Вибрационный питатель Советский патент 1993 года по МПК B65G27/08 

Недостатком этого технического решения является неравномерность распределения нагрузки на передние и задние упругие элементы, вследствие чего напряжения упругих элементов в загрузочной части лотка превышают напряжения в его разгрузочной части, транспортирующий лоток под воздействием неравномерно распределенной нагрузки и вынуждающей силы вибровозбудителя совершает на упругих элементах не только линейные, но и угловые колебания, что снижает производительность вибровы- пуска и уменьшает эксплуатационную надежность упругой системы и вибропитателя в целом.

Наиболее близким по технической Сущности и достигаемому результату является вибрационный питатель, включающий грузонесущий орган, связанный с опорной рамой упругими элементами, и вибропривод, причем для упрощения технологии сборки и настройки упругих элементов последние выполнены в виде клиньев (авт.св. №945014, кл. В 65 G 27/08).

Недостатком этого технического реше- ния является узкая область его использования, обусловленная лишь равномерным характером распределения внешней технологической нагрузки в виде слоя горной массы, одинаковой высоты по всей длине грузонесущего органа/Если же нагрузка неравномерна по длине грузонесущего органа, как это имеет место при выпуске руды вибропитателем из-под завала, то равенство напряжений в упругих элементах в раз- грузочной части, середине и загрузочной частях нарушается; на плоскопараллельные колебания грузонесущего органа под воздействием вибровозбудителя накладываются угловые колебания под воздействием неравномерно распределенной нагрузки транспортируемой торной мессы, в результате чего грузонесущий орган начинает галопировать, что снижает его производительность и ухудшает условия эксплуатации упругих элементов.

Целью настоящего изобретения является повышение производительности и эксплуатационной надежности вибропитателя за счет постоянства жесткости упругих эле- ментов пб длине грузонесущего органа при неравномерно распределенной технологической нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что в известном вибрационном питателе, вклю- чающем орган с виброприводом, упругие элементы и опорную раму, согласно изобре- .тению упругие элементы установлены с шагом, увеличивающемся от загрузочного

конца грузонесущего органа к разгрузочному;

При этом шаг установки упругих элементов при аппроксимации технологической нагрузки криволинейной зависимостью, например, экспонентой, определяется по формуле

1

2к

/In

n -H -е

KL

I

+ 1л пЧ-(.-1).е-к --(.-1)/1 м .

n

где i 1,2,...,n - порядковый номер пары упругих элементов, отсчитываемый от загрузочного конца грузонесущего органа;

К - ° L

номерности технологической нагрузки на

-коэффициент неравРр

технологической грузонесущём органе;

L - длина грузонесущего органа, м;

Рь и Рр - давление технологической нагрузки на загрузочном и разгрузочном концах грузонесущего органа, т/м ;

n - количество пар упругих элементов в общей упругой системе вибрационного питателя. .;,. ....../ , / ..

Известно, что обрушенная горная масса оказывает на установленный под завалом руды вибропитатель неодинаковое давление по длине его грузонесущего органа, составляя максимальную величину в районе загрузки и достигая минимального своего давления в зоне разгрузки (Кудрявцев Ю.И. Выбор оптимальных параметров установки вибропитателя в выпускной выработке1, Горныйжурнал, 1976, № 10,с.30-33; Кудрявцев Ю.И. и Квитка В.В. Определение производительности вибропитателя при выпуске руды из горной выработки, Горный журнал, 1977, № 12, с.ЗЗ-Зб). „

Неравномерный характер распределения технологической нагрузки на грузонесущий орган вибропитателя при выпуске руды из-под завала может быть аппроксимирован криволинейной,например, экспоненциальной зависимостью вида

Р(х) Ро е

-К-х

(D

где х - расстояние рассматриваемого сечения интенсивности распределения (давления) технологической нагрузки от загрузочного конца грузонесущего органа, м; Р(х)-интенсивность (давление) технологической нагрузки в рассматриваемом сечении х, т/м ;

Ро - наибольшая интенсивность (давление) горной массы технологической нагрузки на загрузочном конце грузонесущего органа, т/м ,

е 2,718-основание натуральных логарифмов;

К - коэффициент, характеризующий степень неравномерности технологической нагрузки по длине грузонесущего органа.

Упругая система вибропитателя выполняется в виде расположенных между грузо- несущим органом и опорной рамой упругих элементов, например, резиновых блоков, установленных попарно по обе стороны продольной оси грузонесущего органа. Суммарная жесткость упругой системы С складывается из жесткости отдельных пар упругих элементов Ci

С Ci + Са + ... + Ci,

(2) 20

где К

f.,n

Ро РР

и Pp.- интенсивность

0

(давление) горной массы технологической нагрузки на разгрузочном конце грузонесущего органа.

Разделим полученную площадь S на п участков, равных числу пар упругих элементов, таким образом, чтобы площадь каждого из участков S1 составляла

(1 -е

- K-L

) И)

Принимая абсциссу первого участка За 15 Xi, определяем площадь Si на длине грузонесущего органа от 0 до Xi

Si P0X/e K x1 dx

где I 1,2,3,..,, п - порядковый номер расположения пары упругих элементов, отсчитываемый от загрузочного конца грузонесущего органа.

Расчетная производительность вибропитателя при выпуске руды из-под завала и высокая эксплуатационная надежность его обеспечивается в том случае, когда в условиях неравномерно распределенной техно- логической нагрузки сохраняется амплитуда колебаний грузонесущего органа постоянной по всей его длине. Это обеспечивается тогда, когда осадка каждой из пар упругих элементов независимо от сте- пени его загруженности внешней нагрузкой составляет одинаковую величину. При этом если допустить, что упругие элементы выполняются в целях их унификации с равной жесткостью, то для сохранения постоянства осадки каждой из пар упругих элементов шаг их установки от загрузочного конца грузонесущего органа должен быть пропорционален действующей неравномерной технологической нагрузке.

Для определения величины шага установки каждой из пар упругих элементов определим общую площадь интенсивности нагрузки аппроксимируемой криволинейной зависимость, например, в виде экспо- ненты

dF,

(x) -dx оо

-Р.-У

е Кх dx

о(,-в-).

(3)

V.e-Kxi . К. К

P° . aO

Q ™ .

42-(1-e-Kx1 .).

(5)

Приравнивая (5) и (4) к производя преобразования, находим Xi

К

lnf +e/ L-1). (6)

Принимая во внимание, что для упрощения расчетов центр тяжести каждого участка площади S располагается в средней его части, абсцисса установки первой пары упругих элементов составит

Iv-Xi.- II- 2 -

(

n+e-K L -1

).(7)

Второй участок площадью Sa располагается между абсциссами Xi и Х2 и определяется в виде

S2 .Ро х -dX

Х1

.

К -. Т

. Учитывая, что согласно (6)

(8)

-к -xi -2

обобщенная формула шага установки упру- (9)гих элементов имеет вид

то подставляя (9) в (8) получим 1

Х2 In (

n+2-e K

n

а абсцисса установки второй пары упругих элементов от загрузочного конца грузонесущего органа составит

, - , у 12 --д-- + 1

Х2+Х1 2

- 1 /.- / n -1

---2ПГ/Ш (

(

п + 2 е

,-К L

-2

)

(11)

20 ционный питатель ПВУ-4-1,6. Горный журнал, 1990, № 7, с.37-39), который при длине L 4 м и ширине В 1,6 м имеет массу лотка гпл 2400 кг. Насыпная плотность руды составляет ун 2 т/м3. В соответствии с имеТретий участок площадью 5з распола- „ ющимися данными (статья Тихонова Н.В. и гается между абсциссами Хз и Х2 и состав- Др Взаимодействие рабочего органа секляет

ционированного виброконвейера с материалом в условиях завала, Горный журнал, 1972, N 7, с. 25-29) давление руды в зонах за- 30 грузки и разгрузки соответственно составляют Ро 4 т/м° и Рр 1,2 т/м4. Подставляя значения, определяет коэффициент К

5з Ро х -dX

Х2

К

о.е-к-хз

4+ ±. - К е

откуда с учетом (10) и (11)

(12)

Хз

X In (

п +3 L -3

) и (13)

, Хз-Х2 -..у Хз-ЬХ;

п +3 L

(п

п +2 L -2

.,„()

55

ес °-32 м- Обобщая наиденные значения абсцисс

установки первой (7), второй (11) и третьейАбсцисса установки второй пары упругих

(14) пар упругих элементов от загрузочногоэлементов (I 2)

конца грузонесущего органа, находим, что

1 /, / n + I е к L -I

-I, --... /In / П Г |

И - 2 К 7 ln In ) + n +(l -1 ) L -Q -1 )

+

,п()

(15)

где I 1,2,...,л - порядковый номер пары упругих элементов, отсчитываемый от загрузочного конца грузонесущего органа.

В качестве примера произведем расчет абсцисс установки каждой из пар упругих элементов в конструкции вибропитателя ПВУ-4-1,6 (статья Гамулки В.И. и др. Вибрационный питатель ПВУ-4-1,6. Горный журнал, 1990, № 7, с.37-39), который при длине L 4 м и ширине В 1,6 м имеет массу лотка гпл 2400 кг. Насыпная плотность руды составляет ун 2 т/м3. В соответствии с имеющимися данными (статья Тихонова Н.В. и Др Взаимодействие рабочего органа секционированного виброконвейера с материалом в условиях завала, Горный журнал,. , 1972, N 7, с. 25-29) давление руды в зонах за- грузки и разгрузки соответственно составляют Ро 4 т/м° и Рр 1,2 т/м4. Подставляя значения, определяет коэффициент К

JV - (П н

35L Рр

о .

. I- 4 п п

4 m - u.J .

Принимаем количество пар упругих элементов п 4. Абсцисса установки первой пары упругих элементов (I 1) от загрузочного конца грузонесущего органа составляет.

2 -0,3

X

50

x/.n(-%a3-4-)V + Ь (4Ч-(1-1)(1-1))

I2 1

2 -0,3

X

.+ ,„ (4+((a-1))/;

1,04м.

Абсцисса установки третьей пары упругих элементов (1 3)

1з -1

2-0,3

х/1п(4+3 е 4а3 4 3) + -f.n (((3-1)y

1,95м.

Абсцисса установки четвертой пары упругих элементов (|-4)

- 3,24м.

Таким образом, для обеспечения равномерной нагрузки на каждую из пар упругих элементов вибропитателя ПВУ-4-1,6 они должны быть установлены на расстоянии от загрузочного конца грузонесущегр органа соответственно 0,32; 1,04; 1,95 и 3,24м.

На фиг. 1 изображен общий вид вибрационного питателя при его установке в горной выработке под завалом обрушенной руды; на фиг.2 - график изменения

Формула изобретения

Вибрационный питатель, включающий грузонесущий орган, установленный на упдавления руды по длине грузонесущего органа вибропитателя, аппроксимируемый криволинейной зависимостью, например, экспонентой.

5Вибрационный питатель (фиг. 1) состоит из грузонесущего органа 1 с закрепленным к нему вибровозбудителем 2. Грузонесущий орган установлен на упругих элементах 3, расположенных на опорной раме 4, закреп- 0 ленной к почве горной выработки 5. Отбитая в блоке,торная масса 6 под действием силы своей тяжести истекает в горную выработку и под действием направленных колебаний грузонесущего органа вибротранслортиру5 ется в сторону разгрузки в средства доставки или транспорта.

Работа вибрационного питателя осуществляется следующим образом.

Для требуемых горнотехнических усло0 вий выбирают длину L вибропитателя, а из имеющегося опыта принимают максимальное Ро и минимальное Рр давление на грузонесущий орган. В соответствии с характером распределения технолргиче5 ской нагрузки, определяемой по формуле (1), принимают сучётом (2) число пар упругих элементов п и по формуле (15) рассчитывают шаг их установки, отсчитываемый от загрузочного конца грузонесущего органа вибро0 питателя. Ви;бропитатель в сборе грузонесущего органа 1 с вибровозбудителем 2, смонтированный на упругих элементах 3 на опорной раме 4 устанавливают в горной выработке 5 и обрушают горную мас5 су 6, которая истекает на грузонесущий орган и вибротранспортируется по нему в сторону разгрузки. Поскольку вибропитатель выпускает руду из-под завала, то его грузонесущий орган находится под воздей0 ствием неравномерно распределенной технологической нагрузки, вызывающей угловые колебания, снижающие производительность и ухудшающие условия эксплуатации упругой системы. Для ликвидации

5 отрицательного воздействия неравномерности нагрузки грузонесущий орган на упругих элементах устанавливают так, чтобы амплитуда его колебаний была постоянна по всей длине независимо от характера рас0 пределения нагрузки.

ругих элементах на опорной раме, и вибропривод, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности работы, упругие элементы установлены с шагом, увеличивающимся от загрузочного конца грузонесущего органа к разгрузочному, при этом шаг установки упругих элементов определяется при аппроксимации технологической нагрузки экспонент.ой по формуле

(,„

n +1 e

-KL

fin

n +O-1 ) -(1-1)

Фиг.1

где I 1,2,...,п - порядковый номер пары упругих элементов, отсчитываемый от загрузочного конца грузонесущего органа;

--Ј

5(v- -j- In-p -коэффициент неравномерности технологической нагрузки на гру- зонесущий орган;

L - длина грузонесущего органа, м; Ро и Рр - давление на загрузочном и 1,0 разгрузочном концах грузонесущего органа, Т/м ;.

n - количество пар упругих элементов в общей упругой системе вибрационного питателя. 15 . - - ..

СГ%

tf%

хэ

г

1з

СГ&

X

л.

о

h

Фиг.1