ВИБРАЦИОННЫЙ ГРОХОТ

Полезная модель относится к горно-обогатительному оборудованию, а именно, к устройствам для разделения сыпучих материалов по крупности, и может быть использована в горной, металлургической и строительной отрасли промышленности.
Известен вибрационный грохот по патенту на изобретение РФ (RU 2416467, B07B 1/40, 20.04.2011). Он содержит установленный на опорах через упругие элементы короб с просеивающими поверхностями и вибровозбудитель направленного действия в виде пары инерционных синхронизированных парой зубчатых колес вибраторов с консольно установленными на каждом валу двумя небалансами. Вибровозбудитель размещен с возможностью поворота (с фиксацией) на раме, жестко связанной с коробом, причем корпус вибровозбудителя своими цилиндрическими выступами в зоне приводного вала входит в соответствующие отверстия рамы, а фиксация наклонного положения корпуса вибровозбудителя с помощью шарнирно связанной с ним и болтовым соединением с одним из отверстий рамы, размещенных по дуге окружности с центром на геометрической оси приводного вала. Это позволяет упростить перенастройку и время на ее реализацию при грохочении сыпучих материалов с различными физическими свойствами. Недостатком этого известного устройства является ограниченное поле действия инерционных сил и невозможность изменять положение линии действия вынуждающей силы вибровозбудителя в фиксированных точках траектории его перемещения.
Известен вибрационный многодечный грохот для сортировки мелкозернистых материалов по патенту РФ на полезную модель (RU 130887 U1, B07B 1/40, 10.08.2013). Он содержит установленный через упругие элементы короб с просеивающими поверхностями и вибровозбудитель направленного действия в виде блока из двух инерционных вибраторов. Привод вибровозбудителя выполнен в виде двух электродвигателей, связанных упругими муфтами с синхронизированными через зубчатую передачу валами вибраторов. Блок вибраторов установлен на коробе с возможностью перемещения и последующей фиксации по дуге окружности с центром, лежащем на оси, проходящем через центр масс короба, что обеспечивает возможность изменять угол направления колебаний, а это обеспечивает прямолинейность колебаний короба при возможности настройки грохота на достижении улучшенных технологических показателей. Недостатком этого известного устройства, принятого в качестве прототипа, является невозможность изменять положение линии действия вынуждающей силы вибровозбудителя в фиксированных точках траектории его перемещения, что ограничивает функциональные возможности грохота.
Задачей полезной модели является создание вибрационного грохота, позволяющего изменять направление линии действия вынуждающей силы вибровозбудителя, после фиксации вибровозбудителя на криволинейной направляющей короба для повышения эффективности грохочения и расширения эксплуатационных, технологических и функциональных возможностей.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата предлагаемый вибрационный грохот содержит установленный на опорах через упругие элементы короб по крайней мере с одной просеивающей поверхностью и вибровозбудитель направленного действия, приводной вал которого кинематически связан с приводом. Вибровозбудитель установлен на коробе с возможностью фиксированного перемещения по дуге окружности, а привод размещен на подвижном основании с возможностью фиксированного перемещения по цилиндрической направляющей. Вибровозбудитель выполнен в виде спаренного симметричного зубчато-планетарного механизма с дебалансом. Зубчато-планетарный механизм размещен в стакане, уставленном в корпусе вибровозбудителя с возможностью поворота относительно геометрической оси центральных зубчатых колес и последующей фиксации с помощью поворотно-фиксирующего механизма. Боковые стенки короба в свой верхней части снабжены двумя криволинейными направляющими в виде пластин с дуговым пазом. Каждая опорная часть корпуса вибровозбудителя проходит через дуговые пазы криволинейных направляющих и зафиксирована на них с помощью крепежного узла. Направляющая подвижного основания двигателя привода является выпуклой, выполнена по цилиндрической поверхности копирующей профиль дугового паза в боковой стенке короба. Кинематическая связь двигателя привода с приводным валом вибровозбудителя выполнена в виде карданной передачи. Дебаланс спаренного симметричного зубчато-планетарного механизма зафиксирован на общем валу сателлитов.
Для увеличения надежности конструкции крепежный узел вибровозбудителя для фиксации корпуса вибровозбудителя в каждой из двух закрепленных на коробе криволинейных направляющий выполнен в виде двух прилегающих к ним с двух сторон накладок с тремя сквозными отверстиями - одним центральным для охвата соответствующей опорной части корпуса вибровозбудителя и двух крепежных отверстий и двух винтов, проходящих через отверстия накладок и дуговой паз криволинейной направляющей, ввинченных в соответствующий торец корпуса вибровозбудителя и несущих гайки, фиксирующие накладки и винты.
Для повышения точности настройки направления колебаний вибровозбудителя его поворотно-фиксирующий механизм стакана в корпусе включает рычаг, жестко связанный одним концом с валом стакана, а другим концом - через расположенный в рукоятке рычага с одним из отверстий кругового ряда, выполненного на съемном фланце у торца неприводной опорной части корпуса вибровозбудителя.
Для сокращения времени настройки необходимого режима грохочения вибрационный грохот может быть снабжен механизмом дугового перемещения вибровозбудителя совместно с приводом последнего, механизм такого перемещения выполнен виде Н-образной поворотной рамы с приводом поворота в виде гидроцилиндра двухстороннего действия, рама шарнирно связана с приводом поворота, каждая из сторон поворотной рамы в своей верхней части оснащена ориентировано смещаемой с возможностью фиксации вилкой для взаимодействия с опорной частью корпуса вибровозбудителя, а в своей нижней части шарнирно связана с опорой с осью поворота, сосной геометрической оси цилиндрической направляющей, причем одна из сторон поворотной рамы связана с подвижным основанием двигателя привода вибровозбудителя с возможностью перемещения по цилиндрической направляющей в незафиксированном состоянии, например такая связь выполнена путем оснащения подвижного основания двумя винтовыми упорами, входящими в зацепление с боковыми сторонами вилки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображен фронтальный вид вибрационного грохота с частичным разрезом;
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1;
на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1, с частичным разрезом;
на фиг. 4 - вибровозбудитель направленного действия планетарно-зубчатого типа, продольный разрез (кинематическая схема);
на фиг. 5 - выносной элемент B на фиг. 3, часть бокового вида с частичным разрезом (крепежный узел для фиксации вибровозбудителя в криволинейной направляющей короба и связь поворотной рамы с подвижным основанием электродвигателя привода вибровозбудителя);
на фиг. 6 - часть разреза Г-Г на фиг. 5;
на фиг. 7 и 8 - траектория движения центра масс дебаланса вибровозбудителя в зависимости от размера угла β фиксации стакана относительно корпуса соответственно (поперечные проекции кинематической схемы вибровозбудителя);
на фиг. 9 и 10 - схемы настройки направления линии действия возбуждающей силы вибровозбудителя при различных положениях фиксации вибровозбудителя в криволинейных направляющих короба (с прохождением линии действия возбуждающей силы через центр масс короба и вне его, соответственно).
Полезная модель представляет собой вибрационный грохот (фиг. 1…4), содержащий короб 1, например с одной просеивающей поверхностью 2 и установленный на коробе вибровозбудитель 3 направленного действия с приводом 4 (предпочтительно электрическим).
Просеивающая поверхность 2 выполнена в виде плоского сита с ячейками 2а, форма и размер которых зависит от фракционного состава подлежащего грохочению материала. Короб 1 может иметь несколько просеивающих поверхностей 2 (на чертеже не показано).
п
п
м
Короб 1 опирается на четыре опоры 5 через упругие элементы 6, например в виде пружин сжатия. Боковые стенки 7 короба 1 ограничивают рабочее пространство грохота в продольном сечении и служат для крепления функциональных узлов и механизмов. В своей верхней части боковые стенки короба 7 снабжены двумя криволинейными направляющими 8 в виде пластин с дуговым пазом 9 для взаимодействия с вибровозбудителем 3. Центр O срединной дуги 9а паза 9 лежит на вертикали 10, причем радиус R дуги 9а больше расстояния L между центрами O и O (R>L).
1
Вибровозбудитель направленного действия 3 (фиг. 4 и 7) выполнен в виде спаренного симметричного зубчато-планетарного механизма с дебалансом 11, зафиксированным на общем валу 12 сателлитов 13, имеющих диаметр d делительной окружности 14 в два раза меньшей диаметра D делительной окружности 15 центральных зубчатых колес 16 внутреннего зацепления, т.е. d=0,5D. При этом проекция C центра масс C дебаланса 11 находится на делительной окружности 14 сателлитов 13, водила 17 и 17а снабжены противовесами 18. На валу 12 сателлитов 13 по обе стороны от дебаланса 11 установлены контактирующие с беговыми дорожками 19 опорные колеса 20, которые имеют диаметр, равный диаметру делительной окружности 14 сателлитов 13, а их беговые дорожки 19 имеют диаметр, равный диаметру делительной окружности центральных зубчатых колес 16. Сам планетарный механизм размещен в стакане 21, установленном в корпусе 22 вибровозбудителя 3 с возможностью поворота относительно геометрической оси 23 центральных зубчатых колес 16 и последующей фиксации с помощью поворотно-фиксирующего механизма 24. Водило 17 зафиксировано на приводном валу 25 вибровозбудителя 3, а водило 17a опирается на вал 26 стакана 21, образуя вращательную пару 27. Приводной вал 25 и вал 26 стакана 21 образуют вращательные пары 28 и 29 с опорными частями 30 и 30а корпуса 22 соответственно. Опорные части 30 (30a) корпуса 22 выполнены цилиндрическими, проходят через дуговые пазы 9 криволинейных направляющих 8 короба 1 и зафиксированы на них с помощью крепежного узла 31 (фиг. 2 и 3).
Для повышения точности настройки направления колебаний поворотно-фиксирующий механизм 24 стакана 21 в корпусе 22 вибровозбудителя 3 (фиг. 4) включает рычаг 32, жестко связанный одним концом с валом 26 стакана 21, а другим концом - с помощью разъемного соединения 33 в виде кругового ряда отверстий 33а на съемном фланце 30б у торца неприводной опорной части 30а корпуса 22 и вводимого в одно из них подпружиненного стержня 33б, размещенного в рукоятке 34 рычага 32. Возможна модификации соединения 33, например, винтового типа (на чертеже не показано).
Привод 4 включает электродвигатель 4a и карданную передачу 46 (фиг. 2, 3 и 5). Электродвигатель 4a установлен на подвижном основании 35 и кинематически связан (с помощью карданной передачи 46) с приводным валом 25 вибровозбудителя 3. Подвижное основание 35 установлено с возможностью фиксированного направленного перемещения по выпуклой наружной поверхности 36а (радиуса r<R) цилиндрической направляющей 36, имеющей парные опоры 37. Фиксация такого перемещения возможна с помощью болтовых соединений 38 и отверстий 39 и 40, выполненных соответственно в подвижном основании 35 и цилиндрической имеющей Т-образное поперечное сечение направляющей 36.
п
Для сокращения времени настройки вибрационный грохот может быть снабжен механизмом дугового перемещения 41 вибровозбудителя 3 совместно с приводом 4 (фиг. 1, 2 и 3). Этот механизм содержит поворотную H-образную раму 42 с приводом 43 ее поворота в виде гидроцилиндра двустороннего действия. Поворотная рама 42 имеет параллельные боковые стороны 44 и перпендикулярную им перемычку 45. Каждая из сторон 44 поворотной рамы 42 оснащена в своей верхней части ориентировано смещаемой (только в плоскости рамы 42, например, за счет некруглого сечения) с возможностью фиксации (с помощью винта 46) вилкой 47 для взаимодействия (своим углублением) с опорной частью 30 (30a) корпуса 22 вибровозбудителя 3. Боковыми сторонами 47а одна из вилок 47 взаимодействует с двумя цилиндрическими упорами 35а (фиг. 5 и 6), ввинченными во внутреннюю (ограничивающую боковое смещение) боковую кромку 35б подвижного основания 35. От радиального смещения вверх подвижное основание 35 ограничено с помощью двух соосно расположенных выступающих концов винтов 35в, ввинченных в боковые кромки 35б подвижного основания 35 в средней его части. Своими нижними частями боковые стороны 44 поворотной рамы 42 связаны цилиндрическими шарнирами 48 с опорами 49. При этом геометрические оси шарниров 48 соосны общей геометрической оси 50 (точка О на фиг. 1) наружной поверхности 36а цилиндрической направляющей 36. Привод 43 с помощью шарниров 51 и 52 связан с консольным элементом 53 с одной из боковых сторон 44 поворотной рамы 42 (предпочтительно со стороны привода 4) и элементом 54 опоры 37 цилиндрической направляющей 36 соответственно.
Для увеличения надежности конструкции крепежный узел 31 (фиг. 5) для фиксации корпуса 22 вибровозбудителя 3 в дуговом пазу 9 каждого из двух закрепленных на коробе 1 криволинейных направляющих 8 выполнен в виде двух прилегающих к направляющим 8 с двух их сторон накладок 55 с тремя сквозными отверстиями - одним центральным отверстием 55а для охвата соответствующей опорной части 30 (30а) корпуса 22 вибровозбудителя 3 и двух крепежных отверстий 55б и двух винтов 56, проходящих через отверстия 55б и дуговой паз 9, ввинченных в соответствующий торец 57 (57а) корпуса 22 вибровозбудителя 3 и несущих гайки 58 (с контргайками 58а), фиксирующие накладки 55 и винты 56.
Опоры 5 (5а), 37 и 49 расположены на раме 59 грохота или непосредственно на строительном перекрытии 60 места его монтажа.
Установка и наладка механизмов в рабочее положение
1
2
3
0
1
2
3
1
2
3
Перед началом работы вибрационного грохота с коробом 1 и ситом 2 вибровозбудитель 3 с приводом 4 посредством механизма дугового перемещения 41 по дуговому пазу 9 и цилиндрической направляющей 36 перемещается в заданное технологическими требованиями положение фиксации, определяемое углом α (например: α, α, α…), который может изменяться в пределах 0…α (Фиг. 9, 10). После фиксации положения вибровозбудителя 3 с помощью поворотно-фиксирующего механизма 24, стакан 21 проворачивается на угол β, который может изменяться таким образом, что возбуждающая сила F в работе может быть направлена по отношению к плоскости просеивающего сита или под углом 90°, или параллельно, или под некоторым расчетным углом, например: β, β, β, (Фиг. 7, 8, 9, 10). Величина угла β может изменяться в пределах 0°-360°. Линия действия возбуждающей силы соответствует одному из положений Л, Л, Л…, (Фиг. 7, 8, 9, 10). Положение линии действия возбуждающей силы фиксируется с помощью разъемного соединения 33 отверстий 33а на съемном фланце 30б корпуса 22 и вводимого в отверстие 33а подпружиненного стержня 33б, размещенного в рукоятке 34 рычага 32, (Фиг. 4).
м
Возможны два случая настройки в зависимости от необходимости прохождения линии действия возбуждающей силы через центр массы O короба 1 или вне его.
м
0
При необходимости обеспечения прохождения линии действия Л возбуждающей силы F через центр масс O короба 1 (фиг. 9) подвижное основание 35 с приводом 4 перемещается по цилиндрической направляющей 36 (предварительно отсоединив основание 35 от направляющей 36, а вибровозбудитель 3 - от фиксации в криволинейных направляющих 8), используя механизм перемещения 41, на угол α, отсчитываемого от крайнего положения, например, левого в диапазоне α, и последующего поворота стакана 21 на угол β и фиксации его с помощью поворотно-фиксирующего механизма 24.
м
м
При необходимости обеспечения прохождения линии действия Л возбуждающей силы F вне центра масс O короба 1 (фиг. 9) с помощью механизма перемещения 41 перемещают по направляющей 36 освобожденный от фиксации вибровозбудитель 3 с приводом 4 на необходимый угол α и после фиксации вибровозбудителя 3 и привода 4 осуществляют поворот с фиксацией стакана 21 с помощью механизма 24 на такой угол β, который позволяет изменять прохождение линии действия Л вынуждающей силы F без пересечения центра масс O короба 1 (в том числе и параллельной просеивающей поверхности 2).
Работа вибрационного грохота осуществляется следующим образом.
Исходный материал, например щебень, поступает в короб 1 на сито 2. Вибровозбудитель 3 при включении привода 4 создает направленные колебания короба 1 с ситом 2, которые осуществляют подбрасывание материала над ситом 2, его транспортирование вдоль короба и сортировку на сите. Вибрационные инерционные силы направленных колебаний воспринимаются опорами 5 грохота и гасятся посредством упругих элементов 6.
1
1
2
В фиксированном положении вибровозбудителя 3, установленного на боковых стенках 7, криволинейных направляющих 8 и в криволинейном пазу 9, относительно вертикальной оси 10, при включении привода 4 под действием неуравновешенной массы дебаланса 11 вибровозбудителя 3 (фиг. 7), центр масс С которого совершает направленное колебание по линии действия Л (при соотношения D:d=2 для зубчато-планетарного механизма гипоциклоида вырождается в отрезок прямой C C), возникает вынуждающая сила, возбуждающая колебание короба 1 с заданной частотой и амплитудой. Материал в коробе 1 на сите 2 под действием вибрации, разделяется на подрешетный и надрешетный продукты, дойдя до края, высыпается в соответствующие воронки для последующей транспортировки в сборные емкости (на чертеже не показано).
1
1
Дебаланс 11 (Фиг. 4) жестко закрепленный на общем валу 12, сателлитов 13, которые своей делительной окружностью 14 (Фиг. 7, 8) перекатываются по делительной окружности 15 центральных зубчатых колес 16, генерирует направленные колебания вдоль диаметра центральных зубчатых колес 16 по линии Л, в зависимости от первоначального места установки точки зацепления C(C'), что с учетом свойств исходного материала повышает эффективность грохочения. Привод вращения оси сателлитов 12 с дебалансом 11 осуществляется водилами 17 с противовесами 18. Для того, чтобы зубчатые колеса 13 и 16 зубчато-планетарной передачи не подвергались нагрузке вынуждающей силы дебаланса 11, вибровозбудитель снабжен беговыми дорожками 19, по которым перекатываются опорные колеса 20 и воспринимают вынуждающую силу дебаланса 11. Зубчато-планетарный механизм вибровозбудителя, состоящий из дебаланса 11, вала 12, сателлитов 13, центральных зубчатых колес 16, водила 17 с противовесом 18, беговых дорожек 19 и опорных колес 10 заключен в стакан 21, который заключен в корпус 22 вибровозбудителя 3. С одной стороны (на фиг. 4 - справа) стакана на уровне геометрической оси 23 крепится поворотно-фиксирующий механизм 24 стакана, а с другой стороны - приводной вал 25, соединенный с водилом 17. При вращении приводного вала 15 от привода 4 сателлиты 13 и опорные колеса 20 обкатываются по центральным колесам 16 и беговым дорожкам 19, соответственно. При этом центр масс дебаланса 11 совершает движение вдоль диаметра центральных зубчатых колес.
Таким образом, полезная модель позволяет изменять направление линии действия вынуждающей силы вибровозбудителя посредством установки и наладки механизмов. Направление вынуждающей силы, по отношению к просеивающей поверхности сита, может устанавливаться при наладке: перпендикулярной, параллельной или наклонной. По отношению к центру тяжести грохота направление вынуждающей силы позволяет реализовывать как режим, способствующий увеличению скорости транспортирования, так и ограничивающий скорость транспортирования сортируемого материала, что в конечном итоге направлено на повышение эффективности грохочения и расширение эксплуатационных, технологических и функциональных возможностей.