КОНУСНАЯ ДРОБИЛКА С ВИНТОВЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ
CONICAL CRUSHER WITH HELICAL OSCILLATIONS

Изобретение относится к дробилкам мелкого дробления и может быть наиболее широко использовано в металлургической промышленности для производства мелкодисперсных порошков из ферросплавов, имеющих прочность более 2000 МПа.
Известные конусные дробилки с эксцентриковым приводом уже в течение 130 лет не подвергались радикальной реконструкции, поэтому их степень дробления по-прежнему не превышает 5, а перерабатываемый материал не должен иметь прочность выше 300 МПа, что ограничивает их применение. Кроме того, их конструкция остается сложной в изготовлении и в системе смазки.
Такие же сложности в конструкции и смазке характерны для инерционных конусных дробилок, однако технологические параметры в них существенно выше.
Известна конусная дробилка (А.С. СССР № 1768278, опубликована 15.10.92), содержащая корпус с упруго опертым на него внутренним конусом, вал которого снабжен виброприводом для обеспечения колебаний внутреннего конуса в горизонтальном и вертикальном направлениях. Данная дробилка отличается высокой степенью дробления при низкой надежности. В этой связи она не нашла применения в металлургической промышленности.
Известна также конусная вибрационная дробилка (патент РФ № 2257266, B02C 19/16, опубликован 17.02.04, БИ № 21), содержащая корпус, на котором размещены симметрично расположенные вибраторы, вращающиеся синхронно и синфазно, и подвижный внутренний конус, упруго связанный с наружным конусом. Имея высокую степень дробления, дробилка отличается сложной конструкцией и низкой надежностью, что ограничивает ее применение в производстве мелкодисперсных порошков из ферросплавов.
Известна принимаемая за прототип конусная вибрационная дробилка со скрещивающимися осями вибровозбудителей (патент РФ № 2292241, B02C 19/16, опубликованный 05.06.07, БИ № 3), содержащая упруго установленный на опору наружный корпус с приводными противофазно самосинхронизированными вибраторами, в котором соосно, с помощью сайлент-блока, установлен подвижный внутренний конус, отличающаяся тем, что оси вращения вибраторов установлены под номинальным углом β в противоположных направлениях по отношению к горизонту.
Недостатком прототипа является неустойчивость работы из-за срывов самосинхронизации вибраторов, положение которых теоретически не обосновано, что приводит к снижению надежности работы дробилки.
Задачей настоящего изобретения является создание дробилки с повышенной надежностью работы за счет обеспечения стабильной самосинхронизации вибраторов со скрещивающимися осями, которая гарантируется в случае выполнения неравенства, являющегося предметом данного изобретения.
Технический результат достигается тем, что в конусной дробилке с винтовыми колебаниями, содержащей упруго установленный на опору наружный конус, несущий дебалансные вибраторы и упруго связанный с внутренним подвижным конусом, оси вращения вибраторов установлены под углом β в противоположных направлениях по отношению к горизонтальной плоскости, при этом стабильность синхронно-синфазного вращения вибраторов обеспечивается при удовлетворении условию
,
1
2
в
1
2
2
2
где m, m - соответственно массы корпуса и внутреннего конуса, кг; m - масса вибратора, кг; β - угол наклона осей вибраторов к горизонтальной плоскости; b - расстояние от вертикальной оси симметрии дробилки до оси вращения вибратора, м; I и I - центральные моменты инерции корпуса и конуса, кг·м; I - эквивалентный центральный момент инерции несущей системы, кг·м. Дробилка, реализующая заявленные признаки, показана в продольном разрезе на чертеже.
Дробилка содержит опертый на опору 1 через пружины 2 корпус 3, несущий два самосинхронизированных вибратора 4 и сопряженный резьбой с наружным конусом 5. Внутри последнего размещен внутренний конус 6, подвешенный к корпусу 3 с помощью пружин сайлент-блока 7. Размеры узлов машины, их моменты инерции и массы выбраны на основании теоретических исследований таким образом, что условию устойчивой самосинхронизации удовлетворяет зависимость
,
1
2
в
1
2
2
2
где m, m - соответственно массы корпуса и внутреннего конуса, кг; m - масса вибратора, кг; β - угол наклона осей вибраторов к горизонтальной плоскости; b - расстояние от вертикальной оси симметрии дробилки до оси вращения вибратора, м; I и I - центральные моменты инерции корпуса и конуса, кг·м; I - эквивалентный центральный момент инерции несущей системы, кг·м.
Конусная дробилка приводится в движение от двух самосинхронизирующихся вибраторов, возмущающее усилие которых вызывает встречные продольно-крутильные (винтовые) колебания корпуса 3 и конуса 6 с частотой, равной частоте вращения вибраторов.
Загружаемый сверху материал (ферросплав) направляется в камеру дробления. При сближении и повороте конусов происходит измельчение продукта, а при их отходе - разгрузка.
Таким образом, данная дробилка отличается повышенной надежностью работы за счет обеспечения стабильной самосинхронизации вибраторов.