Вибрационная конусная дробилка

Полезная модель относится к устройствам для дробления твердых материалов, а именно к инерционным конусным дробилкам с вертикальной осью, и может быть широко использована в горнорудной, металлургической и строительной отраслях промышленности.
Одним из направлений в области разработки дробильной техники является создание устройств с инерционным приводом, позволяющим интенсифицировать процесс дробления материалов. К дробилкам с инерционным приводом относятся конусные инерционные дробилки КИД. Основное достоинство конусных инерционных дробилок - высокая степень дробления (до 16 и выше). Такая степень дробления достигается за счет повышенных скоростных режимов и динамического воздействия дробящего конуса на материал, что приводит к внутрислойному дроблению материалов с высоким содержанием мелких классов (шламов).
Из уровня техники известны дробилки, в которых дробящее тело - конус, совершает вместе с корпусом встречные колебания вдоль продольной оси. Так, известна Вибрационная дробилка (АС СССР 1733099, опубл. 15.05.1992 г.). Упругосвязанные наружное дробящее тело (корпус) и внутреннее дробящее тело (конус) снабжены вибровозбудителями антифазных колебаний по вертикали. Вибрационная дробилка снабжена расположенной под конусом решеткой взаимовложенных продольных колосников, из которых четные по порядку прикреплены к наружному дробящему телу, а нечетные - к внутреннему конусу. В конструкцию дробилки входит грохот, отсеивающий мелкую фракцию (шламы), что является достоинством машины. Однако двухмассная конструкция дробилки не позволяет уменьшить инерционные нагрузки на привод и фундамент.
Известна конусная вибрационная дробилка по патенту РФ №2257266, опубл. 27.07. 2005, принятая в качестве прототипа. Дробилка содержит корпус с верхним загрузочным отверстием, внутренним конусом и фланцем и установленное внутри дробящее тело с конусом и фланцем, опертым через пружины на опору. На фланце дробящего тела с двух его сторон установлены верхние и нижние пружины, смонтированные между нижним и верхним фланцами корпуса с наружным конусом (корпусом). Между рабочими поверхностями конусов имеется кольцевой щелевой зазор (камера дробления) с разгрузочным кольцевым отверстием. На наружной поверхности корпуса установлены синхронизированные для противофазного вращения вибраторы. Станина и внутренний конус образуют двухмассную резонансную систему и не обеспечивают снижение инерционных нагрузок на привод. В дробилке конус и корпус совершают встречные колебания по вертикали, характеризующиеся ускорениями, которые меняются от нуля до максимальных значений. Это приводит к знакопеременным нагрузкам на привод, его подшипники и опорную площадку (фундамент). Эти нагрузки вызывают появление усталостных трещин в металле и выход из строя привода, подшипников, опорных пружин и фундамента.
В основу полезной модели поставлена задача расширения арсенала средств и создание новой конусной дробилки с улучшенными характеристиками. Достигаемый технический результат - повышение надежности конструкции за счет снижения динамических нагрузок на подшипники вибровозбудителей, что повысит их долговечность, а также уменьшение воздействия неуравновешенных сил на фундамент.
Поставленная задача решается тем, что вибрационная конусная дробилка имеет в своем составе корпус с верхним загрузочным отверстием, внутренним конусом и фланцем и имеет установленное внутри дробящее тело с конусом, при этом между рабочими поверхностями конусов имеется кольцевой щелевой зазор с нижним кольцевым разгрузочным отверстием. Дробилка также снабжена дебалансными вибраторами и ярусно установленными пружинами. От прототипа дробилка отличается тем, что дробящее тело снизу снабжено диском, присоединенным к конусу посредством осевого стержня, на периферийной части диска размещены верхние дебалансные вибраторы, а ближе к центру под кольцевым разгрузочным отверстием выполнены сквозные отверстия, распределенные по окружности. Под диском дробящего тела установлена платформа, в которой на периферийной части размещены нижние дебалансные вибраторы, а ближе к центру под отверстиями диска дробящего тела выполнены сквозные отверстия, также распределенные по окружности. Пружины установлены тремя ярусами, при этом пружины нижнего яруса предназначены для установки на опору дробилки, диск дробящего тела установлен на платформе посредством пружин среднего яруса, а корпус своим фланцем установлен на диске дробящего тела посредством пружин верхнего яруса.
В предпочтительном варианте исполнения на нижнем торце конуса дробящего тела установлен кольцевой направляющий фартук, имеющий форму сужающегося книзу конуса. Также в центральной части диска дробящего тела на его нижнем торце может быть установлен кольцевой направляющий фартук, имеющий форму сужающегося книзу конуса. Фартуки могут быть установлены и на нижнем торце конуса дробящего тела, и на диске дробящего тела.
Для того чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности полезной модели, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант его реализации.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых представлено: Фиг. 1 - продольное сечение вибрационной конусной дробилки, Фиг. 2 - сечение А-А, Фиг. 3 - поперечное сечение диска дробящего тела по Б-Б, Фиг. 4 - поперечное сечение платформы по В-В.
Вибрационная дробилка имеет корпус 1 с верхним загрузочным отверстием 2, внутренним конусом 3 и фланцем 4. Дробящее тело имеет конус 5, к которому снизу при помощи осевого стержня 6 прикреплен диск 7. Между рабочими поверхностями конусов имеется кольцевой щелевой зазор 8 (камера дробления) с кольцевым разгрузочным отверстием 9. На нижнем торце конуса 5 установлен кольцевой направляющий фартук 10, имеющий форму сужающегося книзу конуса. В диске 7, на его периферийной части, размещены верхние дебалансные вибраторы 11. В диске 7 ближе к центру, под кольцевым разгрузочным отверстием 9, выполнены сквозные отверстия 12, распределенные по окружности и предназначенные для прохождения дробленого материала. В центральной части диска 7 на нижнем торце имеется кольцевой направляющий фартук 13, выполненный аналогично фартуку 10. Под диском 7 установлена платформа 14, в которой на периферийной части размещены нижние дебалансные вибраторы 15, а ближе к центру, непосредственно под отверстиям 12, выполнены сквозные отверстия 16, также расположенные по окружности и предназначенные для прохождения дробленого материала. Платформа 14 устанавливается на опоре 17 посредством пружин 18 нижнего яруса. Диск 7 дробящего тела установлен на платформе 14 посредством пружин 19 среднего яруса, а корпус 1 своим фланцем 4 установлен на диске 7 посредством пружин 20 верхнего яруса.
Дробилка работает следующим образом. В рабочем режиме одинаковые дебалансные вибраторы вращаются синхронно с одинаковой частотой и в одной фазе, что определяют строго вертикальные встречные колебания корпуса 1 и конуса 5. Материал, поступающий через загрузочное отверстие 2 в камеру дробления, разрушается при встречных колебаниях корпуса 1 и конуса 5 и в измельченном состоянии разгружается через разгрузочное отверстие 9 при обратном ходе корпуса 1 и конуса 5. Дробленый материал выгружается через отверстия 12 и 16. Фартуки 10 и 13 направляют материал соответственно к отверстиям.
К двухмассной системе упруго через пружины присоединяется третья масса - платформа 14. Таким образом образуется новая по сравнению с прототипом трехмассная конструкция дробилки.
Расчет трехмассной системы позволил определить соотношение массы платформы 14 и жесткости пружин, при котором обеспечивается виброгашение колебаний системы.
Использование эффекта виброгашения позволяет практически полностью изолировать опору от неуравновешенных динамических сил и значительно снизить динамические нагрузки в подшипниках вибровозбудителей (вибраторов).
Гашение колебаний платформы обеспечивает надежность работы и изоляцию опоры от вибрационных нагрузок.
Дробилку предполагается использовать на фабриках, перерабатывающих руды редких, цветных и черных металлов, где недопустимо переизмельчение продукта.