1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28553
(51) B02C 1/02 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1022.1
(22) 31.07.2013
(45) 16.06.2014, бюл. №6
(72) Унасбеков Берикбай Акибаевич (KZ);
Сиваченко Леонид Александрович (KZ); Сиваченко
Татьяна Леонидовна (BY); Голбан Евгений
Георгиевич (IL)
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Евразийский
национальный университет им. Л.Н. Гумилева"
Министерства образования и науки Республики
Казахстан
(56) Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П., Туркин В.Я.
Вибрационные дробилки. Санкт-Петербург.:
Издательство ВСЕГЕИ, 2004, с.166-169, рис.78г
(54) ШТИФТОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ
УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
(57) Штифтовый измельчитель ударного действия
относится к оборудованию для тонкого дробления
прочных материалов и может быть использован в
горнорудной, металлургической, строительной,
химической и других отраслях промышленности.
Задачей изобретения является повышение
эффективности работы дробилки путем
интенсификации ее рабочего процесса. Для этого в
штифтовом измельчителе, содержащем раму, две
подвижные щеки и привод, установлена
дополнительная щека, связанные с вибратором
подвижные щеки имеют прижимные устройства, а
на рабочих поверхностях дополнительной щеки
закреплены цилиндрические штифты.
Использование предлагаемого изобретения
повышает интенсивность процесса измельчения,
снижает его энергоемкость и улучшает показатели
надежности измельчителя.
(19)KZ(13)A4(11)28553

2. 28553
2
Предлагаемое изобретение относится к области
переработки твердых прочных материалов и может
быть использовано в горнорудной,
металлургической, строительной, химической и
других отраслях промышленности при
осуществлении процессов тонкого дробления.
Известна щековая дробилка, содержащая раму,
рабочую камеру, образованную неподвижной и
подвижной щеками, привод подвижной щеки,
подвешенной на неподвижной оси и через
эксцентрированый вал связанной кинематически с
электродвигателем [Бауман В.А. Механическое
оборудование предприятий строительных
материалов, изделий и конструкций /В.А. Бауман,
Б.В. Клушанцев, В.Д. Мартынов, - М.:
Машиностроение, 1981. с.324. с.20 - 22. рис.10,а].
Такая конструкция отличается простотой и
способна перерабатывать крупнокусковые прочные
породы, однако она характеризуется невысокой
степенью дробления, а ее производительность
многократно снижается по мере уменьшения зазора
в нижней части камеры между щеками. Кроме того,
в элементах конструкции при попадании особо
прочных или недробимых включений возникают
перегрузки или аварийные ситуации, приводящие к
поломкам или простоям. Удельная
производительность этой дробилки при малых
зазорах между щеками низкая, так как процесс
разрушения происходит только в одной зоне и
недостаточно интенсивно.
Наиболее близким по технической сущности и
достигаемому результату к предлагаемому
изобретению является щековая дробилка,
содержащая раму, две подвижные щеки,
подвешенные на приводных эксцентриковых валах,
снабженных пружинными возвратными
механизмами и проивод [Вайсберг Л.А.
Вибрационные дробилки. Основы расчета,
проектирования и технологического применения
/Л.А. Вайсберг, Л.П. Зарогатский, В.Я. Туркин, Спб:
Изд-во ВСЕГЕИ, 2004. с.306 с.166 - 169, рис.78, г].
Конструкция такого рода позволяет реализовать
высокочастотное воздействие на измельчаемые
материалы, однако наличие большого количества
элементов, участвующих в работе, снижает
надежность машины, а наличие только одной
рабочей и, следовательно, выгрузочной зоны
снижает производительность. Серьезную
техническую проблему при этом представляет
синхронизация работы обеих щек, что в итоге
снижает эффективность работы дробилки в целом.
Задачей предлагаемого изобретения является
повышение эффективности работы дробилки путем
интенсификации механизмов разрушения и
увеличения числа рабочих зон.
Поставленная задача решается тем, что в
штифтовом измельчителе ударного действия,
содержащем раму, две подвижные щеки и привод,
согласно изобретению, подвижные щеки имеют
верхний подвес и между ними вертикально
установлена дополнительная щека, смонтированная
в шарнире на верхнем подвесе, причем подвижные
щеки снабжены пружинными устройствами и в
нижней части имеют связанные между собой тяги на
ось сопряжения которых на свободном подвесе в
плоскости дополнительной щеки установлен привод
в виде дебалансного вибратора, опирающегося на
амортизатор. Кроме того, прижимные устройства
выполнены в виде пружин сжатия, расположенных
между щеками и стенками рамы, а амортизатор
также выполнен в виде пружины сжатия.
Дополнительно предусмотрено, что на рабочих
поверхностях дополнительной щеки закреплены
цилиндрические штифты или отрезки стальных
канатов диаметром 5-50 мм при степени заполнения
их торцевой поверхности щеки 30 - 78%.
Установка дополнительной щеки в рабочее
пространство между двумя подвижными щеками
увеличивает пропускную способность, т.е.
производительность и интенсивность обработки
материала. При этом подвес привода вибрационного
действия в плоскости дополнительной опоры
обеспечивает равномерное интенсивное приложение
динамических воздействий на куски материала,
находящиеся в двух камерах для измельчения.
Оснащение измельчителя прижимными
устройствами создает дополнительное прижатие на
слой дробимого материала, причем оно
накладывается одновременно с приложением
нагрузки от виброинерционного привода. Такое
техническое исполнение в совокупности с
давлением, создаваемым пружинным
амортизатором позволяет отказаться от сложных и
громоздких приводных систем и одновременно
реализовать высокочастотный динамический способ
разрушения.
Выполнение на подвижной щеке
интенсификаторов измельчения в виде
цилиндрических штифтов или отрезков стальных
канатов создаст огромные контактные напряжения в
локальных зонах разрушения и обеспечивает
эффективное разрушение самых твердых и прочных
материалов. Выбор параметров штифтов и отрезков
канатов, в частности их диаметра 5-50 мм и степени
заполнения торцевой поверхности 30 - 78%
определяется из конструктивных соображений. При
этом важно отметить, что штифты и отрезки канатов
можно изготовить из высокопрочных материалов,
их можно быстро заменять, а это предопределяет
высокие эксплуатационные показатели
измельчителя.
Предлагаемая конструкция дополнительно
обладает функциями самобалансировки и
уравновешенности, а при попадании недробимых
включений или возникновении других нештатных
ситуаций отсутствие в конструкции машины
жестких кинематических связей обеспечивает ее
защиту от разрушения или необходимости
выполнения предохранительных устройств.
Приведенная аргументация причинно-
следственной зависимости между отличительными
признаками изобретения и их значимостью для
достижения поставленных целей базируется на
современных представлениях механики разрушения.
Эти признаки являются новыми, не имеются ни у

3. 28553
3
аналогов, ни у прототипа и в своей совокупности
обеспечивают решение поставленных задач.
Сущность изобретения поясняется графическими
материалами. На фиг.1 приведена схема штифтового
измельчителя, на фиг.2 - фрагмент дополнительной
щеки, оснащенной штифтами или отрезками
канатов.
Штифтовый измельчитель содержит раму 1,
устройство 2 для загрузки и 3 для выгрузки
материала, подвижные щеки 4,5, закрепленные в
шарнирах 6,7, между которыми размещена
дополнительная щека 8 с рабочими поверхностями
9. Дополнительная щека 8 смонтирована в шарнире
10. Подвижные щеки 4,5 посредствам прижимных
устройств 11,12 прижимаются друг к другу, а в
шарнирах 13, 14, 15 закреплены соответственно
подвес 16 с дебалансным вибратором 17 и тягами
18, 19. Вибратор 17 опирается на амортизатор 20.
Дополнительная щека 8 оснащена крепежами
плитами 22, 23 в которых жестко закреплены
стержни 21, которые могут быть как
цилиндрическими, так и в виде отрезков канатов.
Рабочий процесс штифтового измельчителя
осуществляется следующим образом. Включается
электромеханический дебалансный вибратор 17 и
через подвес 16 приводит в колебательное движение
тяги 18, 19, которые одновременно инициируют
колебательные поворотные движения щёк 4, 5
относительно шарниров 6,7. Подлежащий
дроблению исходный материал через загрузочные
устройства 2 подается в рабочие камеры,
образованные подвижными 4,5 и дополнительной 8
щеками, которыми подвергается интенсивному
разрушению путем преимущественно
динамического сжатия, постепенно уменьшаясь в
размерах по мере продвижения вниз в клиновидных
пространствах. Обработанный таким образом
материал выгружается из аппарата через
устройство 3.
Заложенный в основу конструкции принцип
накопления энергии в пружинных элементах 11, 12
и 13 позволяет использовать ее дополнительно к
усилию, создаваемому инерционными силами от
вибратора 17. Этим достигается, во-первых,
равномерная загрузка вибратора, во-вторых,
сложение усилий от накопительных устройств и
вынуждающей силы, что значительно активизирует
процесс разрушения.
Стержни 21, закрепленные в плитах 22, 23,
своими торцами создают повышенные контактные
напряжения, приводящими к разрушению. Кроме
собственно измельчения материала предложенная
конструкция обеспечивает его механоактивацию,
что выражается в повышении реакционной
способности обработанного продукта.
Использование предлагаемого изобретения в
сравнении с известными устройствами позволяет
повысить удельную производительность агрегата,
снизить энергопотребление, повысить надежность и
получать продукт повышенной дисперсности, т.е.
вести более глубокую переработку с повышенной
степенью измельчения.
Условия работы предложенного измельчителя
характеризуются динамической
уравновешенностью, так как все силовые
воздействия замыкаются внутри конструкции и на
опорные поверхности не передается, а шум и
вибрация в процессе работы незначительны.
Рациональной областью использования
штифтового измельчителя является переработка
продукта исходной крупностью 0-100 мм и
прочностью на сжатие до 250 - 300 мПа до конечной
крупности менее 3-5мм при производительности от
0,1 до 100 тонн в час.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Штифтовый измельчитель ударного действия,
содержащий раму, две подвижные щеки и привод,
отличающийся тем, что подвижные щеки имеют
верхний подвес и между ними вертикально
установлена дополнительная щека, смонтированная
в шарнире на верхнем подвесе, причем подвижные
щеки снабжены прижимными устройствами и в
нижней части имеют связанные между собой тяги,
на ось сопряжения которых на свободном подвесе в
плоскости дополнительной щеки установлен привод
в виде дебалансного вибратора, опирающегося на
амортизатор.
2. Штифтовый измельчитель ударного действия
по п.1, отличающийся тем, что прижимные
устройства выполнены в виде пружин сжатия и
расположены между щеками и стенками рамы.
3. Штифтовый измельчитель ударного действия
по п.1, отличающийся тем, что амортизатор
выполнен в виде пружины сжатия.
4. Штифтовый измельчитель ударного действия
по п.1, отличающийся тем, что на рабочих
поверхностях дополнительной щеки закреплены
цилиндрические штифты диаметром 5-50 мм при
степени заполнения их торцевой поверхностью
рабочей поверхности щеки 30-78%.
5. Штифтовый измельчитель ударного действия
по п.4, отличающийся тем, что цилиндрические
штифты выполнены в виде отрезков канатов.

4. 28553
4
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч