Динамика короткоконусной дробилкн в стопорном режиме Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.926.083

ДИНАМИКА КОРОТКОКОНУСНОЙ ДРОКИЛКИ в (ТОПОРНОМ РКЖИМК Р.К.Рыжиков, М.В. Егоров, В.А.Романопа

Кафедра Конструкций мшшш Российского университета дружбы народом,

] 171 УН Моста, уп.Мик'іухоМак тя, 6

И статье ичлпгаюгея принципы еоептления дштмичсской сиасмы корот»мпі>сн«»й проСнтки. описания сс системой дифференциальных уравнений и сс решения, І'еіультш оценки усилий, тиникшотич » т-ментх дробилки й режиме СССТОНОрСИНЯ ИСДроГШМЫМ 'ІСЛОМ Прицелены Примени 1С!И.НИ к цроОиикс НМД 1 ИНН)

Корпуса короткоконусных дробилок, иснольчуемых для среднего и мелкою дроблення, снабжены системой амортизирующих пружин, ограничивающих предельные усилия, воч-иикающие при переработке горной массы. Однако чти усилия могуі Сіин, превышены в результате попадання в камеру дробления недробимых тел (обломков металла, кусков породы повышенной прочности и т.п.). Превышение усилий объясняется тем, что и динамическую систему дробилки включается дополнительная инерционная масса чаши и корпуса дробилки.

Целью описываемых исследований являлась аналитическая оценка усилий, возникающих при стопорении дробящего конуса нсдробимым телом, попадающим п камеру дробления при установившемся режиме работы дробильной машины.

На рис.1 представлены расчетные динамические схемы рассматриваемого типа дробилок. Схема 1 а иллюстрирует состояние дробилки при заклинивании недробимого тела до

Рис.1. Расчетные динамические схемы дробилки

срабатывания амортизирующей системы, схема 16 - после начала срабатывания. На схемах использованы следующие обозначения (все массовые и упругие характеристики приведены к оси вращения эксцентрика дробилки, если характер приведения не оговорен специально):

J1- момент инерции ротора электродвигателя, муфты и приводного вала, J2 - момент инерции эксцентрика, J¡ — момент инерции дробящего конуса, Ш4~ масса регулировочного кольца с закрепленными на нем деталями, приведенная к направлению вертикальной составляющей усилия дробления, с{- жесткость системы “муфта - приводной вал -- зубчатая передача , с2 — жесткость хвостовика вала дробящего конуса, с^ — жесткость недроби-мого тела, приведенная к направлению вертикальной составляющей усилия дробления, С4~ жесткость пружинной амортизирующей системы, угловые перемещения масс

ротора 3 ^, эксцентрика J2 и дробящего конуса 3 соответственно, х3, - соответственно

линейные перемещения масс дробящего конуса и регулировочного кольца в направлении

вертикальной составляющей усилия дробления, номинальный вращающий момент

электродвигателя, Мс - вращающий момент сил сопротивления,

Мс «цс/ф.-ф3)—ч (1)

е

где р,- усредненный коэффициент трения о кинематических парах эксцентрикового узла, г -радиусы трения в кинематических парах эксцентрикового узла, е - эксцентриситет вала дробящего конуса н плоскости реакции хвостовика дробящего конуса.

На первом этапе зажатия педробммого чела (рис. 1 с/) усилие в упругой связи с жесткостью Cj (i.e. вертикальная составляющая /^усилия дробления) не превышает предварительного усилия Р1Х пружинной амортизирующей системы:

= fj*[co.v(<p„ 1’", (2)

где k = е cos aL, / L, - коэффициент передачи движения от хвостовика вала дробящего конуса на уровне L к дробящему конусу по направлению вертикальной оставляющей 1\х усилия дробления, фм- начальный угол заклинивания недробимого тела относительно плоскости эксцентриситета.

Полная система уравнений движения масс в первой фазе, разрешенная относительно производных старшего порядка, представлена системой (3):

ф2 = -/>,(1 + кмс)(<р2 -<рг) + Ъ2{(ру -<р2); (3)

&=-£/, sm(<p0 - <ръ )х, + d2 (<р2 - (ръ); х3 - k[cos(<p0 -<pi)-cos<pQ];

где а} - Cj / JI; а, - М(>(1 / J1; Ь} - с2 / J2; Ъ2 - с, / J2; d, - кс3 / J3; d2 ~ с 2 / J 3.

Во второй фазе, когда усилие заклинивания превышает усилие предварительной затяжки пружин амортизирующей системы, к динамической системе подключается масса регулировочного кольца, и система уравнений преобразуется к следующей:

Ф\

ф2^-Ь](\ + кмс){<р2-(р2) + Ь2((р]~(р2);

фъ = sin(<p0 -<ръ){хъ-x4) + d2(<p2-<р3); (4)

•*4 == fl (*3 *4 ) ~ /з»

*3 = ^[cos(^0-^3)-cos^o];

где дополнительно f{~cAlmA', f2~c3^m4> кме - Iе•

Решение уравнений выполнено применительно к дробилкам КМДТ-3000. В программе, написанной на Фортране и основанной на библиотечной программе Фортрана NARKGS, использован метод Рунге-Кутта. В соответствии с требованиями программы NARKGS написаны подпрограммы вычисления правых частей уравнений системы и вывода в файл текущих значений усилий в упругих элементах дробилки.

В качестве начальных условий первого этапа расчета приняты параметры >становившегося режима работы машины, начальные условия в юрою нлил определены чарам еристи* ками движения системы по достижении момента начала срабатывания амортизирующих пружин.

На рис.2 приведены результаты расчета режима заклинивания недроонмот тела на уровне начала зоны калибровки под углом <(>„ *>0° к плоской и »ьепенфнентета. Рид по-

следовательных расчетов, выполненных с целью оценки влияния ючкн шнлшшнания на предельные значения величин нагрузок, показали, чю такой режим онинетсгиуст наибольшим нагрузкам в системе.

МП

U, , к Нм А/, ,

¿00

200

100

о

■100

J

1 I

/'

Рис.2. Характер изменения нагрузок на шемеш ы дробилки КМДТ-3000 в режиме стоиоренин

Результаты расчетов показывают, что, амортизирующая система листа!очно надежно защищает дробящие элементы (коэффициент динамичности не превышает 1,41), В то же время нагрузки в приводных элементах существенно превосходят номинальные (на приводном валу - в 5,1 , на эксцентрике - в 12,7 раза). И если в расчетах на долговечность деталей можно руководствоваться номинальными значениями, расчет на прочность должен основываться на предельных нагрузках, сопровождающих далеко не редко возникающие режимы стопорения дробящего конуса недробимым телом.

THE DYNAMICS OF THE FINE CONE CRUSHER IN C ASE OF ТИК STOPPING КШМЕ

R.K.Ryzhikov, M.V.Egorov, V.A.Romanova

Department of Mashine Design,

Peoples’ Friendship University of Russia.

Miklukho-Maklaya st., 6, 117198, Moscow, Russia

The article deals with some principles of working out a system of equations for a cone crusher dynamic system and their solution. The results of the mentioned system calculations arc described according to the cone crusher КМДТ-3000.

Роман Клавдиевич Рыжиков родился в 1932 г., окончил в 1955 г. Московский институт инженеров городского строительства. Канд. техн. наук, доцент кафедры Конструкций машин РУДИ. Автор более 50 публикаций.

R.K. Ry/hikov (b. 1932) graduated from the Moscow Municipal Institute of Civil Engineering in 1955. PhD(Fing), ass. professor of the Machine Design Department of the Peoples' Friendship University of Russia. Author of more than 50 publications.

Михаил Владимирович Егоров родился n 1937 г., окончил в 1959 г. МИСИ. Канд. техн. наук, доцент кафедры Конструкций машин РУДН. Автор более 40 публикаций.

M.V. Egorov (Ь. 1937) graduated from the Moscow Institute of Civil Engineering in 1959. PhD(Hng), ass. professor of the Machine Design Department of the Peoples' Friendship University of Russia. Author of more than 40 publications.

Викторина Анатольевна Романова родилась в 1938 г., окончила в I960 г. Московский горный институт. Доцент кафедры Конструкций машин РУДИ. Автор более 30 публикаций.

V.A. Romanova (b. 1938) graduated from the Moscow Mining Institute in 1960. Ass. professor of the Machine Design Department of the Peoples' Friendship University of Russia. Author of more than 30 publications.