренний диаметр D2 внешнего подшипника скольжения соответствует примерно двум осевым высотам H2 внешнего подшипника скольжения. Осевая высота H2 обычно находится в интервале от 50% до 70% диаметра D2 внешнего подшипника скольжения. Это значение также может составлять 55%, 60% или 65%. Даже более конкретно, оно может быть равно 62% или 64%.

Соотношение между осевой высотой внутреннего подшипника скольжения H1 и осевой высотой внешнего подшипника скольжения H2 находится близко к 1. H1 обычно несколько больше, чем H2, так что отношение H1/H2 находится в интервале между 1,05 и 1,15, более конкретно, оно может быть равно 1,07 или 1,10.

Группа изобретений относится к области дробилок. Подшипниковый узел для конусной дробилки (1) содержит внутренний подшипник (30) скольжения, эксцентриковую втулку (10) и внешний подшипник (40) скольжения для поддержания нижней части (5) вала (2) дробильной головки. Внутренний подшипник (30) скольжения имеет диаметр (D1) и осевую высоту (H1), определяемую от верхнего конца (30а) внутреннего подшипника скольжения до нижнего конца (30b) внутреннего подшипника скольжения. Внешний подшипник (40) скольжения имеет диаметр (D2) и осевую высоту (Н2), определяемую от верхнего конца (40а) внешнего подшипника скольжения до нижнего конца (40b) внешнего подшипника скольжения. Отношение осевой высоты внутреннего подшипника скольжения и его диаметра (H1/D1) находится в интервале от 0,95 до 1,20. Отношение осевой высоты внешнего подшипника скольжения и его диаметра (H2/D2) находится в интервале от 0,50 до 0,70. Конусная дробилка (1) содержит вышеописанный подшипниковый узел. Обеспечивается разработка подшипникового узла, способного выдерживать высокие усилия, а также надежное размещение скользящих подшипников в соединении с узлом гидросистемы. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Подшипниковый узел для конусной дробилки (1), содержащий:

внутренний подшипник (30) скольжения, эксцентриковую втулку (10) и внешний подшипник (40) скольжения для поддержания нижней части (5) вала (2) дробильной головки;

причем внутренний подшипник (30) скольжения имеет диаметр (D1) и осевую высоту (H1), определяемую от верхнего конца (30а) внутреннего подшипника скольжения до нижнего конца (30b) внутреннего подшипника скольжения, а внешний подшипник (40) скольжения имеет диаметр (D2) и осевую высоту (Н2), определяемую от верхнего конца (40а) внешнего подшипника скольжения до нижнего конца (40b) внешнего подшипника скольжения;

при этом отношение осевой высоты внутреннего подшипника скольжения и его диаметра (H1/D1) находится в интервале от 0,95 до 1,20; и

отношение осевой высоты внешнего подшипника скольжения и его диаметра (H2/D2) находится в интервале от 0,50 до 0,70.

2. Подшипниковый узел по п. 1, в котором отношение осевой высоты внутреннего подшипника скольжения и его диаметра (H1/D1) находится в интервале от 0,99 до 1,15.

3. Подшипниковый узел по любому из пп. 1 или 2, в котором отношение осевой высоты внутреннего подшипника скольжения и его диаметра (H1/D1) находится в интервале от 1,00 до 1,10.

4. Подшипниковый узел по любому из предыдущих пунктов, в котором отношение осевой высоты внешнего подшипника скольжения и его диаметра (H2/D2) находится в интервале от 0,55 до 0,65.

5. Подшипниковый узел по любому из предыдущих пунктов, в котором отношение осевой высоты внешнего подшипника скольжения и его диаметра (H2/D2) находится в интервале от 0,60 до 0,64.

6. Подшипниковый узел по любому из предыдущих пунктов, в котором отношение осевой высоты внутреннего подшипника скольжения и внешнего подшипника скольжения (Н1/Н2) находится в интервале от 1,00 до 1,15.

7. Конусная дробилка (1), содержащая подшипниковый узел по любому из предыдущих пунктов.

8. Конусная дробилка (1) по п. 7, в которой дробилка дополнительно содержит:

дробильную головку (12), на которой установлена первая дробильная чаша (20), причем дробильная головка установлена на валу (2) дробильной головки, который расположен на верхней крестовине;

раму (4), на которой установлена вторая дробильная чаша (22), причем вторая дробильная чаша (22) образует вместе с первой дробильной чашей (20) дробильный зазор (24);

при этом рама (4) имеет самую нижнюю часть (7) рамы, расположенную в соединении с узлом (50) гидросистемы с осевой длиной, имеющей определенную высоту (Н);

поршень (51), гидравлически перемещающий вал дробильной головки (2) с помощью узла (52) гидравлической жидкости, чтобы регулировать дробильный зазор (24);

верхний конец узла (50) гидросистемы с вертикальным фланцем (55) и горизонтальным фланцем (56), причем фланцы поддерживают самую нижнюю часть (7) рамы (4);

вертикальный фланец (55) имеет вертикальную длину (Lv) от верхнего конца (55а) до нижнего конца (55b);

горизонтальный фланец (56) имеет горизонтальную длину (Lh) от внешнего конца (56а) до внутреннего конца (56b);

причем нижний конец (55b) вертикального фланца и внутренний конец (56b) горизонтального фланца имеют общее пересечение;

и отношение вертикальной длины (Lv) вертикального фланца (55) и горизонтальной длины (Lh) горизонтального фланца (56) равно или ниже 1.

9. Конусная дробилка (1) по любому из пп. 7 или 8, в которой отношение длины (Lv) вертикального фланца (55) и длины (Lh) горизонтального фланца (56) находится в интервале от 0,1 до 0,5.

10. Конусная дробилка (1) по любому из пп. 7-9, в которой отношение длины (Lv) вертикального фланца (55) и длины (Lh) горизонтального фланца (56) находится в интервале от 0,2 до 0,4.

11. Конусная дробилка (1) по любому из пп. 7-10, в которой отношение длины (Lv) вертикального фланца (55) и высоты (Н) узла (50) гидросистемы равно или ниже 0,1.

12. Конусная дробилка (1) по любому из пп. 7-11, в которой отношение длины (Lv) вертикального фланца (55) и высоты (Н) узла (50) гидросистемы находится в интервале от 0,03 до 0,05.

13. Конусная дробилка (1) по любому из пп. 7-12, в которой два фланца перпендикулярны друг другу.