вибрационная конусная дробилка

Формула изобретения

ВИБРАЦИОННАЯ КОНУСНАЯ ДРОБИЛКА, содержащая подпружиненный наружный конус, внутренний дробящий конус с полым вертикальным валом, установленные на пружинах с возможностью качания от привода, причем в полости вертикального вала размещен дебалансный вал, при этом оси валов пересекаются, отличающаяся тем, что ось вращения дебалансного вала расположена под углом, отличным от прямого, к оси вращения вертикального вала, причем частота вращения дебалансной массы превышает частоту ее вращения относительно оси вертикального вала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для дробления и измельчения материалов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства, преимущественно в старательских артелях.

Известная конусная инерционная дробилка [1] состоит из корпуса, наружного конуса, дробящего конуса со сферической опорой и вертикальным валом, на хвостовике которого расположен дебаланс, имеющий свободу перемещения относительно вертикального вала. Дебаланс соединен через эластичный элемент с приводным ободом.

Отличительной особенностью является то, что привод дебаланса выполнен в виде эластичной муфты, на которую опирается дебаланс, содержащий приводной обод и эластичный элемент и то, что дебаланс смонтирован внутри приводного вала.

Наиболее близким техническим решением является инерционная конусная дробилка [2] которая содержит корпус, пружины, внутренний дробящий конус и два вибровозбудителя. Каждый вибровозбудитель проходит через корпус и дробящий конус перпендикулярно оси дробилки и на одинаковом расстоянии от нее, при этом дебалансы установлены противофазно попарно на соосных трех валах, сопрягающихся дебалансными боковыми гранями, обеспечивая кинематическую связь через лепестковую муфту с двигателем, установленным на площадке.

При работе двигателей осуществляется встречное вращение пар дебаланса вибровозбудителей, причем их горизонтальные генерируемые силы гасятся, а вертикальные воздействуют противонаправленно. Корпус и дробящий конус колеблются направленно друг против друга.

Отличительной особенностью дробилки является возможность наносить двухсторонние вертикальные ударные воздействия на материал с частотой, равной частоте вращения вала двигателя.

Недостатком дробилок является сравнительно недостаточная эффективность и производительность дробления из-за отсутствия воздействия на материал генерируемых сил по трем взаимно перпендикулярным направлениям за цикл.

Целью изобретения является повышение эффективности дробления и измельчения материалов за счет избирательного воздействия за цикл.

Указанная цель достигается тем, что ось вращения дебалансного вала расположена под углом, отличным от прямого, к оси вращения вертикального вала, причем частота вращения дебалансной массы превышает частоту ее вращения относительно оси вертикального вала.

На фиг.1 изображена вибрационная конусная дробилка; на фиг.2 продольный разрез дробящего конуса; на фиг.3 и 4 проекции принципиальной схемы перемещения дебаланса, массой m; на фиг.5 схема формы траектории дробящего конуса, условно обозначенного точкой М; на фиг.6 то же, вид по стрелке А на фиг.5; на фиг.7, 8, 9, 10 схемы движения дебаланса; на фиг.11 принципиальная схема.

Вибрационная конусная дробилка состоит из подпружиненной обечайки 11, наружного конуса 2, сопряженного с помощью упорной резьбы с фланцем 3, дробящего конуса 4, жестко скрепленного с корпусом 5 с размещенным в нем полым вертикальным валом 6. Корпус 5 установлен на пружинах 7. Вал 7 сопряжен с помощью эластичной муфты 8, раздаточной колонки 9 и ременной передачи 10 с двигателем 11.

Снаружи корпуса 5 имеется лоток 12, а внутри опорные подшипники 13 и 4 вертикального вала 6, в полости которого под углом к его оси вращения установлен в подшипниках 15 и 16 вал 17 с дебалансом 18, балансиром 19 и сателлитом 20, сопряженным с центральным колесом 21, жестко сопряженным с корпусом 5. Планетарная зубчатая передача 22 выполнена неортогональной; ее межосевой угол отличается от прямого.

Колесо 21 имеет число зубьев z₁, а сателлит z. Передаточное число i

Вpащая вертикальный вал 6 с частотой n оборотов в мин сателлит 20, обкатываясь по центральному колесу 21, вращает дебаланс 18 массой m с частотой n, равной n_i относительно оси 1-1 расположенной под углом к вертикальной оси z-z₁ координат, угловые скорости которых будут

₁ в результате вращений дебаланса 18 массой m генерируются силы

в наклонной плоскости P₁ m₁²R где R расстояние центра тяжести массы m до точки О

в горизонтальной плоскости

P m₂R₁ где R₁ расстояние центра тяжести дебаланса массой m до оси z-z₁.

Необходимо заметить, что с перемещением массы m относительно оси z-z₁ величина R₁ стремится до величины R и, следовательно, генерируемая сила в горизонтальной плоскости будет возрастать

P¹ m²R

Это будет сопровождаться в каждом цикле (за один оборот вокруг оси z-z₁) число раз

Q 2i

Генерируемые силы являются геометрическими составляющими суммарного вектора

=+ _

Кроме того, векторы силы Р₁ проектируются на составляющие векторы сил Р₁" и Р₁"", воздействующих моментами сил

М₁" P₁"R₁; M₁"" P₁""R₂

При вращении наклонной плоскости вокруг оси с угловой скоростью сила Р₁ воздействует под углом (фиг.7-10). При этом дробящий конус колеблется из стороны в сторону и в вертикальном направлении, интенсивно размельчая материал, при следующих амплитудах:

x a; y b; z c.

В результате таких колебаний дробящий конус колеблется неравномерно относительно трех взаимно перпендикулярных осей пространственных координат. Материальная точка М. вращаясь относительно координат XOYZ, описывает пространственную форму траектории. Такое движение является сложным движением, состоящим из переносной скорости _е, относительной скорости _1r ускорений а_е, а_е", a_1r и ускорения Кориолиса.

а_е 2 _{е 1r}R_o, где R_o расстояние от центра координат точки О до центра тяжести точки М.

Вследствие того, что вектор силы Р стремится к Р", то амплитуды колебаний по осям Х и Y будут различными, и, следовательно, ускорения

а_е" b_e²; a_e a _e²

Все эти ускорения являются геометрическими составляющими абсолютного ускорения, воздействующего на дробящий конус

=++++

При работе крутящий момент двигателя передается вертикальному валу 6, при этом сателлит 20, обкатываясь с угловой скоростью относительно центрального колеса 21, ось которого совпадает с осью z-z₁координат, вращает вал 17 с дебалансом 18 с угловой скоростью ₁относительно оси 1-1, расположенной под углом к вертикальной оси.

Одновременное вращение дебаланса относительно двух осей, находящихся в плоскости под углом , отличным от прямого, создает децентральное воздействие генерируемых сил на дробящий конус.

Вследствие этого, дробящий конус получает перемещение вдоль оси z-z₁ из стороны в сторону в вертикальной плоскости и неравномерное движение по осям Х и Y.

Вращением оси дебалансной массы вокруг оси вертикального вала, расположенной под углом, отличным от прямого, при этом вращение дебалансной массы превышает частоту ее вращения относительно оси вертикального вала, позволяет воздействовать суммарной генерируемой силой на материал. Это увеличивает производительность и эффективность.

Режим работы вибрационной конусной дробилки может быть, например 1000 об/мин, что соответствует n и n₁ равным 4100 об/мин.

Параметры работы вибрационного привода обеспечивают получение амплитуд колебаний дробящего конуса, мм: а 2,5; b 2,0; с 3,5; угловых скоростей, 1/рад; = 104,6; ₁ 429,1; ускорений, м/с²; а_е 27,35; а_е¹ 21,88; а_1r 645,44; а_с 32,78.

Дробящий конус колеблется с двумя взаимно перпендикулярными частотами 1000 и 4100 об/мин. Под воздействием моментов M₁" и M₁"" качается из стороны в сторону с различной амплитудой.

При подаче материала с лотка 23 в пространство дробилки и он измельчается, попадая на вибрируемый лоток 12, и выводится по каналу 24.

Использование вибрационной конусной дробилки для дробления и измельчения материалов в промышленности обеспечит повышение эффективности за счет вертикальных и кориолисовых сил воздействия дробящего конуса. При этом повышается универсальность использования по измельчению твердых и глиносодержащих материалов, а также увеличение разнообразия машин.