ЩЕКОВАЯ ДРОБИЛКА
JAW CRUSHER

Изобретение относится к щековым дробилкам и может быть использовано для измельчения материалов.
Известна щековая дробилка, состоящая из корпуса, подвижной и неподвижной щек и эксцентрикового кривошипного вала, при этом подвижная щека совершает качательное движение, центром которого является центр оси подвеса щеки (см. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т.1. / Под ред. А.И.Целикова. М.: Металлургия, 1987, с.73, рис.III.3а).
Недостатком известного решения является малый ход сжатия в верхней части камеры дробления, что приводит к ненадежному захвату и дроблению материала и, следовательно, к снижению производительности дробилки.
Наиболее близким из известных технических решений к заявляемому является щековая дробилка, включающая корпус, в котором крепится эксцентриковый кривошипный вал с приводом, шарнирно соединенный с шатуном, выполненным заодно с подвижной щекой. Нижняя часть подвижной щеки упирается в распорную плиту, которая другим концом упирается в регулировочное устройство, закрепленное на корпусе. Прижатие подвижной щеки к распорной плите осуществляется замыкающим механизмом, состоящим из тяги, шарнирно прикрепленной к подвижной щеке, и цилиндрической пружины, которая обеспечивает постоянное прижатие распорной плиты к сухарям, один из которых крепится к подвижной щеке, а другой - к корпусу. К корпусу также крепится неподвижная щека (см. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки. - М.: Машиностроение, 1990, с.50, рис.2.17).
Недостатком известной дробилки является повышенный расход энергии из-за наличия пружины, так как при работе дробилки подвижная щека совершает качательное движение, при этом пружина на каждом прямом (рабочем) ходе растягивается, а при обратном ходе сжимается, то есть при каждом цикле расходуется энергия на растяжение пружины.
Задачей изобретения является уменьшение расхода энергии в процессе работы щековой дробилки.
Сущность изобретения заключается в том, что в известной щековой дробилке, содержащей корпус, неподвижную и подвижную щеки, эксцентриковый кривошипный вал, передающий движение подвижной щеке (шатуну), распорную плиту (коромысло), шарнирно соединенную с подвижной щекой и корпусом, длины эксцентриситета кривошипного вала, подвижной щеки, распорной плиты и стойки (расстояние между опорами кривошипного вала и шарниром опора распорной плиты - корпус) связаны соотношением
, где а - длина стойки; ℓ - длина подвижной щеки; b - длина распорной плиты и r - эксцентриситет кривошипного вала.
Отличие предлагаемого устройства от известного состоит в том, что в механизме качания подвижной щеки длины эксцентриситета кривошипного вала, подвижной щеки, распорной плиты и стойки связаны соотношением
, где а - длина стойки; ℓ- длина подвижной щеки; b - длина распорной плиты и r - эксцентриситет кривошипного вала.
Технический результат, который получается от использования изобретения, заключается в том, что при работе щековой дробилки не расходуется энергия на растяжение пружины, так как ее функция, заключающаяся в обеспечении постоянного прижатия подвижной щеки к распорной плите, обеспечивается предлагаемым соотношением длин звеньев кинематической цепи механизма качания щеки (обоснование обеспечения выполняемой функции см. приложение).
На чертеже изображена щековая дробилка.
Дробилка состоит из корпуса 1, в котором крепится эксцентриковый кривошипный вал 2, шарнирно соединенный с шатуном 3, выполненным заодно с подвижной щекой. К шатуну 3 в нижней его части шарнирно крепится распорная плита (коромысло) 4, другим концом шарнирно соединенная с корпусом 1. К корпусу 1 также крепится неподвижная щека 5. В верхней части корпуса 1 имеется загрузочное окно 6, а в нижней - разгрузочное окно 7.
Дробилка работает следующим образом. При вращении эксцентрикового кривошипного вала 2 движение от него передается подвижной щеке 3. Дробимый материал поступает через загрузочное окно 6 в камеру дробления, образованную подвижной и неподвижной щеками 3 и 5. Готовый продукт удаляется через разгрузочное окно 7.
Таким образом, использование предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом позволяет отказаться от использования замыкающего механизма с пружиной и уменьшает расход энергии в процессе работы щековой дробилки.
Определение условия постоянного контакта между шатуном и коромыслом кривошипно-коромыслового механизма
Для определения условия нарушения контакта шатуна с коромыслом примем, что в некотором положении механизма палец коромысла находится в контакте с обоймой шатуна в т.В (рисунок 1).
ТС
В
Под действием силы технологического сопротивления Р возникает сила реакции R, действующая вдоль оси коромысла, которую можно разложить на две составляющие: нормальную  действующую перпендикулярно оси шатуна, и тангенциальную  направленную вдоль оси шатуна. За счет действия тангенциальной составляющей силы реакции палец коромысла прижимается к внутренней поверхности обоймы шатуна, и она равна:
Из анализа уравнения (1) видно, что перебег зазора в шарнире шатун - коромысло происходит в том случае, когда величина проекция реакции проходит через ноль. Условием перехода величины реакции через ноль является переход через ноль cosφ, что удовлетворяется при , где k - любое целое число. Следовательно, перебег зазора в шарнире шатун - коромысло происходит, когда угол между шатуном и коромыслом прямой.
Таким образом, следует не допускать возникновения прямого угла между этими звеньями.
Это условие выполняется при следующем соотношении размеров элементов механизма.
Задачу можно решать относительно длины любого звена механизма, однако размеры эксцентриситета кривошипного вала, подвижной щеки (шатуна) и коромысла определяются технологическими параметрами дробилки, поэтому следует определять удовлетворяющему этому условию длину стойки.
Рассмотрим кривошипно-коромысловый механизм 0АВС с длинами звеньев: r - эксцентриситет кривошипного вала; ℓ - длина подвижной щеки (шатун); а - длина стойки и b - длина распорной плиты (коромысло) (рисунок 2).
Пусть в верхнем крайнем положении механизма (0А'В'С) шатун и коромысло образуют прямой угол 0 В'С. В этом случае выполняется равенство:
Для выполнения условия недопущения возникновения прямого угла между шатуном и коромыслом длина стойки должна удовлетворять следующему условию:
при этом выполняется условие проворачиваемости кривошипно-коромыслового механизма по правилу Грасгофа [1].
Например, если длина соответственно эксцентриситета кривошипного вала 20 мм, шатуна - 1670 мм и коромысла - 1300 мм, то длина стойки для выполнения условия недопущения возникновения прямого угла между шатуном и коромыслом должна быть не более 2100 мм.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Теория механизмов / Под ред. Гавриленко В.А. - М.: Высшая школа, 1973. - 511 с.