Разработка технического предложения на модернизацию конусной дробилки ККД-1200

Федеральное агентство по образованиюРФ
Белгородский государственныйтехнологический университет им. В.Г. Шухова
Пояснительная записка
К курсовой работе по дисциплине ТОСМ
Тема: “Разработка техническогопредложения на модернизацию конусной дробилки ККД-1200”
Белгород 2010

Содержание
1.        Изучение и анализсведений о конструкциях машин для дробления и процессах, происходящих в них
1.1     Назначение иобласть применения машин для измельчения
1.2     Классификациямашин для дробления
1.3     Сущность иосновные закономерности процесса дробления
1.4     Показателикачества конечной продукции, производимой дробилкой ККД 1200
1.5     Анализтехнических и эксплуатационных показателей работы конусных дробилок
1.6     Анализконструкции и принципа действия конусной дробилки ККД 1200
1.7     Заключение
2.        Проведениепатентных исследований и анализ их результатов с целью выявления тенденцийразвития конусных дробилок
2.1     Область техники
2.2     Уровень техники
2.3     Разработказадания на проведение патентных исследований
2.4     Разработкарегламента поиска информации
2.5     Поиск и отборпатентной и другой научно-технической информации
2.6     Оформлениерезультатов поиска
2.7     Выводы
3.        Проведениеэкспериментального исследования влияния рабочих параметров машины и процессовна основные технико-эксплуатационные показатели машины и его описание
4.        Художественно-конструкторскийанализ создаваемой машины
5.        Техническоепредложение
Список литературы

1         Изучение и анализсведений о конструкциях машин для дробления и процессах, происходящих в них
1.1     Назначение иобласть применения машин для измельчения
Сырье для производства строительныхматериалов добывают в основном в виде более или менее крупных кусков,непосредственное использование которых для получения необходимых веществ иматериалов невозможно.
Для использования добытого сырья егоподвергают измельчению. Измельчением называют процесс разрушения твердого телапосредством воздействия на него внешних механических сил с целью уменьшенияразмеров кусков до заданной крупности и их дальнейшего использования.
Измельчение как технологическаяоперация может иметь самостоятельное значение, когда в результате измельченияполучают товарную продукцию (например, при производстве щебня), или носитьхарактер подготовки к последующим операциям.
В зависимости от крупности кусковизмельченного материала процесс измельчения называют дроблением или помолом.При измельчении материала возрастает общая поверхность частиц, отнесенная кединице массы материала, называемая удельной поверхностью. При тонкомизмельчении значительно возрастает удельная поверхность материала, и онприобретает новые важные свойства — становится химически высокоактивным. Так,измельченный до пылевидного состояния продукт совместного помола клинкера игипса превращается в цемент, обладающий вяжущими свойствами, многокомпонентныесмеси быстро химически взаимодействуют при более низких температурах благодарябольшому числу контактирующих точек.
Процесс измельчения является одной изважнейших операций в производстве строительных материалов и изделий
Способыизмельчения.
На измельчение может поступатьматериал, имеющий частицы и куски размерами от долей миллиметра до 1,2 м впоперечнике.
Дробление подразделяют на крупное — размер кусков после дробления от 80 до 200 мм, среднее — от 20 до 80 мм, мелкое- от 2 до 20 мм. Помол подразделяют на грубый — размер частиц после помола от0,2 до 2 мм, тонкий—от 0,01 до 0,2 мм и сверхтонкий — менее 0,01 мм.
Отношение среднего размера куска доизмельчения Dcp к среднему размеру куска послеизмельчения dcp называют степенью измельчения:
 
i= Dcp/dcр(1)
Степень измельчения наряду спроизводительностью и удельным расходом энергии является основнымтехнико-экономическим показателем работы дробильно-помольных машин. Придроблении степень измельчения колеблется обычно от 3 до 20, а при помоле—от 100до 1000. По условиям технологического процесса, когда требуется получениеразмеров материала в несколько сотых и даже тысячных долей миллиметра(например, при производстве цемента), измельчение ведут последовательно, используяряд машин, каждая из которых наиболее эффективна для работы в определенномдиапазоне размеров — для крупного, среднего, мелкого дробления и для окончательногопомола.
Все применяемые машины дляизмельчания материалов разделяют на две группы: дробилки и мельницы. Дробилки —это машины, которые применяются для дробления сравнительно крупных кусковматериала (начальный размер 100—1200 мм), при этом степень измельчениянаходится в пределах 3—20.
По конструкции и принципу действияразличают следующие типы дробилок:
1)        Щековые дробилкиприменяются для первичного дробления материалов твердых и средней твердости.
2)        Конусные дробилкиприменяют для крупного, среднего и мелкого дробления каменных материаловтвердых и средней твердости.
3)        Валковые дробилкиприменяют для тонкого, мелкого, среднего и крупного измельчения горных пород идругих материалов различной твердости, брикетирования материалов, удаления изглины каменистых включений.
4)        Молотковыедробилки применяют для измельчения материалов средней твердости и мягких,небольшой влажности и вязкости.
5)        Бегуны применяютдля мелкого и тонкого дробления материалов мягких и средней твердости.
Мельницы предназначаются дляполучения тонко измельченного порошкообразного материала, при этом размерначальных кусков равен 2—20 мм, а размер частиц конечного продукта составляетот 0,1— 0,3 мм до долей микрометра. Нецелесообразно подавать в помольныеагрегаты куски, как это иногда имеет место, размером более 15—20 мм, так как вэтом случае в начале процесса измельчения мельница должна работать какдробилка, что снижает эффективность процесса помола. Степень измельчения вмельницах, например при помоле клинкера, составляет при Dcp= 1 см и dcp=0,003 см.
По конструкции и принципу действияразличают следующие типы мельниц:
1)        Молотковыемельницы применяют для измельчения материалов средней твердости и мягких,небольшой влажности и вязкости.
2)        Струйные мельницыдля тонкого и сверхтонкого измельчения материалов нашли применение вкерамической и огнеупорной промышленности.
3)        Шаровые мельницыприменяют для грубого и тонкого помола материала.
4)        Вибрационныемельницы предназначены для тонкого и сверхтонкого помола обожженного инеобожженного глинозема.
Машины для измельчения широко используются в промышленностистроительных материалов. В некоторых случаях процесс измельчения являетсяподготовительным, и получаемый продукт отправляется на дальнейшую переработку,как, например, при производстве цемента. В других случаях, как, например, припроизводстве щебня, в результате измельчения получается конечный продукт, тоесть процесс измельчения имеет самостоятельное значение.
1.2 Классификация машин для дробления
По форме дробящего органа дробилки разделяют на 5 классов:
— щёковые;
— конусные;
— валковые;
— молотковые
— роторные.
Щековыедробилкиизмельчают материал раздавливанием между плоскими рифлеными наклоннымиповерхностями, одна из которых неподвижна, а вторая совершаетвозвратно-качательные движения.
Щековые дробилки со сложным движением подвижной щеки (рисунок1) имеют станину 1, неподвижную щеку 2, боковые клинья 3, регулировочноеустройство с винтом 7 и клиньями 11 и 12, тягу 10 с пружиной 8 и гайкой 9, но отличаются отрассмотренной тем, что подвижная щека 4 верхней частью надетанепосредственно на эксцентриковый вал 6 (на сферических роликовых подшипниках 5) иимеет одну распорную плиту 18.

/>
Рисунок 1 Щековая дробилка со сложнымкачанием щеки
В конусных дробилках материализмельчают посредством раздавливания и изгиба при качении внутреннего конуса поматериалу, защемленному между поверхностями внутреннего 2 и наружного конуса 1(рисунок 2, б). Вал с внутренним конусом двигается так, что его ось описываетконическую поверхность с вершиной в точке А. При этом диаметрально противоположныеобразующие внутреннего конуса с одной стороны приближаются к поверхностинаружного конуса и дробят материал, а с противоположной — удаляются от него,обеспечивая разгрузку и опускание материала. За один оборот вала этот процесспроисходит по всей окружности и непрерывно повторяется, что обеспечиваетплавную работу и высокую производительность дробилки.
Конусные дробилки применяют длякрупного, среднего и мелкого дробления. На заводах промышленности строительныхматериалов конусные дробилки используют для дробления известняка на цементныхзаводах и различных скальных пород на крупных заводах, производящих щебень для приготовлениябетонной смеси и для дорожного строительства. Конусные дробилки бывают сверхним подвесом вала, эксцентриковые с неподвижным валом и консольные с нижнейопорой вала.

/>
Рисунок 2 Конусные дробилки
Конусные дробилки с подвесным валом (рисунок 2, а) имеютстанину 7, наружный конус 2, футерованный бронеплитами 3. Над конусомустановлена поперечина 7,в центральной части которой на кольцевой подпятник опирается верхняя часть вала б свнутренним дробящим конусом 5, футерованным бронеплитами 4. Вал приводится вдвижение эксцентриковым стаканом 77, который вращается от привода через шкив 10,приводной вал 9и пару конических зубчатых колес 8.Конусные дробилки с грибовидной головкой (рис. 2, в) служат для вторичного среднего и мелкого дробления иобеспечивают получение более однородного по крупности материала. Такая дробилкаимеет станину 7, наружный конус неподвижный 2 и внутренний подвижный 3.
Степень измельчения ипроизводительность конусных дробилок регулируют подъемом и опусканием конусапутем навинчивания разрезной гайки на резьбу верхнего конца вала у дробилоккрупного дробления или поворотом регулировочного кольца относительно опорного удробилок среднего и мелкого дробления. Имеются также конусные дробилки крупногодробления с гидравлическим регулированием размера щели.
Валковые дробилки измельчают материалпосредством раздавливания и истирания между двумя цилиндрическими поверхностямивалков, вращающихся навстречу друг другу (рис. 3, а).
Применяют также одновалковые дробилки(рисунок 3, б). Так как степень измельчения у валковых дробилок невелика (длядробилок с гладкими валками — 4...6), для лучшей обработки массы иногда применяютпоследовательно две дробилки (рис. 7, в) или многовалковые дробилки (рис. 3,г). При вращении одного из валков с большей скоростью кроме раздавливанияпроисходит также и истирание материала. В случае применения рифленых поверхностейматериал испытывает в какой-то мере раскалывающее действие, а при быстромвращении ребристого валка — действие удара.
Зубчатые валковые дробилки измельчаютмягкие материалы путем резания и как бы разрывают куски на части.
Благодаря различной конструкции рабочих поверхностей валковыедробилки в промышленности строительных материалов широко применяют для дроблениякак прочных и средней прочности пород и искусственных материалов (известняк,шамот), так и мягких и вязких материалов (уголь, мел, глина). В производстветеплоизоляционных материалов дырчатые вальцы, например, используются не толькодля измельчения глины, но и для попутного формования из нее гранул. Вальцы суглублениями на рабочей поверхности применяют для получения брикетов.
/>
Рисунок 3 Схемы расположения валков ввалковых дробилках

На бегунах материал дробят междуцилиндрическими поверхностями катков и плоской поверхностью чаши. Так как каткикатятся по кольцевым дорожкам чаши, то наряду с раздавливанием происходит иинтенсивное истирание материала. Бегуны используют как для мелкого дробления,так и для грубого помола, обеспечивая крупность частиц от 0,1 до 8 мм. Потехнологическому назначению и действию выпускают бегуны для сухого и мокрогоизмельчения, для измельчения с перемешиванием; периодического и непрерывногодействия.
Молотковые дробилки измельчают материал ударомбыстровращающихся молотков, шарнирно или жестко закрепленных на роторе. Кускиматериала разрушаются от удара молотков, а также от удара о дробящие плиты,колосники решеток и друг о друга. Молотковые дробилки применяют для дробленияпород средней прочности и мягких пород с естественной влажностью не более 10%(известняк, мергель, гипсовый камень, мел, асбестовая руда, сухая глина, шамот,каменный уголь). Степень измельчения от 10 до 50. По способу крепления молотковмолотковые дробилки подразделяют на дробилки с шарнирно подвешенными молотками(для крупного, среднего и мелкого дробления) и с жестко закрепленными молотками(для мелкого дробления и помола).
По количеству валов молотковые дробилки бывают одновальные(однороторные) и двухвальные (двухроторные).
По расположению молотков молотковые дробилки подразделяют надробилки одно- и многорядные. У однорядных молотки на роторе располагают поокружности в одной плоскости вколичестве от 2 до 8 молотков массой до 70 кг каждый. Энергия удара такихтяжелых молотков чрезвычайно велика, и куски дробятся без образованияпылевидных частиц. Многорядные дробилки имеют ротор, выполненный в виде многихпараллельных дисков, на каждом из которых подвешено от 2 до 8 сравнительнолегких (3...10 кг) молотков. Всего на роторе располагают до 300 молотков.

/>
1.3 Сущность и основныезакономерности процесса дробления
Под измельчением понимается последовательный ряд операций,имеющих целью уменьшить размеры кусков твердого материала от начальных доконечных, необходимых для промышленного использования продукта измельчения.
Процесс измельчения в зависимости от размеров кусков иличастиц конечного продукта подразделяются на дробление и помол (таблица 1).
Таблица 1 Границы разделения на дробление и помолДробление крупное среднее мелкое Размер кусков после дробления, мм 100-350 40-100 5-40 Помол грубый тонкий сверхтонкий Размер частиц после помола, мм 5-0,1 0,1-0,05 менее 0,05
Методы измельчения материалов разнообразны. Основными из нихявляются:
1) раздавливание (рисунок 4, а). Кусок материала зажимаетсямежду двумя поверхностями и раздавливается при сравнительно медленном нарастаниидавления;
2) удар (рисунок 4, б). Материал измельчается путем: удара покускам материала, лежащего на какой-либо поверхности; удара быстродвижущейсядетали (молотка, била) по кускам; удара куска материала движущегося сотносительно большой скоростью, о неподвижную плиту; удара кусков материаладруг о друга;
3) раскалывание (рисунок 4, в). Кусок материала измельчаетсяв результате раскалывающего действия клиновидных тел;
4) излом (рисунок 4, г);
5) истирание (рисунок 4, д). Материал измельчается путемтрения между движущимися поверхностями, а также при трении кусков материаладруг о друга.
/>
Рисунок 4 Схемы методов измельчения
В большинстве случаев различные нагрузки действуютодновременно, например, раздавливание и истирание, удар и истирание и т. д.
За последние годы были предложены новые способы измельчения:электрогидравлический, ультразвуковой, гравитационный способ применения высокихбыстроменяющихся и низких температур и, наконец, измельчение световым лучом,получаемым при помощи квантового генератора.
Необходимость использования различных нагрузок, а такжеразличных по принципу действия и габаритным размерам машин связана с многообразиемсвойств и размеров измельчаемых материалов, а также с различными требованиями ккрупности готового продукта.
Процесс измельчения сочетается с одновременным перемещением материалак выходному отверстию. Материал перемещается под действием сил тяжести. Внешниесилы сначала деформируют кусок, а затем, когда превзойден предел прочности,вызывают его разрушение на ряд более мелких кусков. При измельчении кусковпоследние сначала разрушаются по наиболее слабым сечениям. Полученные мелкиекуски содержат значительно меньше слабых сечений, следовательно, при дроблениибольших кусков удельный расход энергии должен быть ниже, чем при дроблениимелких кусков. Закон поверхностей Риттингера. Основан на гипотезе, что работа W, затрачиваемая на измельчение тела,пропорциональна величине вновь полученных — обнаженных поверхностей А (м2)тел, т.е.
/> (1.1 [1])
где: ∆А — суммарная поверхностьматериала; k — коэффициент пропорциональности.
Закон Кирпичева-Кика. Энергиянеобходимая для измельчения прямо пропорциональна вновь образованному объему.
/> (1.2 [1])
где: k — коэффициентпропорциональности, равный работе деформирования единицы объема твердого тела; ∆V — изменение объема разрушаемогокуска.
Закон Кирпичева-Кика учитываетзатраты энергии на упругую, а затем пластическую деформацию тела и совершенноне учитывает расхода энергии на образование новых поверхностей, на преодолениесил внешнего и внутреннего трений, на потери энергии, связанные с акустическими,электрическими и тепловыми явлениями Закон Риттингера наоборот не учитывает затратэнергии на упругую и пластическую деформацию тела, и учитывает только затратыэнергии для образования новых поверхностей и связанных с этим явлений. ЗаконБонда может рассматриваться как промежуточный между законами Риттингера иКирпичева-Кика. Теорией Бонда предполагается, что энергия, передаваемая телупри сжатии распределяется сначала по его массе и, следовательно,пропорциональна D3, но с момента начала образования наповерхности трещины эта энергия концентрируется на поверхности у краев трещины,и тогда она пропорциональна D2. На этом основании принимают, чторабота разрушения тела пропорциональна D2,5.
/> (1.3 [1])
где: W – работа затраченная наизмельчение.
Закон Рибиндера. При деформациитвердых тел в период непосредственного предшествования его разрушению, то естьв период пластических и упругих деформаций, накапливается объемная энергия,которая при достижении критического значения приводит к разрушению твердых тел.Физически этот процесс выражается в образовании трещин в местах дефектов структурыматериала, по которому и происходит разрушение материала. Закон Рибиндеравыражается формулой.
/> (1.4 [1])
где: k1 и k2 — коэффициентыпропорциональности, Н/м2 и Н/м: V — часть объема тела подвергшаяся деформации, м3 S — вновь образующаяся поверхность, м2
1.4 Показатели оценки качестваконечной продукции производимой дробилкой ККД 1200
Под степенью измельчения понимают отношение размеракусков исходного продукта. Существуют различные количественные оценки степениизмельчения. Ее (степень измельчения) можно представить как отношение размерамаксимального куска в исходном материале к размеру максимального куска вготовом продукте:

/> (1.5[1])
где Dmax — средний диаметр максимального куска в исходномматериале,
dmax — средний диаметр максимального куска в готовомпродукте.
Наиболее точно степень измельчения определяетсяотношением средневзвешенных размеров исходного и конечного материалов:
/> (1.6[1])
Подсчитаем степень измельчения выбранной дробилки:
Наибольшая крупность исходного материала — 1000 мм
Размер материала на выходе из дробилки — 255 мм
i=1000/255=3,9
1.5 Анализтехнических и эксплуатационных показателей работы конусных дробилок
Удельная энергоемкость – это отношение мощности приводамашины к ее производительности.
Удельная металлоемкость – это отношение массы машины к еепроизводительности.
Таблица 2. Техническая характеристикадробилок ККД.Основные параметры
ККД- 500/
75
ККД- 900/
140
ККД-
1200/
150
ККД- 1350/
160
ККД- 1500/
180
ККД- 1500/
230 Ширина приемного отверстия, мм 500 900 1200 1350 1500 1500 Ширина разгрузочной щели на открытой стороне, мм 75 140 150 160 180 230
Размер максимального куска (по 5%-му остатку на квадратной ячейке), мм, не более:
-питания
-продукта
400
130
750
240
1000
255
1100
280
1200
310
1200
390
Производительность на материале с временным сопротивлением сжатию 100-150 МПа и влагосодержанием до 4 %, м3 /ч, не менее 270 580 1220 1320 2240 2790 Мощность главного привода, кВт 110 250 320 400 400 500 Напряжение подводимого тока частоты 50 Гц. В 380 6000
  Масса дробилки без комплектующих изделий и запасных частей, т, не более 40 150 240 320 406 460 Габаритные размеры (только для предварительной планировки) Длина, мм 4455 8990 10385 11575 12257 12390 Ширина, мм 4365 5990 7135 6950 7332 7425 Высота, мм 4905 7595 8765 8660 10125 10105 Удельная энергоёмкость 0,41 0,43 0,26 0,3 0,18 0,16 Удельная металлоёмкость 0,15 0,26 0,2 0,24 0,18 0,16
Анализируя таблицу можно сделать вывод, что выбраннаяконусная дробилка обладает средними показателями удельной энергоёмкости ипроизводительности по сравнению с аналогичными дробилками.
1.6 Анализ конструкциии принципа действия конусной дробилки ККД-1200
На рисунке 5 показана конусная дробилка ККД, камера дроблениякоторой образована двумя коническими поверхностями, направленными вершинами впротивоположные стороны: подвижного конуса вверх, неподвижного вниз. По этойсхеме достигается большое расстояние между дробящими конусами вверху узагрузочного отверстия при необходимом угле захватай тем самым обеспечиваетсяприем и дробление крупных кусков материала. Такие дробилки часто называютдлинноконусными дробилками или с крутым конусом.
Дробилка состоит из станины 1, дробильной чаши 2, траверсы 4, эксцентрика 9, дробящего конуса 3, приводного вала 12, привода 13.
Станина, дробильная чаша и траверса, соединенные между собойпо фланцам, представляют собой корпус, внутри которого расположены эксцентрик идробящий конус. Хвостовик дробящего конуса установлен во внутренней расточкеэксцентрика, выполненной со смещением и под определенным утлом относительнонаружной его поверхности. Эксцентрик через подпятник скольжения 10 опирается на торец центральногостакана станины и зубчатой передачей соединяется с приводным валом 12, размещенным в горизонтальном патрубкестанины. Приводной вал соединен через упругую муфту с валом ведомого шкивапривода 13. Привод дробилки клиноременный, он снабжен натяжным винтовымустройством. К фланцу центрального стакана станины 1 присоединен гидравлическийцилиндр 16, который с помощью поршня 15 и опорного вала 14 удерживает дробящийконус в рабочем положении и обеспечивает дистанционное регулированиеразгрузочной щели дробилки.
Камера дробления образуется между наружной поверхностьюброней 7 дробящего конуса и внутренней поверхностью броней 6 дробильной чаши.
При вращении эксцентрика дробящему конусу сообщаетсягирационное движение, в результате которого при сближении броней 6и1 происходит дробление материала, а приудалении броней друг от друга — его разгрузка. Крупность дробленого материалаопределяется величиной разгрузочной щели, измеряемой при максимальном удаленииброни 1 от брони 6, а такжефизико-механическими свойствами перерабатываемого материала.
Узлы трения дробилок обеспечиваются смазкой от двух установок- жидкой и густой смазки. Жидкая смазка подается к эксцентрику, зубчатойпередаче, опорному валу и подшипникам приводного вала; густая — к верхнемуподшипнику 5 и противопылевому уплотнению 8 дробящего конуса, а также кподшипникам привода.
Управление дробилкой — дистанционное, регулированиеразгрузочной щели — гидравлическое.I
При вращении эксцентриковой втулки ось вала подвижного конусаописывает коническую поверхность с вершиной в точке подвеса. Угол гирации длядробилок ККД составляет около 30 мин.
Таким образом, при заданном эксцентриситете радиус вращенияоси подвижного конуса зависит от расстояния до точки подвеса, т. е. от высотыкамеры дробления, и чем ближе к точке подвеса, тем меньше этот радиус, аследовательно, и ход сжатия подвижного конуса. На отечественных дробилках ККД взоне загрузочного отверстия радиус конуса вращения равен приблизительно 5 мм,т. е. полный размах составляет около 10 мм. В зоне выходной щели радиус равенпримерно 30 мм.
Дробилки ККД имеют систему жидкой циркуляционной смазки.Масло под давлением подается специальным насосом в нижнюю часть эксцентриковогостакана, смазывает подпятник и поднимается по зазорам между трущимисяповерхностями эксцентрикового узла, обильно смазывая их. Одновременно маслопоступает в осевое отверстие вала подвижного конуса и далее по радиальномуканалу к сферическому подпятнику. После смазки и охлаждения этих поверхностеймасло сливается на конические шестерни, смазывает их и по сливной трубкепоступает в бак- отстойник. Отстойник выполнен с электронагревателями для маслав холодное время года. Масляная система имеет контрольные приборы,регистрирующие расход масла, его давление и температуру. При отклонениипоказателей от заданных для нормального режима работы привод дробилкиавтоматически отключается.

/>
Рисунок 5 Конусная дробилка ККД
1.7     Заключение
В сравнении с другими типами дробилок, в первую очередь сощёковыми, конусные имеют следующие достоинства:
·         меньший расходэнергии, так как дробление осуществляется не только раздавливанием, но иизгибом;
·         большуюпроизводительность, более спокойный ход и отсутствие динамических нагрузок, таккак процесс дробления совершается непрерывно в течение всего оборота подвижногоконуса;
·         возможностьвключать дробилку при дополнительной камере дробления.
Недостатки конусных дробилок:
·         относительнаясложность и дороговизна конструкции;
·         более дорогойремонт;
·         неприспособленностьк измельчению вязких материалов.

2. Проведение патентных исследований и анализ ихрезультатов с целью выявления тенденций развития конусных дробилок
2.1 Область техники
Эти дробилки применяют в самых различных областяхпромышленности. Конусные дробилкиявляются высокопроизводительными машинами при переработке различных горныхпород на всех стадиях дробления. Их используют: для приготовления заполнителейбетона из различных осадочных и изверженных пород; для дробления доменныхшлаков, в том числе шлаков, содержащих металлические включения; для дроблениясырья и клинкера при производстве цемента; для дробления стекольного боя; длядробления закладочных пород перед из пневмо- и гидро транспортированием; длядробления коксующихся углей; для дробления различных руд и др.
2.2 Уровень техники
В современной промышленности помимо конусных дробилокиспользуются аналогичные машины:
— щековые дробилки применяют длякрупного и среднего дробления различных материалов во многих отраслях народногохозяйства, в основном в горно-рудной промышленности и промышленности строительныхматериалов.
-    валковыедробилки, применяются при измельчении вязких и влажных материалов, также длявторичного дробления твердых пород (известняка, угля, различных руд и т.д.).Рабочим органом валковой дробилки являются два цилиндра (валка), вращающиеся навстречу друг другу и раздвинутые на расстояние, определяемое максимальнымразмером выходящего продукта. Материал, подлежащий дроблению, вследствие трениязатягивается между волками и при этом постепенно измельчается. Различаютгладкие, зубчатые, рифленые и ребристые валковые дробилки;
— бегуны, применяются длямелкого и крупного дробления таких материалов, как влажная и сухая глина,кварц, шамот, бой продукции и т.п., не эффективны, т.к. расходуют большеэнергии по сравнению с изучаемой машиной.
-дробилки ударного действия взависимости от конструкции исполнения основного рабочего органа ДУДподразделяют на роторные и молотковые. Молотковые дробилки имеют роторнабранный из отдельных дисков, между которыми шарнирно подвешены молотки массойот 5 до 120 кг. Число рядов молотков достигает 12.
В ударе по куску материала участвуетмасса отдельных молотков. Применяют их для среднего и мелкого дробления.
Роторные дробилки отличаются высокимитехнико-экономическими показателями – большой степенью дробления, большойпроизводительностью, меньшим удельным расходом электроэнергии, относительноменьшим удельной массой и размерами, простотой конструкции и удобствомобслуживания по сравнению со щековыми и конусными дробилками, а такжеспецифическими достоинствами роторных дробилок — высокой избирательностьюдробления, высоким процентом выхода продукта куба образной формы и меньшей чувствительностьюк попаданию не дробимых предметов.
2.3 Разработка задания на проведениепатентных исследованийУтверждаю
Директор ИТОК
БГТУ им. В.Г. Шухова
Богданов В.С.
Задание
на проведение патентного исследования
Наименованиетемы: Разработка технического предложения на модернизацию конусной дробилки ККД1200
Шифр темы: 02.01
Этап(стадия): техническое задание.
Задачи патентных исследований: выявление тенденции развитиямашин дробленияПодразделения-исполнители Краткое содержание работ Ответственный исполнитель Срок исполнения Отчётный документ МО — 31 Патентный поиск Валяев Алексей Васильевич
Апрель
2010 г. Раздел 2
Исполнитель работ: Валяев А.В.
Руководитель патентного подразделения Герасименко В.Б.
2.4 Разработка регламента поискаинформации
Регламент поиска представляет собой программу, определяющуюобласть проведения поиска по фондам патентной и другой научно-технической информации.Для определения области поиска требуется сформулировать предмет поиска. Дляопределения предмета поиска при проведении патентных исследований конуснойдробилки крупного дробления ККД 1200 первоначально был просмотрен официальныйбюллетень изобретений (ОБИ) «Открытия, изобретения, промышленные образцы итоварные знаки» за 10 лет. В результате просмотра была определена областьпоиска, охватывающая как вопросы повышения эффективности дробления, так ичастные вопросы, касающиеся конструкции узлов конусной дробилки.
РЕГЛАМЕНТ ПОИСКА №
Наименование темы: конусная дробилка.
Шифр темы 01.02
Дата и номер задания на проведение патентных исследований
Код этапа
Начало поиска: февраль 2010
Окончание поиска: апрель 2010Предмет поиска Цель поиска информации Страна поиска Классификационные индексы Ретроспективность поиска Наименование источников информации, по которым производился поиск 1 2 3 4 5 6 7 Конусная дробилка крупного дробления ККД 1200
Модернизация машины.
Повышение надёжности и долговечности. РФ
 
  19лет www.Fips.ru
2.5 Поиск и отбор патентной и другойнаучно-технической информации
При проведении патентного поиска было выбрано пять патентов:№ 2180268; № 2140820; № 2181626; № 2129044; № 2012401.
Описание изобретения к авторскому свидетельству №2180268:
Изобретение относится к конусным дробилкам, уплотнения вкоторых защищают внутренние части дробилки от пыли, поступающей снаружи.
Задачей изобретения является повышение эффективности защитыэлементов дробилки от пыли.
Формула изобретения.
1. Конусная дробилка, содержащая раму, эксцентриковый вал,вращающийся вокруг вертикальной оси в раме с наклонным отверстием в нем,основной вал, удерживаемый в отверстии эксцентрикового вала, при этом верхнийконец основного вала проходит выше эксцентрикового вала, опорный конус, прикрепленныйк основному валу, расположенный вокруг основного вала под опорным конусомуплотняющий элемент, закрывающий эксцентриковый вал и состоящий из фланцевой ивтулочной частей, отличающаяся тем, что конусная дробилка снабжена уплотняющейкрышкой с кольцевой канавкой для уплотняющего элемента, при этом контактныеповерхности между кольцевой канавкой и фланцевой частью уплотняющего элементанаклонены таким образом, что их наружные края выше, чем их внутренние края,причем обращенные друг к другу верхняя и нижняя поверхности кольцевой канавки ифланцевой части уплотняющего элемента являются частями сферической поверхности,центр которой является центром колебательного движения основного вала в его верхнемконце, а внутренний край уплотняющей крышки уплотнен относительно основноговала.
2. Конусная дробилка по п. 1, отличающаяся тем, что кольцеваяканавка расположена на внутреннем крае уплотняющей крышки.
3. Конусная дробилка по п. 1, отличающаяся тем, чтовнутренний край уплотняющей крышки уплотнен относительно основного валапосредством защитной втулки, установленной с обеспечением непроницаемостиотносительно основного вала.
4. Конусная дробилка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем,что между уплотняющим элементом и основным валом имеется, по меньшей мере, однозаменяемое уплотняющее кольцо.
5. Конусная дробилка по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем,что между уплотняющим элементом и основным валом размещено заменяемоеэластичное кольцо, выполненное с возможностью трения об основной вал при егоподъеме и опускании.
6. Конусная дробилка по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем,что в уплотняющей крышке выполнен канал, один конец которого подсоединен ктрубе для сжатого воздуха, расположенной снаружи дробильной камеры, а егодругой конец проходит к уплотняющему элементу.
7. Конусная дробилка по п. 6, отличающаяся тем, что другойконец канала проходит к уплотняющему элементу через канал, расположенный вфиксирующем кольце уплотняющего элемента.
8. Конусная дробилка по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем,что нижняя поверхность опорного конуса представляет собой поверхность,полученную посредством литья.
9. Конусная дробилка по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем,что нижняя поверхность опорного конуса выполнена без углубления.
10. Конусная дробилка по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем,что один или несколько отделяемых или регулируемых противовесов прикреплены кполюсному кольцу, размещенному на верхнем конце эксцентрикового вала.
11. Конусная дробилка по любому из пп. 1-10, отличающаясятем, что защитная крышка расположена на верхней части уплотняющего элемента ификсирующего кольца, при этом контактные поверхности между фиксирующим кольцоми защитной крышкой наклонены таким образом, что их наружные края выше, чем ихвнутренние края.
Описание изобретения к авторскому свидетельству №2140820.
Задача изобретения — увеличение степени дробления при мелкомдроблении твердых минеральных материалов.
Формула изобретения.
Конусная дробилка, содержащая корпус, в котором расположенынеподвижный конус, опорное кольцо, смонтированный в эксцентриковой части валаподвижный конус, ось которого параллельна оси дробилки, и привод, отличающаясятем, что подвижный и неподвижный конусы выполнены с горизонтальными кольцевымиучастками рабочих поверхностей, при этом вал выполнен консольным, подвижныйконус посажен на вал со скользящей посадкой и снабжен упругим приводом вращенияв сторону, противоположную вращению вала, включающим радиально расположенныеупругие стержни различной жесткости в горизонтальном и вертикальномнаправлениях, одним концом жестко связанные с подвижным конусом, а другим — смуфтой на подшипнике скольжения в эксцентриковой части консольного вала, смуфтой жестко соединено зубчатое колесо с цилиндрическими зубьями, входящими взацепление с цилиндрическими зубьями зубчатого колеса, посаженного на валу вего неэксцентриковой части на подшипнике скольжения и установленного в корпусев подшипниковой опоре, зубчатое колесо через конические зубья в нижней частисвязано с приводом вращения от конической шестерни приводного вала, служащейодновременно и для привода эксцентрикового консольного вала, причем на нижнемподвижном конусе в верхней его части нормально к оси консольного вала размещенатарелка, служащая якорем электромагнитного вибратора, жестко закрепленного наоси дробилки на траверсе, прикрепленной к корпусу.
Описание изобретения к авторскому свидетельству № 2181626.
Изобретение позволяет обеспечить надежность загрузки иравномерно распределить твердый материал в дробящей полости конусных дробилок,повысить эффективность дробления и производительность конусных дробилок
Формула изобретения
1. Конусная дробилка, содержащая корпус, подвижный,установленный на коническом валу, и неподвижный дробящие конусы, распределительнуюворонку с лотком, привод, зубчатую коническую передачу с шестерней и колесом,эксцентриковую втулку, сферический опорный подпятник, отличающаяся тем, чтопривод распределительной воронки в виде планетарного механизма установлен нарасположенной над корпусом дробилки неподвижной крестовине и выполнен сцентральным валом, на котором закреплена втулка с прорезью, кинематическиконтактирующая с хвостовиком конического вала с возможностью его
перемещения в прорези, причем хвостовик установлен на высоте
H= (0,5-0,65) />D/>tgα
от точки подвеса подвижного конуса, а радиус перемещенияхвостовика в точке кинематической связи со втулкой с прорезью равен
r=(1,0-1,3) />e,
где D — диаметр подвижного конуса, α- угол наклонаобразующей подвижного конуса, е — эксцентриситет на уровне основания подвижногоконуса.
2. Дробилка по п. 1, отличающаяся тем, что планетарныймеханизм содержит приводной вал с ведущей шестерней, находящейся в зацеплении стремя сателлитами, которые установлены в водиле на осях вращения и соединены сопорной шестерней, закрепленной на ступице.
Описание изобретения к авторскому свидетельству № 2129044.
Изобретение позволяет повысить эффективность процессаразрушения материала, понизить энергозатраты при дроблении при повышениикачества зернового состава дробимого материала и снижения износа броней.
Формула изобретения.
Конусная дробилка, содержащая станину с дробильной чашей,рабочая поверхность которой выполнена в виде направленных в сторону приемного отверстиякольцевых ступеней и образует с броней дробящего конуса камеру дробления,отличающаяся тем, что на наружной поверхности брони в нижней ее части выполненывыступы, размещенные вдоль образующих брони на длине 0,25 — 0,5 длиныобразующей, и имеющие сечения, уменьшающиеся в направлении меньшего диаметраконуса.
Описание изобретения к авторскому свидетельству № 2012401.
Целью изобретения является повышение степени дробленияисходной руды путем ограничения крупности кусков руды, выходящих из рабочегомежконусного пространства независимо от величины щели на сторонеэксцентриситета и в зоне отхода подвижного конуса от неподвижного.
Формула изобретения.
1. Конусная дробилка, содержащая цилиндрический корпус снаружным неподвижным и внутренним подвижным конусами, между рабочимиповерхностями которых образована камера дробления и разгрузочная щель, ипластины, размещенные в нижней части наружного конуса и перекрывающие разгрузочнующель через заданные интервалы, отличающаяся тем, что, с целью снижениякрупности дробленого продукта, она снабжена кольцом, прикрепленным к нижнейчасти наружного конуса, к которому подвешены пластины.
2. Дробилка по п. 1, отличающаяся тем, что пластины подвешенык кольцу на шарнирах.
3. Дробилка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что пластиныподпружинены относительно наружного конуса.
2.6 Оформление результатов поиска
СПРАВКА О ПОИСКЕ №1
Задание на проведение патентных исследований (номер, дата)______
Шифр темы: 02.01
Код темы____________________________
Номер и дата регламента поиска_______________________________
Начало поиска: февраль 2010
Окончание поиска: апрель2010
Поиск проведен по следующим материалам:______________________
____________________________________________________________

Предмет
поиска
Страна
поиска
Классификационные
индексы
По фонду какой
организации
проведен поиск Источники информации Научно-техническая документация
Патентная
документация Конусная дробилка ККД — 1200 РФ В02С13/02 www.Fips.ru Описание изобретения к авторскому свидетельству, дата публикации 20.04.1999
2.7 Выводы
По результатам проведенного патентного исследования мы можемприменить для модернизации конусной дробилки авторское свидетельство № 2129044,т.к. оно позволяет повысить эффективность процесса разрушения материала, понизитьэнергозатраты при дроблении при повышении качества зернового состава дробимогоматериала и снижения износа броней.

3. Проведение экспериментальногоисследования влияния рабочих параметров машины и процессов на основныетехнико-эксплуатационные показатели машины и его описание
Для расчета />можно принять такуюпоследовательность действия:
1. провести предварительныйэксперимент с количеством измерений n заданной величины, которое в зависимости от трудоёмкости опыта можетбыть принято от 20 до 50;
2. вычислить среднеквадратическоеотклонение /> и коэффициент вариации;
3. установить требуемую точностьизмерений m в процентах, которая должна быть неменее точности прибора;
4. установить нормированноеотклонение, характеризуемое гарантийным коэффициентом t, значение которого обычно задают в зависимости от точностиметода проведения эксперимента: при большой точности технических измеренийможно принять t=3…3.5 при малой t=2…2.5;
5. найденные величины подставить в формулыи определить />
Среднеквадратической отклонение:
/>
Коэффициент вариации:
/>
/>

Точность измерений:
/>
Минимальнонеобходимое количество измерений:
/>
/>/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
192
192.2143
192.4286
192.6429
192.8572
193.0715
193.2858
193.5
193.7144
193.9287
194.143
194.3573
194.5716
194.7859
195 193.5
1.5
1.2857
1.0714
0.8571
0.6428
0.4285
0.2142
0.2142
0.4285
0.6428
0.8571
1.0714
1.2857
1.5
2.25
1.6577
1.1479
0.7346
0.4132
0.1836
0.0459
0.0459
0.1836
0.4132
0.7346
1.1479
1.6577
2.25 0.959 0.495 0.218 0.0002 2 22,4
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Следовательно, для расчетаминимальное необходимое количество измерений составляет 22,4 раза.

4.Художественно-конструкторский анализ создаваемой машины
Эстетические качествамашин во многом определяются их формой. Так, зрительное восприятие каких-либопредметов осуществляется в такой последовательности. Вначале воспринимаетсяформа, затем цвет и потом последовательно: элементы формы, детали, особенностиокраски. В этом процессе форма выступает как один из наиболее активныхфакторов, поэтому основной задачей художественного конструирования являетсяформообразование изделий.
На форму изделиймашиностроения в большей или меньшей степени оказывают влияние назначениеизделия, особенности эксплуатации, ремонта, транспортировки, удобстваобслуживания, степень использования стандартных и унифицированных деталей иузлов, экономические факторы, а также технологические возможности предприятия,на котором намечено производство данной машины и др. Здесь также играют рольсоциально-экономические условия, уровень развития техники, общественные вкусы.
Эстетические качестваформируются с первых стадий проектирования, и красота машины не может бытьсоздана за счет каких-то дополнительных элементов, вводимых специально длякрасоты. Она определяется целесообразностью машин, рациональностью исоответствием ее формы функциональному назначению и эстетическим требованиям.Под целесообразностью машины подразумевается ее полезность на современномуровне развития общества; соответствие формы функциональным и эстетическимтребованиям — это максимальные удобства, безопасность и положительные эмоциональныевоздействия на человека в процессе эксплуатации; рациональность формы машины —это логичность конструкции, удачные конструктивные решения, прогрессивностьтехнологии изготовления и сборки деталей и узлов.
Серийно выпускаемоеоборудование рекомендуется окрашивать в зеленый, серо-голубой, кремовый,коричневый и серый цвета. Перечисленные цвета окраски оборудования в сочетаниис правильно выбранными цветами окраски потолка и стен, но вызывают утомлениязрительного аппарата человека.
Учет психологическоговоздействия различных цветов играет важную роль в технике безопасности.Использование цвета в качестве кода — носителя информации об опасности, можетявиться дополнительным средством предупреждения несчастных случаев.
Многие специалистырекомендуют окрашивать оборудование в светло-серые, светло-зеленые,зелено-голубые тона, так как они обладают высоким коэффициентом отражения(около 60%) и создают впечатление прохлады. Станки и машины должны бытьокрашены таким образом, чтобы создавался некоторый цветовой контраст междуотдельными их частями. Такой метод окрашивания в значительной мере способствуетувеличению видимости и четкости рабочих деталей и, следовательно, способствуетповышению производительности труда и качества работы. Необходимо избегать слишкомрезких цветовых контрастов, т. к. они утомительны для глаз. Особенно важно неокрашивать большие площади в яркие цвета.

5. Техническое предложение
Причиной проведение модернизации конусной дробилки ККД 1200явились её недостатки, такие как:
-недостаточная эффективностьразрушения материала;
-недостаточное качество зерновогосостава готового продукта;
В результате проведенной модернизации, которая обеспечитнаибольшую эффективность процесса дробления, нами выбран патент №2129044,ведущий к повышению эффективности разрушения материала при дроблении, повышениякачества зернового состава, понижению энергозатрат на дробление. Для этого нанаружной поверхности брони в нижней части выполнены выступы, размещённые вдольобразующих брони.

Список литературы
1. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки.Конструкция, расчет, особенности эксплуатации. — М.: Машиностроение, 1990. — 320с.
2. Бауман В.А. Механическое оборудование предприятийстроительных материалов, изделий и конструкций. — М.: Машиностроение, 1981. — 324с.
3. Сапожников М.Я., Дроздов Н.Е. Справочник по оборудованиюзаводов строительных материалов. — М.: Изд-во литературы по строительству,1970. — 356с.
4. Герасименко В.Б., Семикопенко И.А., Боровской А.Е.Технические основы создания машин: учебное пособие для выполнения курсовых работ.- Белгород: БелГТАСМ, 2002. — 90с.
5. Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятийстроительных материалов, изделий и конструкций. — М.: Высшая школа, 1971.-382с.
6. Уваров В.А., Семикопенко И.А., Чемеричко Г.И. Процессы впроизводстве строительных материалов и изделий / Учебное пособие–Белгород:Изд-во БелГТАСМ, 2002. – 121 с.