激振器结构
激振器是惯性圆锥破碎机主要部件之一,也是区别于偏心式圆锥破碎机的重要特征,它主要由不平衡转子、轴套和万向节组成。不平衡转子的偏心距是可调的,如所示。它的主要作用是在高速旋转时产生惯性离心力,作用在动锥的轴上,使动锥偏摆。
激振器是使动锥偏转的动力源,转速高、负载大,故采用稀油润滑的滑动轴承结构。轴承的外表用低碳钢,轴瓦用巴氏合金浇铸。为避免应力集中,在结合表面不开设燕尾槽,经特殊工艺处理使两种材料紧密结合一起。
轴套的工作状况一般的滑动摩擦是轴转动,或是轴套转动,而惯性圆锥破碎机是两者都在转动,且方向相反。由于工作时主轴偏摆,轴套还绕机器中心线做不规则公转运动,同时也有轴向相对运动和轴套接触表面近于半摩擦状态,但很快达到正常值,轴和轴套相应为油膜润滑状态,此时摩擦系数最小,如所示。
轴套的受力分析惯性圆锥破碎机轴套的受力状况与普通滑动轴承不同。由于其特殊的结构和作用轴向受力不均匀,且呈三角形分布,(a),其各断面圆周方向受力分布如(b)所示。
不平衡转子的偏心状态一旦调定,其轴套受力的幅值也就相对固定。由于受物料不均匀度影响,动锥的偏转轨迹是变化的,因而轴套的受力也在变化。设整个轴套作用在轴上的力为F,则作用在某一断面y处的单元力为:dF=2(r0+y)dm(1)F=dFdy=m0y2y12(r0+y)dmdy=m02l0 由(2)式可见,轴套在Y方向受力呈线性分布,且在底部最大。由于泄漏的影响,底部的力呈抛物线形。角在实际运转中不断变化,实际上主轴受力也处在高频变化之中,这种变化在理论上强化了破碎效果。 轴套的支撑能力分析惯性圆锥破碎机的轴套受力通常可由(2)式求得,但当衬板磨损或角增大造成F值过大时,轴套内的油膜润油状态会遭到破坏,造成直接摩擦,瞬间烧毁巴氏合金,甚至使主轴遭到破坏。因此,有必要分析轴套的承载能力,确定合理的偏转角度范围。 设某一瞬间轴承和轴相对位置如5所示。 任意角度的油膜厚度:h=(1+Xcos)(3)式中:X为相对偏心距,X=e/,e为轴颈和轴套中心距;=D-d指径向间隙;相对间隙=/r. 比压最大处油膜厚度h0=(1+Xcos0),0为比压最大处的极角。 设周向微弧dx=rd,圆周速度v=r,由动压轴承基本方程px=6x3(h-h0)得:dp=62x(cos-cos0)(1+Xcos)3d则任意断面处的压力为:P=621x(cos-cos0)(1+Xcos)3d(4)作用在微弧rd上的压力:P=Prd而其在载荷方向力则为:Py=Prd(5)轴套横剖面处单位长度上全部垂直分力之总和,即:Py=21dPy=21rPdd(6)按前述,设轴套在y方向受力分布近似三角形,则:Py=PyC(1-y)(C为修正系数)(7)对有限长轴套,油膜承载能力P为:P=10Pydy=dl02Cp(8)承载系数Cp=3C2121x(cos-cos0)(1+Xcos)3dd设计时应使Fmax 图(2)、(8)式得:dl02Cp>m02l0 (1)加强底部供油压力,保证形成良好的油膜;(2)加强密封性能,防止污物进入润滑油,保证润滑油质量;(3)防止运转初期因油的粘度大而造成轴套底部供油不足;(4)为保证最小油膜厚度,须提高轴及轴套接触表面的加工精度。 除外部条件外,轴套本身的结构也应适当改进。作者认为,对底部受力大的部位,应优先保证供油量及供油速度。具体改进意见为:(1)在非受力区开设油槽,但不到底,以减少油通过整个轴套的沿程阻力,尽快到达受力最大处,如(a)。(2)轴套上部1/2以上适当增加轴套内径,使油最大限度润滑底部,(b)。