Відцентрово-ударна дробарка з подвійною магнітною підвіскою ротора

Реферат: Відцентрово-ударна дробарка з подвійною магнітною підвіскою ротора містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, розгінний ротор із закріпленими на ньому напрямними елементами, змонтований на вертикальному валу усередині корпусу, відбійні елементи, закріплені по периметру внутрішньої поверхні корпусу зі створенням між ними і розгінним ротором зони дроблення, верхню опору вала, розташовану під розгінним ротором і виконану у вигляді магнітної системи, що складається з постійних магнітів і електромагнітів, закріплених відповідно на рухомій і нерухомій горизонтальних платформах із забезпеченням розташування однойменних полюсів один над одним, і електропривод, з'єднаний з вертикальним валом за допомогою нижньої опори, виконаної з можливістю переміщення вертикального вала на задану відстань уздовж його осі, при цьому нерухома платформа жорстко закріплена щодо корпусу, а рухома платформа розташована над нерухомою платформою на відстані, забезпечуючій задану величину зазору між однойменними полюсами згаданих магнітів, і закріплена на вертикальному валу з можливістю їх сумісного переміщення на відстань, відповідну заданій відстані переміщення вертикального вала в нижній опорі. На вертикальному валу під верхньою опорою змонтована додаткова опора, виконана у вигляді магнітної системи, що складається з постійних магнітів і електромагнітів, закріплених відповідно на рухомій і нерухомій горизонтальних платформах із забезпеченням розташування однойменних полюсів один над одним, при цьому нерухома платформа жорстко закріплена щодо корпусу, а рухома платформа розташована над нерухомою платформою на відстані, забезпечуючій задану величину зазору між однойменними полюсами згаданих магнітів, і закріплена на вертикальному валу з можливістю їх сумісного переміщення на відстань, відповідну заданій відстані переміщення вертикального вала в нижній опорі. UA 90560 U (12) UA 90560 U UA 90560 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області дроблення і подрібнення різних матеріалів, зокрема до конструкції відцентрово-ударних дробарок з вертикальним розташуванням вала і магнітною підвіскою розгінного ротора, і може використовуватися на гірничопереробних підприємствах різного профілю в технологічних процесах дроблення рудних і нерудних матеріалів. Відома відцентрово-ударна дробарка (Патент RU № 2005540, B02C 13/14, дата публікації 15.01.1994), що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, основний розгінний ротор із закріпленими на ньому напрямними елементами, змонтований на вертикальному валу усередині корпусу і електропривод, з'єднаний з вертикальним валом за допомогою зубчастого колеса. Дробарка містить також додатковий розгінний ротор, змонтований коаксіально з основним ротором усередині корпусу на кільцевих опорах у вигляді підшипників кочення і з'єднаний з другим електроприводом за допомогою другого зубчастого колеса. Відбійні елементи закріплені по периметру внутрішньої поверхні додаткового ротора зі створенням між ними і розгінним ротором зони дроблення. Основний і додатковий розгінні ротори змонтовані в корпусі незалежно один від одного з можливістю обертання в зустрічних напрямах. Вертикальний вал закріплений в корпусі на верхній і нижній опорах у вигляді підшипників кочення. Згадані опори виконані ізольованими від зони дроблення і розвантажувального бункера. Виконання основного і додаткового розгінних роторів з можливістю обертання в стрічних напрямах дозволило підвищити швидкість зіткнення матеріалу в процесі його дроблення і за рахунок цього збільшити продуктивність відцентровоударної дробарки при деякому зменшенні швидкості обертання основного розгінного ротора. Недоліком є виконання опор вертикального вала на підшипниках кочення, що при високій динамічній неврівноваженості розгінного ротора в процесі дроблення істотно знижує їх ресурс і експлуатаційну надійність дробарки в цілому. Відома відцентрово-ударна дробарка з магнітною підвіскою ротора (Патент UА № 8884, B02C 13/00; B02C 13/14, дата публікації 25.03.2014), що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, розгінний ротор із закріпленими на ньому напрямними елементами, змонтований на вертикальному валу усередині корпусу, відбійні елементи, закріплені по периметру внутрішньої поверхні корпусу зі створенням між ними і розгінним ротором зони дроблення, і електропривод, з'єднаний з вертикальним валом за допомогою нижньої опори, виконаної з можливістю переміщення вертикального вала на задану відстань уздовж його осі. На вертикальному валу під розгінним ротором змонтована верхня опора, виконана у вигляді магнітної системи, що складається з постійних магнітів і електромагнітів, закріплених відповідно на рухомій і нерухомій горизонтальних платформах із забезпеченням розташування однойменних полюсів один над одним. При цьому нерухома платформа жорстко закріплена щодо корпусу, а рухома платформа розташована над нерухомою платформою на відстані, забезпечуючій задану величину зазору між однойменними полюсами згаданих магнітів, і закріплена на вертикальному валу з можливістю їх сумісного переміщення на відстань, відповідну заданій відстані переміщення вертикального вала в нижній опорі. Постійні магніти і електромагніти закріплені на згаданих платформах по колу на однаковій відстані один від одного. Між рухомими і нерухомими платформами розташовані напрямні стрижні для фіксації розташування однойменних полюсів згаданих магнітів один над одним. Задану величину зазору в магнітній системі і силу магнітного поля між полюсами згаданих магнітів вибирають з розрахунку, що забезпечує переміщення вертикального вала на задану відстань уздовж його осі з урахуванням маси вертикального вала і закріплених на ньому рухомої платформи з постійними магнітами, розгінного ротора і розрахункової маси матеріалу, що надходить на розгінний ротор через завантажувальний отвір. Верхня і нижня опори виконані ізольованими від зони дроблення і розвантажувального бункера за допомогою внутрішнього корпусу. Розгінний ротор виконаний у вигляді диска або циліндрової обичайки з вікнами для викиду матеріалу, а напрямні елементи розгінного ротора закріплені в радіальному напрямі і виконані у вигляді ребер або лопатей з прямолінійною або криволінійною формою робочих поверхонь. Відбійні елементи закріплені по периметру внутрішньої поверхні корпусу з утворенням відбивної поверхні у формі виступів і виконані з плит підвищеної твердості. Виконання верхньої опори вертикального вала у вигляді магнітної системи, а нижньої опори - з можливістю переміщення вертикального вала на задану відстань уздовж його осі дозволило істотно зменшити навантаження на ці опори від дії динамічних і вібраційних навантажень на розгінному роторі і за рахунок цього підвищити їх ресурс і експлуатаційну надійність дробарки в цілому. Недоліком є порівняно невисока продуктивність дробарки, обумовлена істотним обмеженням маси, що надходить на переробку матеріалу, силою взаємодії між постійними магнітами і електромагнітами в магнітній системі верхньої опори. 1 UA 90560 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення конструкції відцентровоударної дробарки з магнітною підвіскою ротора за рахунок виконання її з додатковою магнітною опорою вертикального вала, що дозволяє істотно збільшити силу взаємодії між постійними магнітами і електромагнітами в магнітних системах підвіски розгінного ротора при достатньо невеликих динамічних навантаженнях на ці вузли. Технічний результат від реалізації цієї задачі полягає в істотному підвищенні продуктивності дробарки при одночасному забезпеченні високого ресурсу опорних вузлів вертикального вала і, відповідно, надійності дробарки в цілому. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відцентрово-ударній дробарці з подвійною магнітною підвіскою ротора, що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, розгінний ротор із закріпленими на ньому напрямними елементами, змонтований на вертикальному валу усередині корпусу, відбійні елементи, закріплені по периметру внутрішньої поверхні корпусу зі створенням між ними і розгінним ротором зони дроблення, верхню опору вала, розташовану під розгінним ротором і виконану у вигляді магнітної системи, що складається з постійних магнітів і електромагнітів, закріплених відповідно на рухомій і нерухомій горизонтальних платформах із забезпеченням розташування однойменних полюсів один над одним, і електропривод, з'єднаний з вертикальним валом за допомогою нижньої опори, виконаної з можливістю переміщення вертикального вала на задану відстань уздовж його осі, при цьому нерухома платформа жорстко закріплена щодо корпусу, а рухома платформа розташована над нерухомою платформою на відстані, забезпечуючій задану величину зазору між однойменними полюсами згаданих магнітів, і закріплена на вертикальному валу з можливістю їх сумісного переміщення на відстань, відповідну заданій відстані переміщення вертикального вала в нижній опорі, згідно з корисною моделлю на вертикальному валу під верхньою опорою змонтована додаткова опора, виконана у вигляді магнітної системи, що складається з постійних магнітів і електромагнітів, закріплених відповідно на рухомій і нерухомій горизонтальних платформах із забезпеченням розташування однойменних полюсів один над одним, при цьому нерухома платформа жорстко закріплена щодо корпусу, а рухома платформа розташована над нерухомою платформою на відстані, забезпечуючій задану величину зазору між однойменними полюсами згаданих магнітів, і закріплена на вертикальному валу з можливістю їх сумісного переміщення на відстань, відповідну заданій відстані переміщення вертикального вала в нижній опорі. При цьому доцільно, щоб задану величину зазору в магнітних системах верхньої і додаткової опор і силу магнітного поля між полюсами згаданих магнітів вибирали з розрахунку, що забезпечує переміщення вертикального вала на задану відстань уздовж його осі з урахуванням маси вертикального вала і закріплених на ньому рухомих платформ з постійними магнітами, розгінного ротора і розрахункової маси матеріалу, що надходить на розгінний ротор через завантажувальний отвір. Доцільно, щоб постійні магніти і електромагніти були закріплені на згаданих платформах по колу на однаковій відстані один від одного. Доцільно, щоб між рухомими і нерухомими платформами були розташовані напрямні стрижні для фіксації розташування однойменних полюсів згаданих магнітів один над одним. Доцільно, щоб рухомі платформи були з'єднані з вертикальним валом з можливістю їх сумісного переміщення на згадану задану відстань за допомогою маточин з підшипниками кочення. Доцільно, щоб електромагніти були виконані з магнітом'якого матеріалу, а постійні магніти виконані з висококоерцитивного магнітотвердого матеріалу. Доцільно, щоб нижня опора була виконана з можливістю переміщення вертикального вала на задану відстань уздовж його осі за допомогою пружної муфти, наприклад пелюсткової. Доцільно, щоб верхня, проміжна і нижня опори були виконані ізольованими від зони дроблення і розвантажувального бункера за допомогою внутрішнього корпусу. Доцільно, щоб розгінний ротор був виконаний у вигляді диска або циліндрової обичайки з вікнами для викиду матеріалу, а напрямні елементи розгінного ротора закріплені в радіальному напрямі і виконані у вигляді ребер або лопатей з прямолінійною або криволінійною формою робочих поверхонь. Доцільно, щоб відбійні елементи були закріплені по периметру внутрішньої поверхні корпусу з утворенням відбивальної поверхні у формі виступів і виконані з плит підвищеної твердості. Виконання відцентрово-ударної дробарки, що заявляється, забезпечує досягнення технічного результату. Виконання підвіски розгінного ротора з додатковою опорою у вигляді магнітної системи дозволяє кратно збільшити силу взаємодії між однойменними полюсами постійних магнітів і електромагнітів і за рахунок цього істотно збільшити масову подачу 2 UA 90560 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 матеріалу на розгінний ротор і розширити робочий діапазон його лінійних швидкостей при відцентровій дезінтеграції. Одночасному подвійна магнітна підвіска розгінного ротора забезпечує високий ресурс опорних вузлів вертикального вала і, відповідно, надійність дробарки в цілому. Суть корисної моделі, що заявляється, пояснюється кресленням на прикладі відцентровоударної дробарки з одним ротором, де показана принципова схема дробарки. Відцентрово-ударна дробарка складається з корпусу 1 з кришкою 2, завантажувальним 3 і розвантажувальними 4 отворами, розгінного ротора 5, вертикального вала 6, відбійних елементів 7, електроприводу 8, нижньої 9 і верхньої 10 і додаткової 11 опор. Розгінний ротор 5 виконаний (креслення) у вигляді диска із закріпленими на ньому в радіальному напрямі напрямними елементами 12. Розгінний ротор 5 може бути також виконаний у вигляді циліндрової обичайки з вікнами для викиду матеріалу (не показано). Напрямні елементи 12 можуть бути виконані у вигляді ребер або лопатей з прямолінійною або криволінійною формою робочих поверхонь (не показані). Відбійні елементи 7 закріплені за допомогою болтів 13 по периметру внутрішньої поверхні корпусу 1 зі створенням між ними і розгінним ротором 5 зони дроблення. Відбійні елементи 7 виконані з плит підвищеної твердості з утворенням відбивальної поверхні у формі полиць. Вертикальний вал 6 змонтований усередині корпусу 1 уздовж його осі і з'єднаний за допомогою нижньої опори 9 з електроприводом 8. Нижня опора 9 виконана у вигляді пелюсткової муфти, яка забезпечує можливість переміщення вертикального вала 6 на задану відстань уздовж його осі. Верхня опора 10 змонтована на вертикальному валу 6 під розгінним ротором 5, а додаткова опора 11 - під нею. Згадані магнітні опори 10 і 11 виконані у вигляді магнітних систем, що складаються з постійних магнітів 14 і електромагнітів 15. Згадані магніти 14 і 15 закріплені, відповідно, на рухомих 16 і нерухомих 17 горизонтальних платформах по колу на однаковій відстані один від одного. Однойменні полюси магнітів 14 і 15 розташовані один над одним, при цьому рухомі 16 платформи розташовано над нерухомими 17 платформами на відстані, забезпечуючій задану величину зазору h між однойменними полюсами згаданих магнітів. Між рухомими 16 і нерухомими 17 платформами розміщені напрямні стрижні 18 для фіксації взаємного розташування однойменних полюсів магнітів 14 і 15 один над одним. Електромагніти 15 виконані з магнітом'якого матеріалу, а постійні магніти 14 - з висококоерцитивного магнітотвердого матеріалу. Задану величину зазору h в магнітних системах верхньої 10 і додаткової 11 опор, а також силу магнітного поля між полюсами згаданих магнітів 14 і 15 вибирають з розрахунку, що забезпечує переміщення вертикального вала 6 на задану відстань уздовж осі з урахуванням його маси і маси закріплених на ньому рухомих платформ 16 з постійними магнітами 14, розгінного ротора 5 і розрахункової маси матеріалу, що надходить на розгінний ротор 5 через завантажувальний отвір 3. Нерухомі платформи 17 жорстко закріплені щодо корпусу 1 на опорах 19 і 20 і з'єднані з вертикальним валом 6 за допомогою ковзаючих маточин (не показані). Рухомі платформи 16 з'єднані з вертикального валом 6 за допомогою маточин 21 з внутрішнім підшипником кочення. Маточини 21 забезпечують можливість переміщення верхніх платформ 16 одночасно з вертикальним валом 6 на задану відстань. Верхня 10, додаткова 11 і нижня 9 опори ізольовано внутрішнім корпусом 22 від зони дроблення і розвантажувальних отворів 4. Представлена на фігурах креслень і в описі конструкція відцентрово-ударної дробарки не вичерпує всіх можливих варіантів її виконання, що забезпечують досягнення заявленого технічного результату. Зокрема, дробарка може містити більш одного розгінного ротора, останній може бути виконаний напівзакритого або закритого типу, наприклад, у вигляді циліндрової обичайки з вікнами для викиду матеріалу, відбійні елементи можуть бути виконаний іншої форми і з інших матеріалів, наприклад, з футерівкою на відбивній поверхні. Робота відцентрово-ударної дробарки, що заявляється, здійснюється таким чином. Перед завантаженням кускового матеріалу в корпус 1 включають магнітну систему, після чого струм від зовнішнього джерела живлення (не показаний) надходить одночасно на котушки всіх електромагнітів 15, закріплених на нерухомих платформах 17. Постійні магніти 14, закріплені на рухомих платформах 17, і електромагніти 15 створюють в магнітних системах верхньої 10 і додаткової 11 опор стрічні по напряму магнітні потоки і відповідні їм електромагнітні сили відштовхування. Під дією цих сил рухомі платформи 16 підводяться на задану відстань, наприклад, на 50-100 мм над нерухомими платформами 17, одночасно переміщаючи вгору вертикальний вал 6 і закріплений на ньому розгінний ротор 5. Це переміщення вертикального вала 6 здійснюється при збереженні його взаємозв'язку з валом електроприводу 8 за рахунок виконання нижньої опори 9 у вигляді пелюсткової муфти. 3 UA 90560 U 5 10 15 20 25 30 Далі включають електропривод 8, який через нижню опору 9 починає обертати з необхідною швидкістю вертикальний вал 6 із закріпленим на ньому розгінним ротором 5. Після цього відкривають завантажувальний отвір 3 і кусковий матеріал під власною вагою надходить на розгінний ротор 5, що обертається. Отримавши на розгінному роторі 5 необхідну для викиду окружну швидкість і, відповідно, кінетичну енергію, шматки матеріалу уподовж напрямних елементів 12 з великою швидкістю викидаються в зону дроблення, де в результаті направлених ударів об відбійні плити 7 і хаотичних ударів один об одного руйнуються на шматки з більш дрібним фракційним складом. Роздроблений матеріал виводиться з корпусу 1 через розвантажувальні отвори 4. При роботі дробарки на верхню 10 і додаткову 11 опори через вертикальний вал 6 впливають як динамічні навантаження з резонансними частотами, що виникають при розгоні і гальмуванні розгінного ротора 5, так і динамічні навантаження, що виникають в процесі дроблення в результаті радіальних і кутових коливань розгінного ротора 5, амплітуда і сила яких залежить від швидкості обертання і дії на нього кускового матеріалу. Динамічні навантаження з резонансними частотами магнітні системи верхньої 10 і додаткової 11 опор сприймають у вертикальному напрямі, а радіальні і кутові коливання розгінного ротора 5 - в радіальному напрямі. Гасіння цих навантажень магнітні системи здійснюють за рахунок електромагнітних сил відштовхування між постійними магнітами 14, закріпленими на рухомих платформах 16, і електромагнітами 15, закріпленими на нерухомих платформах 17. Таким чином, в робочому положенні розгінного ротора 5 згадані опори 10 і 11 вертикального вала 6 одночасно виконують функції демпферів, що дозволяє істотно понизити навантаження на них від дії осьових вібраційних коливань і радіальних динамічних переміщень розгінного ротора 5 в процесі дроблення. Результати теоретичних і експериментальних досліджень корисної моделі, що заявляється, підтвердили її працездатність і отримання технічного результату. Використовування подвійної магнітної підвіски розгінного ротора у відцентрово-ударних дробарках дозволяє істотно збільшити її продуктивність при високій надійності і ресурсу роботи. Окрім цього, за рахунок варіювання величини зазорів в магнітних системах верхньої і додаткової опор і сили магнітного поля між полюсами згаданих магнітів можна істотно розширити робочий діапазон лінійних швидкостей розгінного ротора при відцентровій дезінтеграції. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 60 1. Відцентрово-ударна дробарка з подвійною магнітною підвіскою ротора, що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, розгінний ротор із закріпленими на ньому напрямними елементами, змонтований на вертикальному валу усередині корпусу, відбійні елементи, закріплені по периметру внутрішньої поверхні корпусу зі створенням між ними і розгінним ротором зони дроблення, верхню опору вала, розташовану під розгінним ротором і виконану у вигляді магнітної системи, що складається з постійних магнітів і електромагнітів, закріплених відповідно на рухомій і нерухомій горизонтальних платформах із забезпеченням розташування однойменних полюсів один над одним, і електропривод, з'єднаний з вертикальним валом за допомогою нижньої опори, виконаної з можливістю переміщення вертикального вала на задану відстань уздовж його осі, при цьому нерухома платформа жорстко закріплена щодо корпусу, а рухома платформа розташована над нерухомою платформою на відстані, забезпечуючій задану величину зазору між однойменними полюсами згаданих магнітів, і закріплена на вертикальному валу з можливістю їх сумісного переміщення на відстань, відповідну заданій відстані переміщення вертикального вала в нижній опорі, яка відрізняється тим, що на вертикальному валу під верхньою опорою змонтована додаткова опора, виконана у вигляді магнітної системи, що складається з постійних магнітів і електромагнітів, закріплених відповідно на рухомій і нерухомій горизонтальних платформах із забезпеченням розташування однойменних полюсів один над одним, при цьому нерухома платформа жорстко закріплена щодо корпусу, а рухома платформа розташована над нерухомою платформою на відстані, забезпечуючій задану величину зазору між однойменними полюсами згаданих магнітів, і закріплена на вертикальному валу з можливістю їх сумісного переміщення на відстань, відповідну заданій відстані переміщення вертикального вала в нижній опорі. 2. Відцентрово-ударна дробарка за пунктом 1, яка відрізняється тим, що задану величину зазору в магнітних системах верхньої і додаткової опор і силу магнітного поля між полюсами згаданих магнітів вибирають з розрахунку, що забезпечує переміщення вертикального вала на задану відстань уздовж його осі з урахуванням маси вертикального вала і закріплених на ньому 4 UA 90560 U 5 10 15 20 25 рухомих платформ з постійними магнітами, розгінного ротора і розрахункової маси матеріалу, що надходить на розгінний ротор через завантажувальний отвір. 3. Відцентрово-ударна дробарка за пунктами 1 або 2, яка відрізняється тим, що постійні магніти і електромагніти закріплені на згаданих платформах по колу на однаковій відстані один від одного. 4. Відцентрово-ударна дробарка за будь-яким з пунктів 1-3, яка відрізняється тим, що між рухомими і нерухомими платформами розташовані напрямні стрижні для фіксації розташування однойменних полюсів згаданих магнітів один над одним. 5. Відцентрово-ударна дробарка за будь-яким з пунктів 1-4, яка відрізняється тим, що рухомі платформи з'єднані з вертикальним валом з можливістю їх сумісного переміщення на згадану задану відстань за допомогою маточин з підшипниками кочення. 6. Відцентрово-ударна дробарка за будь-яким з пунктів 1-5, яка відрізняється тим, що електромагніти виконані з магнітом'якого матеріалу, а постійні магніти виконані з висококоерцитивного магнітотвердого матеріалу. 7. Відцентрово-ударна дробарка за будь-яким з пунктів 1-6, яка відрізняється тим, що нижня опора виконана з можливістю переміщення вертикального вала на задану відстань уздовж його осі за допомогою пружної муфти, наприклад пелюсткової. 8. Відцентрово-ударна дробарка за будь-яким з пунктів 1-7, яка відрізняється тим, що верхня, додаткова і нижня опори виконані ізольованими від зони дроблення і розвантажувального бункера за допомогою внутрішнього корпусу. 9. Відцентрово-ударна дробарка за будь-яким з пунктів 1-8, яка відрізняється тим, що розгінний ротор виконаний у вигляді диска або циліндрової обичайки з вікнами для викиду матеріалу, а напрямні елементи розгінного ротора закріплені в радіальному напрямі і виконані у вигляді ребер або лопатей з прямолінійною або криволінійною формою робочих поверхонь. 10. Відцентрово-ударна дробарка за будь-яким з пунктів 1-9, яка відрізняється тим, що відбійні елементи закріплені по периметру внутрішньої поверхні корпусу з утворенням відбивальної поверхні у формі виступів і виконані з плит підвищеної твердості. 5 UA 90560 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6