УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ВЫСОТЕ

Предполагаемая полезная модель относится к области производства алмазно-абразивных зерен и порошков, в частности к конструкциям установок, позволяющих сортировать их по геометрическим размерам.
Известна установка для классификации сыпучих материалов по высоте (патент РФ на полезную модель, №66238), включающая вибрирующую деку, установленные над декой под углом к траектории движения сыпучих материалов вибрирующие разделяющие планки и приемные ячейки. При этом вибрирующая дека выполнена с наклоном относительно продольной оси, а вибрирующие разделяющие планки установлены на заданных расстояниях от деки и снабжены составными упругими элементами, совершающими поперечные колебательные движения, причем расстояния от деки до упругих элементов уменьшаются по ходу перемещения сыпучих материалов по деке.
Недостатком конструкции известной установки является необходимость одновременного размещения над декой определенного количества вибрирующих разделяющих планок, число которых равно числу диапазонов, на которые необходимо рассортировать порошковые материалы по высоте. Это усложняет конструкцию установки, снижает эффективность ее использования и качество сортировки порошковых материалов.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для сортировки твердых материалов по высоте (патент РФ на изобретение, №2438798), включающее наклоненный к продольной оси вибрирующий стол, планку с составными упругими элементами, образующими в горизонтальной плоскости угол с продольной осью рабочего стола, и приемные ячейки. При этом рабочий стол устанавливается с наклоном относительно поперечной оси, а составные упругие элементы образуют в вертикальной плоскости угол с рабочим столом, а также двугранный угол с ним, который больше 90°, причем в любом поперечном сечении, перпендикулярном направлению перемещения зерен вдоль упругих элементов, расстояние от рабочего стола до упругих элементов равно расстоянию от упругих элементов до приемных ячеек, измеренному в плоскости стола.
Недостатком прототипа является отсутствие стабильности процесса классификации зернистых материалов по высоте, что негативно влияет на качество и производительность процесса.
Задачей предполагаемой полезной модели является повышение качества и производительности процесса.
Технический результат достигается за счет того, что составные упругие элементы заменяются подвижным элементом, выполненным, например, в виде плоскоременной передачи и совершающим поступательное движение. При этом направление и скорость этого движения совпадают с направлением и скоростью перемещения зернистых материалов по рабочему вибрирующему столу, который одновременно наклонен в поперечном (угол α) и продольном (угол β) направлениях. Угол α обеспечивает прижим зернистых материалов к подвижному элементу (ветви плоскоременной передачи) в процессе сортировки, а угол β - скорость перемещения кристаллов по вибрирующему рабочему столу. Скорость перемещения кристаллов по столу также зависит от угла γ, образуемый в горизонтальной плоскости продольной осью стола и горизонталью, поскольку стол наклонен относительно поперечной оси на угол α. Качество классификации в основном определяется постоянством угла δ между рабочим столом и подвижным элементом, которое обеспечивается путем незначительного натяжения плоскоременной передачи. Конкретные значения угла 8 устанавливают с учетом максимальных размеров зерен алмазного шлифпорошка, подвергаемого сортировке, количества диапазонов, на которое надо рассортировать кристаллы по высоте, а также длины пути их перемещения по рабочему столу. Двухгранный угол φ между рабочим столом и подвижным элементом (ветвью клиноременной передачи) выбирают больше 90°, чтобы обеспечить устойчивое перемещение зернистых материалов по вибрирующему столу.
На фиг. 1 изображен главный вид устройства, на фиг. 2 - вид сверху, а на фиг. 3 - вид слева (на этом виде не показана плоскоременная передача).
Устройство имеет массивное основание 1, к которому крепится плита 2, которую можно устанавливать под различными углами α (фиг. 3) к горизонтали. На плите 2 монтируется электромагнит 3, приводящий в колебательное движение раму 4, соединенную с плитой 2 через упругие элементы 5. К раме 4 присоединяется диск 6, к которому крепится рабочий стол 7. Диск 6 выполнен конструктивно так, что его можно вместе с рабочим столом 7 поворачивать вокруг вертикальной оси на необходимый угол γ (фиг. 2) (в сторону наклона плиты 2). При этом плоскоременная передача 8 каждый раз выставляется параллельно краю рабочего стола 7 и на небольшом расстоянии (3…4 мм) от него. Кроме того, рабочая поверхность стола 7 относительно горизонтали наклонена вдоль его продольной оси на угол β (фиг. 1). Все это позволяет регулировать скорость перемещения кристаллов 9 по рабочему столу 7. К боковым сторонам плиты 2 присоединены две стойки 10, к которым при помощи планок крепятся подшипниковый узел 11 и шаговый электродвигатель 12 со шкивами 13 и 14 соответственно. Вращательное движение от электродвигателя 12 к подшипниковому узлу 11 передается через плоскоременную передачу 8, одна ветвь которой расположена над рабочим столом 7 и образует с ним угол δ (фиг. 1). Конструктивно устройство выполнено таким образом, что плоскоременная передача 8 может устанавливаться под различными углами δ к рабочей поверхности стола 7, а также образовывать с ней двугранный угол φ (фиг. 3). Параллельно боковой стороне рабочего стола 7 расположены приемные ячейки 15, в которые ссыпаются кристаллы 9 в процессе их классификации. Количество приемных ячеек 15 зависит от необходимого качества сортировки: чем меньше должен быть разброс значений высоты кристаллов, тем больше должно быть число приемных ячеек 15.
Устройство работает следующим образом. Зернистые материалы, в частности кристаллы 9 из сверхтвердых материалов, имеющие различные размеры и формы и подлежащие классификации, автоматически подаются на рабочий стол 7 из бункера-питателя с определенной интенсивностью (на фиг. 1…3 бункер-питатель не показан). При этом зерна подаются на начальный участок пути их перемещения, где отсутствует зазор между рабочим столом 7 и плоскоременной передачей 8. Перед началом работы выставляют углы α, β, γ, δ и φ, значения которых зависят от амплитуды и частоты колебаний рабочего стола 7, формы, марки и зернистости кристаллов алмаза, а также от степени шероховатости поверхности рабочего стола 7. Кроме того, выбор значения угла φ осуществляется с учетом углов при вершине зерен (оптимальное значение угла φ=110…130°).
1
2
Перед началом процесса классификации включают электромагнит 3 и шаговый электродвигатель 12, позволяющий регулировать линейную скорость перемещения плоскоременной передачи 8 над рабочим столом 7. Кристаллы 9, которые оказались на рабочем столе 7, наклоненном одновременно в продольном и поперечном направлениях (соответственно углы β и α), начинают под действием вибрации перемещаться вниз. При этом равномерное и устойчивое перемещение кристаллов 9 по столу 7, а следовательно, и качество сортировки обеспечивается при соблюдении равенства и совпадении направлений двух скоростей: V - линейной скорости перемещения ветви плоскоременной передачи 8 над рабочим столом 7 и V - скорости перемещения самих кристаллов 9 по столу 7. Перемещение кристаллов 9 вниз по вибрирующему столу 7 продолжается до тех пор, пока расстояние h (фиг. 1) от рабочего стола 7 до ветви плоскоременной передачи 8 не окажется больше высоты отдельного зерна. При этом кристаллы 9, которые прошли под ветвью плоскоременной передачи 8, продолжают движение до края рабочего стола 7 и попадают в соответствующие приемные ячейки 15.
На разработанном и изготовленном устройстве выполнена классификация алмазных шлифпорошков марки АРС-3, полученных путем дробления синтетических поликристаллических алмазов типа «спеки» и состоящих из зерен, имеющих различные размеры (при этом углы были равны: α=20°; β=12°; γ=23°; δ=2°; φ=120°, а частота колебаний рабочего стола 7 25 Гц). Полученные в ходе эксперимента данные свидетельствуют о высокой степени качества классификации зернистых материалов по высоте, обусловленного наличием в конструкции устройства подвижной плоскоременной передачи 8, исключающей возможность заклинивания классифицируемых кристаллов 9.
Технический результат состоит в повышении качества и производительности сортировки зернистых материалов по высоте.