RU2526738C1

RU2526738C1 - Rotary crusher

Info

Publication number: RU2526738C1
Application number: RU2013127828/13A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Люленков; Александр Григорьевич Никитин; Сергей Павлович Мочалов; Анна Никитична Матехина
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2014-08-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: rotary crusher comprises housing 1, cone fixed thereto and spinning inner cone 2 with drive 3. Cones share common axle. Trapezoidal-cross-section ribs 6 are arranged in generating lines of cone working surfaces. Height of ribs 6 makes 0.1-0.5 of the clearance between surfaces of fixed and sinning cones in whatever section of crushing zone while side surfaces of ribs 6 are inclined to the base at 45-90 degrees.

EFFECT: lower power input per unit product, higher efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к дробилкам и может быть использовано для измельчения материалов.The invention relates to crushers and can be used for grinding materials.

Известен способ дробления хрупких материалов в конусной дробилке, при котором кусок дробится между конусами, один из которых неподвижный, а другой вращается относительно собственной оси, а его ось вращается вокруг оси неподвижного конуса относительно точки гирации, то есть точки, в которой пересекаются оси конусов (см. Масленников В.А. Дробилки, разрушающие материал сжатием // Изв. вузов. Горный журнал. 1996. №10-11. С. 128, рис. 6). Дробимый материал подается в камеру дробления, образуемую внутренней поверхностью неподвижного конуса и наружной поверхностью вращающегося конуса, сверху под действием гравитационных сил. Попадая в рабочую зону, материал подвергается неоднократному сжатию рабочими поверхностями конусов, разрушается и под действием гравитационных сил опускается вглубь камеры дробления до тех пор, пока размеры вновь образуемых кусков не окажутся меньше ширины разгрузочной щели и не создадутся условия для удаления их из дробилки.A known method of crushing fragile materials in a cone crusher, in which a piece is crushed between cones, one of which is stationary and the other rotates about its own axis, and its axis rotates around the axis of the fixed cone relative to the gyration point, that is, the point at which the cones axes intersect ( see Maslennikov V.A. Crushers destroying material by compression // Izv. Vysshikh. Mining Journal. 1996. No. 10-11. P. 128, Fig. 6). Crushable material is fed into the crushing chamber, formed by the inner surface of the fixed cone and the outer surface of the rotating cone, from above under the action of gravitational forces. Once in the working area, the material is subjected to repeated compression by the working surfaces of the cones, collapses and, under the influence of gravitational forces, sinks deeper into the crushing chamber until the sizes of the newly formed pieces are less than the width of the discharge gap and conditions are created for their removal from the crusher.

Этот способ реализуется в дробилке, содержащей неподвижный конус, закрепленный в корпусе, и вращающийся конус, верхняя цапфа которого в закреплена в конусной втулке, катающейся в расточке траверсы, а нижняя расположена в эксцентриковом стакане, помещенном в патрубке, закрепленном в корпусе дробилки, ось которого совпадает с осью неподвижного конуса (см. там же, строки 13-8 снизу).This method is implemented in a crusher containing a fixed cone fixed in the housing and a rotating cone, the upper pin of which is fixed in a conical sleeve rolling in the traverse bore, and the lower one is located in an eccentric cup placed in a pipe fixed in the crusher body, the axis of which coincides with the axis of the fixed cone (see ibid., lines 13-8 below).

Наиболее близким из известных технических решений к заявляемому является способ дробления хрупких материалов в конусной дробилке, при котором кусок дробится между конусами, один из которых неподвижный, а ось другого расположена параллельно оси неподвижного конуса, и за счет эксцентричного движения вращающегося конуса относительно неподвижного конуса происходит периодическое сближение рабочих поверхностей конусов, при этом происходит процесс дробления (см. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки, конструкция, расчет, особенности эксплуатации. - М.: Машиностроение, 1990, с.114, рис.3.6-3.1.1). Дробимый материал подается в камеру дробления, образуемую внутренней поверхностью неподвижного конуса и наружной поверхностью вращающегося конуса, сверху под действием гравитационных сил. Попадая в рабочую зону, материал подвергается неоднократному сжатию рабочими поверхностями конусов, разрушается и под действием гравитационных сил опускается вглубь камеры дробления до тех пор, пока размеры вновь образуемых кусков не окажутся меньше ширины разгрузочной щели и не создадутся условия для удаления их из дробилки.The closest known technical solutions to the claimed is a method of crushing fragile materials in a cone crusher, in which a piece is crushed between cones, one of which is stationary, and the axis of the other is parallel to the axis of the fixed cone, and due to the eccentric movement of the rotating cone relative to the fixed cone, a periodic rapprochement of the working surfaces of the cones, while the crushing process occurs (see Klushantsev B.V., Kosarev A.I., Muizemnek Yu.A. Crushers, design, calculation, special Nost operation -. M .: Mechanical Engineering, 1990, p.114, ris.3.6-3.1.1). Crushable material is fed into the crushing chamber, formed by the inner surface of the fixed cone and the outer surface of the rotating cone, from above under the action of gravitational forces. Once in the working area, the material is subjected to repeated compression by the working surfaces of the cones, collapses and, under the influence of gravitational forces, sinks deeper into the crushing chamber until the sizes of the newly formed pieces are less than the width of the discharge gap and conditions are created for their removal from the crusher.

Этот способ реализуется в дробилке, содержащей неподвижный конус, закрепленный в корпусе, и вращающийся конус, цапфа которой помещена во вращающейся эксцентриковой втулке, расположенной на запрессованной в корпус консольной оси, при этом ось наружной поверхности втулки совпадает с осью неподвижного конуса, а ось вращающегося конуса расположена параллельно ей (см. там же, стр.117).This method is implemented in a crusher containing a fixed cone fixed in the housing and a rotating cone, the trunnion of which is placed in a rotating eccentric sleeve located on the cantilever axis pressed into the housing, while the axis of the outer surface of the sleeve coincides with the axis of the fixed cone and the axis of the rotating cone located parallel to it (see ibid., p. 117).

Недостатками известного способа является высокий расход энергии на единицу готовой продукции, так как при попадании в камеру дробления материал разрушается за счет его сжатия между конусами, при этом в кусках дробимого материала возникают нормальные напряжения, а также малая производительность, так как процесс дробления идет только в зоне сближения конусов, то есть на половине длины окружности подвижного конуса.The disadvantages of this method is the high energy consumption per unit of finished product, since when it enters the crushing chamber, the material is destroyed due to its compression between the cones, and normal stresses occur in pieces of crushed material, as well as low productivity, since the crushing process only occurs in zone of convergence of the cones, that is, at half the circumference of the moving cone.

Задача изобретения заключается в создании способа и устройства для его осуществления, позволяющего уменьшить расход энергии на единицу готовой продукции и повысить производительность дробилки.The objective of the invention is to create a method and device for its implementation, which allows to reduce energy consumption per unit of finished product and to increase the productivity of the crusher.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе дробления в дробилке, включающем подачу дробимого материала в зазор между рабочими поверхностями неподвижного и вращающегося внутреннего конусов, кусок дробят за счет создания в нем касательных напряжений, возникающих при взаимодействии куска и боковых поверхностей ребер, расположенных на рабочих поверхностях конусов, при этом в кусках дробимого материала возникают касательные напряжения, предел прочности которых в два раза меньше, чем при действии нормальных напряжений, следовательно, сила, потребная для разрушения, тоже в два раза меньше (см. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. - М.: Наука, 1965, с.181). Таким образом, расход энергии на единицу готовой продукции при дроблении в роторной дробилке по сравнению с дроблением в конусной дробилке в два раза меньше.The essence of the invention lies in the fact that in the method of crushing in a crusher, which includes feeding crushed material into the gap between the working surfaces of the stationary and rotating inner cones, the piece is crushed by creating tangential stresses in it that arise when the piece and the side surfaces of the ribs located on the workers interact surfaces of cones, while tangential stresses arise in pieces of crushed material, the tensile strength of which is two times less than under normal stresses, flax, the power, the need to break down, too, in less than half (. cm Belyaev NM Strength of Materials -. M .: Nauka, 1965, p.181). Thus, the energy consumption per unit of finished product when crushing in a rotary crusher is half as much as crushing in a cone crusher.

Способ осуществляется в роторной дробилке, содержащей корпус, закрепленный в нем неподвижный конус и вращающийся внутренний конус с приводом, при этом конусы имеют общую ось, а ребра, расположенные на рабочих поверхностях конусов по их образующим, имеют трапецеидальное сечение, при этом высота ребер составляет 0,1-0,5 от величины зазора между поверхностями неподвижного и вращающегося конусов в любом сечении зоны дробления, а боковые поверхности ребер наклонены к основанию под углом 45-90°.The method is carried out in a rotary crusher containing a housing, a fixed cone fixed therein and a rotating inner cone with a drive, the cones having a common axis, and the ribs located on the working surfaces of the cones along their generators have a trapezoidal cross section, while the height of the ribs is 0 , 1-0.5 of the gap between the surfaces of the stationary and rotating cones in any section of the crushing zone, and the side surfaces of the ribs are inclined to the base at an angle of 45-90 °.

Отличие предлагаемого способа от известного состоит в том, что в способе дробления в дробилке, включающем подачу дробимого материала в зазор между рабочими поверхностями неподвижного и вращающегося внутреннего конусов, кусок дробят за счет создания в нем касательных напряжений, возникающих при взаимодействии куска и боковых поверхностей ребер, расположенных на рабочих поверхностях конусов, а устройство для его осуществления содержит корпус, закрепленный в нем неподвижный конус и вращающийся внутренний конус с приводом, при этом конусы имеют общую ось, а ребра, расположенные на рабочих поверхностях конусов по их образующим, имеют трапецеидальное сечение, при этом высота ребер составляет 0,1-0,5 от величины зазора между поверхностями неподвижного и вращающегося внутреннего конусов в любом сечении зоны дробления, а боковые поверхности ребер наклонены к основанию под углом 45-90°.The difference between the proposed method and the known one is that in the crushing method in the crusher, which includes feeding the crushed material into the gap between the working surfaces of the stationary and rotating inner cones, the piece is crushed by creating tangential stresses in it that arise when the piece and the side surfaces of the ribs interact, cones located on the working surfaces, and the device for its implementation comprises a housing, a fixed cone fixed therein and a rotating inner cone with a drive, the cone s have a common axis, and the ribs located on the working surfaces of the cones along their generators have a trapezoidal section, while the height of the ribs is 0.1-0.5 of the gap between the surfaces of the stationary and rotating inner cones in any section of the crushing zone, and the lateral surfaces of the ribs are inclined to the base at an angle of 45-90 °.

Способ дробления осуществляется в представленном на чертежах (фиг.1 и 2) устройстве.The crushing method is carried out in the device shown in the drawings (figures 1 and 2).

Устройство состоит из корпуса 1, выполненного заодно с неподвижным конусом и расположенного соосно с ним вращающегося внутреннего конуса 2 с приводом 3. Вращающийся внутренний конус установлен в радиальных подшипниках 4 и опирается на упорный подшипник 5. На рабочих поверхностях конусов по их образующим расположены ребра 6. В верхней части корпуса 1 имеется течка 7 для подачи материала, а в нижней - разгрузочные окна 8.The device consists of a housing 1, which is integral with the stationary cone and is located coaxially with the rotating inner cone 2 with the drive 3. The rotating inner cone is mounted in radial bearings 4 and rests on the thrust bearing 5. On the working surfaces of the cones, ribs 6 are located along their generatrices. In the upper part of the housing 1 there is a estrus 7 for supplying material, and in the lower part there are discharge windows 8.

Способ дробления в соответствии с поставленной задачей осуществляется следующим образом. Кусок дробимого материала 9 через течку 7 подается в зону дробления, образованную рабочими поверхностями конусами 1 и 2. При вращении внутреннего конуса 2 ребра 5, расположенные на рабочих поверхностях конусов, периодически располагаются напротив друг друга и образуют каналы, в которые под действием сил гравитации кусок 9 проваливается на глубину, на которой его поперечный размер равен величине зазора между поверхностями неподвижного и вращающегося внутреннего конусов 1 и 2. При дальнейшем вращении внутреннего конуса 2 кусок 9 зажимается между боковыми поверхностями ребер 6 и за счет возникновения в нем касательных напряжений развивается деформация сдвига и кусок разрушается.The crushing method in accordance with the task is as follows. A piece of crushed material 9 through the estrus 7 is fed into the crushing zone formed by the working surfaces of the cones 1 and 2. When the inner cone 2 is rotated, the ribs 5 located on the working surfaces of the cones are periodically opposite each other and form channels into which under the influence of gravitational forces a piece 9 falls to a depth at which its transverse dimension is equal to the gap between the surfaces of the stationary and rotating inner cones 1 and 2. With a further rotation of the inner cone 2, piece 9 is clamped between along the lateral surfaces of the ribs 6 and due to the appearance of tangential stresses in it, shear deformation develops and the piece is destroyed.

При работе дробилки по окружности конусов образуются несколько каналов, в которых происходит одновременное разрушение кусков, то есть процесс дробления идет по всей окружности конусов, что повышает производительность роторной дробилки по сравнению с конусной.During the operation of the crusher along the circumference of the cones, several channels are formed in which pieces are simultaneously destroyed, that is, the crushing process occurs along the entire circumference of the cones, which increases the productivity of the rotary crusher compared to the cone.

Размеры ребра характеризуются следующими параметрами: высотой ребра h и углом наклона боковой поверхности ребра к основанию α. Их значения определяются следующим образом. Высота ребра h не должна быть больше, чем 0,5 от величины зазора между поверхностями неподвижного и вращающегося внутреннего конусов, чтобы обеспечить возможность вращения вращающегося внутреннего конуса, и не меньше чем 0,1, так как в этом случае может произойти проход куска через ребра без разрушения из-за его упругой деформации. Угол наклона α не должен быть больше чем 90°, так как тогда у основания ребра появится подрезка, что ослабит сечение и может привести к поломке ребра в процессе работы дробилки. При α=90° разрушение дробимого куска происходит под действием только касательных напряжений. С уменьшением угла α в дробимом куске помимо касательных напряжений возникают также нормальные напряжения, что приводит к образованию в куске сложного напряженного состояния, при котором прочность оценивается через эквивалентное напряжение, предел прочности которого больше, чем при действии только касательных напряжений, и при угле α, равном и меньше 45°, нормальные напряжения становятся больше по величине, чем касательные напряжения, что приводит к увеличению силы, потребной для разрушения дробимого куска, и, соответственно, к увеличению расхода энергии на единицу готовой продукции.The dimensions of the ribs are characterized by the following parameters: the height of the ribs h and the angle of inclination of the lateral surface of the ribs to the base α. Their values are defined as follows. The height of the rib h should not be more than 0.5 of the gap between the surfaces of the fixed and rotating inner cones to allow rotation of the rotating inner cone, and not less than 0.1, since in this case a piece can pass through the ribs without destruction due to its elastic deformation. The angle of inclination α should not be more than 90 °, since then undercutting will appear at the base of the rib, which will weaken the cross section and may lead to breakage of the rib during the operation of the crusher. At α = 90 °, the destruction of the crushed piece occurs under the action of only shear stresses. With a decrease in the angle α in the crushed piece, in addition to the tangential stresses, normal stresses also arise, which leads to the formation of a complex stress state in the piece, at which the strength is estimated through the equivalent stress, the tensile strength of which is greater than under the action of only tangential stresses, and at an angle α, equal to and less than 45 °, normal stresses become larger in magnitude than shear stresses, which leads to an increase in the force required to break the crushed piece, and, accordingly, to increased th energy consumption per unit of finished product.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет уменьшить расход энергии на единицу готовой продукции и повысить производительность дробилки.Thus, the use of the proposed method can reduce energy consumption per unit of finished product and increase the productivity of the crusher.

Claims

Роторное дробильное устройство, содержащее корпус, закрепленный в нем неподвижный конус и вращающийся внутренний конус с приводом, отличающийся тем, что конусы имеют общую ось, а ребра, расположенные на рабочих поверхностях конусов по их образующим, имеют трапецеидальное сечение, при этом высота ребер составляет 0,1-0,5 от величины зазора между рабочими поверхностями неподвижного и вращающегося конусов в любом сечении зоны дробления, а боковые поверхности ребер наклонены к основанию под углом 45-90°. A rotary crushing device comprising a housing, a fixed cone fixed therein and a rotating inner cone with a drive, characterized in that the cones have a common axis, and the ribs located on the working surfaces of the cones along their generators have a trapezoidal cross section, while the height of the ribs is 0 , 1-0.5 of the gap between the working surfaces of the fixed and rotating cones in any section of the crushing zone, and the side surfaces of the ribs are inclined to the base at an angle of 45-90 °.