WO2016148603A1 - Конусная инерционная дробилка с модернизированной трансмиссией - Google Patents

Конусная инерционная дробилка с модернизированной трансмиссией Download PDF

Info

Publication number
WO2016148603A1
WO2016148603A1 PCT/RU2016/000112 RU2016000112W WO2016148603A1 WO 2016148603 A1 WO2016148603 A1 WO 2016148603A1 RU 2016000112 W RU2016000112 W RU 2016000112W WO 2016148603 A1 WO2016148603 A1 WO 2016148603A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cone
disk
coupling
inertial
coupling half
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000112
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Константин Евсеевич БЕЛОЦЕРКОВСКИЙ
Original Assignee
Константин Евсеевич БЕЛОЦЕРКОВСКИЙ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Константин Евсеевич БЕЛОЦЕРКОВСКИЙ filed Critical Константин Евсеевич БЕЛОЦЕРКОВСКИЙ
Publication of WO2016148603A1 publication Critical patent/WO2016148603A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2/00—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers

Definitions

  • the invention relates to the field of heavy engineering, to crushing grinding equipment, in particular to cone crushers, and can be used in technological processes in the construction and mining and processing industries.
  • a cone inertial crusher comprises a housing with an outer cone and an inner cone located inside it, the surfaces of which face each other form a crushing chamber.
  • an unbalance set in rotation by the transmission is installed on the shaft of the inner movable cone. When the unbalance rotates, a centrifugal force is created, forcing the inner cone to run around the outer cone without a gap if there is no recyclable material in the crushing chamber (at idle speed); or through a layer of crushed material.
  • the transmission unit in other words, the method and device used to transmit torque from the engine to unbalance.
  • the transmission unit must provide the transmission of the required torque, at the same time be reliable, compact and economically justified in terms of the cost of its production, installation and maintenance.
  • Mentioned clutch consists of two fists: internal, associated with the drive shaft, and external, associated with the driven shaft.
  • both fists there are six toroidal grooves located in planes passing through the axis of the shafts.
  • balls the position of which is determined by the separator, interacting with the shafts through the dividing lever.
  • One end of the lever is spring-tightened to the socket of the inner fist, the other slides in the cylindrical hole of the driven shaft.
  • the lever tilts and rotates the separator, which, in turn, changing the position of the balls, ensures their location in the bisector plane. In this joint, torque is transmitted through all six balls.
  • the limiting angle between the axes of the shafts is 35 - 38 °.
  • Said crusher comprises a housing with an outer cone and a spherical support of the inner crushing cone having an unbalance and a supporting ball spindle with a spherical heel supported by a spherical thrust bearing, and an elastic compensating coupling, the lower half of which is connected to the counter-drive, and the upper one - with the spindle, the upper coupling half is rigidly connected to the supporting-drive spindle, and the spherical heel and the thrust bearing are placed on the housing.
  • the invention is taken as the prototype “Inertial cone crusher”, RU2174445, which is an example of the use of a ball support and compensation coupling for transmitting torque while solving the problems of dynamic balancing of the crusher.
  • an inertial cone crusher comprising a housing with an outer cone supported on a foundation through elastic shock absorbers and an inner cone placed inside it on a spherical support, on the shaft of which a drive unbalanced rotor is mounted with a bearing with the possibility of adjusting its center of gravity relative to the axis of rotation, connected through a ball support and compensation coupling and through an intermediate shaft located in the bearings of the housing with a drive pulley and motor; at of which the rotor bearing housing and the pulley housing are made with cylindrical surfaces eccentric with respect to the axis of rotation, the pulley is provided with an unbalanced load, and said unbalanced loads are also eccentric and mounted with the possibility of complete rotation on the reciprocal eccentric cylindrical surfaces of the rotor bearing and pulley and the possibility of fixing them in necessary position relative to the eccentricity of the mentioned surfaces and each other.
  • the ball bearing compensation coupling consists of a vertically oriented supporting drive spindle inserted through the thrust bearings into the lower (leading) and upper (driven) coupling halves. Six half-cylindrical grooves are placed in the half-couplings, six hemispherical recesses are placed on the spindle heads into which six balls are inserted respectively.
  • the lower coupling half receives torque from the intermediate (drive) shaft, drives the spindle, which in turn rotates the upper coupling (driven) coupling and the rotor (unbalance) connected to it.
  • Special requirements for the transmission unit are determined by the features of the kinematic scheme of the cone inertial crusher using unbalance, which involves the movement of the inner cone along complex arbitrary trajectories with the possibility of arranging the cone shaft in any position relative to the vertical axis of symmetry of the crusher.
  • the aim of the present invention is to provide such a transmission unit design, which should provide reliable and free transmission of torque from the drive shaft to the unbalance sleeve without any restrictions for any position of the shaft axis of the inner cone; at any relative position of the axis of the shaft of the inner cone and the unbalance, in the case of falling into the crushing chamber of non-fragmentable bodies, in which the unbalance sleeve must rotate around the stationary shaft of the inner cone, which is in an unpredictable position.
  • an important limiting parameter is the overall construction height of the crushing unit: if the crusher height increases significantly, then as a result the height of the entire processing chain that delivers the initial crushed material to the upper feed hopper increases, which increases the capital cost of installing the equipment.
  • Another objective of the present invention is at least the preservation, and in the best case, reducing the total height of the crushing unit.
  • the Oldham coupling is designed to transmit torque between two parallel shafts in order to compensate for the radial displacement of the axes of rotation of the shafts.
  • the coupling consists of two coupling halves made in the form of disks: a driving coupling coupling connected to a drive shaft, and a driven coupling coupling connected to a driven shaft, between which an intermediate floating disk is located.
  • Each coupling has a radially located key on the working end surface, the floating disk has radial grooves located mutually perpendicular to each other on both end surfaces. All end surfaces of the parts are flat.
  • the dowels of the half-couplings fit tightly into the grooves of the floating disk in such a way that the pair of the key-groove of the leading half-coupling is perpendicular to the pair of the key-groove of the driven coupling.
  • the leading half-shaft shafts transmit torque to the floating disk, which in turn drives the driven half-shaft shafts into rotation.
  • the floating disk rotates around its center at the same speed as the driving and driven shafts, while the disk slides along the grooves, making a rotation-slip movement, compensating for the radial misalignment of the shafts.
  • they are subject to periodic lubrication, for which special holes can be provided in the details of the coupling.
  • the objective of the present invention is to improve the Oldham coupling so that it can be used to create a transmission unit transmitting complex rotation from the drive shaft of the crusher to the unbalance sleeve, implying an angular displacement of the axes of rotation.
  • an inertial cone crusher which contains: a housing with an outer cone supported on a foundation through elastic shock absorbers and an internal cone placed inside it on a spherical support, on the drive shaft of which there is an unbalance with the possibility of adjusting its center of gravity relative to the axis of rotation , the unbalance slip sleeve is connected through the transmission clutch to the drive shaft, with a pulley with a balanced balance attached to it, through which it is transmitted torque from the engine.
  • Inertial cone crusher has the following differences.
  • the transmission clutch is made in the form of a disk clutch, which consists of:
  • leading coupling half made in the form of a disk and connected through a sleeve and a support disk with a drive shaft having a concave working end surface and a concave geometry of a key radially located on it,
  • a floating disk located between the coupling halves, having a curved end surface facing the leading coupling half and curved geometry of a groove radially located on it, a concave end surface facing the driven coupling half and concave geometry of the groove radially located on it, the grooves being made perpendicular to each other.
  • Inertial cone crusher has additional differences.
  • the diameter of the drive coupling half is larger than the diameter of the driven coupling and the diameter of the floating disc.
  • the drive coupling half has mounting holes on the periphery of the disk matching the mounting holes on the edge of the sleeve.
  • the driven coupling half has mounting holes on the periphery of the disk matching the mounting holes on the edge of the unbalance slip sleeve.
  • the radii of concavity and curvature of the mating end surfaces of the clutch disks are equal, and the centers of all the mentioned radii are located at one point, which coincides with the center of radius of curvature of the inner surface of the spherical support of the inner cone.
  • the leading and driven half-coupling and the floating disk have oil-conducting holes located in the centers of the respective disks, the oil-conducting hole of the floating disk is made of a larger diameter than the oil-conducting holes in the half-couplings.
  • the rotation of the transmission clutch can be directed in any direction. RU2016 / 000112
  • FIG. 1 shows a general cross-sectional view of an inertial cone crusher.
  • FIG. Figures 2 and 3 show the transmission clutch and its associated crusher elements.
  • FIG. 4 shows the transmission clutch assembly, in the operating position.
  • the invention is structurally implemented as follows.
  • the housing (1) is mounted on the foundation (9) through elastic shock absorbers (10).
  • an unbalance slip sleeve (12) and an unbalance (6) are installed on the shaft (5) of the inner cone (3).
  • the unbalance slip bush (12) is connected by the transmission clutch (13) to the bush (14), which is mounted on the drive shaft (31).
  • a drive pulley (15) is mounted on which an anti-imbalance (11) is mounted.
  • Anti-imbalance (11) is in antiphase to unbalance (6).
  • the drive pulley (15) is made with the possibility of connecting it to an electric motor.
  • Transmission clutch is made as follows.
  • the drive coupling half (28) is a disk with a concave working end surface (33), concave geometry of the key (27), oil-conducting hole (30) and mounting holes (29) located on the periphery of the disk.
  • the reverse (non-working) end surface of the disk (28) has a protrusion, the diameter of which is equal to the inner diameter of the sleeve (14).
  • the driven coupling half (17) is a disk with a curved working end surface (21), a curved geometry of a key (20), an oil-conducting hole (19) and mounting holes (18) located on the periphery of the disk.
  • the reverse end surface of the disk (17) has a protrusion whose diameter is equal to the inner diameter of the unbalance slip sleeve (12).
  • the floating disk (24) has a curved end surface (25) facing the leading coupling half (28) and a curved groove geometry (23), a concave end surface (32) facing the driven coupling half (17) and a concave groove geometry (22) located perpendicular to the groove (23), and the oil-conducting hole (26).
  • the coupling halves (28) and (17) and the floating disk (24) are interconnected by concave-curved end surfaces so that the keys of the coupling half fit tightly into the slots of the floating disk corresponding to them: the key (27) enters the groove (23) and the key ( 20) enters the groove (22).
  • Oil-conducting holes are located one above the other, and the oil-conducting hole of the floating disk (26) is made of a larger diameter than the oil-conducting holes (19) and (30) in the coupling halves.
  • the sleeve (14) has mounting holes (34) corresponding to the mounting holes (29) of the drive coupling half (28) by which the parts are rigidly connected to each other.
  • the unbalance sleeve (12) has mounting holes (16) corresponding to the mounting holes (18) of the driven coupling half (17) with which the parts are rigidly connected to each other.
  • An oil channel (7) is provided inside the drive shaft (31).
  • the oil pipe (8) is mounted at the entrance to the oil channel with the possibility of rotation.
  • the invention works as follows.
  • the driven coupling half (17) transfers the torque to the unbalance slip sleeve (12) and the unbalance (6).
  • the latter develops a centrifugal force and through the shaft (5) forces the inner cone (3) to run along the outer cone (2) through a layer of crushed material.
  • the floating disk (24) performs a simple rotation motion, repeating it behind the driving coupling half (28) and transmitting the rotation of the driven coupling half (17).
  • the said shafts (31) and (5) have an angular divergence of the axes of rotation a, in which case the floating disk (24) receives torque from the leading coupling half (28) and makes a complex movement rotation-glide-swing due to the fact that the disk (24) itself rotates around its axis, the plates (20) and (27) slide in their corresponding grooves (22) and (23), and the mating end surfaces of the disks (21) ( 32) and (25) (33) swing due to their concave-stretched geometry.
  • the working angular divergence of the mentioned axes a ranges from 0 ° to
  • All centers of radii of curvature of said mating surfaces are at the same point as the center of radius of curvature of the inner surface of the spherical support (4) of the inner cone (3).
  • the radius of the concave end surface (33) of the driving coupling half (28) is greater than the radius of the curved end surface (21) of the driven coupling half (17), which in turn is larger than the radius of the concave inner surface of the spherical support (4) of the inner cone (3).
  • the diameter of the oil-conducting hole (26) of the floating disk (24) is made by a diameter of such a size larger than the oil-conducting holes (30) and (19) that, for any working deviation of the floating disk (26) and driven half-coupling (17) from the vertical axis, oil-conducting holes do not crumble and oil access to all mating surfaces of the coupling is maintained.
  • the rotation of the transmission clutch can be directed in any direction.
  • the transmission clutch proposed in the present invention has several significant advantages.
  • the central transmission element of the proposed clutch is a simple floating disk with curved end surfaces and two grooves, while the ball bearing expansion joint as a transmission link has a dumbbell-shaped support spindle of complex design with six recess-ball pairs located simultaneously on both sides.
  • the half-couplings in the proposed coupling are simple disks with curved end surfaces and radially spaced keys, while the spherical support compensating coupling has half-couplings in the form of complex hollow cylinders with a bottom and with semi-cylindrical grooves formed on their inner surface and precisely oriented to the recess pairs -ball. Therefore, the design of the proposed coupling is much simpler.
  • the constructive key-groove interface can withstand significantly greater loads for a longer time than the groove-ball-recess interface.
  • the transmission clutch can work longer when transmitting more torque without the risk of an emergency failure, therefore, it is possible to use a drive motor of greater power with the same characteristics of the crushing unit.
  • the same crushing unit equipped with the proposed clutch can operate in a wider range of capacities and loads, which makes it a more versatile machine.
  • the vertical size of the proposed clutch is smaller than the vertical size of the ball support compensation clutch by about half, therefore, the structural section of the crusher body allocated for the transmission unit is proportionally reduced.
  • the implementation of the present invention will make it possible to lower the entire crushing unit by about 17-20% of the original height.
  • the cost of production of the proposed coupling due to its structural simplicity, is significantly lower than the cost of a traditional coupling, and also taking into account the cost savings for simplified installation and lowering the height of the casing, the total cost of the crushing unit can be reduced by about 5-10%.
  • the degree of wear can be carried out through the hatch in the side of the housing. Therefore, the proposed coupling requires simplified service, significantly less costly and more convenient in real field conditions.
  • the transmission clutch can be made of any structural materials and their combinations, while the choice of materials is determined by specific operating conditions; using any known methods of machining materials. However, the best combination from the point of view of optimizing performance will be the option in which the half couplings and keys are made of high-strength alloyed steel grades, the floating disk can be made of high-strength plastics or bronze alloy, and the “press-fit” method will be used as a method of attaching the keys.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Конусная инерционная дробилка предназначена для дробления материалов, состоит из корпуса с наружным конусом и размещенного внутри него втреннего конуса, на приводном валу которого с помощью втулки скольжения расположен дебаланс соединенный трансмиссионный узел с приводным валом и с двигателем, характеризуется тем, что в качестве трансмиссии используется оригинальная дисковая муфта, состоящая из трех дисков с вогнуто-выгнутыми рабочими поверхностями и зацеплением шпонка-паз. Муфта позволяет передавать крутящий момент от двигателя к дебалансу с возможностью компенсации углового расхождения осей вращения вала внутреннего конуса и приводного вала в диапазоне от 0 до 5 градусов. Изобретение позволяет одновременно понизить высоту дробилки, повысить надежность, удешевить стоимость дробилки и ее сервисное обслуживание.

Description

Конусная инерционная дробилка с модернизированной трансмиссией
Изобретение относится к области тяжелого машиностроения, к дробильному измельчительному оборудованию, в частности к конусным дробилкам, и может быть использовано в технологических процессах строительной и горно-обогатительной отраслях промышленности.
Современные конусные инерционные дробильные агрегаты представляют собой сложные и трудоемкие в эксплуатации машины. Одна из самых важных проблем - это возможность создания эффективной конструкции, одновременно обладающей высокой надежностью, экономичностью, защитой от сбоев и вместе с тем простотой в эксплуатации и сервисном обслуживании.
Из уровня техники известно, что конусная инерционная дробилка содержит корпус с наружным конусом и размещенным внутри него внутренним конусом, обращенные друг к другу поверхности которых образуют камеру дробления. На валу внутреннего подвижного конуса установлен дебаланс, приводимый во вращение трансмиссией. При вращении дебаланса создается центробежная сила, заставляющая внутренний конус обкатываться по наружному конусу без зазора, если в камере дробления нет перерабатываемого материала (на холостом ходу); или через слой дробимого материала.
Теория вопроса описана в специальной литературе, например, «Энциклопедия Машиностроение» под редакцией академика РАН Фролова К.В., Москва, Машиностроение, 2011, том IV-24 «Горные машины», ISBN 978-5-94275-567-6, содержит главу 7.3 «Конусные инерционные дробилки», стр.418.
Одним из слабых мест конструкции конусной дробилки является трансмиссионный узел, иначе говоря способ и устройство используемые для передачи крутящего момента от двигателя к дебалансу. В общем случае, трансмиссионный узел должен обеспечивать передачу требуемого крутящего момента, одновременно быть надежным, компактным и экономически обоснованным с точки зрения стоимости его производства, монтажа и эксплуатационного обслуживания.
Известно применение шарового опорно приводного шпинделя в качестве трансмиссионного узла. Теория вопроса описана в литературе: «Вибрационные дробилки», Вайсберг Л.А. И другие, Издательство ВСЕГЕИ, Санкт-Петербург, 2004, ISBN 93761-061-Х, Расчет приводных элементов при нерегулярной обкатке внутреннего конуса, стр. 89, также рис. 33 и 34. Конструкция шарового опорно приводного шпинделя основана на «Универсальной муфте» (Universal joint) , предложенной А.Рзеппа (A.Rzeppa) в 1933 году, патент на изобретение US2010899. В специальной литературе данная конструкция имеет также название «шарнир равных угловых скоростей». Упомянутая муфта состоит из двух кулаков: внутреннего, связанного с ведущим валом, и наружного, связанного с ведомым валом. В обоих кулаках имеется по шесть тороидальных канавок расположенных в плоскостях, проходящих через оси валов. В канавках находятся шарики, положение которых задается сепаратором, взаимодействующим с валами через делительный рычажок. Один конец рычажка поджимается пружиной к гнезду внутреннего кулака, другой скользит в цилиндрическом отверстии ведомого вала. При изменении относительного положения валов рычажок наклоняется и поворачивает сепаратор, который в свою очередь, изменяя положение шариков, обеспечивает их расположение в бисекторной плоскости. В данном шарнире крутящий момент передается через все шесть шариков. Предельный угол между осями валов 35 - 38°.
Известно применение опорно приводного шпинделя в изобретении «Конусная инерционная дробилка», SU1118408. Упомянутая дробилка содержит корпус с наружным конусом и сферической опорой внутреннего дробящего конуса, имеющего дебаланс и опорно приводной шаровой шпиндель со сферической пятой, опертой на сферический подпятник, и упругую компенсационную муфту, нижняя полумуфта которой соединена с контр-приводом, а верхняя - со шпинделем, верхняя полумуфта жестко соединена с опорно-приводным шпинделем, а сферическая пята и подпятник размещены на корпусе.
За прототип принимается изобретение «Инерционная конусная дробилка», RU2174445, которое представляет собой пример использования шаровой опорно- компенсационной муфты для передачи крутящего момента при одновременном решении проблем динамического уравновешивания дробилки.
Согласно этому изобретению, в инерционной конусной дробилке, содержащей опертый на фундамент через эластичные амортизаторы корпус с наружным конусом и размещенный внутри него на сферической опоре внутренний конус, на валу которого с помощью подшипника смонтирован приводной неуравновешенный ротор с возможностью регулировки его центра тяжести относительно оси вращения, соединенной через шаровую опорно-компенсационную муфту и через размещенный в подшипниках корпуса промежуточный вал с приводным шкивом и двигателем; в которой корпус подшипника ротора и корпус шкива вьшолнены с цилиндрическими поверхностями, эксцентричными относительно оси вращения, шкив снабжен неуравновешенным грузом, и упомянутые неуравновешенные грузы также вьшолнены эксцентричными и установлены с возможностью полного поворота на ответных эксцентрических цилиндрических поверхностях подшипника ротора и шкива и возможностью фиксации их в необходимом положении относительно эксцентриситета упомянутых поверхностей и друг друга.
Шаровая опорно компенсационная муфта состоит из вертикально ориентированного опорно приводного шпинделя, вставленного через подпятники в нижнюю (ведущую) и верхнюю (ведомую) полумуфты. В полумуфтах размещены по шесть полуцилиндрических канавок, на головках шпинделя размещены по шесть полусферических углублений в которые вставлены соответственно шесть шариков. Нижняя полумуфта получает крутящий момент от промежуточного (ведущего) вала, приводит во вращение шпиндель, который в свою очередь вращает верхнюю (ведомую) полумуфту и соединенный с ней ротор (дебаланс).
Применение шаровой опорно компенсационной муфты в качестве трансмиссии имеет существенные недостатки. В данной муфте крутящий момент в каждый отдельный момент времени при каждом конкретном угле отклонения валов передается при помощи только двух шариков, находящихся на оси напряжения, в то время как остальные две пары шариков не нагружены. Рабочая пара шариков принимает на себя всю нагрузку и с увеличенной силой продавливает соответствующие им полуцилиндрические канавки, что приводит к быстрому износу полумуфт и выходу их из строя. Неравномерное распределение нагрузки и ограниченная площадь рабочего контакта шариков приводит в конце концов к разрушению самих шариков. Поскольку головка шпинделя полностью заключена в полумуфту, то постепенный износ внутренних элементов муфты нельзя контролировать визуально. Постепенный неконтролируемый износ приводит к нарушению геометрии устройства, что в свою очередь приводит к ограничению величины передаваемого крутящего момента, и наконец к полному и как правило аварийному (непредсказуемому) выходу из строя всего трансмиссионного узла и остановке агрегата.
Специальные требования, предъявляемые к трансмиссионному узлу, определяются особенностями кинематической схемы конусной инерционной дробилки с использованием дебаланса, которая предполагает движение внутреннего конуса по сложным произвольным траекториям с возможностью расположения вала конуса в любом положении относительно вертикальной оси симметрии дробилки.
В связи с этим целью настоящего изобретения является создание такой схемы трансмиссионного узла, которая должна обеспечить надежную и свободную передачу крутящего момента от приводного вала ко втулке дебаланса без каких либо ограничений при любом положении оси вала внутреннего конуса; при любом взаимном расположении оси вала внутреннего конуса и дебаланса, в случае попадания в камеру дробления недробимых тел, при которых втулка дебаланса должна вращаться вокруг неподвижного вала внутреннего конуса, находящегося в непредсказуемом положении.
Кроме того, важным ограничивающим параметром является общая высота конструкции дробящего агрегата: если высота дробилки существенно увеличивается, то как следствие увеличивается высота всей технологической цепочки, доставляющей исходный дробимый материал в верхний подающий бункер, что увеличивает капитальные затраты на установку оборудования.
Следовательно, еще одной целью настоящего изобретения является по меньшей мере сохранение, а в лучшем случае уменьшение общей высоты дробильного агрегата.
Поставленная цель может быть реализована за счет принципиального изменения конструкции трансмиссионного узла. За основу новой конструкции трансмиссионного узла предлагается взять компенсирующую дисковую муфту, которая впервые была предложена инженером Джоном Олдхемом, Ирландия, в 1820 году. Другие названия подобных устройств, используемые в специальной литературе: «кулачково-дисковая муфта», «крестово- кулисная муфта» или «муфта Олдхема» (англ. «Oldh m coupler"). Подробная информация изложена в Википедии: http://m.wMpedia.org/wiki^
дисковая
Муфта Олдхема предназначена для передачи крутящего момента между двумя параллельными валами с целью компенсации радиального смещения осей вращения валов. Муфта состоит из двух полумуфт, выполненных в виде дисков: ведущей полумуфты, соединенной с ведущим валом, и ведомой полумуфты, соединенной с ведомым валом, между которыми расположен промежуточный плавающий диск. Каждая полумуфта имеет радиально расположенную шпонку на рабочей торцевой поверхности, плавающий диск имеет радиальные пазы, расположенные взаимно перпендикулярно друг другу на обеих торцевых поверхностях. Все торцевые поверхности деталей плоские. Шпонки полумуфт плотно входят в пазы плавающего диска таким образом, что пара пшонка-паз ведущей полумуфты перпендикулярна паре шпонка-паз ведомой муфты. Ведущие вал-полумуфта передают вращательный момент плавающему диску, который в свою очередь приводит во вращение ведомые полумуфту-вал.
В процессе работы плавающий диск вращается вокруг своего центра с той же скоростью, что ведущий и ведомый валы, при этом диск скользит по пазам, совершая движение вращения-скольжения, компенсируя радиальную несоосность валов. Для уменьшения потерь на трение и изнашивания сопряженных поверхностей они подлежат периодическому смазыванию, для чего в деталях муфты могут быть предусмотрены специальные отверстия.
Преимуществами классической конструкции муфты Олдхема является простота конструкции обусловленная простотой составляющих ее деталей, как следствие этого высокая надежность и компактный размер.
Недостатком классической конструкции муфты Олдхема, является невозможность передачи вращательного момента в том случае, когда оси вращения ведущего и ведомого валов отклоняются на определенный угол, так называемое угловое смещение валов.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование муфты Олдхема таким образом, чтобы на ее основе можно было создать трансмиссионный узел, передающий сложное вращение от ведущего вала дробилки ко втулке небаланса, подразумевающее угловое смещение осей их вращения.
Поставленные задачи решаются в конусной инерционной дробилке, которая содержит: опертый на фундамент через эластичные амортизаторы корпус с наружным конусом и размещенный внутри него на сферической опоре внутренний конус, на приводном валу которого с помощью втулки скольжения расположен дебаланс с возможностью регулировки его центра тяжести относительно оси вращения, втулка скольжения дебаланса соединена через трансмиссионную муфту с ведущим валом, со шкивом с закрепленным на нем про иводебалансом, через который передается вращательный момент от двигателя.
Конусная инерционная дробилка имеет следующие отличия.
Трансмиссионная муфта выполнена в виде дисковой муфты, которая состоит из:
ведущей полумуфты, выполненной в виде диска и соединенной через втулку и опорный диск с ведущим валом, имеющей вогнутую рабочую торцевую поверхность и вогнутую геометрию радиально расположенной на ней шпонки,
ведомой полумуфты, выполненной в виде диска и соединенной со втулкой скольжения дебаланса, имеющей выгнутую торцевую рабочую поверхность и выгнутую геометрию радиально расположенной на ней шпонки,
и расположенный между полумуфтами плавающий диск, имеющий выгнутую торцевую поверхность обращенную к ведущей полумуфте и выгнутую геометрию радиально расположенного на ней паза, вогнутую торцевую поверхность, обращенную к ведомой полумуфте и вогнутую геометрию радиально расположенного на ней паза, при этом пазы выполнены перпендикулярно друг другу.
Конусная инерционная дробилка имеет дополнительные отличия.
Диаметр ведущей полумуфты больше диаметра ведомой муфты и диаметра плавающего диска.
Ведущая полумуфта имеет установочные отверстия по периферии диска, совпадающие с установочными отверстиями по краю втулки.
Ведомая полумуфта имеет установочные отверстия по периферии диска, совпадающие с установочными отверстиями по краю втулки скольжения дебаланса.
Радиусы вогнутости и выгнутости сопряженных торцевых поверхностей дисков муфты равны, причем центры всех упомянутых радиусов расположены в одной точке, которая совпадает с центром радиуса кривизны внутренней поверхности сферической опоры внутреннего конуса.
Ведущая и ведомая полумуфта, и плавающий диск имеют маслопроводящие отверстия расположенные в центрах соответствующих дисков, причем маслопроводящее отверстие плавающего диска выполнено большего диаметра, чем маслопроводящие отверстия в полумуфтах.
Вращение трансмиссионной муфты может быть направлено в любую сторону. RU2016/000112
7
Существо настоящего изобретения поясняется следующими фигурами.
На фиг. 1 показана общая схема инерционной конусной дробилки в поперечном разрезе.
На фиг. 2 и 3 представлена трансмиссионная муфта и сопряженные с ней элементы дробилки.
На фиг. 4 представлена трансмиссионная муфта в сборе, в рабочем положении.
Изобретение конструктивно реализуется следующим образом.
Корпус (1) установлен на фундамент (9) через эластичные амортизаторы (10).
Наружный дробящий конус (2) и внутренний дробящий конус (3), размещенный на сферической опоре (4), образуют между собой дробящую камеру. На валу (5) внутреннего конуса (3) установлена втулка скольжения дебаланса (12) и небаланс (6). Втулка скольжения дебаланса (12) соединена трансмиссионной муфтой (13) со втулкой (14), которая одета на ведущий вал (31).
На ведущем валу (31) ниже уровня дна корпуса (1) закреплен приводной шкив ( 15) на котором смонтирован противодебаланс (11). Противодебаланс (11) находиться в противофазе к дебалансу (6). Приводной шкив (15) выполнен с возможностью соединения его с электродвигателем.
Трансмиссионная муфта выполнена следующим образом.
Ведущая полумуфта (28) представляет собой диск с вогнутой рабочей торцевой поверхностью (33), вогнутой геометрией шпонки (27), маслопроводящим отверстием (30) и установочными отверстиями (29) расположенными по периферии диска. Оборотная (нерабочая) торцевая поверхность диска (28) имеет выступ, диаметр которого равен внутреннему диаметру втулки (14).
Ведомая полумуфта (17) представляет собой диск с выгнутой рабочей торцевой поверхностью (21), выгнутой геометрией шпонки (20), маслопроводящим отверстием (19) и установочными отверстиями (18) расположенными по периферии диска. Оборотная торцевая поверхность диска (17) имеет выступ диаметр которого равен внутреннему диаметру втулки скольжения дебаланса (12).
Плавающий диск (24) имеет выгнутую торцевую поверхность (25) обращенную к ведущей полумуфте (28) и выгнутую геометрию паза (23) , вогнутую торцевую поверхность (32), обращенную к ведомой полумуфте (17) и вогнутую геометрию паза (22) расположенного перпендикулярно пазу (23), и маслопроводящее отверстие (26).
Полумуфты (28) и (17) и плавающий диск (24) сопрягаются между собой вогнуто- выгнутыми торцевыми поверхностями таким образом, чтобы шпонки полумуфт плотно входили в соответствующие им пазы плавающего диска: шпонка (27) входит в паз (23) и шпонка (20) входит в паз (22). Маслопроводящие отверстия располагаются друг над другом, причем маслопроводящее отверстие плавающего диска (26) выполнено большего диаметра, чем маслопроводящие отверстия (19) и (30) в полумуфтах.
Втулка (14) имеет установочные отверстия (34) соответствующие установочным отверстиям (29) ведущей полумуфты (28) при помощи которых детали жестко соединяются друг с другом. Втулка дебаланса (12) имеет установочные отверстия (16) соответствующие установочным отверстиям (18) ведомой полумуфты (17) при помощи которых детали жестко соединяются друг с другом. Внутри ведущего вала (31) предусмотрен масляный канал (7). Масляный патрубок (8) закреплен на входе в масляный канал с возможностью вращения.
Изобретение работает следующим образом.
От двигателя вращательный момент поступает на шкив (15), приводя в движение закрепленный на нем противодебаланс (И) и ведущий вал (31). Ведущий вал (31) приводит во вращение втулку (14) и связанную с ней ведущую полумуфту (28), которая передает вращательный момент к ведомой полумуфте (17) через плавающий диск (24) за счет сцеплений шпонка-паз.
Ведомая полумуфта (17) передает крутящий момент втулке скольжения дебаланса (12) и дебалансу (6). Последний развивает центробежную силу и через вал (5) заставляет внутренний конус (3) совершать обкатку по наружному конусу (2) через слой дробимого материала.
В случае если ведущий вал (31) и вал (5) расположены строго на одной оси вращения, то плавающий диск (24) совершает простое движение вращения, повторяя его за ведущей полумуфтой (28) и передавая вращение ведомой полумуфте (17).
В рабочем режиме дробилки (фиг. 4), упомянутые валы (31) и (5) имеют угловое расхождение осей вращения а, в этом случае плавающий диск (24) получает вращательный момент от ведущей полумуфты (28) и совершает сложное движение вращение-скольжение-качание за счет того, что собственно диск (24) вращается вокруг своей оси, пшонки (20) и (27) скользят в соответствующих им пазах (22) и (23), а сопряженные торцевые поверхности дисков (21) (32) и (25) (33) качаются за счет своей вогнуто-выгаутой геометрии.
Рабочее угловое расхождение упомянутых осей а составляет диапазон от 0° до
5°
Сопряженные юпгуто-выгнутью торцевые поверхности дисков муфты плотно прилегают друг к другу, так как радиусы кривизны сопряженных поверхностей (21) и (32) равны между собой, и радиусы кривизны сопряженных поверхностей (25) и (33) равны между собой, таким образом движение скольжения-качания дисков муфты происходит без зазора.
Все центры радиусов кривизны упомянутых сопряженных поверхностей находятся в той же точке, что центр радиуса кривизны внутренней поверхности сферической опоры (4) внутреннего конуса (3).
Таким образом, радиус вогнутой торцевой поверхности (33) ведущей полумуфты (28) больше радиуса выгнутой торцевой поверхности (21) ведомой полумуфты (17), который в свою очередь больше радиуса вогнутой внутренней поверхности сферической опоры (4) внутреннего конуса (3).
Все поверхности трения муфты нуждаются в смазке. Через масляный патрубок (8) масло под давлением подается в масляный канал (7), затем поступает к трансмиссионной муфте (13) через маслопроводящие отверстия дисков.
Диаметр маслопроводящего отверстия (26) плавающего диска (24) выполнен диаметром такого размера, большего чем маслопроводящие отверстия (30) и (19), что при любом рабочем отклонении плавающего диска (26) и ведомой полумуфты (17) от вертикальной оси, маслопроводящие отверстия не перекрьшаются и доступ масла ко всем сопряженным поверхностям муфты сохраняется.
Вращение трансмиссионной муфты может быть направлено в любую сторону.
По сравнению с традиционной для дробилок шаровой опорно компенсационной муфтой, предложенная в настоящем изобретении трансмиссионная муфта имеет ряд существенных преимуществ.
Прежде всего, центральным передаточным элементом предложенной муфты является простой плавающий диск с искривленными торцевыми поверхностями и двумя пазами, в то время как шаровая опорно компенсационная муфта в качестве передаточного звена имеет гантелевидный опорный шпиндель сложной конструкции с шестью парами углубление-шарик, расположенными одновременно с двух сторон.
В качестве полумуфт в предложенной муфте выступают простые диски с искривленными торцевыми поверхностями и радиально расположенными шпонками, в то время как шаровая опорно компенсационная муфта имеет полумуфты в виде сложных полых цилиндров с дном и с полуцилиндрическими канавками сформированными на их внутренней поверхности и точно ориентированными на пары углубление-шарик. Следовательно, конструкция предложенной муфты значительно проще.
Очевидно, что конструктивное сопряжение шпонка-паз может выдерживать значительно большие нагрузки в течение более длительного времени, чем сопряжение канавка-шарик-углубление.
Следовательно, трансмиссионная муфта может дольше работать при передачи большего крутящего момента без риска аварийного выхода из строя, следовательно возможно использование приводного двигателя большей мощности при тех же характеристиках дробильного агрегата. Таким образом, один и тот же дробильный агрегат оборудованный предложенной муфтой может работать в более широком диапазоне мощностей и нагрузок, что делает его более универсальной машиной.
Вертикальный размер предложенной муфты меньше чем вертикальный размер шаровой опорно компенсационной муфты примерно наполовину, следовательно конструктивный раздел корпуса дробилки отведенный под трансмиссионный узел соразмерно уменьшается. Реализация настоящего изобретения даст возможность понизить весь дробильный агрегат примерно на 17-20% от первоначальной высоты.
Стоимость производства предложенной муфты ввиду ее конструктивной простоты существенно ниже, чем стоимость традиционной муфты, а учитывая также экономию затрат на упрощенный монтаж и на снижении высоты корпуса, общую стоимость дробильного агрегата можно уменьшить примерно на 5-10%.
Все детали муфты можно легко разделять и заменять независимо друг от друга не разбирая другие детали машины, что гарантируется простым способом крепления дисков муфты к несупщм деталям агрегата. Визуальный контроль за ее состоянием и 2016/000112
11
степенью износа можно осуществлять через люк в боковой части корпуса. Следовательно, предложенная муфта требует упрощенное сервисное обслуживание, значительно менее затратное и более удобное в реальных полевых условиях.
Трансмиссионная муфта может быть изготовлена из любых конструкционных материалов и их сочетаний, при этом выбор материалов обуславливается конкретными условиями эксплуатации; при помощи любых известных методов механической обработки материалов. Однако наилучшим сочетанием с точки зрения оптимизации работоспособности будет вариант, при котором полумуфты и шпонки изготовлены из высокопрочных легированных марок сталей, плавающий диск может быть изготовлен из высокопрочных пластиков или из бронзового сплава, а в качестве способа крепления шпонок будет использован способ «прессовой посадки».

Claims

Формула изобретения Конусная инерционная дробилка с модернизированной трансмиссией
1. Конусная инерционная дробилка, которая содержит опертый на фундамент через эластичные амортизаторы корпус с наружным конусом и размещенный внутри него на сферической опоре внутренний конус, на валу которого с помощью втулки скольжения расположен дебаланс с возможностью регулировки его центра тяжести относительно оси вращения, втулка скольжения дебаланса через трансмиссионную муфту соединена с ведущим валом, на котором закреплен шкив с противодебалансом, через который передается вращательный момент от двигателя, отличается тем, что
трансмиссионная муфта выполнена в виде дисковой муфты, состоящей из ведущей полумуфты, выполненной в виде диска имеющего вогнутую рабочую торцевую поверхность и вогнутую геометрию радиально расположенной на ней шпонки, ведомой полумуфты, выполненной в виде диска имеющего выгнутую торцевую рабочую поверхность и выгнутую геометрию радиально расположенной на ней шпонки, и расположенного между полумуфтами плавающего диска, имеющего выгнутую торцевую поверхность обращенную к ведущей полумуфте и выгнутую геометрию радиально расположенного на ней паза, вогнутую торцевую поверхность обращенную к ведомой полумуфте и вогнутую геометрию радиально расположенного на ней паза, при этом пазы выполнены перпендикулярными друг другу.
2. Конусная инерционная дробилка по п.1 отличается тем, что ведущая полумуфта соединена через втулку и опорный диск с ведущим валом, и имеет установочные отверстия по периферии диска, совпадающие с установочными отверстиями по краю втулки.
3. Конусная инерционная дробилка по п.1 отличается тем, что ведомая полумуфта соединена со втулкой скольжения дебаланса, и имеет установочные отверстия по периферии диска, совпадающие с установочными отверстиями по краю втулки скольжения дебаланса.
4. Конусная инерционная дробилка по п.1 отличается тем, что диаметр ведущей полумуфты больше диаметра ведомой муфты и диаметра плавающего диска.
5. Конусная инерционная дробилка по п.1 отличается тем, что радиусы вогнутости и выгнутости сопряженных торцевых поверхностей дисков муфты равны, причем центры всех упомянутых радиусов расположены в одной точке, которая совпадает с центром радиуса кривизны внутренней поверхности сферической опоры внутреннего конуса.
6. Конусная инерционная дробилка по п.1 отличается тем, что ведущая полумуфта, ведомая полумуфта и плавающий диск имеют маслопроводящие отверстия, расположенные в центрах соответствующих дисков, причем маслопроводящее отверстие плавающего диска выполнено большего диаметра, чем маслопроводящие отверстия в полумуфтах.
7. Конусная инерционная дробилка по п.1 отличается тем, что вращение трансмиссионной муфты может быть направлено в любую сторону.
PCT/RU2016/000112 2015-03-13 2016-03-03 Конусная инерционная дробилка с модернизированной трансмиссией WO2016148603A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015108967 2015-03-13
RU2015108967/13A RU2593909C1 (ru) 2015-03-13 2015-03-13 Конусная инерционная дробилка с модернизированной трансмиссией

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016148603A1 true WO2016148603A1 (ru) 2016-09-22

Family

ID=56612997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000112 WO2016148603A1 (ru) 2015-03-13 2016-03-03 Конусная инерционная дробилка с модернизированной трансмиссией

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2593909C1 (ru)
WO (1) WO2016148603A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3954461A4 (en) * 2019-04-11 2022-08-24 Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "QS-Technologies" CONICAL INERTIAL CRUSHER WITH SUPPORT BALL BEARINGS
CN117540508A (zh) * 2024-01-10 2024-02-09 南昌矿机集团股份有限公司 一种考虑极限压缩状态的圆锥破碎机生产率分析方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108380345B (zh) * 2018-01-19 2021-07-23 南京火炎焱环保科技有限公司 一种有机肥生产设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2174445C2 (ru) * 1999-06-07 2001-10-10 Зарогатский Леонид Петрович Инерционная конусная дробилка
WO2013052792A1 (en) * 2011-10-06 2013-04-11 Telesmith, Inc. Apparatus and method for an anti-spin system
RU2558435C2 (ru) * 2010-07-09 2015-08-10 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Конусная дробилка

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU886971A1 (ru) * 1978-10-09 1981-12-07 Джезказганский Ордена Ленина Горно-Металлургический Комбинат Им.К.И.Сатпаева Инерционна конусна дробилка
SE533271C2 (sv) * 2008-12-17 2010-08-03 Sandvik Intellectual Property Centrumaxel med anordning för begränsning av spinning, samt gyratorisk kross innefattande sådan centrumaxel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2174445C2 (ru) * 1999-06-07 2001-10-10 Зарогатский Леонид Петрович Инерционная конусная дробилка
RU2558435C2 (ru) * 2010-07-09 2015-08-10 Сандвик Интеллекчуал Проперти Аб Конусная дробилка
WO2013052792A1 (en) * 2011-10-06 2013-04-11 Telesmith, Inc. Apparatus and method for an anti-spin system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3954461A4 (en) * 2019-04-11 2022-08-24 Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "QS-Technologies" CONICAL INERTIAL CRUSHER WITH SUPPORT BALL BEARINGS
CN117540508A (zh) * 2024-01-10 2024-02-09 南昌矿机集团股份有限公司 一种考虑极限压缩状态的圆锥破碎机生产率分析方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2593909C1 (ru) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2587704C1 (ru) Конусная инерционная дробилка с модернизированным приводом
CN102777382B (zh) 涡旋式流体机械
RU2593909C1 (ru) Конусная инерционная дробилка с модернизированной трансмиссией
US9267539B2 (en) Mud motor bearing assembly and method
US20150167399A1 (en) Coupling and mud motor transmission
WO2012039700A1 (en) High torque, flexible, dual, constant velocity, ball joint assembly for mud motor used in directional well drilling
WO2016148605A1 (ru) Конусная инерционная дробилка с усовершенствованным противодебалансом
RU2285781C1 (ru) Карданный вал для соединения ротора винтовой героторной гидромашины со шпинделем
KR100723040B1 (ko) 고속 회전체용 베어링 조립체
RU2444600C1 (ru) Карданный вал гидравлического забойного двигателя
EP3954461B1 (en) Conical inertial crusher having a sliding supporting bearing
RU2405903C1 (ru) Карданный вал гидравлического забойного двигателя
RU2419001C1 (ru) Ведущий средний диск сцепления
CN209680191U (zh) 一种惯性圆锥破碎机
WO2011010950A2 (ru) Конусная вибрационная дробилка
RU2622172C1 (ru) Узел сцепления силового агрегата транспортных и транспортно-технологических машин с центрированием ведущих дисков сменными элементами
WO2021069897A1 (en) Coupling
WO2023081865A1 (en) Flexible coupling
RU2304689C1 (ru) Винтовой забойный двигатель
RU2224078C2 (ru) Винтовой забойный двигатель
US941097A (en) Thrust-bearing.
RU2334073C2 (ru) Забойный двигатель
SEAL PRESSURE DROP ACROSS BIT (PB)
UA114916C2 (uk) Торцева пружна муфта

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16765334

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16765334

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1