МОБИЛЬНАЯ ДРОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
MOBILE CRUSHER

Область техники
Изобретение относится к мобильной дробильной установке с основанием, включающим, по меньшей мере, одну ходовую часть, и надстройкой, включающей, по меньшей мере, один приемный бункер, дробилку и транспортерное устройство. Мобильные дробильные установки оснащаются собственной ходовой частью и, таким образом, способны перемещаться как единое целое. Этим мобильные дробильные установки отличаются от полумобильных дробильных установок, которые хотя, в принципе, и транспортируемы, но не имеют собственной ходовой части. Кроме того, известны стационарные дробильные установки, создаваемые для длительной эксплуатации на одном месте. Эти установки как единое целое не транспортируются и не передвигаются, их можно только демонтировать.
Уровень техники
Мобильные дробильные установки часто применяются при добыче минеральных полезных ископаемых, например руд и природного камня, органических полезных ископаемых, например угля, и для непрерывной транспортировки вскрышных пород. Для того чтобы извлекаемые полезные ископаемые или вскрышные породы можно было вывезти ленточными транспортерами из зоны выемки, куски соответствующих материалов не должны превышать определенных размеров. Поэтому ископаемые материалы или вскрышные породы, располагавшиеся над полезными ископаемыми, после обнажения последних, например, взрывным рыхлением, обычно засыпаются погрузчиком или экскаватором в приемный бункер мобильной дробильной установки.
Мобильные дробильные установки должны обладать исключительно высокой прочностью, так как помимо большого собственного веса и веса дробимого материала они должны выдерживать и очень большие динамические нагрузки, вызываемые, например, прерывистой загрузкой дробимого материала, а также вибрациями и колебаниями дробилки.
В мобильных дробильных установках надстройка обычно опирается только на ходовую часть основания, причем нагрузки на компоненты ходовой части, в зависимости от типа применяемой дробилки, могут быть очень велики вследствие возникающих при загрузке динамических сил. Из документа EP 1615723 B1 известна мобильная дробилка, в которой опора осуществляется только на несколько ходовых частей основания. Из документа DE 3608789 A1 известна мобильная дробильная установка, оснащенная дополнительными поднимающимися и опускающимися ходовыми частями. Но и при такой оснастке все равно возникает проблема очень больших нагрузок на компоненты главной ходовой части или дополнительных ходовых частей в процессе работы дробилки.
Чтобы снизить нагрузки на ходовую часть и колебания выходного конца разгрузочно-транспортерного устройства в процессе работы дробилки, выпускаются мобильные дробильные установки с указанными в начале настоящего описания особенностями, включающие подвижные, выдвижные опоры. Как известно из документов DE 2834987 A1 и AT 388968 B, при опоре только на одну сторону ходовой части, ходовая часть должна воспринимать и часть веса, и динамические нагрузки, даже если подвижные опоры под приемным бункером принимают на себя, по меньшей мере, значительную часть веса дробимого материала. Во всяком случае, от прямого воздействия динамических сил, которые могут возникнуть, например, в процессе работы дробилки и которые вызывают особенно большие нагрузки, уберечь ходовую часть не удается. Далее, обычно ограничиваются относительно малой площадью башмаков подвижных опор, поскольку основной вес передается через ходовую часть на землю.
Из документов DE 4323492 A1 и WD 02/092231 A1 известны мобильные дробильные установки, с обеих сторон ходовой части оснащенные подвижными выдвижными опорами, которые ввиду очень больших воспринимаемых сил обычно снабжаются гидроприводом. Благодаря опорам с двух сторон ходовой части ходовая часть может быть разгружена от статических и динамических сил. Так как, по меньшей мере, значительная часть веса надстройки и загруженного дробимого материала, а также динамические силы воспринимаются подвижными, обычно снабженными гидроприводом опорами, эти опоры должны обладать соответствующей прочностью. С учетом стоимостных и весовых параметров в отношении регулируемых опор должен быть найден компромисс между экономичностью и надежностью установки. В частности, подвижные опоры могут изнашиваться при длительной эксплуатации или разрушаться при нарушениях режима работы. Так, например, если предназначенный для загрузки дробимого материала в приемный бункер экскаватор вследствие ошибки оператора ударит по мобильной дробильной установке, то рассчитанная на обычные нагрузки гидравлика может не выдержать таких экстремальных динамических сил, и возникнет риск повреждения, которое потребует дорогостоящего ремонта и технического обслуживания. Во время такого ремонта эксплуатация дробилки исключается, в результате вся цепочка подачи дробимого материала может быть прервана. Кроме того, при таком исполнении все статические и динамические силы воздействуют на всю гидравлическую систему (на цилиндры, клапаны, трубопроводы, соединения, привод, устройство управления и т.д.), которая поэтому должна быть соответственно мощной и дорогой, что приводит к ненужным издержкам.
Из документа DE 2357364 известны сравнительно простые выдвижные опоры, которые чисто механически воспринимают статические и динамические силы, действующие в процессе дробления. А гидравлический привод предусмотрен только для выдвижения опор из поднятого положения в опущенное. Чтобы затем находящиеся в опущенном положении опоры оперлись на почву, из пневматических шин ходовой части выпускается воздух, в результате чего основание установки опускается вместе с жестко на нем закрепленной надстройкой. Описанное устройство отличается сравнительно простой конструкцией, однако в ней есть слабые места: оси вращения и упоры, которые подвергаются повышенному износу и при внезапном ударном воздействии, например при ударе ковша экскаватора-погрузчика могут быть сломаны или деформированы.
В отношении динамических нагрузок следует учитывать не только вибрации и сотрясения при загрузке и транспортировке дробимого материала, но также вибрации и неуравновешенности, связанные с дроблением материала. Если, например, валковые дробилки благодаря непрерывному вращению работают сравнительно равномерно, вызывая, в сущности, лишь вибрации и легкие толчки, то, например, в щековой дробилке возникают значительные неуравновешенности, ведущие к повышенным динамическим нагрузкам.
Раскрытие изобретения
Исходя из вышеизложенного, в основу изобретения положена задача предложить мобильную дробильную установку максимально простой, легкой и недорогой в изготовлении конструкции, обладающей в то же время высокой надежностью.
Исходя из конструкции мобильной дробильной установки с указанными в начале настоящего описания особенностями, эта задача решается согласно настоящему изобретению тем, что надстройка включает жесткие опоры, и тем, что между надстройкой и основанием предусмотрено подъемное устройство для подъема и опускания надстройки относительно основания, причем в режиме движения мобильной дробильной установки надстройка опирается на основание и приподнята над землей, а в режиме дробления надстройка, опущенная подъемным устройством, может встать опорами на грунт таким образом, что опоры, по меньшей мере частично, воспринимают и передают непосредственно на грунт вес надстройки, а также действующие на надстройку динамические и статические силы.
Согласно настоящему изобретению предусматриваются жесткие нерегулируемые опоры, которые могут быть выполнены, например, в виде части рамы надстройки или в виде металлоконструкции, постоянно и неотделимо связанной с рамой надстройки, в частности, сваркой. Жесткая неподвижная конструкция опор позволяет особенно просто выполнить их высокопрочными, при этом можно исключить такие слабые места, как поворотные оси, гидравлические устройства и т.п. Таким образом, вся надстройка, включая опоры, образует жесткую, прочную конструкцию, способную без особых мер защиты выдержать даже экстремальные нагрузки, например, от удара ковша экскаватора и т.п. При этом площадь башмаков опор без труда может быть сделана настолько большой, что даже при сравнительно мягком/податливом грунте башмаки не будут утапливаться.
Так как в режиме дробления опоры, по меньшей мере частично, воспринимают вес надстройки и загруженного дробимого материала, а также динамические силы, ходовая часть и вся гидравлическая система (цилиндры, клапаны, трубопроводы, соединения, привод, устройство управления и т.д.) оказываются в равной мере разгружены. В этой связи в основу изобретения положено знание того, что жесткое соединение надстройки и основания в режиме дробления может приводить к повышенным нагрузкам, в частности динамическим. Исходя из этого, предлагаемая конструкция мобильной дробильной установки позволяет в режиме дробления, по меньшей мере, частично или, предпочтительно, полностью осуществить развязку надстройки и основания.
Так, в одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предусматривается, что надстройка, опущенная подъемным устройством, может встать опорами на грунт таким образом, что опоры полностью воспринимают вес надстройки, а также действующие на надстройку динамические и статические силы. При таком исполнении надстройка и основание могут быть полностью, если не считать питающих линий и т.п., механически отделены друг от друга, при этом в соответствующих местах опирания между надстройкой и основанием обычно образуется зазор.
Альтернативно, имеется также возможность переключить предпочтительно гидравлическое подъемное устройство в ненагруженный режим или на значительно меньшее давление. В обоих случаях действующие на основание статические и динамические нагрузки, по меньшей мере, очень заметно снижаются.
Подъемное устройство может быть закреплено на надстройке или на основании, при этом относящиеся к устройству средства подъема жестко опираются только на соответствующий узел. Могут быть применены, например, гидроцилиндры, которые закрепляются на надстройке и при выдвижении давят на соответствующую упорную поверхность основания.
В частности, гидравлическое подъемное устройство, как правило, включает жесткое крепление гидроцилиндра или гидравлической стойки предпочтительно на надстройке, так как при этом и другие гидравлические элементы, такие как генератор давления и система напорных трубопроводов, легко могут быть размещены на надстройке, включающей обычно также и другие электромеханические и/или электропневматические устройства, обеспечивающие работу прочих элементов дробильной установки.
В одном из альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения подъемное устройство может также включать электромеханический привод, например цевочный. И при таком приводе средства привода предпочтительно крепятся на надстройке, поскольку подсоединение там зачастую проще и конструктивно там больше места.
Согласно настоящему изобретению вес основания в режиме дробления ложится на грунт. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения подъемное устройство предназначено для передачи между надстройкой и основанием только сил сжатия, но не сил растяжения. В этом случае при полном опускании надстройки гидравлические средства отделяются, в зависимости от размещения, от надстройки или от основания, поскольку не предназначены для передачи сил растяжения и, соответственно, неразъемно соединены только с одним из этих узлов. Таким образом, основание, включающее, по меньшей мере, одну ходовую часть, в режиме дробления также не поднимается с грунта. При этом следует учитывать, что ходовая часть обладает значительным весом, так что подъем был бы связан с соответствующими дополнительными нагрузками. Кроме того, если бы ходовая часть поднималась подъемным устройством и, соответственно, была механически сцеплена с надстройкой, не происходило бы полной разгрузки от динамических сил, вызванных, например, вибрациями. Тем не менее, согласно настоящему изобретению в качестве одного из вариантов осуществления предусмотрена возможность использования подъемного устройства, чтобы, создавая силы растяжения, поднимать или приподнимать ходовую часть для опускания надстройки на грунтовые опоры. Это может быть особенно предпочтительно, если в противном случае центровка соответственных направляющих элементов надстройки и основания перед подъемом надстройки для перевода установки в режим движения затруднительна или несоразмерно затратна.
Если, как описано выше, в одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения надстройка и основание в режиме дробления полностью - не считая питающих линий и т.п. - развязаны, то надстройка имеет свободу движения относительно основания. Таким образом, возникает опасность того, что под действием колебаний или ударов надстройка может несколько сместиться относительно основания. Кроме того, и основание тоже может быть немного передвинуто, например, для того, чтобы вывести его небольшим смещением под надстройкой из какой-то опасной зоны.
Но такая подвижность порождает проблему обеспечения точной центровки надстройки и основания для задействования подъемного устройства, когда надо приподнять надстройку над основанием при переходе от режима дробления к режиму движения. В связи с этим, чтобы можно было компенсировать определенное смещение, целесообразно предусмотреть направляющие и/или центровочные средства для регулировки положения надстройки относительно основания при подъеме надстройки. В одном из особенно простых вариантов осуществления настоящего изобретения на надстройке и/или на основании могут быть предусмотрены в качестве центровочных средств клиновые поверхности. Помимо взаимосогласованных клиновых поверхностей также могут быть предусмотрены скошенные опоры подъемных средств, в частности гидроцилиндров, которые при подъеме осуществляют автоматическую центровку. Кроме того, имеется также возможность предусмотреть в качестве центровочных средств специальные направляющие цапфы и/или направляющие рельсы. Но предпочтительно выполнять эти средства так, чтобы в режиме дробления они не передавали значительных сил от надстройки на основание.
Кроме того, имеется возможность оснастить подъемное устройство демпфирующими элементами, что особенно целесообразно в тех случаях, когда основание с ходовой частью в режиме дробления не полностью разгружено и/или когда по условиям работы ожидаются большие относительные смещения надстройки и основания.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна ходовая часть основания включает два параллельных ряда движителей, в частности, одну пару гусениц. Альтернативно также могут быть применены два ряда колес. В рамках настоящего изобретения схемы с несколькими ходовыми частями, каждая из которых включает только один ряд движителей, или с одной ходовой частью, включающей более трех рядов движителей, могут применяться, в принципе, как альтернативные; среди этих схем ходовая часть, включающая ровно два ряда движителей, выделяется очень высокой маневренностью и поворотливостью.
Ходовая часть, предпочтительно с двумя рядами движителей, в частности гусениц, может быть расположена вдоль или поперек направления подачи дробимого материала. Как было объяснено выше, в опущенном состоянии основание также в определенной степени может смещаться под надстройкой. При соответствующем конструктивном исполнении можно представить себе и перевод из одной ориентации в другую, однако при этом как для поперечной, так и для продольной ориентации должны быть свои соответственные направляющие и/или центровочные средства, размещенные на надстройке и/или основании.
Мобильная дробильная установка согласно настоящему изобретению включает опоры, позволяющие осуществить развязку надстройки и основания. Чтобы в целом снизить нагрузки, действующие на дробильную установку в режиме дробления, в одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна ходовая часть расположена, если смотреть в направлении подачи дробимого материала в дробильной установке, между приемным бункером и дробилкой, при этом особенно предпочтительно располагать первую опору под приемным бункером, а вторую опору - под дробилкой. Под приемным бункером и дробилкой действуют не только высокие статические нагрузки от очень больших весов, но также и значительные динамические нагрузки, связанные, в частности, с загрузкой дробимого материала в приемный бункер, смещениями дробилки и возможными внешними силовыми воздействиями.
В плане критических динамических нагрузок на мобильную дробильную установку имеет значение и конкретный вариант исполнения дробильной установки. В принципе, на мобильную дробилку согласно настоящему изобретению может быть установлен любой известный дробильный агрегат. Благодаря непосредственной опоре надстройки на грунт и передаче сил на землю, создаются особенно благоприятные условия для применения дробилок, при работе которых вследствие неуравновешенностей и т.п. возникают большие динамические нагрузки. Поэтому описываемая мобильная дробильная установка может быть без принятия дополнительных мер оснащена щековой дробилкой, привод которой создает значительные силы дисбаланса, передающиеся на надстройку в виде динамических нагрузок.
Как было объяснено выше, жесткие неподвижные опоры обычно являются компонентами несущей рамы надстройки или, по меньшей мере, неотделимо связаны с надстройкой, в частности, сваркой. Опоры могут быть, в частности, выполнены в виде металлоконструкции по типу понтонов.
Как было объяснено выше, мобильная дробильная установка согласно настоящему изобретению отличается простой конструкцией и очень высокой надежностью, так как действующие на ходовую часть нагрузки, в частности динамические нагрузки, могут быть снижены или даже полностью убраны. Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что высота мобильной дробильной установки может быть уменьшена, поскольку опоры не должны быть оснащены регулировочными или аналогичными приспособлениями.
К другим элементам мобильной дробильной установки обычно относится разгрузочно-транспортерное устройство, по меньшей мере, с одной разгрузочной стрелой, которая может быть выполнена в виде ленточного транспортера. Разгрузочная стрела может проходить непосредственно под дробилкой или под дробилкой и опционно включаемым перед дробилкой просеивающим устройством. Если, далее, разгрузочная стрела для изменения расстояния разгрузки может поворачиваться вокруг вертикальной оси, целесообразно, чтобы эта ось проходила в зоне выгрузки дробилки. Альтернативно, под дробилкой и упомянутым опционно включаемым перед дробилкой просеивающим устройством может быть предусмотрен еще дополнительный ленточный транспортер, включенный перед разгрузочной стрелой. Вне зависимости от опционного предвключения ленточного транспортера предпочтительно, чтобы разгрузочная стрела могла поворачиваться также и в вертикальном направлении для регулировки высоты выгрузки. Для подачи собранного дробимого материала в приемный бункер обычно предусматривается транспортировочное устройство в виде пластинчатого транспортера или аналогичного устройства. Но для этой цели может использоваться и ряд следующих друг за другом и вращающихся в одну сторону транспортировочных или просеивающих валков, под которыми уже просеянный мелкозернистый материал подхватывается упомянутым дополнительным ленточным транспортером и подается прямо на разгрузочную стрелу.
Благодаря жесткости и надежности конструкции мобильная дробильная установка согласно настоящему изобретению пригодна для применения также в карьерных разработках месторождений твердых пород. В связи с этим следует учитывать, что по экономическим соображениям все более предпочтительны системы горных выработок, в которых отказываются от применения грузовиков для вывоза материала и вместо них предусматривается использование исключительно ленточных транспортеров. Но при этом возникает необходимость измельчения материала перед конвейерной транспортировкой до подходящей крупности во избежание повреждений ленточных транспортеров или возникновения проблем на станциях перегрузки с ленты на ленту. Если, к примеру, после взрывов нужно вывезти из карьера породу или полезное ископаемое, его загружают ковшами гидравлического экскаватора в мобильную дробильную установку. При этом следует учитывать, что такой гидравлический экскаватор благодаря своей стреле и возможности перемещения обладает определенным радиусом действия, так что нет необходимости все время подавать к нему мобильную дробильную установку. Так, например, в обычных условиях применения может быть целесообразно менять позицию мобильной дробильной установки, скажем, несколько раз в день. Имея мобильную дробильную установку согласно настоящему изобретению, такое изменение позиции может быть выполнено простыми средствами, исключительно быстро и надежно. Помимо этого, данную мобильную дробильную установку можно особенно легко передвинуть на другое место применения, при этом в режиме движения надстройка через посредство предпочтительно гидравлического подъемного устройства надежно опирается на основание.
Краткое описание графических материалов
Настоящее изобретение объясняется ниже со ссылкой на приводимые только в качестве примера осуществления чертежи, на которых представлены:
на ФИГ.1 показана конфигурация мобильной дробильной установки согласно настоящему изобретению в режиме движения;
на ФИГ.2 показана мобильная дробильная установка ФИГ.1 в режиме дробления.
Осуществление изобретения
Мобильная дробильная установка согласно настоящему изобретению состоит из основания 1, включающего ходовую часть 2, и надстройки 3, включающей, по меньшей мере, один приемный бункер 4, одну дробилку 5 и одно транспортерное устройство.
Чтобы загруженный в приемный бункер 4 дробимый материал В можно было засыпать сверху в дробилку 5, согласно изображенному примеру осуществления предусмотрен транспортер 6. Предлагаемая мобильная дробильная установка, в частности, предназначена для измельчения больших глыб материала, которые нельзя прямо загружать в транспортерную систему. Но при обычном распределении крупности дробимого материала имеется и мелкая фракция, которая не подлежит дроблению. Поэтому в представленном примере осуществления между транспортером 6 и дробилкой 5 размещено просеивающее устройство 7, отводящее мелкую фракцию. В отличие от нее более крупные куски попадают в рабочий зазор дробилки 5, которая в изображенном примере осуществления выполнена в виде щековой дробилки.
Отсеянная мелкая фракция вместе с измельченным дробимым материалом В попадает под дробилкой 5 на разгрузочно-транспортерное устройство в виде разгрузочной стрелы 8. Разгрузочная стрела 8 может поворачиваться вокруг вертикальной оси для изменения расстояния разгрузки до транспортерной системы, проходящей более или менее перпендикулярно направлению x подачи дробимого материала B в мобильной дробильной установке. Далее, разгрузочная стрела 8 может поворачиваться также вокруг горизонтальной оси, чтобы можно было регулировать высоту выгрузки на дальнем конце разгрузочной стрелы 8.
Мобильная дробильная установка согласно настоящему изобретению отличается наличием жестких нерегулируемых опор 10a, 10b, которые, если смотреть в направлении x подачи дробимого материала B, расположены до и после ходовой части, при этом первая опора 10a расположена прямо под приемным бункером 4, а вторая опора 10b - примерно под дробилкой 5.
В показанном на ФИГ.1 режиме движения мобильной дробильной установки надстройка 3 приподнята с грунта U подъемным устройством 11 основания 1, так что между опорами 10a, 10b и уровнем земли U остается расстояние, допускающее передвижение мобильной дробильной установки даже при определенной неровности почвы. Согласно настоящему изобретению опоры 10a, 10b представляют собой жесткие компоненты несущей рамы 12 надстройки 3 или части, постоянно и неотделимо связанные с несущей рамой 12, в частности, сваркой. В приведенном примере осуществления опоры 10a, 10b образованы металлоконструкцией, которая при сравнительной простоте и экономичности обеспечивает очень высокую прочность и грузоподъемность.
Из сравнительного рассмотрения ФИГ.1 и 2 видно, что при вдвигании гидроцилиндров 13 подъемного устройства 11 надстройка 3 и, соответственно, несущая рама 12 опускается на свои опоры 10a, 10b, благодаря чему соответственно разгружается основание 1 с ходовой частью 2. Таким образом, в частности, установочные средства подъемного устройства 11, т.е. в данном примере осуществления - гидроцилиндры 13, закреплены только на надстройке 3 или основании 1. Как показано на деталировочном вырыве ФИГ.2, гидроцилиндры 13 закреплены на надстройке 3 и подсоединены там к не показанной гидравлической системе.
Как показано на деталировочном вырыве ФИГ.2, гидроцилиндры 13 предпочтительно могут быть вдвинуты настолько, что надстройка 3 и основание 1 оказываются механически полностью развязаны. Все статические и динамические силы, действующие на надстройку 3, воспринимаются прочными жесткими опорами 10a, 10b. В любом случае, между надстройкой 3 и основанием 1 еще остаются линии питания, но существенной передачи сил они не осуществляют. Так, обычно ходовая часть 2 оснащается электрическим приводом, питание которого поступает с надстройки 3.
Поскольку, как показано на ФИГ.2, надстройка 3 и основание 1 механически полностью разделены, надстройка 3 может самопроизвольно под действием ударов и вибраций или в результате сознательного передвижения основания 1 горизонтально сместиться относительно основания 1. Это порождает проблему неточной центровки взаиморасположения надстройки 3 и основания 1 при задействовании подъемного устройства 11 для подъема надстройки 3. В связи с этим, чтобы можно было достичь точного горизонтального позиционирования надстройки 3 относительно основания 1, целесообразно предусмотреть направляющие и/или центровочные средства. Как показано на деталировочном вырыве ФИГ.2 в приведенном исключительно для примера варианте осуществления, выдвинутый гидроцилиндр 13 подъемного устройства 11 входит в конически-расширенный приемник 14 основания 1. Но дополнительно или альтернативно на надстройке и основании могут быть также предусмотрены взаимно согласованные центровочные и направляющие средства 15, например, клиновые поверхности, направляющие цапфы или направляющие рельсы. Так, например, могут быть предусмотрены и центровочные средства в форме сцепного механизма, хотя обычно для того, чтобы обеспечить точную центровку и передачу горизонтальных сил и моментов, требуется направляющие, по меньшей мере, в двух разнесенных друг от друга местах.
Согласно изобретению возможно осуществление развязки основания 1 и надстройки 3 по динамическим и статическим нагрузкам. Таким образом, значительные нагрузки, возникающие в представленном на ФИГ.2 режиме дробления, не воздействуют на ходовую часть 2. Кроме того, изобретение позволяет отказаться от традиционных уязвимых подвижных опор.