Шахтна одновалкова дробарка

Шахтна одновалкова дробарка, що містить корпус з закріпленими робочими плитами та ексцентриковий вал з робочим валком, яка відрізняється тим, що корпус має внутрішню циліндричну поверхню та поздовжні пази для болтового кріплення плит, робочі поверхні яких мають рифлення V-подібноі форми у поздовжньому та поперечному напрямах, виконаних симетричними відносно горизонтальної осі дробарки і такими, що мають у поперечному перерізі форму дуги кола, координати центра і радіус якого приймаються, виходячи з найкращої ВІДПОВІДНОСТІ оптимальному теоретичному профілю у вигляді логарифмічної спіралі де г, (р - координати точок профілю у полярній системі координат з центром, що лежить на осі обертання вала, Гн, (рн - координати початкової (верхньої) точки профілю, f - коефіцієнт тертя між породою та плитою О Винахід належить до гірничої промисловості і може бути використаний при підземній розробці родовищ корисних копалин, зокрема вугілля, із закладкою виробленого простору для підготовки закладного матеріалу Відома пересувна дробильна установка, включаюча роторно-зубчату дробарку, розташовану над закладним приладом, завантажувальну секцію, живильник зворотнопоступальної дії з робочими комірками Дробарка має корпус з колосниковими плитами та робочий валок із зуб'ями // Авторське свідоцтво СРСР №161026, кл Е 21 F 15/10, 1963 р// При обертанні приводного валу матеріал подається у робочі камери та руйнується між зуб'ями валка та колосниковими плитами Суттєвими ознаками аналогу, що співпадають з ознаками заявленого винаходу, є корпус з плитами та робочий валок Недоліками даного аналогу с великі габаритні розміри та маса, обмежена галузь застосування з МІЦНІСТІ порід Найбільший коефіцієнт МІЦНІСТІ по М М Протод'яконову для роторно-зубчатих дро барок не перевищує 9 -10 одиниць Відома одновалкова дробарка, що містить циліндричний валок, шарнірно закріплений на ексцентриковій частині приводного валу, та підпружинені плити, шарнірно з'єднали з корпусом Плити мають несиметричну форму профілю, рифлення на плитах відсутні Ексцентрикова частина приводного валу виконана у вигляді кі льця з пружного матеріалу// Авторське свідоцтво СРСР №957950, кл В 02 С 4/10, БІ34, 15 09 82р// При обертанні приводного валу валок вчиняє кругові переміщення та водночас одержує коливальний рух Матеріал подається у робочі камери та руйнується між валком і плитами Суттєвими ознаками аналогу, що співпадають з ознаками заявленого винаходу, є корпус з плитами та циліндричний валок, шарнірно закріплений на ексцентриковій частині приводного валу Недоліком даного аналогу f нераціональна форма профілю плит, складність конструкції, великі габариті розміри но ширині Внаслідок нераціональної форми профілю плит окремі шматки матеріалу будуть утискуватися з камери дроблення з О о ю 51700 великою швидкістю 3 цим зв'язана можливість іскрення при сухому процесі дроблення, що виключає можливість її використання у шахтах Як прототип обрана одновалкова дробарка, що містить корпус (раму), підвішені на ньому підпружинені плити (щоки), які не мають рифлення, та приводний вал На ексцентриковій частині валу шарнірно закріплений робочий валок з встановленої на ньому з можливістю обертання футеровкою Дробарка має ексцентриковий зубчатий механізм, який забезпечує регулювання ексцентриситету та частоти обертання валу //Авторське свідоцтво СРСР №1417917, кл В 02 С 4/10, БІ31,23 08 88р // Суттєвими ознаками прототипу, що співпадають з ознаками заявленого винаходу, с корпус з плитами та циліндричний валок, шарнірно закріплений на ексцентриковій частиш приводного валу Недоліком відомої дробарки є низька ДОВГОВІЧНІСТЬ та нераціональна форма профілю плит, які не мають рифлення, складність конструкції, великі габаритні розміри по ширині, можливість утворення іскр при взаємодії валка і робочих плит з шматками міцної породи зі швидкістю, що перевищує 0,3 0,4м/с Такі підвищені швидкості взаємодії можуть виникати при "пострілу" шматка породи з камери дроблення за рахунок енергії стислих пружин внаслідок нераціонального профілювання робочих поверхонь плит Великі габаритні розміри по ширині зв'язані з необхідністю регулювати вихідну щілину дробарки за рахунок повороту підпружинених плит навколо осі їхніх шарнірних з'єднань з корпусом Знос робочих плит нерівномірний, причому в найбільшому ступені зношується нижня частина плит Несимметрична форма профілю не дозволяє продовжити термін служби плит за рахунок їхньої перестановки з поворотом на 180° Внаслідок цього відома дробарка не може бути використана у шахтних умовах В основу винаходу поставлено задачу удосконалення одновалкової дробарки за рахунок конструктивних елементів і їх розташування, чим забезпечується технічний результат - зменшення габаритних розмірів дробарки, усунення можливості іскрення при сухому процесі дроблення, підвищення ДОВГОВІЧНОСТІ робочих органів - з метою забезпечити дроблення матеріалу підвищеної міцНІСТІ у шахтних умовах, а також в вибухонебезпечних середовищах Поставлена задача розв'язується тим, що у шахтної одновалкової дробарки, яка містить корпус з закріпленими робочими плитами та ексцентриковий вал з робочим валком, згідно з винаходом корпус має внутрішню циліндричну поверхню та поздовжні пази для болтового кріплення плит, робочі поверхні яких мають рифлення V-подібноі форми у поздовжньому та поперечному напрямах, виконані симетричними і мають у поперечному перерізі форму дуги кола, координати центру і радіус якого приймаються, виходячи з найкращої ВІДПОВІДНОСТІ оптимальному теоретичному профілю у вигляді логарифмічної спіралі г - гнк де г,ф - координати точок профіля у полярній системі координат з центром, що лежить на осі обертання валу, гн,фн - координати початкової (верхньої) точки профілю, f -коефіцієнт тертя між породою та плитою Можливість досягнення вказаного у винаході технічного результату підтверджується наступними даними Раціональний профіль робочих плит та внутрішньої поверхні корпуса що пропонується забезпечує надійне загарбування шматків породи при дробленні та виключають видавлювання шматків породи з камери та їх "постріл" з великою швидкістю Можливість поворота плити на 180° відносно поперечної (горизонтальної) осі забезпечує підвищення терміну служби плит при дробленні міцних абразивних порід, бо у найбільшому ступені зношується нижня частина плити на виході готового продукту Поздовжні пази у корпусі дозволяють регулювати ширину вихідної щілини за рахунок повороту плит навколо осі циліндричної поверхні корпуса При цьому габаритні розміри по ширині дробарки робляться мінімальними На фіг 1 представлена одновалкова дробарка, на фіг 2 - розріз А-А на фіг 1, на фіг 3 - розріз Б-Б на ф і г 1 , на фіг 4 представлена розрахункова схема для обгрутування оптимального робочого профілю плит Дробарка складається з наступних основних вузлів власне дробарка 1, проставка 2, редуктор З та двигун 4 Робочий вал 5 встановлений на підшипниках у корпусі 6 дробарки та з'єднай з редуктором 3 На ексцентриковій частині валу на підшипниках встановлений робочий валок 7, що складається з барабана 8 з встановленими на ньому дисками 9, закріпленими фланцами 10 з торців барабану 8 Внутрішня поверхня корпуса 6 дробарки 1 має циліндричну форму та армована симетричними плитами 11 та 12 Робоча поверхня плит має форму дуги кола, координати Хс та Yc центру (точка Оі на фіг 4) та радіус Ro якого приймаються, виходячи з найкращої ВІДПОВІДНОСТІ оптимальному теоретичному профілю у вигляді відрізка логарифмічної спіралі Робочі поверхні мають рифлення у поздовжньому 13 і поперечному 14 напрямі Робочі плити 11 і 12 закріплені до корпуса, 6 за допомогою болтів 15, що встановлені у поздовжні пази 16 корпусу На валу 5 встановлені противаги 17 та 18 для зрівноваження ексцентрично посаженого валка 7 Для захисту від перевантажень у редукторі З встановлен запобіжний прилад у вигляді зрізного елементу 19 Запропонована дробарка працює наступним чином Від приводного двигуна 4 через редуктор З приводиться в обертання вал 5 Ексцентрично встановлений на валу 5 робочий валок 7 вчиняє кругові рухи При цьому шматки породи, що надходять через верхній отвір у корпусі 6, роздавлюються між робочими поверхнями дисків 9 та робочих плит 11 та 12 На шматок породи (см фіг 4) діють сили N сила з боку валка, що в першому наближенні проходить через вісь валу О, N'- нормальна реакція плити, FTp - сила тертя між породою та плитою 51700 Руйнування породи відбувається, якщо означені сили врівноважені, звідки слідує умова роздавлювання шматка (1) де f- коефіцієнт тертя між породою та плитою, [З - кут захвату (см фіг 4) Рівняння оптимального профілю робочої плити у(х) визначається з умови (1) Оскільки похідна у'(х) є тангенсом кугу ф нахилу дотичної до цього профіля, причому ^-ті/2+ф-р, отримаємо диференціальне рівняння - (х-\/у)/ф:-у). (2) Вирішуючи рівняння (2), отримаємо рівняння логарифмічної спіралі у полярній системі координат г = reflq> *J') де гн,фн, - координати початкової (верхньої) точки профіля Таким чином, при виконанні профілю у вигляді логарифмічної спіралі забезпечується надійний захват шматка породи та його наступне дроблення Означений теоретичний профіль може бути близько замінений дугою кола з центром у точці d (дуга показана пунктирной ЛІНІЄЮ на фіг 4) Координати Х с та Yc центру, а також радіус Ro цього кола визначаються з умови найкращого збігу дуги кола із знайденим теоретичним профілем При цьому розходження у величині фактичного та теоретичного куту захвату не перевищують 2° Поперечне рифлення 14, виконане на поверхні робочої плити, покращує умови захвату та утри мання шматка при дробленні Поздовжнє рифлення 13 сприяє ефективному дробленню та розвантаженню готового продукту у нижній частині камери Виконання робочих плит симетричними відносно поперечної (горизонтальної) осі дозволяє продовжити термін експлуатації плит шляхом перестановки з розворотом на 180°, ЗМІНЮЮЧІ МІСЦЯМИ вихідну (найбільш спрацьовану) та вхідну частини плити Надійний захват шматків, зумовлений раціональним профілюванням робочих плит, а також відсутність підпружинених плит виключають видавлювання шматків породи з камери та їх "постріл" з великою швидкістю Це дозволяє гарантовано обмежити швидкість взаємодії робочих органів з шматками породи значенням 0,4м/с, що виключає можливість виникнення іскр при дробленні міцної породи Відсутність підпружинених щік суттєво зменшує габаритні розміри по ширині і масу дробарки, що робить и придатної для експлуатації у гірничих виробках За принципом дроблення (роздавлювання та розколювання) дробарка ,що пропонується найбільш близька до щокових дробарок Тому вона дозволяє дробити породу з тимчасовим опором стиску до 250МЛА (або МІЦНІСТЬЮ до 1618од по шкалі проф М М Протод'яконова) Дробарка, що пропонується, передвизначена для підготовки закладого матеріалу у шахтах, тому вона сприяє впровадженню маловідходних та безвідходних технологій підземного видобутку корисних копалин із закладкою та забезпечує чималу економічну ефективність Експериментальний зразок дробарки виготовлений на Дебальцевскому заводі металургійного обладнання 51700 51700 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10