Brevet FR2325430A1 — publié le 19770422

a présente invention concerne les concasseurs à cane servant à fragmenter divers matériaux, et plus préeisément les concasseurs coniques à commande par forces d'inertie. La présente invention peut être mise en oeuvre dans divers domaines de la technique tels que l'industrie minière, la métallurgie, les travaux publics, l'industrie chimique, ainsi que dans la production des abrasifs. Actuellement, des concasseurs à cône à commande par forces d'inertie, dont le cône de broyage est commandé par un excentrique et qui sont destinés au broyage de divers matériaux, sont largement connus et employés. es concasseurs comprennent un corps portant une cuve -de broyage renfermant un cône de broyage dont l'arbre est relié à un excentrique monté dans le corps du concasseur. li'inconvénient principal de ces concasseurs réside dans le bas rapport de réduction du matériau, qui , ordinairement, ne dépasse pas des valeurs comprises entre 3 et 5. les recherches effectuées ont fait apparattre que cet inconvénient résulte du fait que-le cane de brcyageest commandé par l'excentrique, On connaît également des concasseurs à cône à commande par forces d'inertie, dont le cône est commandé par un ba lourd. lies concasseurs en question comprennent un corps relié à une embase au moyen- de suspensions à ressorts et à câbles. Le corps supporte une cuve de broyage renfermant le cône de broyage. Dans ce corps est monté sur des paliers un balourd relié par l'intermédiaire d'un arbre passant à travers le cone de broyage à un arbre à cardan qui est relié à sontour à un moteur électrique installé sur zne- embase audessus du concasseur. l'emploi, dans ces concasseurs, d'un balourd en qualité de commande du cône de broyage permet d'obvier à l'inconvénient principal inhérent aux concasseurs à cane à commande par excentrique. lies concasseurs à cône à commande par forces d'inertie sont caractérisés par un rapport de réduction de 1 5 à 20 qui résulte du nombre élévé de girations ou oscillations du cône de broyage. L'élévation du nombre de girations du cône de broyage est déterminée par la possibilité de son roulement suivant la surface de travail de la cuve de broyage. En outre, dans les concasseurs à cône à commande par forces d'inertie, la grosseur du produit ne dépend presque pas de la variation de l'espace entre la surface de travail du cône de broyage et celle de la cuve de broyage dans la zone de déchargement de la chambre de broyage, et la pénétration des corps incassables en même temps que le tout-venant ou matériau de départ ne provoque pas des surcharges du mécanisme.La liaison du corps à l'embase par l'intermédiaire de suspension à ressorts héli cotidaux et à câbles permet de supprimer la nécessité de construire des fondations massltres pour les concasseurs à cône à commande par forces d'inertie. Cependant, ces concasseurs sont caractérises par des inconvénients qui résident dans la courte durée de vie de la commande du balourd, la grande hauteur de l'installation de concassage, la difficulté d'assurer une distribution homogène de l'alimentation dans la chambre de concassage, le remplacement difficile des blindages et la réapparition difficile des concasseurs. La plupart de ces inconvénients sont éliminés dans les concasseurs à cône à commande par forces d'inertie, dont la description est donnée dans le certificat d'auteur nO 405580 de 1'U.R.S.S., cl. bouc, 2/04. Le concasseur en question comprend un corps relié à uneembase par l'intermédiaire d'amortisseurs et qui porte une cuve de broyage renfermant un cône de broyage dont l'arbre est relié à un élément possédant sur ses extrémités des vibrateurs à balourd reliés au moyen d'arbres à cardan à des moteurs électriques fixés sur l'embase. Parmi les inconvénients de cette construction, qui, dans son ensemble, relève d'une technique avancée, on peut indiquer la fiabilité médiocre de la commande des vibrateurs à balourd, due à sa conception compliquée par la présence de l'élément reliant les vibrateurs à balourd à l'arbre du cône de broyage. En ce qui concerne la simplicité et la fiabilité de la commande de rotation du balourd, le concasseur à cône à com- mande par forces d'inertie, dont la description est donnee dans le certificat d'auteur nO 419240 de lfTU.R.S.S., cl.iA02c, 2/04, est le plus perfectionné. Ce concasseur comprend un corps relié à une embase par l'intermédiaire d'amortisseurs et portant une cuve de broyage renfermant un cône de broyage dont l'arbre porte un balourd. La rotation est transmise au balourd à partir d'un élément menant de la commande, fixée à demeure sur l'embase par l'intermédiaire d'une broche à rotule, un assemblage à cannelures étant réalisé dans la broche à rotule pour compenser les déplacements verticaux du concasseur par rapport à ltembase. En tant qutappui axial du balourd, est utilisée une tige passant par l'arbre du cône de broyage et sur lequel est suspendu le balourd. La réalisation de l'appui axial du balourd sous cette forme constitue l'inconvénient principal du concasseur en question, vu que pour démonter le cône de broyage en cas d'usure du blindage il est nécessaire de le désassembler à l'intérieur du concasseur. La réalisation de cette ppération est liée généralement à de grandes difficultés et entraîne une perte notable de temps, ce qui annule les avantages de l'utilisation d'un cône de broyage de rechange pour réduire le temps mort. Un autre inconvénient de ce concasseur réside en ce qu'en présence de jeux dans le palier du balourd, la tige faisant office d'appui axial est soumise à un fléchissement qui est aggravé par les forces d'inertie. Cette circonstance conduit à une fiabilité insuffisante de l'appui axial du balourd. La présente invention a pour but de supprimer les inconvénients indiqués. On s'est proposé pour cela de mettre au point un concasseur à cône à commande par forces d'inertie, dont la commande de rotation du balourd ferait office d'appui axial de ce dernier et assurerait un démontage facile du cône de broyage. Ce problème est résolu du fait que dans un concasseur à cône à commande par forces d'inertie, du type comportant un corps proprement dit, relié par l'intermédiaire d'amortisseurs à l'embase du concasseur et portant une cuve de broyage renfermant un cône de broyage dont l'arbre porte un balourd doté d'une commande pour sa rotation et d'un appui axial, suivant l'invention la commande de rotation du balourd possède un arbre intermédiaire monté dans le corps du concasseur et relié par l'une de ses extrémités, pouvant se déplacer librement dans les sens axial et radial , à l'élément menant de la commande, et par son autre extrémité au balourd au moyen d'une broche à rotule immobile dans le sens axial, cette dernière servant ainsi d'appui axial au baloui. Selon l'une des variantes de réalisation de l'invention, l'arbre intermédiaire est relié à l'élément menant de la commande de rotation du balourd par l'internédiaire d'une broche à rotule. Selon une autre variante de réalisation du concasseur proposé, l'arbre intermédiaire est relié à l'élément menant de la commande de rotation du balourd à l'aide d'un accouplement élastique. Selon une troisième variante de réalisation du concasseur de l'invention, l'arbre intermédiaire est relié à l'élément menant de la commande de rotation du balourd au moyen d'un arbre à cardan. li'essentiel de 11 invention est décrit ci-dessous. En réalisant l'appui axial du balourd sous forme d'une broche à rotules, il est possible de transmettre le couple moteur de cette dernière au balourd. Dans ce cas, les faces en bout de la broche à rotules doivent être réalisées sphériques. Par ces surfaces en bout sphériques l'arbre prend appui sur des coussinets sphériques placés dans les cages supérieure et inférieure de la broche à rotules et est relié à ces cages à l'aide de billes placées dans des logements sphériques de l'arbre et s'engageant en même temps dans des rainures longitudinales semi-cylindriques des cages. Les faces en bout sphériques de l'arbre et les coussinets sphériques placés dans les cages supérieure et inférieure et sur lesquels l'arbre prend appui assurent un assemblage sans jeux, interdisent le flambage de l'arbre et la détérioration de l'appui axial sous l'action des charges d'inertie. li'emploi, en qualité d'appui axial du balourd, d'une broche à rotules transmettant simultanément le couple moteur et non reliée à 11 arbre du c3ne de broyage, assure le démontage facile du cône de broyage du concasseur. 1'assemblage de l'arbre intermédiaire à l'élément menant de la commande de rotation du balourd peut autre réalisé à l'aide d'une broche à rotules permettant les déplacements verticaux du corps du concasseur par rapport à son embase, par exemple à la suite du déplacement de l'une des extrémités de l'arbre de la broche à billes à l'intérieur de la cage à rainures longitudinales allongées. En outre, l'assemblage de l'arbre intermédiaire à l'élément menant de la commande de rotation du balourd peut être réalisé au moyen d'un accouplement élastique ou d'un arbre à cardan à deux joints de cardan, et d'un assemblage à cannelure permettant les déplacements axiaux et radiaux des arbres. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs modes non limitatifs de réalisation du concasseur à cône à commande par forces d'inertie, donnée avec références aux dessins annexés sur lesquels :: - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale du concasseur à cône à commande par forces d'inertie - la figure 2 montre l'assemblage de l'arbre intermédiaire à l'élément menant de la commande de rotation du balourd à l'aide dtun accouplement élastique - la figure 3 représente le même assemblage, mais réalisé à l'aide d'un arbre à cardan - la figure 4 représente une vue en coupe longitudinale du concasseur à cône à commande par forces dtinertie, dont la broche à rotule servant a'appui axial au balourd est directement reliée à l'élément menant de la commande de rotation du balourd. Le concasseur à cône à commande par forces d'inertie (figure 1) comprend un corps 1 relié à l'embase du concasseur au moyen d'amortisseurs 2 et supportant une cuve de broyage 3 renfermant un cône de broyage 4. 1'arbre 5 du cône de broyage 4 est engagé dans le palier du balourd 6. lie balourd 6 prend appui sur la broche à rotules 7 munie de coussinets sphériques 8. lia partie inférieure de la broche à rotules 7 se- trouve logée dans un arbre intermédiaire 9 qui encaisse les efforts axiaux transmis par la broche à rotules 7. A son tour, l'arbre intermédiaire 9 transmet la charge au corps 1 dans lequel il est monté par l'intermédiaire de paliers 10.La partie inférieure de l'arbre intermédiaire 9 est reliée,par assemblage axialement et radialement mobile, à l'élément menant 11 de la commande de rotation du balourd 6. Cet assemblage peut être réalisé selon des modes divers. La figure 1 montre l'assemblage de l'arbre intermédiaire 9 à l'élément menant 11 au moyen d'une broche à rotules 12 dont la cage 13, reliée à l'arbre intermédiaire 9, est allongée de façon que l'extrémfté de l'arbre de la broche à rotules 12, placée dans ladite cage avec les billes 14, puisse se déplacer dans la direction axiale. L'assemblage des arbres des broches 7, 12 à leurs cages respectives peut être réalisé non seulement à l'aide de billes, mais aussi par d'autres moyens connus. En outre, l'assemblage de l'arbre intermédiaire 9 à l'élément menant 11 peut être réalisé au moyen d'un accouplement élastique (figure 2) constitué de lamelles élastiques 15 fixées à la bride 16 de l'arbre intermédiaire 9 et à la bride 17 de l'élément menant 11. Les lamelles élastiques 15 de l'accouplement assurent à l'arbre intermédiaire 9 et à l'élément menant 11 de se déplacer l'un par rapport à l'autre axialement et radialement. De même, l'assemblage de l'arbre intermédiaire 9 à l'élément menant 11 peut être réalisé au moyen d'un arbre à cardan (figure 3) constitué par deux joints de cardan 18 reliés par l'assemblage à cannelures 19. Cet assemblage à cannelures 19 assure un assemblage axialement mobile entre l'arbre intermédiaire 9 et l'élément menant 11. lie concasseur à c8ne à commande par forces d'inertie, faisant l'objet de l'invention, fonctionne comme suit. La rotation est transmise à partir de ltélement menant 11 à la broche à rotules 12, qui la transmet au moyen de l'arbre intermédaire 9 à la broche à rotules 7, qui assure -la rotation du balourd 6 et joue le r81e d'appui axial de ce dernier. La force centrifuge engendrée lors de la rotation du balourd 6 agit sur l'arbre 5 du cône de broyage 4. Sous l'faction de cette force centrifuge, le cône de broyage 4 s'écarte jusqu'à ce que sa surface de travail vienne en contact avec la surface de travail de la cwe de broyage 3 et roule sur celle-ci avec une fréquence égale à la fréquence de rotation du balourd 6. Pendant ce roulement se créée une force centrifuge du cône de broyage 4.Le matériau arrivant dans la chambre de broyage formée par les surfaces de travail du cône de broyage 4 et celle de la cuve de broyage 3 subit le broyage sous l'action des forces centrifuges du balourd 6 et du cône de broyage 4. te roulement du cône de broyage s'effectue sur une couche du matériau dont l'épaisseur est fonction de la valeur des forces centrifuges indiquées et des propriétés physiques et mécaniques du matériau à broyer. Sous l'action des forces centrifuges du balourd 6 et du cône de broyage 4, le corps 1 réalise des girations ou oscillations en opposition de phase par rapport aux girations ou oscillations du système cône de broyage - balourd. li'ampli- tude des girations ou oscillations du corps 1 est déterminée par les paramètres géométriques du corps 1, d'une part, et par ceux du cône de broyage 4 et du balourd 5, d'autre part. Par paramètres géométriques, on enténd, dans le cas donné-, les masses du corps, du cône de broyage et du balourd, les moments dtinertie et les moments statiques des masses indiquées. L'action des charges de vibration, sur l'embase du concasseur est évitée grâce aux amortisseurs 2. lies auteurs de l'invention ont établi que l'effet décrit peut avoir lieu aussi dans le cas où la broche à rotules 7 faisant office d'appui axial du balourd 6 est directement reliée à l'élément menant 11 (figure 4). Dans ce cas, les efforts axiaux agissant sur le corps 1 du concasseur du côté du système balourd-commande de rotation du balourd se trouvent équilibrés par la masse du concasseur et par la rigidité axiale des amortisseurs 2 reliant le corps 1 du concasseur à l'embase. Cependant, si la masse du corps 1 est insuffisante, il peut se produire une augmentation de l'amplitude des oscillations du corps 1. Dans ce cas, il est proposé d'employer la construction dont la description est donnée ci-dessus et qui est représentée sur la figure 1. Ainsi la présente invention peut Qtre utilisée avec efficacité dans tous les domaines de la technique où l'on emploie des appareils de fragmentation de divers matériaux. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVE NB I CWT IONS 1. concasseur à cône à commande par forces d'inertie, du type comportant un corps proprement dit relié à l'embase du concasseur par l'intermédiaire d'amortisseurs et portant une cuve de broyage renfermant un cône de broyage dont l'arbre porte un balourd équipé d'une commande pour sa rotation et d'un appui axial, caractérisé en ce que la commande de rotation du balourd comprend un arbre intermédiaire monté dans le corps du concasseur et dont I1une des extrémités est reliée, par assemblage axialement et radialement mobile, à l'élément menant de ladite commande, et dont l'autre extrémité est reliée au balourd au moyen d'une broche à rotules immobile axialement, cette dernière servant ainsi d'appui axial au balourd. 2. Concasseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre intermédiaire est relié à l'élément menant de la commande de rotation du balourd par I'interméaiaire d'une broche à rotules 12. 3. Concasseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre intermédiaire est relié à l'élément menant de la commande de rotation du balourd à l'aide d'un accouplement élastique. 4. Concasseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre intermédiaire est relié à l'élément menant de la commande de rotation du balourd par l'intermédiaire d'un arbre i cardan.