CH633201A5

CH633201A5 - Oscillation apparatus, in particular for vibratory screens

Info

Publication number: CH633201A5
Application number: CH614478A
Authority: CH
Inventors: Jakhin Boas Popper
Original assignee: Popper Eng Ltd
Priority date: 1977-06-06
Filing date: 1978-06-05
Publication date: 1982-11-30
Also published as: AU3665878A; DE2824550A1; AU517382B2; ZA783108B; CA1091178A; GB1604297A; IL52250A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwingungsvorrichtung insbesondere für Rüttelsiebe. The invention relates to a vibration device, in particular for vibrating screens.

Es sind schon viele Rüttelsiebe und Schwingtröge bekannt, von denen zwei Beispiele aus den US-Patentschriften 3 180 158 und 3 348 664 hervorgehen. Herkömmliche Vibrationsanlagen dieser Art haben jedoch eine Reihe von Nachteilen. Zunächst erfordert der Betrieb derartiger Anlagen oder Vorrichtungen häufig die Übertragung von Schwingungen auf die Umgebung der Vorrichtung, was oft zu Störungen und auch zu Konstruktionsschwierigkeiten führt und Beschränkungen hinsichtlich der Umgebung der Vorrichtung mit sich bringt. Diese Schwierigkeit kann manchmal nur mit hohen Kosten vermieden werden, wenn man eine derartige Vorrichtung auf sehr weichen Federn anbringt. Als Alternativlösung kann eine derartige Vorrichtung auch auf einem verhältnismässig schweren Fundament oder dynamischen Dämpfern angebracht werden, z.B. auf federnd abgestützten Hilfsmassen, die auf die Schwingungsfrequenz der im Betrieb erzeugten Schwingungen eingestellt sind. Many vibrating screens and vibrating troughs are already known, two examples of which can be found in US Pat. Nos. 3,180,158 and 3,348,664. Conventional vibration systems of this type, however, have a number of disadvantages. First of all, the operation of such systems or devices often requires the transmission of vibrations to the surroundings of the device, which often leads to faults and also to construction difficulties and places restrictions on the surroundings of the device. This difficulty can sometimes only be avoided at high cost if such a device is installed on very soft springs. As an alternative solution, such a device can also be attached to a relatively heavy foundation or dynamic dampers, e.g. on spring-loaded auxiliary masses that are set to the oscillation frequency of the vibrations generated during operation.

Schwierigkeiten ergeben sich auch im Zusammenhang mit dem Antrieb derartiger Schwingungsvorrichtungen, der Hochleistungslager für die Kraftübertragung und Halterungen erfordert, die grossen Lasten standhalten können. Ein Problem ist auch das Dämpfen der Schwingungen unter grossen Lasten. Besonders wünschenswert ist es, wenn Frequenz und Amplitude der Schwingungen als Funktion der Last innerhalb der Bemessungsgrenzen nicht stark schwanken und wenn diese Bemessungsgrenzen soweit wie möglich gewählt sind. Da die meisten derartigen Schwingungsvorrichtungen ausserdem auf verhältnismässig starken und steifen Federn abgestützt sind, z.B. auf verhältnismässig teuren Schraubenfedern oder einer grossen Anzahl von Blattfedern, erhöhen sich die Kosten derartiger Vorrichtungen noch beträchtlich. Difficulties also arise in connection with the drive of such vibration devices, which requires high-performance bearings for power transmission and brackets that can withstand heavy loads. Another problem is the damping of vibrations under heavy loads. It is particularly desirable if the frequency and amplitude of the vibrations as a function of the load do not fluctuate significantly within the design limits and if these design limits are chosen as far as possible. Furthermore, since most of such vibrating devices are supported on relatively strong and stiff springs, e.g. on relatively expensive coil springs or a large number of leaf springs, the cost of such devices increases considerably.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schwingungsvorrichtung der genannten Art so weiter zu entwickeln, dass sie unter Vermeidung der genannten Nachteile mit geringerem Aufwand betriebssicher arbeiten kann. The object of the invention is to further develop a vibration device of the type mentioned so that it can operate reliably with less effort while avoiding the disadvantages mentioned.

Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird eine Schwingungsvorrichtung geschaffen, die gekennzeichnet ist durch einen Grundrahmen oder ein Fundament, einen Schwingungserreger, eine erste Federeinrichtung, die den Schwingungserreger mit dem Grundrahmen oder dem Fundament verbindet, eine Schwingfläche, eine zweite Federeinrichtung, die die Schwingfläche mit dem Schwingungserreger verbindet, und eine dritte Federeinrichtung, die die Schwingfläche mit dem Grundrahmen oder dem Fundament verbindet. To achieve the object on which the invention is based, a vibration device is created which is characterized by a base frame or a foundation, a vibration exciter, a first spring device which connects the vibration exciter to the base frame or the foundation, an oscillating surface, a second spring device which the Vibration surface connects to the vibration exciter, and a third spring device that connects the vibration surface to the base frame or the foundation.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen verschiedener Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: The invention is explained in more detail below with the aid of schematic drawings of various exemplary embodiments. The drawings show:

Fig. 1 einen Schwingtrog bzw. Rütteltisch gemäss einem Ausführungsbeispiel; 1 shows a vibrating trough or vibrating table according to an embodiment;

Fig. 2 einen Schwingtrog bzw. Rütteltisch gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel; 2 shows a vibrating trough or vibrating table according to a further exemplary embodiment;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Klassiervorrichtung gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel; 3 shows a side view of a classification device according to a further exemplary embodiment;

Fig. 4 eine Teilansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 3, in der die Anordnimg von zwei Klassierflächen im Verhältnis zueinander und deren Ausgänge dargestellt sind. FIG. 4 shows a partial view of the device according to FIG. 3, in which the arrangement of two classification surfaces in relation to one another and the outputs thereof are shown.

In Fig. 1 ist ein Rütteltisch oder Schwingtrog schematisch dargestellt, der eine Unterlage bzw. ein Fundament 10 sowie einen mit dem Fundament 10 über eine Federeinrichtung 14 verbundenen Trog 12 aufweist. Mit dem Trog 12 ist ein Schwingungserreger 16, der üblicherweise einen oder mehrere Antriebsmotoren 18, die jeweils eine Masse oder Unwucht 19 in exzentrischer Bewegung antreiben, sowie ein Stützglied 20 aufweist, an dem die Motoren befestigt sind, In Fig. 1, a vibrating table or vibrating trough is shown schematically, which has a base or a foundation 10 and a trough 12 connected to the foundation 10 via a spring device 14. With the trough 12 is a vibration exciter 16, which usually has one or more drive motors 18, each of which drives a mass or imbalance 19 in eccentric motion, and a support member 20 to which the motors are attached,

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

633 201 633 201

über eine Federeinrichtung 22 verbunden. Der Schwingungserreger 16 ist auch mit dem Fundament 10 verbunden, und zwar mit Hilfe einer Federeinrichtung 24. Es sei daraufhingewiesen, dass die Federeinrichtungen 14, 22 und 24 jeweils eine beliebige Anzahl von Federn aufweisen können, die gemeinsam die weiter unten im einzelnen beschriebenen Betriebsmerkmale haben. connected via a spring device 22. The vibration exciter 16 is also connected to the foundation 10 by means of a spring device 24. It should be noted that the spring devices 14, 22 and 24 can each have any number of springs, which together have the operating features described in detail below .

Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die Federeinrichtung 22 eine Federkonstante kj hat, die Federeinrichtung 14 eine Federkonstante k2 und die Federeinrichtung 24 eine Federkonstante k0. For the purposes of the present description, it is assumed that the spring device 22 has a spring constant kj, the spring device 14 has a spring constant k2 and the spring device 24 has a spring constant k0.

Die Bedingung, dass im wesentlichen keine Schwingungskräfte auf die Unterlage bzw. das Fundament übertragen werden, wird eingehalten, wenn wobei WB = Gesamtgewicht des Schwingungserregers 16 einschliesslich des Stützgliedes 20, der Antriebsmotoren 18 und der Unwuchten 19. The condition that essentially no vibration forces are transmitted to the base or the foundation is met if WB = total weight of the vibration exciter 16 including the support member 20, the drive motors 18 and the unbalances 19.

Der Wert s bestimmt auch die Amplitudenänderung des 5 Troges als Funktion der Zunahme der Belastung des Troges. The value s also determines the change in amplitude of the trough as a function of the increase in the load on the trough.

Die Zunahme der Amplitude Aj erfolgt nach folgender Gleichung: The amplitude Aj increases according to the following equation:

1 - 1 -

'0 '0

wobei n = — A where n = - A

(2) (2)

wobei a = die Schwingungsamplitude des Schwingungserregers 16 und A = die Schwingungsamplitude des Troges 12 ist. Um den gewünschten Wert für r| zu erhalten, wird Kj nach folgender Gleichung festgelegt: where a = the vibration amplitude of the vibration exciter 16 and A = the vibration amplitude of the trough 12. To get the desired value for r | Kj is determined according to the following equation:

£ - k Ó 2 £ - k Ó 2

kl = " i kl = "i

1 + r\ 1 + r \

wobei W = das Nenngewicht des Troges und c g x 900 where W = the nominal weight of the trough and c g x 900

2 2nd

tc * n tc * n

) )

(4) (4)

wobei g die Schwerkraftbeschleunigung der Erde und n die Drehgeschwindigkeit der Antriebsmotoren 18, ausgedrückt in Umdrehungen pro Minute, ist. where g is the gravitational acceleration of the earth and n is the rotational speed of the drive motors 18, expressed in revolutions per minute.

Als Antriebsmotoren 18 können gewöhnliche Motoren verwendet werden, die mit verhältnismässig kleinen Un- 45 wuchten verbunden sind. Ordinary motors can be used as the drive motors 18, which are connected with relatively small imbalances.

Das gesamte statische Moment der Massen bzw. Unwuchten 19 bestimmt die Amplitude des Troges gemäss folgender Gleichung: The total static moment of the masses or imbalances 19 determines the amplitude of the trough according to the following equation:

XWr-ASKj (I-eli) XWr-ASKj (I-eli)

wobei T] die Verschiebung des Schwerpunktes des Gewichts aus der Drehachse desselben ist. where T] is the shift of the center of gravity of the weight from its axis of rotation.

Solange sr| kleiner ist als 1, können verhältnismässig klei- J5 nere Gewichte verwendet werden, so dass Standardmotoren mit den üblichen Lagern verwendbar sind. As long as sr | is smaller than 1, relatively smaller weights can be used, so that standard motors with the usual bearings can be used.

Da t| nicht Null ist, schwingt das Stützglied 20 mit einer Amplitude a, die nicht Null ist, so dass im Fall der Verwendung von mehr als einem Motor, die Motoren synchronisiert 60 werden und eine verhältnismässig einfache Antriebsvorrichtung geschaffen ist. Since t | is not zero, the support member 20 vibrates with an amplitude a that is not zero, so that in the case of using more than one motor, the motors are synchronized 60 and a relatively simple drive device is created.

Der Wert e ist durch folgende Gleichung bestimmt: The value e is determined by the following equation:

W W

B B

" k. "k.

£ = £ =

Fig. 2 zeigt einen Schwingtrog, der gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung konstruiert ist 25 und arbeitet. Er weist eine Unterlage bzw. ein Fundament 40 auf, mit dem ein Trog 42 über eine Blattfeder 44 mit einer Federkonstante k2 verbunden ist. Mit dem Trog 42 ist ein Schwingungserreger 46, der einen oder zwei elektrische Antriebsmotoren 48 aufweist, denen Unwuchten 50 zugeordnet 30 und die auf einer Stützplatte bzw. einem Stützglied 52 angebracht sind, über zwei rechtwinklig ausgerichtete Federn 54 ( 3 ) mit einer Federkonstante kj verbunden, die nachfolgend als Kappa-Federn bezeichnet werden. Kappa-Federn gehen im einzelnen hervor aus der deutschen Offenlegungsschrift 35 2 721 399. FIG. 2 shows a vibrating trough which is constructed and operates in accordance with a preferred exemplary embodiment of the invention. It has a base or foundation 40 with which a trough 42 is connected to a spring constant k2 via a leaf spring 44. With the trough 42, a vibration exciter 46, which has one or two electric drive motors 48, to which imbalances 50 are assigned 30 and which are mounted on a support plate or a support member 52, is connected to a spring constant kj by means of two springs 54 (FIG. 3) oriented at right angles hereinafter referred to as kappa feathers. Kappa springs are described in detail in German Offenlegungsschrift 35 2 721 399.

Der Schwingungserreger 46 ist auch über eine Blattfeder 58, deren Federkonstante k0 ist, mit dem Fundament 40 verbunden. The vibration exciter 46 is also connected to the foundation 40 via a leaf spring 58, the spring constant of which is k0.

In der Praxis ist es wünschenswert, die Federkonstanten 40 k0 und k2 verhältnismässig klein zu halten, so dass eine mögliche Abweichung von der in der obengenannten Gleichung 1 festgelegten Gleichheit nicht zu grossen Kräften führt. Aus den Gleichungen 3 und 7 ergibt sich, dass die Federkonstante k! verhältnismässig gross sein muss. Deshalb ist es wünschenswert, für diesen Zweck die genannten Kappa-Federn zu benutzen, um den Trog und den Schwingungserreger wirksam und mit einem Minimum an teuren Federn abzustützen. In practice, it is desirable to keep the spring constants 40 k0 and k2 relatively small so that a possible deviation from the equality specified in equation 1 above does not lead to large forces. From equations 3 and 7 it follows that the spring constant k! must be relatively large. It is therefore desirable to use the above-mentioned kappa springs for this purpose in order to support the trough and the vibration exciter effectively and with a minimum of expensive springs.

Als Unterlage oder Fundament können Weichgum-50 mipolster dienen, wenn das Fundament verhältnismässig schwer ist, oder als Alternative kann es mit einer stützenden Bodenfläche fest verbunden sein. Soft gum 50 mipolster can serve as a base or foundation if the foundation is relatively heavy, or as an alternative it can be firmly connected to a supporting floor surface.

Besteht das Fundament aus Weichgummipolstern, so kann es von oben oder unten auf Federn abgestützt sein. In diesem Fall muss die Federkonstante k2 so gewählt sein, If the foundation consists of soft rubber pads, it can be supported on springs from above or below. In this case, the spring constant k2 must be selected

dass sie den Wert r)k0 übersteigt oder diesem gleich ist, damit die Schwingungsanlage in gewünschter Weise arbeiten kann, d.h. ein grosses Verhältnis A : a hat. Wenn beim zweiten genannten Fall das Fundament verhältnismässig leicht und am stützenden Boden fest angebracht ist, ist es wünschenswert, die Federkonstante k2 so zu wählen, dass sie kleiner ist als der Wert r|k0 oder diesem Wert gleicht. that it exceeds or is equal to the value r) k0 so that the vibration system can operate in the desired manner, i.e. has a large ratio A: a. In the second case mentioned, if the foundation is relatively light and firmly attached to the supporting floor, it is desirable to choose the spring constant k2 so that it is less than or equal to the value r | k0.

Es sei noch daraufhingewiesen, dass das Gewicht der Schwingungsanlage Einfluss auf deren Kosten und die damit 65 zusammenhängenden Probleme des Transports und der Anbringung hat. It should also be noted that the weight of the vibration system has an impact on its costs and the related problems of transportation and installation.

Aus der oben angegebenen Gleichung 3 geht hervor, dass der Wert der Federkonstante kj eine zunehmende Funktion From equation 3 above it is evident that the value of the spring constant kj is an increasing function

(5) (5)

633 201 633 201

4 4th

des Gewichts des Troges ist. Sobald die gewünschte Amplitude A und die Frequenz n der Trogschwingung gewählt ist, ist also die benötigte Menge an Federstahl proportional zu kj. Aus der Gleichung 7 ergibt sich, dass ein grosser Wert für kj ein verhältnismässig hohes Gewicht WB des Stützgliedes erfordert, wodurch sich das Gesamtgewicht der Anlage erhöht. the weight of the trough. As soon as the desired amplitude A and the frequency n of the trough vibration is selected, the required amount of spring steel is proportional to kj. From equation 7 it follows that a large value for kj requires a relatively high weight WB of the support member, which increases the overall weight of the system.

Ausgehend von den obengenannten Kriterien wird ein Klassierer mit Rüttelsieben geschaffen, wie er als Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Dies Ausführungsbeispiel weist ein Fundament 70 auf, an dem über Federn 73 und 74 mit einer Federkonstante k2 ein Aufbau 72 angebracht ist. Der Aufbau 72 weist eine Vielzahl insgesamt übereinander angeordneter Siebe 78 auf, die jeweils ihren eigenen Ausgang 76 haben. Wie Fig. 4 deutlich zeigt, können die Ausgänge der einzelnen Siebe im Verhältnis zueinander seitlich versetzt sein, so dass eine Vielzahl derartiger Siebe im Aufbau 72 insgesamt übereinander anbringbar ist. Es sei noch erwähnt, dass die Maschenfeinheit der jeweiligen Siebe von oben nach unten zunimmt. Die kleinsten Teilchen werden in einem Sammeltrog 80 gesammelt, der an einem Schwingungserreger 82 fest angebracht ist, welcher einen oder mehrere Antriebsmotoren 84 aufweist, die Unwuchten 86 antreiben und an einem Stützglied 88 angebracht sind. Eine Verbindung zwischen dem Sam-5 meltrog 80 und dem Schwingungserreger 82 mit dem Fundament 70 ist durch eine Blattfeder 90 hergestellt, deren Federkonstante k0 ist. Die Verbindung zum Aufbau 72 stellt eine Feder 92 mit der Federkonstante kj her. Based on the above-mentioned criteria, a classifier with vibrating sieves is created, as is shown as an exemplary embodiment of the invention in FIGS. 3 and 4. This exemplary embodiment has a foundation 70 to which a structure 72 is attached via springs 73 and 74 with a spring constant k2. The structure 72 has a large number of screens 78 arranged one above the other, each of which has its own outlet 76. As FIG. 4 clearly shows, the outputs of the individual sieves can be laterally offset in relation to one another, so that a plurality of such sieves in the structure 72 can be attached to one another overall. It should also be mentioned that the mesh size of the respective sieves increases from top to bottom. The smallest particles are collected in a collecting trough 80, which is fixedly attached to a vibration exciter 82, which has one or more drive motors 84, which drive the unbalance 86 and are attached to a support member 88. A connection between the Sam-5 meltrog 80 and the vibration exciter 82 with the foundation 70 is established by a leaf spring 90, the spring constant of which is k0. The connection to the structure 72 is established by a spring 92 with the spring constant kj.

Es ist ersichtlich, dass bei einer alternativen Ausfüh-10 rungsform der in Fig. 3 und 4 gezeigten Vorrichtung eine Vielzahl von Sieben 78 zusätzlich zum Sammeltrog 80 oder anstelle desselben vorgesehen und mit dem Schwingungserreger 82 fest verbunden sein kann. Das benötigte Gewicht WB lässt sich also in Form von Tischen bzw. Trögen, Sieben 15 oder Sammeltrögen verwirklichen, wodurch Gegenschwingungsflächen nach Wunsch erhalten werden. It can be seen that in an alternative embodiment of the device shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of sieves 78 can be provided in addition to the collecting trough 80 or instead of the same and can be firmly connected to the vibration exciter 82. The required weight WB can therefore be realized in the form of tables or troughs, sieves 15 or collecting troughs, as a result of which counter-vibration surfaces are obtained as desired.

Es sei noch erwähnt, dass alle Gleichungen und Ungleichungen in der vorliegenden Beschreibung nicht unbedingt 20 ganz exakt sind, sondern konstruktionsmässige Annäherungen an die unterschiedlichen physikalischen Gegebenheiten. It should also be mentioned that all equations and inequalities in the present description are not necessarily exactly 20, but constructional approximations to the different physical conditions.

s s

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

633201

1. Vibration device, in particular for vibrating screens, characterized by a base frame or a foundation (10; 40; 70), a vibration exciter (16; 46; 82), a first spring device (24; 58; 90) which connects the vibration exciter with the base frame or foundation connects, an oscillating surface (12; 42; 72), a second spring device (22; 54; 92) which connects the oscillating surface to the vibration exciter, and a third spring device (14; 73; 74) which connects the oscillating surface to the Base frame or the foundation connects.

2. Vibration device according to claim 1, characterized in that the first spring device (24; 58; 90) a number of springs with spring constant k0, the second spring device (22; 54; 92) a number of springs with spring constant kj and the third spring device (14; 44; 73, 74) has a number of springs with a spring constant k2.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Vibration device according to claim 2, characterized in that the vibration amplitude a of the vibration exciter (16; 46; 82) and the vibration amplitude A of the vibration surface (12; 42; 72) are selected so

that they form the ratio n = - ^ ~, where

A

so that essentially no vibration forces are transmitted to the base frame or the foundation (10; 40; 70).

4. Vibration device according to claim 2, characterized in that the spring constant k! the second spring device (22; 54; 92) satisfies the following condition:

where W = the weight of the vibrating surface (12; 42; 72) and c g x 900 à ~ *>? '

where g is the acceleration due to gravity and n is the speed of the drive motor (18; 48) in revolutions per minute.

5. Vibration device according to one of the preceding claims, characterized in that the first-mentioned vibrating surface (72) has at least one mesh screen (78) and that a second vibrating surface (80) is provided which is fixedly connected to the vibration exciter (82), so that she swings with him (Fig. 3).

6. Vibration device according to claim 5, designed as a sieve classifying device, characterized in that the first-mentioned (72) and the second (80) oscillating surface each have a plurality of sieves (78) arranged one above the other.

7. Vibration device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the first, second and third spring devices has a kappa spring (54).