Конусная инерционная дробилка
Предложена конусная инерционная дробилка, способная работать либо со степенью дробления 5, как традиционные конусные дробилки, либо как шаровая мельница, заменяя одновременно дробилку и мельницу. Это стало возможным благодаря повышенной нагрузочной способности подшипника приводных дебалансов, которые получили средства легкой и быстрой механической регулировки для требуемого режима.
Такая конусная инерционная дробилка, содержащая корпус с наружным конусом и сферической опорой для внутреннего конуса с валом, на котором с помощью подшипниковой втулки смонтированы три дебаланса, средний из которых установлен с возможностью кругового поворота и фиксации относительно других грузов и втулки, которая снабжена шарнирным приводным валом и средством для подачи смазки в подшипник, отличается тем, что средства поворота среднего дебаланса выполнены в виде жестко закрепленного на нем зубчатого колеса, сопряженного с зубчатой шестерней, смонтированной на неподвижном дебалансе, с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом шарнирный приводной вал дебалансов выполнен в качестве средства для подачи смазки в их подшипниковую втулку.
Полезная модель относится к конусным дробилкам для мелкого дробления, а точнее к инерционным конусным дробилкам с виброприводом. Она может быть наиболее широко использована в горнорудной промышленности и в производстве стройматериалов.
Конусные дробилки с кинематическим эксцентриковым приводом имеют степень дробления около 5, а инерционные конусные дробилки, снабженные динамическим виброприводом при степени дробления 25 способны заменять несколько стадий дробления и измельчения. Однако надежность инерционных дробилок из-за неэффективной подачи смазки в высоконагруженный подшипник вибратора остается низкой, поэтому востребованность в этих машинах еще мала.
Известна конусная инерционная дробилка (патент США 
4592517 от 03.06.1986 г.), содержащая корпус с наружным конусом и сферической опорой для внутреннего конуса с валом и размещенным на нем с помощью подшипника дебалансным вибратором, которые шарнирно подвешены к корпусу сферической опоры внутреннего конуса. Подача смазки в подшипник дебаланса осуществляется через корпус в полость, образованную сферической опорой и подшипником дебаланса, то есть сразу на три подшипниковые поверхности. Поэтому вращающийся подшипник дебаланса постоянно получает малую долю смазки, тем более, что она подается, преодолевая центробежные силы от вращения подшипника. Регулировка массы неуравновешенной части дебаланса для настройки дробилки осуществляется вручную заменой его фрагментов, что трудоемко и занимает несколько часов. Недостатки дробилки: низкая надежность и степень дробления, не превышающая 10.
Известна также конусная инерционная дробилка (патент США 4073446 от 14.02.1978 г.), содержащая корпус с наружным конусом и сферической опорой для внутреннего конуса с валом, на котором с помощью подшипника размещен дебалансный вибратор, соединенный с двигателем посредством шарнирных валов. В этой дробилке подача смазки в подшипник вибратора осуществляется через сферическую опору внутреннего конуса и далее через тело упомянутого конуса и его вал. Однако на подшипнике сферической опоры, как и в предыдущем аналоге, расходуется значительная доля смазки, что приводит к снижению работоспособности подшипника дебаланса и степени дробления. Регулировка степени дробления так же трудоемка и занимает много времени, как и в предыдущем аналоге.
Известна принимаемая за прототип конусная инерционная дробилка (патент Франции 2467017 от 14.08.1981 г.), содержащая корпус с наружным конусом и сферической опорой для внутреннего конуса с валом, на котором с помощью подшипника размещен дебалансный вибратор, соединенный с приводом с помощью шарнирного вала и состоящий из трех грузов, средний из которых имеет возможность кругового поворота и фиксации относительно крайних грузов и втулки, при этом подшипниковая втулка снабжена средствами подачи в нее смазки.
Подача смазки в подшипник дебаланса осуществляется как в предыдущем аналоге и также отличается низкой надежностью. Регулировка статического момента дебаланса здесь проще, чем в предыдущем аналоге, так как вместо замены грузов она осуществляется поворотом одного из них. Однако на больших дробилках снять фиксацию и повернуть груз вручную невозможно.
Таким образом, для всех аналогов сохраняются общие недостатки.
Задача настоящей полезной модели - повышение технологических показателей дробилки путем увеличения нагрузочных возможностей подшипника дебаланса.
Другой задачей настоящей полезной модели является упрощение регулировки дробящей силы на требуемую степень дробления конкретного материала.
Эти и другие задачи настоящей полезной модели реализуются в конусной инерционной дробилке, содержащей корпус с наружным конусом и сферической опорой для внутреннего конуса с валом, на котором с помощью подшипниковой втулки смонтированы три дебаланса, средний из которых установлен с возможностью кругового поворота и фиксации относительно других грузов и втулки, которая снабжена шарнирным приводным валом и средством для подачи смазки в подшипник, в которой в соответствии с настоящим изобретением средства поворота среднего дебаланса выполнены в виде жестко закрепленного на нем зубчатого колеса, сопряженного с зубчатой шестерней, смонтированной на неподвижном дебалансе, с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом шарнирный приводной вал дебалансов выполнен в качестве средства для подачи смазки в их подшипниковую втулку.
В соответствии с отличительными признаками подшипник заявляемой дробилки получает необходимое количество смазки, чтобы увеличить развиваемую дебалансом центробежную силу почти в два раза по сравнению с аналогами при обеспечении надежности. При этом регулировку дробящей силы можно осуществлять поворотом ключа в течение нескольких минут, что исключает использование гидромеханизмов или грузоподъемного крана для дробилок с производительностью более 100 т/ч.
На рис.1. показан продольный разрез предлагаемой конусной инерционной дробилки, которая содержит установленный на опору 1 через амортизаторы 2 корпус 3 с сопряженным с ним резьбой 4 наружным конусом 5 и сферической опорой 6 для внутреннего конуса 7 с валом 8, на котором с помощью подшипниковой втулки 9 смонтированы три дебаланса: верхний 10, средний 11 и нижний 12. Дебалансы 10 и 12 жестко закреплены на подшипниковой втулке 9 и имеют одинаковые статические моменты, в сумме равные моменту среднего дебаланса 11, который закреплен на втулке 9 с возможностью кругового поворота и фиксации относительно втулки 9 и дебалансов 10 и 12. На дебалансе 11 соосно и жестко закреплено зубчатое колесо 13, которое входит в зацепление с шестерней 14, смонтированной с возможностью вращения и фиксации с помощью стопора 15 на дебалансе 12. Втулка 9 соединена посредством шарнирного приводного вала 16 с двигателем 17 через промежуточный вал 18 и клиноременную передачу 19.
Шарнирный приводной вал 16 имеет осевое отверстие 20 для подачи смазки в подшипниковую втулку 9. В это отверстие 20 смазка попадает через промежуточный вал 18 и корпус 3.
Дробилка работает следующим образом.
От двигателя 17 через клиноременную передачу 19, промежуточный вал 18 и шарнирный вал 16 вращение передается подшипниковой втулке 9 с дебалансами 10, 11 и 12, которые, развивая центробежную силу, заставляют внутренний конус 7 совершать гирационное движение на сферической опоре 6. Материал, поступающий в дробящую полость, образованную конусами 5 и 7, подвергается измельчению при обкатке конуса 7 по его слою. Ограничителем амплитуды внутреннего конуса 7 является только сила сопротивления слоя, то есть величина деформации слоя. Центробежная сила дебалансов регулируется изменением положения общего центра тяжести неуравновешенных частей дебалансов 10, 11 и 12 относительно оси вала 8. Поворот среднего дебаланса 11 относительно дебалансов 10 и 12 позволяет приближать или удалять центр тяжести от оси вала 8. Если дебаланс 11 имеет статический момент, равный сумме статических моментов дебалансов 10 и 12, то при его повороте на 180° центробежная сила будет равна нулю и внутренний конус 7 останется неподвижным. Вращение шестерни 14 заставляет зубчатое колесо 13 вместе с дебалансом 11 поворачиваться на заданный угол. Затем шестерня фиксируется стопором 15 относительно неподвижного дебаланса 12, тем самым фиксируя установленное положение дебаланса 11. Если центры тяжести дебалансов находятся в одной вертикальной плоскости, то можно измельчать материал до порошка, а если их развести на 90°, то можно из того же материала получать щебень.
Смазка в подшипниковую втулку 9 дебалансов подается через отверстия 20 шарнирного приводного вала 16. Давление смазки, направленное на дно втулки 9, заставляет ее стабильно прижиматься к верхнему шарниру вала 16 и исключает ее вертикальные прыжки от вертикальной составляющей центробежной силы. Это исключает утечки смазки через шарниры вала 16. Вращение втулки 9 способствует затягиванию смазки на подшипниковую поверхность между телом втулки 9 и валом 7, что обеспечивает надежность смазки подшипника даже при максимальной центробежной силе дебалансов.
Таким образом, конусная инерционная дробилка заявляемой конструкции может выполнять функцию мельницы (например, производство цемента) или функцию дробилки (например, производство дорожного щебня). Причем переход от одного режима к другому осуществляется за несколько минут в соответствии с заявленными отличительными признаками.
Конусная инерционная дробилка, содержащая корпус с наружным конусом и сферической опорой для внутреннего конуса с валом, на котором с помощью подшипниковой втулки смонтированы три дебаланса, средний из которых установлен с возможностью кругового поворота и фиксации относительно других грузов и втулки, которая снабжена шарнирным приводным валом и средством для подачи смазки в подшипник, отличающаяся тем, что средства поворота среднего дебаланса выполнены в виде жестко закрепленного на нем зубчатого колеса, сопряженного с зубчатой шестерней, смонтированной на неподвижном дебалансе, с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом шарнирный приводной вал дебалансов выполнен в качестве средства для подачи смазки в их подшипниковую втулку.
