Вибрационный питатель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s 8 65 G 27/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) А5

1. С Р » йА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4916400/03 (22) 04,03,91 (46) 15.02.93, Бюл. »Ф 6 (71) Научно-исследовательский институт по проблемам Курской магнитной аномалии им.Л.Д.Шевякова (72)»О.И.Кудрявцев (73) Научно-производственный центр по комплексному освоению недр Курской магнитной аномалии (56) Авторское свидетельство СССР

М 276878, кл. Е 21 F 13/00. 1970, Авторское свидетельство СССР

М 816888, кл, В 65 G 27/04, 1981. (54) 8ИБРАЦИОННЫЙ ПИТАТЕЛЬ

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к вибрационным питателям для выпуска руды из-под завала, преимущественно при подземной разработке рудных месторождений.

Известен вибрационный питатель для выпуска руды иэ-под завала, включающий опорную раму, лоток, вибропривод и упругие элементы, причем для защиты упругих элементов от повреждения между днищем лотка и опорной рамой установлено предохранительно-демпфирующее устройство (авт.св. t4 276878, кл. F 21 F 13/00, 1970).

Недостатком известного технического решения является то, что предохранительно-демпфирующее устройство защищает упругие элементы лишь в условиях перегрузок, возникающих при обрушении руды на лоток вибропитателя при ведении взрывных работ по.ликвидации зависаний горной мас Ы » 1795954 АЗ (57) Использование; вибрационный питатель предназначен для выпуска руды из-под завала преимущественно при подземной разработке рудных месторождений. Сущность изобретения: вибрационный питатель содержит грузонесущий орган, установленный на упругих элементах на опорной раме, вибропривод, причем упругие элементы установлены с шагом, увеличивающимся от загрузочного конца грузонесущего органа к разгрузочному, при этом шаг установки упругих элементов определяется при аппроксимации технологической нагрузки экспонентой по формуле, приведенной в материалах изобретения. 2 ил. сы. При нормальной работе вибропитателя по вибровыпуску руды из-под завала упругие элементы по длине лотка испытывают различные напряжения из-за действия неравномерно расположенной нагрузки и вынуждающей силы вибровозбудителя.

Однако в этом случае предохранительно-демпфирующее устройство не оказывает влияния на перераспределение напряжений в упругих элементах.

Известен также вибрационный питатель для выпуска горной массы из блоков при подземном способе добычи, включающий грузонесущий лоток с прикрепленным побудителем и вибровозбудителем, упругие элементы и опорную раму с подъемником, причем побудитель выполнен в виде гибкого листа и соединен с подъемником (авт,св. М

816888, кл. В 65 G 27/04, Е 21 F 13/08, БИ

М 12, 1981).

1795954

15 где I = 1,2,...,п — порядковый номер пары упругих элементов, отсчитываемый от загрузочного конца грузонесущего органа;

1 ° Ро

20 L Рр

К= — !и — — коэффициент неравномерности технологической нагрузки на грузойесущем органе; ! — длина грузонесущего органа, м;

Ро и Pp — давление технологической на25 . грузки на загрузочном и разгрузочном концах грузонесущего органа, т/м;

n — количество пар упругих элементов в общей упругой системе вибрационного пи.тателя.

40

45,.е-к х

Недостатком этого технического решения является неравномерность распределения нагрузки на передние и задние упругие элементы, вследствие чего напряжения упругих элементов в загрузочной части лотка превышают напряжения в его разгрузочной части, транспортирующий лоток под воздействием неравномерно распределенной: нагрузки и вынуждающей силы вибровозбу-. дителя совершает на упругих элементах не только линейные, но и угловые колебания, что снижает производительность вибровыпуска и уменьшает эксплуатационную надежность упругой системы и вибропитателя в целом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вибрационный питатель, включающий грузонесущий орган, связанный с опорной рамой упругими элементами, и вибропривод, причем для упрощения технологии сборки и настройки упругих элементов последние выполнены в виде клиньев(авт св.М 945014; кл. В 65 G 27/08).

Недостатком этого технического решения является узкая область его использования, обусловленная лишь равномерным характером распределейия внешней технологической нагрузки в виде слоя горной массы, одинаковой высоты по всей длине грузонесущего органа. Если же нагрузка не. равномерна по длине грузонесущего органа, как это имеет место при выпуске руды вибропитателем из-под завала, то равенство напряжений в упругих элементах в раз- 35 грузочной части, середине и загрузочной частях нарушается; на плоскопараллельные колебания грузонесущего органа под воздействием вибровозбудителя накладываются угловые колебания под воздействием неравномерно распределенной нагрузки транспортируемой горной -массы, в результате чего грузонесущий орган начинает "галопировать", что снижает его производительность и ухудшает условия эксплуатации упругих элементов.

Целью настоящего изобретейия является повышение производительности и эксплуатационной надежности вибропитателя за счет постоянства жесткости упругих эле- 50 ментов по длине грузонесущего органа при неравномерно распределенной технологической нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что в известном вйбрационном питателе, включающем орган с виброприводом, упругие элементы и опорную раму, согласно изобре.тению упругие элементы установлены с шагом, увеличивающемся от загрузочного конца грузонесущего органа к разгрузочному.

При этом шаг установки упругих элементов при аппроксимации технологической нагрузки криволинейной зависимостью, например, экспонентой, определяется по формуле!! = — — /in

1 и+! е — I

2к п — К!

+!и и+ — 1 -e — I — 1

/, м, и

Известно, что обрушенная горная масса оказывает на установленный под завалом руды вибропитатель неодинаковое давление по длине его грузонесущего органа, составляя максимал ьную величйну в районе загрузки и достигая минимального своего давления в зоне разгрузки (Кудрявцев Ю.И.

"Выбор оптимальных параметров установки вибропитателя в выпускной выработке", Горный журнал, 1976, ¹ 10, с.30-33; Кудрявцев Ю.И. и Квитка В.В. "Определение производительности вибропитателя при выпуске руды из горной выработки", Горный журнал, 1977; № 12, с.33-.36).

Неравномерный характер распределения технологической нагрузки на грузонесущий орган вибропитателя при выпуске руды из-под завала может быть аппроксимирован криволинейной, например, экспоненциальной зависимостью вида где х — расстояние рассматриваемого сечения интенсивности распределения (давления) технологической нагрузки от загрузочного конца грузонесущего органа, м;

Р(х! — интенсивность (давление) технологической нагрузки в рассматриваемом сечении "х". т/м;

1795954

Р— наибольшая интенсивность (давление) горной массы технологической нагрузки на загрузочном конце грузонесущего органа, т/м е = 2,718- основание натуральных лога- 5 рифмов;

К вЂ” коэффициент, характеризующий степень неравномерности технологической нагрузки по длине грузонесущего органа.

Упругая система вибропитателя выпал- 10 няется в виде расположенных между грузонесущим. органом и опорной рамой упругих элементов, например, резиновых блоков, установленных попарно по обе стороны продольной оси грузонесущего органа. Сум- 15 марная жесткость упругой системы С складывается из жесткости отдельных пар упругих элементов С х1

S1 = pî0, е К х1 < о (2) 20

С - С1+ С2+ ... + Сь где 1- 1,2,3,..., и — порядковый номер расположения пары упругих элементов, отсчитываемый от загрузочного конца грузонесущего органа. 25

Расчетная производительность вибропитателя при выпуске руды из-под завала и высокая эксплуатационная надежность его обеспечивается в том.случае, когда в условиях неравномерно распределенной техно- 30. логической нагрузки сохраняется амплитуда колебаний грузонесущего органа постоянной по всей его длине, Это обеспечивается тогда, когда осадка каждой из пар упругих элементов независимо от сте- 35 пени его загруженности внешней нагрузкой составляет одинаковую величину. При этом если допустить, что упругие элементы выполняются в целях их унификации с равной жесткостью, то для сохранения постоянства 40. осадки каждой из пар упругих элементов шаг их установки от загрузочного конца грузонесущего органа должен быть пропорционален действующей неравномерной технологической нагрузке.. 45

Для определения величины шага установки каждой из пар упругих элементов определим общую площадь интенсивности нагрузки аппроксимируемой криволинейной зависимость, например, в .виде экспо- 50 ненты

К (1 е Кх1

Х1= — — -Ь

К

) . (6) Х1

11=—

Ро . — К Х Ро

55 К . К

° е 2 -+- — )( (8) (1 — K 1. ) (3}

S =)dF =)P(x) dx = о о

=Ро е "" - х= о где К вЂ” !и и Рр. — интенсивность

1. Ро ! Pp (давление) горной массы технологической нагрузки на разгрузочном конце грузонесущего органа, Разделим полученную площадь S на п участков, равных числу пар упругих элементов, таким образом, чтобы площадь каждого из участков S составляла

$ =.—,—. „..К .(1 — е " ). (4) Принимая абсциссу первого участка 3а

Х1, определяем площадь Si на длине грузонесущего органа от 0 до Х1

Ро -Кх1 Ро о

= — — -e

К

Приравнивая (5) и (4) и производя преобразования, находим Х1

Принимая во внимание, что для упрощения расчетов центр тяжести каждого участка площади S располагается s средней его части, абсцисса установки первой пары упругих элементов составит

Второй участок площадью Sz располагается между абсциссами Х1 и Хг и определяется. в виде хр

32=Р, f е бХ=

Х1

xе К Х1

Учитывая, что согласно (6) 1795954 обобщенная формула шага установки упругих элементов имеет вид — К L е — к х1 — n +å -2 (9) и то подставляя (9) в (8) получим хг = — — In

1 и+2 е — 2 (1 О) +In ° °

n+ I — 1 е — 1 — 1

j/, и

10 а абсцисса установки второй пары упругих элементов от загрузочного конца грузонесущего органа составит (15) где I - 1,2,...,n — порядковый номер пары упругих элементов, отсчитываемый.от загру15 зочного конца грузонесущего органа.

В качестве примера произведем расчет абсцисс установки каждой из пар упругих элементов в конструкции вибропитателя

ПВУ-4-1,6(статья Гамулки В,И, и др, "Вибрационный йитатель ПВУ-4-1,6". Горный журнал, 1990, М 7, с.37-39)1 который при длине

L = 4 м и ширине В = 1,6 м имеет массу лотка

mI1 = 2400 кг. Насыпная плотность руды составляет ун - 2 т/м . В .соответствии с имез

25 ющимися данными (статья Тихонова Н.В. и др. "Взаимодействие рабочего органа секционированного виброконвейера с материалом в условиях завала", Горный журнал, 1972; hh 7, с. 25-29) давление руды s зонах загрузки и разгрузки соответственно составляют .Pp=4 T/м и Рр-1,2т/M Подставляя значения, определяет коэффициент К

Хг — Х1 + Хг+Х1 — к

+ lп (+2 е " 2 ) / (11) Третий участок площадью Яз располагается. между абсциссами Хз и Х2 и составляет

Яз=Ро е 0Х= хг о . — к хз+

Р

1 P

К= — tn о

Рр

+ Р е к хг

К (12)

1 4

= — In =.03

4 1,2 откуда с учетом (10) и (1 1) 1

2 0,3

Хз -Хг + Хз+Хг

13= 2 +Хг= — О.з 4

1 /л+3 е -3 х/In/4+1 е 1 +

/1е + — )+ 33 "(а ) 2 К 1 . n

+ In

4+ 1 — 1 е — 1 — 1

+ ln (} /. (14) 55

Обобщая найденные значения абсцисс установки первой (7), второй (11) и третьей (14) пар упругих элементов от загрузочного конца грузонесущего органа. находим. что

=0,32 м

Абсцисса установки второй пары упругих элементов (! = 2) 40 Принимаем количество пар упругих элеХз = — К < . ментов и= 4. Абсцисса установки первой пары упругих элементов (I - 1) от загрузочи+3 е — 3 ного конца грузонесущего органа составляXln (3 n„) и (13) ет.

1795954

1

1г — — 2 .03

= 1,04 м.

I3 = =

2 0,3

=1,95м

4 2 ° 0,3

3,24 м.

+ In

4+ 2 — 1 е — 2 — 1

Абсцисса установки третьей пары упругих элементов (I = 3) „„(4+3 е " -3 +

+1 (4+ 3 — 2 е —.3 — 1

Абсцисса установки четвертой пары упругих элементов (i = 4) х/ (4+4.е е — 4 ) +

+ In ( 4+ 4.— t .е — 4 — 1

Таким образом, для обеспечения равномерной нагрузки на каждую из пар упругих элементов вибропитателя ПВУ-4-1,6 они должны быть установлены на расстоянии от загрузочного конца грузонесущего органа соответственно 0,32; 1,04; 1,95 и 3,24 м. .На фиг.1 изображен общий вид вибрационного питателя при его установке в горной выработке под завалом обрушенной руды; на фиг.2 — график изменения

Формула изобретения

Вибрационный питатель, включающий грузонесущий орган, установленный на упдавления руды по длине грузонесущего органа вибропитателя, аппроксимируемый криволинейной зависимостью, например, экспонентой;

5 Вибрационный питатель (фиг.1) состоит из грузонесущего органа 1 с закрепленным к нему вибровозбудителем 2. Грузонесущий орган устайовлен на упругих элементах 3, расположенных на опорной раме 4, эакреп10 ленной к почве горной выработки 5. Отбитая в блоке, горная масса 6 под действием силы своей тяжести истекает в горную выработку и под действием направленных колебаний грузонесущего органа вибротранспортиру15 ется в сторону разгрузки в средства доставки или транспорта.

Работа вибрационного питателя осуществляется следующим образом.

Для требуемых гарнотехнических усло20 вий выбирают длину L вибропитателя, а из, имеющегося опыта принимают максимальное Ро и минимальное Рр давление на грузонесущйй орган. В .соответствии с характером распределения технологиче25 ской нагрузки, определяемой по формуле (1), принимают сучетом(2) число пар упругих элементов и и по формуле (15) рассчитывают шаг их установки, отсчитываемый от загрузочного конца грузонесущего органа вибро30 питателя. Вибропитатель в сборе грузонесущего органа.1 с вибровозбудителем 2, смонтированный на упругих элементах 3 на опорной раме 4 устанавливают в горной выработке 5 и обрушают горную мас35 су 6, которая истекает на грузонесущий орган и вибротранспортируется по нему в сторону разгрузки. Поскольку вибропитатель выпускает руду из-под завала, то его грузонесущий орган находится под воздей40 ствием неравномерно распределенной тех.нологической нагрузки, вызывающей угловые колебания, снижающие производительность и ухудшающие условия эксплуатации. упругой системы, Для ликвидации

45 отрицательного воздействия неравномерности нагрузки грузонесущий орган на упру- гих элементах устанавливают так, чтобы амплитуда его колебаний была постоянна по всей длине независимо от характера рас50 пределения нагрузки. ругих элементах на опорной раме, и вибропривод, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности работы, упругие элементы уста1795954

1i =- — - In

1 ° и+1е — 1

2К (n

), м

+ In новлены с шагом, увеличивающимся от загрузочного конца грузонесущего органа к разгрузочному, при этом шаг установки упругих элементов определяется при аппроксимации технологической нагрузки экспонентой Ilo формуле

1.0

15 где i = 1,2„...n — порядковый номер пары упругих элементов, отсчитываемый от загрузочного конца грузонесущего органа;

1 Ро

5 (Р

К = — In — — коэффициент неравномерности технологической нагрузки на грузонесущий орган;

L — длина груэонесущего органа, м;

Ро и Pp — давление на загрузочном и разгрузочном концах грузонесущего органа, Т/м; и — количество пар упругих элементов в общей упругой системе вибрационного питателя.

1795954

Составитель Ю.Кудрявцев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 441 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5