RU2112596C1

RU2112596C1 - Adaptive jaw crusher

Info

Publication number: RU2112596C1
Application number: RU96104889A
Authority: RU
Inventors: И.В. Дарда; Д.А. Дровников; В.А. Ткаченко
Original assignee: Шахтинский филиал Новочеркасского государственного технического университета
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 1998-06-10

Abstract

FIELD: processing of materials in mining, coal and building material industries. SUBSTANCE: adaptive jaw crusher includes drive actuating the movable jaw and simultaneously performing the function of drive of bin gate; to this end, it is made in form of toothed planetary type differential gear. Back coupling in crushing force is made in form of differential mechanical system motion screw - nut; nut is kinematically linked with input of toothed differential gear and is provided with adjustable brake; bush in which motion screw rotates is linked with output shaft of differential gear through gear wheel; carrier is linked with drive of crusher. Back coupling is closed to fixed jaw deviation hydraulic cylinder due to creation of mechanical interaction of motion screw with control members of flow regulator and safety valve communicated with working chamber of this hydraulic cylinder. EFFECT: reduction of specific power requirements; enhanced operational reliability of crusher and improved ecological safety. 1 dwg

Description

Изобретение относится к производству и переработке материалов в горнорудной, угольной промышленности и промышленности строительных материалов. The invention relates to the production and processing of materials in the mining, coal and building materials industries.

Наиболее близким изобретением является адаптивная щековая дробилка, содержащая неподвижную и подвижную щеки, шатун, насаженный на эксцентриковый вал, привод, источник давления и гидроцилиндр одностороннего действия отклонения неподвижной щеки. The closest invention is an adaptive jaw crusher containing a fixed and movable cheeks, a connecting rod mounted on an eccentric shaft, a drive, a pressure source and a single-acting hydraulic cylinder deflecting the fixed cheek.

Данной конструкции присущ недостаток, состоящий в неиспользовании части мощности приводного двигателя при дроблении менее прочного материала. Это связано с тем, что мощность двигателя рассчитывается и его тип подбирается без учета особенностей конкретного производства в зависимости от максимальных значений предела прочности и модуля упругости дробимого материала, а также ширины выходной щели. То есть, если дробилка работает с несколькими материалами, имеющими различные прочностные характеристики, то мощность двигателя выбирается по материалу, имеющему наивысшую прочность, а при работе с остальными материалами уже имеется нерасходуемый запас мощности двигателя. This design has an inherent disadvantage of not using part of the power of the drive motor when crushing less durable material. This is due to the fact that the engine power is calculated and its type is selected without taking into account the specific production features, depending on the maximum values of the tensile strength and elastic modulus of the crushed material, as well as the width of the exit slit. That is, if the crusher works with several materials having different strength characteristics, then the engine power is selected according to the material having the highest strength, and when working with other materials there is already an unspent reserve of engine power.

Задачей настоящего изобретения является снижение удельных энергетических затрат на дробление материалов, имеющих различные физические характеристики, а также повышение надежности работы дробилки и ее экологической безопасности. The objective of the present invention is to reduce the specific energy costs for crushing materials having different physical characteristics, as well as improving the reliability of the crusher and its environmental safety.

Указанная задача достигается тем, что адаптивная щековая дробилка, содержащая неподвижную и подвижную щеки, шатун, насаженный на эксцентриковый вал, привод, источник давления и гидроцилиндр одностороннего действия отклонения неподвижной щеки, снабжена бункером с приводом затвора, выполненным в виде зубчатого дифференциала планетарного типа, выход которого через червячную передачу связан с эксцентриковым валом, вход - с гайкой, в которой помещается ходовой винт, а водило - с приводом дробилки, рабочая полость гидроцилиндра соединена с предохранительным клапаном и регулятором потока, причем их управляющие элементы имеют общую механическую связь с одним концом ходового винта, который также перемещается во втулке, связанной с зубчатым колесом, насаженным на выходной вал зубчатого дифференциала, а второй конец соединен с затвором бункера. This task is achieved by the fact that an adaptive jaw crusher containing a fixed and movable cheek, a connecting rod mounted on an eccentric shaft, a drive, a pressure source and a single-acting hydraulic cylinder deflecting the fixed cheek, is equipped with a hopper with a shutter drive made in the form of a planetary gear differential, output which through a worm gear is connected to an eccentric shaft, the input is with a nut in which the lead screw is placed, and the carrier is with the crusher drive, the working cavity of the hydraulic cylinder is connected to a safety valve and a flow regulator, and their control elements have a common mechanical connection with one end of the lead screw, which also moves in the sleeve associated with the gear wheel mounted on the output shaft of the gear differential, and the second end is connected to the hopper shutter.

Существенными отличиями предлагаемого изобретения являются:
- использование для приведения в действие дробилки и привода затвора бункера, осуществляющего загрузку дробилки, одного двигателя, для чего привод затвора бункера выполнен в виде зубчатого дифференциала планетарного типа, соединенного с приводом дробилки;
- выполнение обратной связи в виде дифференциальной механической системы - ходовой винт-гайка, причем гайки винта кинематически связана с входом зубчатого дифференциала и имеет регулируемый тормоз, втулка, в которой также вращается ходовой винт, через зубчатое колесо связана с выходным валом дифференциала, а водило - с приводом дробилки;
- замыкание обратной связи на гидроцилиндр отклонения неподвижной щеки путем создания механического взаимодействия ходового винта с управляющими элементами регулятора потока и предохранительного клапана, соединенных с рабочей полостью этого гидроцилиндра.Significant differences of the invention are:
- use for driving the crusher and the shutter drive of the hopper, loading the crusher, one engine, for which the shutter shutter drive is made in the form of a planetary gear differential connected to the crusher drive;
- performing feedback in the form of a differential mechanical system — a lead screw-nut, and the screw nuts are kinematically connected to the input of the gear differential and have an adjustable brake, a sleeve in which the lead screw also rotates is connected through the gear wheel to the output shaft of the differential, and the carrier - with crusher drive;
- feedback closure on the cylinder deflection of the fixed cheek by creating a mechanical interaction of the lead screw with the control elements of the flow regulator and safety valve connected to the working cavity of this hydraulic cylinder.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена кинематическая схема адаптивной щековой дробилки с простым качанием подвижной щеки. Неподвижная щека 1 и подвижная щека 2, эксцентриковый вал 3, шатун 4 и распорные плиты 5 шарнирно соединены между собой, а также с устройством для регулирования ширины выходной щелки 6 при изменении размеров конечного продукта. Привод 7 дробилки, мощность которого рассчитана по среднему значению прочности дробимого материала, одновременно служит и для приведения в действие затвора 8 бункера, осуществляющего загрузку дробилки материалом. Вал привода 7 соединен с водилом 9 зубчатого дифференциала планетарного типа. Причем колесо 10 этого дифференциала насажено на один вал с зубчатым колесом 11 и через червячную передачу 12 связано с эксцентриковым валом 3, а колесо 13 - с гайкой 14 дифференциальной системы - ходовой винт 15 - втулка 16, которая, в свою очередь, входит в зацепление с зубчатым колесом 11. Кроме того, гайка 14 связана с тормозным устройством 17, предназначенным для регулирования оператором скорости открытия и закрытия бункера дробилки. The invention is illustrated by the drawing, which shows the kinematic diagram of an adaptive jaw crusher with a simple swinging of the movable cheek. The fixed cheek 1 and the movable cheek 2, the eccentric shaft 3, the connecting rod 4 and the spacer plates 5 are pivotally connected to each other, as well as to a device for regulating the width of the output slit 6 when changing the size of the final product. The drive 7 of the crusher, the power of which is calculated according to the average value of the strength of the crushed material, also serves to actuate the shutter 8 of the hopper, loading the crusher with material. The drive shaft 7 is connected to the carrier 9 of the planetary gear differential. Moreover, the wheel 10 of this differential is mounted on one shaft with a gear wheel 11 and connected via a worm gear 12 to the eccentric shaft 3, and the wheel 13 to the nut 14 of the differential system - the lead screw 15 - the sleeve 16, which, in turn, engages with a gear wheel 11. In addition, the nut 14 is connected to a brake device 17 designed to control the speed of the opening and closing of the crusher hopper by the operator.

Ходовой винт 15 своим правым концом кинетически связан с затвором 8 бункера, а левым - с управляющим элементом регулятора потока 18. Кинематические параметры всех зубчатых колес подобраны таким образом, что в процессе пуска двигателя 7 и отсутствия материала в дробилке, а следовательно, и момента сопротивления на приводном валу двигателя 7 скорость вращения втулки 16 будет больше скорости вращения гайки 14, ходовой винт 15 вывинчивается из гайки 14 и затвор 8 передвигается вправо, открывая зев бункера. The lead screw 15 is kinetically connected to the shutter 8 of the hopper with its right end and the flow regulator 18 to the left. The kinematic parameters of all gears are selected in such a way that during start-up of the engine 7 and the absence of material in the crusher, and therefore the resistance moment on the drive shaft of the engine 7, the speed of rotation of the sleeve 16 will be greater than the speed of rotation of the nut 14, the lead screw 15 is unscrewed from the nut 14 and the shutter 8 moves to the right, opening the mouth of the hopper.

Неподвижная щека 1 нижней частью шарнирно соединена со штоком гидроцилиндра 19 одностороннего действия, который своей рабочей полостью через регулятор потока 18 связан с источником давления, причем одна из полостей регулятора потока соединена со сливом. Кроме того, рабочая полость гидроцилиндра 19 снабжена предохранительным клапаном 20, запорный элемент которого имеет общую механическую связь с управляющим элементом регулятора потока 18 и ходовым винтом 15. The fixed cheek 1 is pivotally connected to the rod of a single-acting hydraulic cylinder 19 by its lower part, which is connected to the pressure source by its working cavity through the flow regulator 18, and one of the cavities of the flow regulator is connected to the drain. In addition, the working cavity of the hydraulic cylinder 19 is equipped with a safety valve 20, the locking element of which has a common mechanical connection with the control element of the flow regulator 18 and the spindle 15.

Работает щековая дробилка следующим образом. Works jaw crusher as follows.

При включении двигателя 7 получают вращение все элементы зубчатого дифференциала. Как уже отмечалось, ходовой винт 15 будет вывинчиваться из гайки 14, открывая затвор 8 бункера и заполняя камеру дробления между неподвижной 1 и подвижной 2 щеками материалом. Одновременно этому вращение от двигателя 7 через водило 9, колесо 10 и червячную передачу 12 передается кривошипному валу 3, приводящему в движение подвижную щеку 2, осуществляющую непосредственно процесс дробления. По мере заполнения камеры дробления материалом будет возрастать и момент сопротивления на валу приводного двигателя 7, при достижении определенного момента которого скорости вращения гайки 14 и втулки 16 ходового винта 15 становятся равными между собой, винт 15 из гайки 14 не вывинчивается и количество подаваемого в дробилку материала становится постоянным. Это соответствует устойчивой работе дробилки с материалом средней прочности. When you turn on the engine 7 receive rotation of all the elements of the gear differential. As already noted, the lead screw 15 will be unscrewed from the nut 14, opening the shutter 8 of the hopper and filling the crushing chamber between the fixed 1 and movable 2 cheeks material. At the same time, rotation from the engine 7 through the carrier 9, the wheel 10 and the worm gear 12 is transmitted to the crank shaft 3, which drives the movable cheek 2, which directly performs the crushing process. As the crushing chamber is filled with material, the moment of resistance on the shaft of the drive motor 7 will also increase, when a certain moment is reached, the rotational speeds of the nut 14 and the sleeve 16 of the lead screw 15 become equal to each other, the screw 15 from the nut 14 is not unscrewed and the amount of material supplied to the crusher becomes permanent. This corresponds to the stable operation of the crusher with medium strength material.

При увеличении прочности попадаемого в дробилку материала, будет происходить следующее: момент сопротивления на приводном валу двигателя 7 возрастет настолько, что нарушится установившееся равновесие скоростей вращения гайки 14 и втулки 16. Ходовой винт 15 начнет ввинчиваться в гайку 14, уменьшая количество подаваемого на дробление материала. Одновременно при перемещении влево он воздействует на управляющий элемент регулятора потока 18, обеспечивая доступ рабочей жидкости в полость гидроцилиндра 19, шток которого, перемещаясь влево, уменьшит размер выходной щели и повысит усилие дробления. Причем, чем больше будет повышение момента сопротивления на валу приводного двигателя 7, тем больше разность в скоростях вращения гайки 14 и втулки 16 и соответственно больше величина перемещения штока гидроцилиндра 19 и увеличение усилия дробления. When the strength of the material falling into the crusher increases, the following will happen: the moment of resistance on the drive shaft of the engine 7 will increase so much that the established equilibrium of the rotation speeds of the nut 14 and the sleeve 16 will be violated. The lead screw 15 will begin to screw into the nut 14, reducing the amount of material supplied to the crushing. At the same time, when moving to the left, it acts on the control element of the flow regulator 18, providing access to the working fluid in the cavity of the hydraulic cylinder 19, the rod of which, moving to the left, will reduce the size of the exit slit and increase the crushing force. Moreover, the greater the increase in the moment of resistance on the shaft of the drive motor 7, the greater the difference in the rotational speeds of the nut 14 and the sleeve 16 and, accordingly, the greater the displacement of the rod of the hydraulic cylinder 19 and the increase in the crushing force.

В случае попадания в дробилку недробимого материал и в связи с этим резкого возрастания момента сопротивления на валу приводного двигателя 7, произойдет движение ходового винта 15 влево (вследствие уже описанного соотношения скоростей вращения колес зубчатого дифференциала) до положения, соответствующего полному закрытию затвора 8 бункера, а также перемещение управляющего элемента регулятора потока 18 в крайнее положение, соединяющее магистраль источника давления и рабочую полость гидроцилиндра 19 через предохранительный клапан 20 со сливом, обеспечивая перемещение его штока под действием упругого элемента и неподвижной щеки 1 вправо до тех пор, пока недробимый предмет не выйдет из дробилки. In the event that an impregnable material gets into the crusher and, consequently, a sharp increase in the moment of resistance on the shaft of the drive motor 7, the screw 15 moves to the left (due to the already described ratio of rotation speeds of the gear differential wheels) to the position corresponding to the complete closure of the shutter 8 of the hopper, and also moving the control element of the flow regulator 18 to the extreme position connecting the pressure source line and the working cavity of the hydraulic cylinder 19 through the safety valve 20 with tion, allowing the movement of its shaft by an elastic member and a stationary cheek 1 right up until the non-crushable piece comes out of the crusher.

При окончании работы дробилки оператор обесточивает привод источника давления (на чертеже не показан) и путем механического воздействия на тормоз 17 уменьшает частоту вращения гайки 14 дифференциальной системы ходовой винт 15 - втулка 16, что приводит соответственно к увеличению скорости вращения втулки 16. Скорость подачи ходового винта 15 становится отрицательной величиной, т. е. винт, ввинчиваясь в гайку 14, перемещает затвор 8, закрывая зев бункера и прекращая подачу материала. At the end of the crusher, the operator de-energizes the pressure source drive (not shown) and, by mechanical action on the brake 17, reduces the rotational speed of the nut 14 of the differential system, the screw 15 - sleeve 16, which leads to an increase in the speed of rotation of the sleeve 16. The feed screw feed speed 15 becomes a negative value, that is, the screw, screwing into the nut 14, moves the shutter 8, closing the mouth of the hopper and stopping the flow of material.

При достижении левого крайнего положения, соответствующего полностью закрытому зеву дробилки, ходовой винт 15 своим левым концом воздействует на управляющий элемент регулятора потока 18 и запорный элемент предохранительного клапана 20, соединяя магистраль питания гидроцилиндра 19 и его рабочую полость со сливом. Давление в ней начинает падать и шток гидроцилиндра 19 под действием упругого элемента возвращается в правое крайнее положение, соответствующее вертикальному положению неподвижной щеки 1. Upon reaching the left extreme position corresponding to the completely closed throat of the crusher, the screw 15 with its left end acts on the control element of the flow regulator 18 and the shut-off element of the safety valve 20, connecting the power line of the hydraulic cylinder 19 and its working cavity with a drain. The pressure in it begins to fall and the rod of the hydraulic cylinder 19 under the action of the elastic element returns to the right extreme position corresponding to the vertical position of the fixed cheek 1.

Новый рабочий цикл адаптивной щековой дробилки будет происходить аналогично вышеописанному. A new working cycle of the adaptive jaw crusher will occur similarly to the above.

Claims

An adaptive jaw crusher containing a fixed and movable cheek, a connecting rod mounted on an eccentric shaft, a drive, a pressure source and a single-acting hydraulic cylinder deflecting the fixed cheek, characterized in that the crusher is equipped with a hopper with a shutter drive made in the form of a planetary gear differential, the output of which through a worm gear connected to an eccentric shaft, the input to a nut in which the lead screw moves, and the carrier to the crusher drive, the working cavity of the hydraulic cylinder is connected to anitelnym valve and flow regulator, and their control elements have a common mechanical connection to one end of the screw shaft which is also moved in the sleeve, coupled with a toothed wheel is fitted on the output shaft of the differential gear, and a second end connected to the gate of the hopper.