Тенденции развития виброщековых дробилок Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ляющие нагрузок. Следовательно, применяя приведенные характеристики можно рассчитать запас прочности вала по нормальным и касательным напряжениям, а

1. Федорова З.М., Лукин И.Ф., Нестеров А.П. Подъемники. Издательское объединение «Вища школа» 1976. - 296 с.

2. Федоров М.М. Избранные труды. Издательство А.Н.УССР., т.1.1975. - 148 с.

так же определить коэффициент долговечности от углового ускорения и числа оборотов вала.

--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Штремель Г.Х. Грузоподъемные машины -М., Высшая школа.,1980. - 304 с.

4. Детали машин. Расчеты и конструирование. Справочник под редакцией Ачеркана. М., «Машиностроение» т.1.1968. - 185 с.

— Коротко об авторах --------------------------------

Пахомов П.И. - член.-корр. ИАКР, доктор технических наук, Лядышева Т.В. - аспирантка.

----------------------------------------- © С.В. Казаков, А.П. Сибрина,

2006

УДК 622.23.05.51

С.В. Казаков, А.П. Сибрина

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ВИБРОЩЕКОВЫХ ДРОБИЛОК

Семинар № 20

~П научно-производственной кор-

X# порации «Механобр-техника» для дробления хрупких руд и особо прочных нерудных материалов (ферросплавов) разработаны динамические схемы вибраци-онно-щековых дробилок с инерционным приводом различных типов.

Известные направления совершенствования щековых дробилок с эксцентриковым приводом не позволяют создать машину с наиболее эффективным ударным характером воздействия щек на материал, при котором появляется возможность сочетать в одном агрегате две и более стадии дробления. Имеются также серьезные трудности использования дробилок с кинематическим приводом для работы в автоматизированных

линиях с дистанционным управлением. Таким требованиям отвечают дробилки с инерционным приводом. Применение

инерционного привода дает возмож-

ность получать теоретически неограниченные усилия в полости дробления, которые могут лимитироваться только

прочностью машины. Большая частота колебаний (1000 - 1500 мин-1 и более) позволяет оценить воздействие щек на материал как вибрационное. Одновременно изменяется сам характер приложения нагрузки. Если в дробилках с кинематическим приводом характер приложения нагрузки в основном статический, то с инерционным - наблюдается пиковое нарастание силы воздействия на материал, которое оценивается как ударное.

Указанные особенности инерционного привода позволяют использовать его для дробления самых прочных и твердых горных пород при наиболее эффективном ударно - вибрационном способе разрушения.

Инерционный привод по сравнению с кинематическим при соответствующих условиях дает возможность значительно упростить конструкцию машины путем использования явления самосинхронизации, что значительно снижает массу и габариты установки, облегчает ремонт и обслуживание дробилки. Важное достоинство ударно - вибрационных дробилок, позволяющее применить их в автоматизированных линиях - возможность работы в условиях перегрузок. Их так же как и инерционные конусные дробилки, можно останавливать и пускать с полностью загруженной рабочей полостью, попадание недробимого тела не вызывает поломки машины, поскольку колебания возбуждаются не кинематическим, а динамическим путем и зависят только от инерционных параметров дробилки.

Ударно-вибрационные дробилки динамически уравновешены, не требуют фундамента, их можно устанавливать на межэтажных перекрытиях и эстакадах.

Отличительная особен-

ность ударных щековых дробилок по сравнению с известными ударными агрегатами (молотковыми и роторными дробилками) заключается в том, что удары производятся не по свободно падающему куску материала, а по куску, находящемуся между двумя молотами (дробящими щеками) или на тяжелом корпусе машины (наковальне). Очевидно, что в виброщековых дробилках удары будут более эффективными. [1]

На рис. 1 представлена динамическая схема уравновешенной виб-рощековой дробилки с самосинхронизи-рующимися вибраторами.

Уравнения движения щеки: дифференциальное уравнение для координаты у

Му = F СОЭ^ + в)

(1)

дифференциальное уравнение вращательного движения щеки

р +

^■р + Мд11 Fl2

--------------р =-------

'г 'г

этр + в)

(2)

Решение уравнений движения щеки: уравнение пути возвратно-поступательного движения

у = -

F соб(®/ + в)/(ма2)

(3)

уравнение углового пути щеки

р =

Р/->

Zp + Mgli - о2I2

-sin(t

(4)

Дробилка, разработанная по рассмотренной динамической схеме, представленная на рис. 2, включает в себя дробящий механизм, опорную площадку с приводом и электродвигателями.

Дробящий механизм установлена на площадку через «мягкие» амортизаторы, исключающие передачу вибраций на опорную конструкцию.

При рабочем ходе щеки движутся вперед и вниз, осуществляя дробление руды и сообщая дополнительную скорость материалу при разгрузке. При холостом ходе щеки движутся назад и вверх, обеспечивая эффективную разгрузку раздробленного материала.

Для рассматриваемой схемы составлены уравнения движения; получено выражение для ударного импульса и

кинетической энергии, теряемой за удар; найдено выражение для определения высоты призмы выпадения раздробленного материала, подчеркивающее качественно отличный от обычных дробилок характер разгрузки продукта; получено условие самосинхронизации дебалансных вибраторов.

С целью снижения габаритных размеров виброщековой машины, а также возможности использования в стесненных условиях шахт, предложено расположить камеру дробления под некоторым углом к горизонту. Динамическая схема наклонной дробилки представлена на рис. 3 [2].

Уравнения движения щеки:

дифференциальное уравнение качания щеки

р + ^-рр + 2С п ^2р — (5)

— Р/^рСОБ^У^ + з) = Р^2 ^1п(У + з)

где Сп - жесткость опорных пружин; И -расстояние до опорных пружин.

дифференциальное уравнение возвратно-поступательного движения вдоль оси ОУ

М дРУ = 2Р собЦ + з)

(6)

где Мдр - масса дробилки

Решение уравнений движения щеки: дифференциальное уравнение движения щеки

Р/2 „

Р =

Zp + 2C п h 2 - Fl! cos (cot + e)- со21

x sin (cot + e) (7)

уравнение горизонтальных перемещений дробилки

Рис. 2. Виброщековая дробилка с приемным отверстием 440х1200 на Кировском заводе в Рис. 4. Наклонная дробилка на передвижной

Санкт-Петербурге платформе

Рис. 5. Амплитуда частотных характеристик

У = ---^ СОв(й^ + є)

МДРа2

(8)

К тому же, подобное расположение камеры дробления дробилки позволяет сообщать материалу за цикл движения щеки начальную скорость в направлении разгрузки, обеспечивающую прохождение материала через дробилку. Указанное решение дробилки определяет компактность установки и значительно снижает ее стоимость.

Расположение наклонной дробилки с питателем и отгрузочным конвейером на передвижной платформе представлено на рис. 4.

Схема виброщековой дробилки с двумя самосинхронизирующимися вибраторами имеет весьма существенный недостаток: пересечение областей синфазного режима и однократного одноударного режима приходится на весьма узкие диапазоны, один из которых расположен ниже первой собственной, а второй - выше вто-

Рис. 6. Схема одновибраторной дробилки

рой собственной частоты [2]. Амплитуда частотных характеристик представлена на рис. 5.

Избавиться от этого недостатка в рамках традиционной схемы невозможно. Естественное желание использовать наиболее существенную часть области существование одноударных режимов, лежащую

в полосе частот — > 1, проще всего реа-к

лизовать в виброщековой дробилке с одним вибратором на одной из щек рис. 6. Уравнения движения системы:

(М1 + М2 )х + М1 г1 соб31Ф1 — М2 г2 соб82Ф2 =\

= —теса2 соБ^С + в)

V

Рис. 7. Дробящий механизм ВЩД 1000х1200

Рис. 8. Модель наклонной вибрационной щеко-вой дробилки ВЩД 1000х1200

(M1 + M2) - M..r. sinS..ф. - M2r2sinS2&2 =

= -mem2 sin(®t + в

J. ф. + с[р. + р2) + М. r1 (x cosS. - y sin S.) = 0

J2ф2 + c(m + p2)- M2r2 (x cosS2 + y sinS2) =

= mem212cosmt

(9)

где М1 и М2 - массы щек; Jj и J2 - моменты инерции щек относительно оси взаимного поворота; с - поворотная жесткость; ф1 и ф2 - углы поворота щек; m - масса дебаланса; e - эксцентриситет дебаланса; m -угловая скорость дебаланса; rj и r2 - расстояние от оси торсиона до центра масс щеки.

На совете «НПК «Механобр-техника» с участием специалистов ЗАО «Автоматика» был принят технический проект о разработке рабочего проекта высокоэффективной первичной дробилки для реализации двухстадиальной схемы дробления, рис. 7, рис. 8.

Цель разработки заключается в создании дробилки, применение которой на практике двухстадиального вибрационного дробления, позволит, при исходной крупности куска 800 мм, получать дроб-

леный продукт крупностью менее 10 мм при настройке на тонкое дробление или менее 40 мм при производстве щебня. Производительность должна составить до 200 т/ч. Предлагаемая схема дезинтеграции рудного и нерудного сырья позволит быть вне конкуренции на мировом рынке дробильного оборудования.

Вибрационные щековые дробилки находят все большее применение в установках по переработке железобетонных и строительных отходов, ферро-сплавов, шлаков, шамота, литейных песков и других материалов, содержащих металличе-

ские включения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П., Тур-кин В.Я. Вибрационные дробилки. Основы расчета, проектирования и технологического применения. - С.-Пб.:ВСЕГЕИ

2. Ревнивцев В.И., Денисов Г.А., Зарогатский Л.П., Туркин В.Я. Вибрационная дезинтеграция твердых материалов. - М.,: Недра, 1992.-430 с.

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------

Казаков С.В. - старший инженер-конструктор,

СибринаА.П. - старший инженер-конструктор,

ОАО «НПК «Механобр-техника».

— © Ю.В. Антипов, В.Г. Черных,

2006

УДК 622.232:658.5(06)

Ю.В. Антипов, В.Г. Черных

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ СЛУЖБЫ МЕХАНИКА ГОРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Семинар № 20

пыт эксплуатации отечественной горнопроходческой техники показывает, что основной причиной ее низкой эксплуатационной надежности, является несовершенство системы технического обслуживания и ремонта (ТОР), заключающееся в том, что остановка на ремонт производится либо преждевременно, когда оборудование не исчерпало свой ресурс, либо в экстренном порядке, когда наступает аварийная ситуация. Это приводит к большим трудовым и материальным затратам на поддержание оборудования в работоспособном состоянии.

На основе анализа эксплуатационных данных установлено, что в существующей системе ТОР угольной промышленности Российского Донбасса основным фактором, влияющим на эксплуатационную надежность шахтного оборудования, является время ликвидации отказов, которое на-

прямую зависит от принятой стратегии технического обслуживания и ремонта.

В настоящее время разработана методика построения прогнозной стратегии замены элементов технических систем, которая обеспечивает возможность определения номенклатуры быстроизнашиваемых узлов и деталей систем и сроков их замены.

На основе широко распространенной в мировой практике СЛЬ8-техно-логии

(СЛЬ8 - информационная поддержка жизненного цикла изделия) [1] методика реализована в виде программного модуля «Инженерный анализ и планирование», входящего в состав интерактивного электронного технического руководства (ИЭТР). ИЭТР представляют собой комплекс взаимосвязанных технических данных (программных модулей) в электронной форме на мобильном носителе (СБ) и отображает информацию в удобном для