Эксцентриковый узел конусной дробилки Советский патент 1975 года по МПК B02C2/10 

Известны эксцентриковые узлы копусных дробилок, включающие эксцентрик с конической шестерней, цилиндрическую и конусную втулки. В. конусную втулку вставлен конец дробящего вала. В таких узлах невозможно постоянное контактирование поверхностей дробящего вала и конусной втулки, что приводит к их износу.

Пре. лагаеыь.й эксцентриковый узел отличается тем, что контактные новерхности дробящего нала н конусной втулки очерчены но кривым, и ;реде.1яемы. геометрической зависи.мостью но 5авенству впешпего угла треугольника, нолученного пересечением образующих дробящего вала и конусной втулки с осью дробилки, сум.ме внутренних углов, не смежных с ним.

Такое вынолнение эксцентрикового узла нозволяет уменьшить износ дробящего вала и конусной втулки.

На фиг. 1 изображен предлагаемый узел (продольный разрез); на фиг. 2 схематично изображена геометрия контактируемых поверхностей.

Эксцентриковый узел содержит эксцентрик 1 с конической шесте 1ней, вставленный в цилиндрнческую втулку 2, занрессованную в станине 3, и конусную втулку 4, в которой расположен конец дробящего вала 5.

Иксцентрнк в цилиндрической втулке и дроояций 1-а.) в конусной втулке занимают положение, свойственное работе дробилки: вал прижимает эксцентрик толстой стороной к цилиндрической втулке.

По принятому углу прецессии а, образованному пересечением оси 6 дробящего вала с осью 7 дробилки в точке 8 -: центре гирации (а следовательно, но заданному эксцентриситету е и принятой конусности вала), проводим образующую 9 под углом |3 к оси 6 вала. Про0должение образующей пересекается с осью 7 дробилки, образуя угол уПо условиям полного контактирования образующей вала и образующей втулки при

5 работе дробилки их положение относительно оси ,7 дробилки и оси прецессии должно совпадать. Следовательно, угол Y будет общим углом, полученным пересечением образующих вала и втулки (расточки эксцентрика) с осью

0 дробилки.

По принятому зазору а между дробящим валом и конусной втулкой по ее верхнему торцу (по верху эксцентрика) из условий прохода смазки определено положение оси 10, оси

5 расточки эксцентрика, проходящей через центр гирации 8 и образующей с осью дробилки угол . Величина этого угла определеI i на по тангенсовои зависимости е+ - от

0

расстояния Н от центра гирации до верхнего юрца втулки (эксцентрика, еслн втулка заподлицо с ним).

По найденному ноложению оси 10 втулки и по наклону к ней образующей 9 дробящего вала, а равнозначно и образующей 11 втулки (так как их ноложение относительно оси дробилки совмещено) определяем угол f5i наклона образующей 11 втулки к своей оси, что равнозначно определению ее конусности 2|5i. При этом односторонний клиновой зазор между дробящим валом и конусной втулкой (расточкой эксцентрика) равняется разности конусностей ва.ла и втулки, а верщина конусности вала наАОдится на образующей конусности втулки. Поэтому при повороте (перемещении) конуса дробящего вала 5 во втулке 4, когда эксцентрик 1 прижат толстой стороной к станине 3, что свойственно работе дробилки, образующие вала и втулки контактируют на всей длине, независимо от принятой абсолютной величины установочного зазора «1 н длины эксцентрика L (длины втулки).

Зазор йо между эксцентриком 1 и цилиндрической вту.лкой 2 принимается из условий образования необходимого слоя смазки в процессе оока ывания эксцентрика в цилиндрической втулке и пропуска больщого объема мае ла для охлаждепия.

Величина зазора а зависит от диаметра эксцентрика /аз (0,005-0,008) Do, что в семь раз больще, чем рекомендуется для подшипников жидкостного трения.

Таким образом, зазор а2 не зависит от величины зазора «1, так как параметр зазора до.:1жен обеспечить не только образование необходимого .слоя смазки между контактирующими поверхностями, но и постоянство их контактирования при поворотах н перемещениях вала во втулке. Зазор а выбран только из условий обеспечения необходимого количества смазки и при работе дробилки не влияет на контактирование вала со втулкой.

Как подтверждается расчетами и наблюдениями за износом втулок, эксцентрик всегда прижат толстой стороной к станине, поэтому он обкатывается в станине без перемещений, но со смещением в одну сторону. Следовательно, и его ось 12 будет параллельно смещена относительно оси 7 дробилки на половину зазора аа.

Такое положение оси эксцентрика как отдельно взятой детали на определении положения контактирующих поверхностей не сказывается, так как геометрия эксдентрикового узла определена не относительно его оси, а относительно оси дробилки (оси прецессии).

В то время как в существующих эксцентриковых узлах положение контактирующих поверхиосгей епределяют относительно оси эксцентрика, т. е. его рассматривают в нейтральном положении и его ось совмещается с осью дробилки, в предлагаемом эксцентрике как отдельно взятой детали узла положение расточки под втулку определяют по углу наклона ее

оси 10 к оси 7 дробилки и по размеру п толстой стороны по верху эксцентрика, как функции диаметра конусной втулки эксцентрика, цилиндрической втулки станины и эксцентриситета прецессии или как функции диаметра расточки в эксцентрике, диаметра расточки в станине и угла прецессии. Целесообразность геометрии предлагаемого эксцентрикового узла очевидна. Даже если предположить, что эксцентрик в станине линейно переместится на величину зазора иг, то и это менее опасно для конусной втулки, чед1 1:арущение контактирования в ней при повороте дробящего вала без смещения эксцентрика, так как при эюм нагрузка на низ втулки будет в два раза меньще.

Выщеизложенная геометрия эксцентрикового узла выражается функциональной зависимостью от угла прецессии, от размеров дробящего вала (конусности) и от установочного Зозора, если

а - угол прецессии, угол пересечения оси дробящего вала с осью дробилки в центре сферы;

а - угол пересечения оси конуспой втулки с осью прецессии в центре сферы;

Р - угол наклона образующей поверхности конуса вала к его оси, заданный размерами дробящего вала;

ill-установочный зазор между валом и втулкой по ее верхнему торцу, принятый из условий прохода смазки 0,003+0,005/), где D - диаметр вала по верхнему торцу втулки, принятый по диаметральному сечению вала ввиду приблизительного равенства косинуса малых углов единице, так как в существуюп;их дробилках углы а и :р принимаются в пределах двух градусов;

Я, L - параметры дробилки; расстояние от центра сферы (точки подвеса) до верхнего торца втулки и длина эксцентрика (длина втулки);

По известной геометрической теореме зависимости суммы внутренних углов треугольника с внещним углом, не смежным с ними, имеем:

.(1)

Из условий полного контактирования образующих вала и втулки также будет

«i+Pi-Y- (2)

Подставив в уравнение (1) значение у изуравнения (2), получим

a+p ai-fpi,(3)

т. е. равенство суммы углов наклона оси вала и образующей его конусности и, соответственно, оси наклона втулки и образующей ее конусности.

Из равенства (3) суммы углов определяется угол наклона образующей втулки к ее оси р1 :р+а-аь где р и а -известные параметры, а ai определяется по тангенсу выражения;

й1

(4)

tgai tg«+2;

.+1

или tgai Я

где е - эксцентриситет прецессии по верхнему торцу конусной втулки.

Уравнение (3) может быть нреобразовано в равенство р-Pi ai-а как равенство разности углов наклона образующих вала и втулки и разности углов наклона их осей к оси дробилки (оси нрецессии).

Заменив в уравнении разности углов выражение , нолучим .

Умножив правую и левую части уравнения на два, будем иметь:

|32-2р, -2Ла,(5)

где 2р и - углы конусности вала и втулки.

Угловая зависимость по уравнению (5) отвечает геометрической зависимости контактирующих поверхностей, изображенных на фиг. 2, где разность углов конусностей вала и втулки равна углу клинового зазора 2Да между ними, что отвечает геометрической зависимости внутренних углов треугольника с внешиим, не смежным с ними.

Линейная величина зазора аз внизу между валом и втулкой равна ai- -L-tg 2Да.

При вращении эксцентрика 1 в цилиндрической втулке 2 он, будучи прижат толстой стороной, обкатывается в ней относительно оси 7 дробилки (оси прецессии) и приводит в движение наклоненный конец дробящего вала 5, контактирующий с конусной втулкой 4. Вращением эксцентрика дробящий конус увлекается в круговые качательные движения вокруг оси 7 дробилки и во вращение вокруг собственной оси.

Конец дробящего вала 5 перемещается (поворачивается) во втулке 4 на величину клипового зазора в результате перехода дробилки с дробления на холостой ход, когда силы инерции дробящего конуса будут прижимать дробящий вал ко втулке с тонкой стороны эксцентрика, а эксцентрик будет оставаться прижатым толстой стороной к станине. При этом, хотя вал во втулке и перемещается, он продолжает контактировать по всей длине втулки, независимо от направления его перемещений, также вызываемых неравномерностью приложения нагрузки.

При правильном выборе соотношений противовеса линейные перемещения эксцентрика 1 на величину зазора ао не происходят ни при холостом ходе, пи под пагрузкой (тонкая сторона эксцентрика всегда является стороной разгрузки дробящего пространства, где отсутствуют расклинивающие усилия, свойственные физическому процессу дробления).

Полное контактирование дробящего вала со втулкой, независимо от его перемещений и абсолютпой величины клинового зазора, обеспечивается стабильностью взаимного положения поверхности дробящего вала и копусной втулки относительно оси прецессии с совмещепием их образующих.

Предмет и з о б р е т е и и я

Эксцентриковый узел конусной дробилки, включающий эксцентрик с копической щестерней, цилиндрическую и копусную втулки, в последнюю из которых вставлен конец дробящего вала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения износа дробящего вала и конусной втулки, контактные поверхности вала и конусной втулки очерчеь ы по кривым, определяемым геометрической зависимостью по равенству внешнего угла треугольника, полученного пересечением образующих дробящего вала и копусной втулки с осью дробилки, сумме впутренних углов, не с ним.

v,./

-