ES2959391T3 - Sistema de accionamiento vibratorio ajustable mecánicamente - Google Patents
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Abstract
Un sistema de accionamiento vibratorio comprende un eje de accionamiento giratorio (17A) y una rueda desequilibrada (42) que es coaxial y giratoria con respecto al eje de accionamiento. Un sistema de transmisión rotativa acopla el eje motor a la rueda para transmitir el movimiento giratorio del eje motor a la rueda. El sistema de transmisión rotativa comprende un engranaje de eje (44), un engranaje de rueda (46) y engranajes intermedios (48A-F) que acoplan el engranaje de eje al engranaje de rueda. Los engranajes intermedios están soportados por un portaengranajes (50) que puede girar con respecto al eje impulsor y pueden girar con respecto al portaengranajes. La disposición permite ajustar el ángulo de fase de la rueda desequilibrada con respecto al eje motor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de accionamiento vibratorio ajustable mecánicamente
Campo de la invención
Esta invención se refiere a sistemas de accionamiento vibratorios. La invención se refiere particularmente a sistemas de accionamiento vibratorios para aparatos de procesamiento de materiales.
Antecedentes de la invención
Los sistemas de accionamiento vibratorios se pueden usar en muchas aplicaciones. En el campo del procesamiento de materiales, por ejemplo, los sistemas de accionamiento vibratorios pueden usarse en aparatos de cribado y en algunos alimentadores y transportadores. La patente de EEUU 9,039,324 describe un dispositivo de compactación que tiene un tambor con excitadores de vibración que incluyen masas desequilibradas para impartir vibraciones al tambor.
A modo de ejemplo, el cribado mecánico implica la separación de material particulado, tal como rocas, arena u otro material agregado, por tamaño de partícula. El cribado se usa en una variedad de industrias, incluidas la minería, las canteras, el procesamiento de minerales, la agricultura y el reciclaje. Un aparato de cribado convencional comprende un cuerpo que transporta una o más plataformas de medios de cribado. Se proporciona un sistema de accionamiento vibratorio para hacer vibrar el cuerpo y las plataformas. Un tipo conocido de sistema de accionamiento vibratorio incluye múltiples ejes rotatorios, con peso excéntrico, acoplados mecánicamente entre sí y accionados por un motor común. Cada eje transporta una masa montada excéntricamente, y las posiciones angulares respectivas de las masas definen un ángulo de fase entre ejes. Los ejes acoplados pueden rotar en el mismo sentido o en sentidos opuestos y hacen que el aparato de cribado vibre lineal, circularmente o elípticamente. Las características de las vibraciones dependen del sentido de rotación de los ejes y el ángulo de fase entre los ejes.
Un problema con los sistemas de accionamiento convencionales es que los ejes típicamente se bloquean mecánicamente entre sí, por ejemplo, mediante engranajes o correas de distribución. Ajustar el ángulo de fase para ajustar las características de vibración requiere un tiempo de inactividad significativo para el aparato de cribado y cualquier máquina de la que forme parte, ya que el sistema de accionamiento debe detenerse y desmontarse, al menos parcialmente, para permitir que un operador realice la reconfiguración mecánica necesaria.
Por lo tanto, sería deseable proporcionar un aparato de cribado con un sistema de accionamiento mejorado.
Compendio de la invención
Desde un primer aspecto, la invención proporciona un sistema de accionamiento vibratorio que comprende: un primer eje de accionamiento rotatorio que tiene un eje de rotación;
una rueda desequilibrada ubicada coaxialmente con dicho primer eje de accionamiento rotatorio y que puede rotar con respecto a dicho primer eje de accionamiento alrededor de dicho eje de rotación;
un sistema de transmisión rotatorio que acopla el primer eje de accionamiento a la rueda para transmitir el movimiento rotatorio del primer eje de accionamiento a la rueda,
en donde dicho sistema de transmisión rotatorio comprende:
un componente de transmisión rotatorio del eje fijado con respecto a dicho primer eje de accionamiento; un componente de transmisión rotatorio de la rueda fijado con respecto a dicha rueda;
al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio que acopla el componente de transmisión rotatorio del eje al componente de transmisión rotatorio de la rueda para transmitir la rotación del componente de transmisión rotatorio del eje al componente de transmisión rotatorio de la rueda,
en donde dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio es transportado por un soporte que puede rotar con respecto a dicho primer eje de accionamiento alrededor de dicho eje de rotación, y en donde dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio puede rotar con respecto al soporte, y en donde el sistema de accionamiento incluye además un mecanismo operativo para hacer rotar el soporte con respecto al primer eje de accionamiento.
Dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio puede proporcionarse en uno o más conjuntos, comprendiendo cada conjunto dos o más componentes de transmisión rotatorios.
Dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio puede comprender una pluralidad de componentes de transmisión rotatorios intermedios espaciados circunferencialmente, preferiblemente espaciados de manera sustancialmente uniforme, alrededor de dicho componente de transmisión rotatorio del eje.
Opcionalmente, dichos componentes de transmisión rotatorios intermedios se proporcionan en dos o más conjuntos espaciados de dos o más componentes de transmisión rotatorios.
En realizaciones preferidas, hay al menos tres componentes de transmisión rotatorios intermedios, o al menos tres conjuntos de componentes de transmisión rotatorios intermedios, espaciados alrededor de dicho componente de transmisión rotatorio del eje.
Típicamente, en cada conjunto los componentes de transmisión rotatorios son coaxiales y están fijos entre sí para rotación conjunta entre sí.
Preferiblemente, dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio se entrelaza con dicho componente de transmisión rotatorio del eje y dicho componente de transmisión rotatorio de la rueda.
En realizaciones preferidas, cada conjunto de componentes de transmisión rotatorios comprende un primer componente de transmisión rotatorio que engrana con dicho componente de transmisión rotatorio del eje, y un segundo componente de transmisión rotatorio que engrana con dicho engranaje de la rueda.
Ventajosamente, dicho al menos un engranaje intermedio puede rotar alrededor de dicho engranaje del eje mediante la rotación de dicho soporte con respecto a dicho primer eje de accionamiento, y en donde dicha rotación produce la rotación de dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio con respecto al soporte.
Dicho mecanismo operativo puede comprender un mango, u otro mecanismo operativo manual, para hacer rotar el soporte. Opcionalmente, dicho mecanismo operativo comprende un actuador motorizado para hacer rotar el soporte.
En realizaciones típicas, el sistema de accionamiento incluye al menos un otro eje de accionamiento rotatorio desequilibrado. Dicho primer eje de accionamiento y dicho al menos un otro eje de accionamiento desequilibrado típicamente están acoplados entre sí mediante un mecanismo de acoplamiento mecánico para transmitir la rotación de al menos uno de dichos ejes de accionamiento a al menos un otro de dichos ejes de accionamiento. Dicho al menos un otro eje de accionamiento desequilibrado puede comprender un segundo eje de accionamiento desequilibrado, en donde dicho mecanismo de acoplamiento mecánico está configurado para transmitir la rotación de uno de dichos primer y segundo ejes de accionamiento al otro de dichos primer y segundo ejes de accionamiento. Dicho mecanismo de acoplamiento mecánico puede configurarse para hacer que dichos primer y segundo ejes roten en el mismo sentido o en sentidos opuestos.
Dicho sistema de transmisión rotatorio puede configurarse para hacer que dicha rueda rote en el sentido opuesto a dicho primer eje de accionamiento.
Las realizaciones preferidas incluyen un mecanismo de accionamiento acoplado directa o indirectamente a dicho primer eje de accionamiento para hacer rotar el primer eje de accionamiento. Un mecanismo de accionamiento puede estar acoplado a al menos uno de dichos ejes de accionamiento para hacer rotar el eje de accionamiento accionado.
En realizaciones preferidas, dicho sistema de transmisión rotatorio comprende un sistema de engranajes en el que dicho componente de transmisión rotatorio del eje comprende un engranaje del eje fijado con respecto a dicho primer eje de accionamiento; dicho componente de transmisión rotatorio de la rueda comprende un engranaje de la rueda fijado con respecto a dicha rueda; dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio comprende al menos un engranaje intermedio que acopla el engranaje del eje al engranaje de la rueda para transmitir la rotación del engranaje del eje al engranaje de la rueda.
Un segundo aspecto de la invención proporciona un aparato de procesamiento de materiales que comprende al menos un componente vibratorio y un sistema de accionamiento vibratorio para hacer vibrar dicho al menos un componente vibratorio, en donde dicho sistema de accionamiento comprende un primer eje de accionamiento rotatorio que tiene un eje de rotación; una rueda desequilibrada ubicada coaxialmente con dicho primer eje de accionamiento rotatorio y que puede rotar con respecto a dicho primer eje de accionamiento alrededor de dicho eje de rotación; un sistema de transmisión rotatorio que acopla el primer eje de accionamiento a la rueda para transmitir el movimiento rotatorio del primer eje de accionamiento a la rueda, en donde dicho sistema de transmisión rotatorio comprende: un componente de transmisión rotatorio del eje fijado con respecto a dicho primer eje de accionamiento; un componente de transmisión rotatorio de la rueda fijado con respecto a dicha rueda; al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio que acopla el componente de transmisión rotatorio del eje al componente de transmisión rotatorio de la rueda para transmitir la rotación del componente de transmisión rotatorio del eje al componente de transmisión rotatorio de la rueda, en donde dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio es transportado por un soporte que puede rotar con respecto a dicho primer eje de accionamiento alrededor de dicho eje de rotación, y en donde dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio puede rotar con respecto al soporte, y en donde el sistema de accionamiento incluye además un mecanismo operativo para hacer rotar el soporte con respecto al primer eje de accionamiento.
Dicho al menos un componente vibratorio comprende al menos una criba.
Breve descripción de los dibujos
Una realización de la invención se describe ahora a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un aparato de cribado que incorpora un aspecto de la invención, que incluye un sistema de accionamiento que incorpora otro aspecto de la invención;
La figura 2 es una vista de un extremo en sección del aparato de cribado y el sistema de accionamiento de la<figura>1<;>
La figura 3 es una vista de un extremo esquemática del primer y segundo ejes de accionamiento;
La figura 4 es una vista de un extremo de una realización del sistema de accionamiento en una primera configuración;
La figura 5 es una vista de un extremo del sistema de accionamiento de la figura 4 en una segunda configuración; y
<La figura>6<es una vista en perspectiva del aparato de cribado de la figura 1 incorporado en un aparato de>procesamiento de materiales.
Descripción detallada de los dibujos
Con referencia ahora a los dibujos se muestra, generalmente indicado como 15, un sistema de accionamiento vibratorio que incorpora un aspecto de la invención. En la realización ilustrada, el sistema 15 de accionamiento es parte de un aparato 10 de cribado de material. El aparato 10 de cribado es de un tipo adecuado para su uso en la separación de material en partículas, por ejemplo, arena, piedras, rocas u otro material agregado o material reciclable, según el tamaño. Se entenderá que los sistemas de accionamiento que incorpora la invención no se limitan al uso con aparatos de cribado y, alternativamente, pueden usarse en otras aplicaciones, incluso con otros aparatos de procesamiento de materiales tales como transportadores vibratorios y alimentadores vibratorios.
El aparato 10 de cribado comprende un cuerpo 14 para transportar una o más cribas 12a de material. Las<cribas se proporcionan típicamente en una o más plataformas>12<de cribado entre las paredes 16, 18 laterales>opuestas del cuerpo 14. En realizaciones típicas, el cuerpo 14 tiene forma de caja, aunque puede comprender cualquier estructura de soporte que tenga la forma y las dimensiones para transportar una o más plataformas 12 de cribado. Típicamente, al menos un extremo del cuerpo 14 está abierto para permitir que el material cribado se retire del aparato 10 de cribado, por ejemplo mediante un transportador (no mostrado). Las cribas pueden adoptar cualquier forma convencional, por ejemplo que comprendan barras, una malla, una tela o una rejilla.
<En uso, el aparato 10 de cribado se monta sobre una base 11 (figura>6<), que puede ser, por ejemplo, parte, por>ejemplo el chasis, de un sistema 13 de procesamiento de materiales del que forma parte el aparato 10. El<aparato>10<de cribado se monta sobre la base>11<mediante un sistema de suspensión que, en la realización ilustrada, comprende los resortes>21<, para permitir el movimiento relativo entre el aparato>10<de cribado y la>base 11. El sistema 13 de procesamiento de materiales puede tomar diversas formas, por ejemplo incluido uno<cualquiera o más de: uno o más transportadores para transportar material hacia o desde el aparato>10<, un>alimentador y/u otro aparato de procesamiento de materiales. Se entenderá que, en las realizaciones en las que el sistema 15 de accionamiento se incorpora a otro tipo de aparato de procesamiento de materiales que no sea un aparato de cribado, el aparato de procesamiento de materiales puede montarse de manera similar<en la base>11<mediante un sistema de suspensión.>
En uso, el sistema 15 de accionamiento vibratorio hace que el aparato 10 de cribado vibre. El sistema 15 de accionamiento se acopla al cuerpo 14 para hacer vibrar el cuerpo 14. La vibración hace vibrar la(s) criba(s) (y/u otro(s) componente(s) vibratorio(s) dependiendo de la realización) transportada(s) por el cuerpo 14. El sistema 15 de accionamiento comprende al menos dos ejes 17 de accionamiento (solo uno visible en la figura 2), que son preferiblemente pero no necesariamente paralelos entre sí. En la realización ilustrada, el aparato 10 de cribado tiene dos ejes 17A, 17B de accionamiento, siendo visible un extremo 22 respectivo de cada eje 17A, 17B en las figuras 1, 4 y 5. En realizaciones alternativas (no ilustradas) puede haber tres o más ejes de accionamiento. Cada eje 17 se extiende a lo largo del cuerpo 14, entre las paredes 16, 18 laterales. Los ejes 17 pueden ser perpendiculares a las paredes 16, 18 pero alternativamente pueden ser oblicuos con respecto a las paredes 16, 18. Alternativamente aún, los ejes 17 pueden extenderse longitudinalmente del cuerpo 14 (paralelos o no paralelos a las paredes 16, 18) por ejemplo, estando montados entre los extremos del cuerpo 14, o montados en uno o cada lado 16, 18 del cuerpo 14. En tales casos, no es necesario que los ejes sean alargados; sino que son rotatorios para proporcionar masas rotatorias desequilibradas. Los ejes 17 pueden rotar alrededor de su eje longitudinal, que típicamente se dispone transversalmente al cuerpo 14. Los ejes 17 se espacian en la dirección longitudinal o transversal del cuerpo 14 según corresponda. Los ejes 17 pueden estar al mismo nivel horizontal (como en la realización ilustrada) o a diferentes niveles horizontales.
Típicamente, cada eje 17 se monta en el cuerpo 14 por un cojinete 20 respectivo en cada extremo 22, 24 del eje 17. En la realización ilustrada, los extremos 22, 24 de cada eje 17 pasan a través de una abertura respectiva provista en la pared 16, 18 lateral respectiva. El cojinete 20 respectivo se monta convenientemente en la pared 16, 18 lateral respectiva y encaja alrededor del extremo 22, 24 respectivo del eje 17 para permitir que el eje 17 rote axialmente. Preferiblemente, la parte de cada eje 17 que se ubica entre las paredes 16, 18 se ubica dentro de un recinto 26, que en el ejemplo ilustrado comprende un tubo. El recinto 26 puede ser soportado por las mismas estructuras que proporcionan o incluyen el cojinete 20. Aunque en la figura 2 solo se muestra un eje 17 y componentes asociados, (el)los otro(s) eje(s) 17 pueden ser iguales o similares a menos que se indique lo contrario.
Cada eje 17 tiene un peso excéntrico, es decir, la masa del eje 17 (incluido cualquier objeto transportado por el eje) no se distribuye de manera uniforme alrededor del eje de rotación del eje. Como tal, cada eje 17 puede describirse como un eje rotatorio "desequilibrado", en el que su centro de masa (o eje de inercia) está desalineado con su centro de rotación (o eje geométrico). Convenientemente, para desequilibrar el eje de esta manera, cada eje 17 transporta una o más masas 28 (o peso). La o cada masa 28 se ubica excéntricamente con respecto al eje de rotación del eje 17 para desequilibrar la rotación del eje 17. En este ejemplo, cada eje 17 transporta una masa 28 respectiva en cada extremo 22, 24. Cuando un eje 17 transporta más de una masa 28, las masas 28 preferiblemente se alinean angularmente entre sí alrededor del eje de rotación del eje 17. En realizaciones alternativas, se puede proporcionar una o más masas en un extremo del eje solamente.
Para sincronizar los ejes 17, los ejes 17 pueden acoplarse mecánicamente entre sí mediante un mecanismo de acoplamiento que comprende, por ejemplo, uno cualquiera o más de un sistema de engranajes, dientes entrelazados, una correa o cadena dentadas, u otro varillaje mecánico convencional adecuado. Durante su uso, el acoplamiento mecánico puede fijar el sentido relativo de rotación de los ejes 17, la velocidad relativa de los ejes 17 y/o la fase relativa de los ejes 17. En la realización ilustrada, el mecanismo de acoplamiento se proporciona como un conjunto anular respectivo de dientes 19A, 19B (mostrados en las figuras 4 y 5 pero no en la figura 1), que se engranan para que la rotación de un eje 17B, 17A haga que el otro eje 17A, 17B rote (en el sentido opuesto). En realizaciones típicas, los ejes 17 rotan a la misma velocidad. En realizaciones alternativas, los ejes 17 pueden configurarse y/o acoplarse entre sí de manera que roten a diferentes velocidades. En dichos casos, la relación de fase entre ejes puede no ser fija, pero sigue un patrón cíclico, es decir, sigue existiendo una relación de sincronización fija (sincronización) para la rotación de los ejes 17.
La rotación simultánea de los ejes 17 con peso excéntrico hace que el aparato 10 de cribado se mueva (vibre) con respecto a la base 11. Una cualquiera o más de las fases de rotación respectivas, sentido de rotación y velocidad de los ejes 17 determinan el tipo de movimiento vibratorio que se produce (por ejemplo, vibraciones lineales o vibraciones (por ejemplo, circular o elíptica) orbitales). Por ejemplo, los ejes que rotan en sentido contrario producen vibraciones lineales o elípticas, mientras que los ejes que rotan conjuntamente producen vibraciones circulares. El ángulo de fase entre ejes que rotan en sentido contrario determina el ángulo de vibración lineal o elíptica. El ángulo de fase de los ejes que rotan conjuntamente determina el tamaño combinado total de la vibración circular. Por ejemplo, en un sistema de dos ejes de igual velocidad que rotan en sentido contrario, los ejes desequilibrados iguales dan como resultado un recorrido lineal, mientras que los ejes desequilibrados diferentes dan como resultado un movimiento elíptico. En el caso de un sistema de ejes de tres ejes de igual velocidad, el desequilibrio en cada eje puede ser el mismo, dos ejes pueden rotar en sentido de las agujas del reloj y un eje puede rotar en el sentido contrario a las agujas del reloj, la diferencia resultante en el desequilibrio combinado en cada sentido de rotación da como resultado un movimiento elíptico. Otras características de la vibración (por ejemplo, forma específica, amplitud y aceleración) dependen de la velocidad de rotación de los ejes 17 (que puede ser igual o diferente) y de la diferencia de fase (angular) entre los ejes 17, como se describe con más detalle a continuación.
Con referencia en particular a la figura 3, el primer y segundo ejes 17A, 17B de accionamiento se muestran esquemáticamente en una vista de extremo con las masas 28 respectivas. El centro de masa (COM) de cada eje 17A, 17B está desplazado (linealmente) del eje de rotación respectivo del eje 17A, 17B respectivo, lo que hace que cada eje esté rotacionalmente desequilibrado. La posición angular del COM respectivo de cada eje 17A, 17B con respecto a un ángulo de referencia Ref puede denominarse la fase de rotación, o simplemente fase, del eje 17A, 17B. En el ejemplo ilustrado, el eje 17A se desplaza x° del ángulo de referencia, mientras que el eje 17B se desplaza y° del ángulo de referencia. El ángulo de desplazamiento desde el ángulo de referencia puede denominarse ángulo de fase. La diferencia entre los ángulos de fase respectivos de cualquiera de los dos ejes puede denominarse diferencia de fase, o ángulo de diferencia de fase, entre los ejes. En el presente ejemplo, el ángulo de diferencia de fase (que también puede denominarse el ángulo de fase relativo) entre los ejes 17A y 17B es y°-x°. El ángulo de diferencia de fase entre dos o más ejes cualesquiera se mantiene siempre que los ejes 17 respectivos roten a la misma velocidad. El ángulo de diferencia de fase cambia cuando cambia la velocidad de rotación relativa de los ejes 17 respectivos. La diferencia de fase entre los ejes 17A, 17B afecta a las características de la vibración causada por el sistema 15 de accionamiento. Por ejemplo, en los casos en que los ejes 17A, 17B rotan en el mismo sentido, el ángulo de diferencia de fase entre los ejes 17A, 17B determina el tamaño (amplitud) de la vibración circular. En los casos en que los ejes 17A, 17B rotan en sentidos opuestos, el ángulo de diferencia de fase determina el ángulo de la vibración lineal o elíptica. A este respecto, el ángulo de vibración lineal/elíptica es el ángulo del eje mayor del movimiento de la criba resultante en relación con el sistema de coordenadas de la criba. Aunque en la<figura>1<solo se muestran dos ejes de accionamiento, se entenderá que, más generalmente, cada uno de>cualquier número de múltiples ejes de accionamiento puede estar en fase o fuera de fase con uno o más de los otros ejes de accionamiento dependiendo del ángulo de fase respectivo de los ejes.
El sistema 15 de accionamiento incluye un mecanismo de accionamiento para hacer rotar los ejes 17 de accionamiento. En realizaciones preferidas, el mecanismo de accionamiento comprende un motor 30<(mostrado en la figura>6<pero no en la figura>1<) acoplado a uno de los ejes de accionamiento (el eje accionado),>el(los) otro(s) eje(s) 17 se rota(n) por el mecanismo 19A, 19B de acoplamiento entre los ejes 17. El motor 30 puede ser un motor hidráulico, pero alternativamente puede ser de cualquier otro tipo convencional, por ejemplo motores eléctricos o neumáticos, o un motor de combustión interna. Opcionalmente, el motor 30 está montado en un extremo del eje 17 de accionamiento accionado. Como tal, el motor 30 puede acoplarse al eje de accionamiento para proporcionar un accionamiento directo a los ejes, es decir, sin ninguna reducción como la que produciría un sistema de engranajes. Alternativamente, el motor 30, u otro mecanismo de accionamiento, puede acoplarse al eje 17 accionado mediante cualquier acoplamiento de accionamiento convencional, que comprenda, por ejemplo, un sistema de engranajes, una cadena o correa de accionamiento y/o un sistema de poleas (no mostrado). En la realización ilustrada, el acoplamiento de accionamiento comprende una correa 31 de accionamiento y ruedas 33, 35 de polea. En este ejemplo, el eje 17B es el eje accionado. El eje 17B accionado acciona el otro eje 17A por medio del mecanismo 19A, 19B de acoplamiento, que en este ejemplo comprende los conjuntos anulares de dientes entrelazados. Los dientes u otro mecanismo 19A, 19B de acoplamiento pueden proporcionarse alrededor de la circunferencia de cualquier componente conveniente del eje 17A, 17B respectivo (incluido cualquier componente transportado por el eje 17A, 17B).
Dependiendo de la realización, el mecanismo de accionamiento (por sí solo o en combinación con cualquier acoplamiento entre él y el eje accionado, según corresponda) puede ser capaz de rotar el eje 17 accionado en un solo sentido, o en cualquiera de uno de ambos sentidos de rotación (por ejemplo, puede comprender un motor unidireccional o bidireccional), y a velocidad fija o variable.
En la realización ilustrada, se proporciona una carcasa 29 respectiva para cubrir cada extremo 22, 24 de cada eje 17A, 17B. Preferiblemente, las carcasas 29 cubren las masas 28 respectivas.
Haciendo referencia ahora en particular a las figuras 4 y 5, el sistema 15 de accionamiento incluye un mecanismo 40 de ajuste de fase para ajustar el ángulo de fase de al menos uno de los ejes 17. En la realización ilustrada, solo el primer eje 17A está provisto de un mecanismo de ajuste de fase, aunque en realizaciones alternativas, más de uno, o cada uno de los ejes 17, pueden estar provistos de un mecanismo de ajuste de fase respectivo. En el presente ejemplo, se supone que el ángulo de fase del segundo eje 17B está fijo durante<su uso (aunque puede ajustarse mediante métodos convencionales cuando el aparato>10<de cribado no está>en uso). Por lo tanto, cambiar el ángulo de fase del primer eje 17A cambia el ángulo de diferencia de fase entre los ejes 17A, 17B. Más generalmente, el sistema 15 de accionamiento incluye al menos un mecanismo 40 de ajuste de fase para ajustar la fase de un eje 17 respectivo, ventajosamente para que se pueda(n) cambiar el(los) ángulo(s) de diferencia de fase entre al menos dos ejes 17.
El mecanismo 40 de ajuste de fase comprende una rueda 42 ponderada excéntricamente o desequilibrada (que puede denominarse volante) que es coaxial con el eje 17A y que puede rotar con respecto al eje 17A de manera que la rueda 42 y el eje 17A tengan una relación angular ajustable. Como resultado, el ángulo de fase de la rueda 42 se puede ajustar independientemente del eje 17A. Para desequilibrarlo (es decir, de manera que su centro de masa (o eje de inercia) esté desalineado con su centro de rotación (o eje geométrico)), la rueda 42 transporta la(s) masa(s) 28 ubicadas excéntricamente. En realizaciones típicas, la masa 28, o cada una de ellas, se puede retirar de la rueda 42 y, opcionalmente, se puede montar de manera desmontable en la rueda 42 en cualquiera de una pluralidad de ubicaciones angulares. En realizaciones alternativas (no ilustradas) la rueda 42 puede desequilibrarse de cualquier otra manera conveniente, por ejemplo, mediante una distribución desigual de la masa de la propia rueda.
La rueda 42 está acoplada al eje 17A mediante un sistema de accionamiento rotatorio que transmite el movimiento de rotación del eje 17A a la rueda 42, haciendo así que la rueda 42 rote a medida que rota el eje 17A. Sin embargo, el sistema de accionamiento rotatorio también está configurado para permitir un movimiento de rotación relativo entre la rueda 42 y el eje 17A.
Convenientemente, el sistema de accionamiento rotatorio comprende un sistema de engranajes que comprende una pluralidad de componentes de transmisión rotatorios en forma de engranajes. El sistema de engranajes preferido comprende un engranaje 44 del eje fijado con respecto al eje 17A de manera que rota con el eje 17a . El engranaje 44 del eje es típicamente anular y coaxial con el eje 17A. El engranaje 44 del eje tiene una superficie 44A dentada exterior anular. El engranaje 44 del eje puede fijarse directa o indirectamente al eje 17A, o formarse integralmente con el eje 17A, según sea conveniente. El sistema 44 de engranajes preferido incluye un engranaje 46 de la rueda fijado con respecto a la rueda 42 de manera que rote con la rueda 42. El engranaje 46 de la rueda es típicamente anular y coaxial con la rueda 42. El engranaje 46 de la rueda tiene una superficie 46A dentada interior anular. El engranaje 46 de la rueda puede fijarse directa o indirectamente a la rueda 42, o formarse integralmente con la rueda 42, según sea conveniente. Convenientemente, se proporciona la superficie 46A dentada en una superficie anular interior de la rueda 42.
En realizaciones preferidas, el sistema 44 de engranajes incluye al menos un engranaje 48A-48F intermedio o loco que acopla el engranaje 44 del eje al engranaje 46 de la rueda, estando típicamente ubicado entre el engranaje 44 del eje y el engranaje 46 de la rueda. El engranaje 48A-48F loco, o cada uno de ellos, puede rotar alrededor de un eje, o eje respectivo, que es paralelo al eje de rotación del eje 17A. El(los) engranaje(s) 48A-48F loco(s) se engranan con el engranaje 44 del eje y el engranaje 46 de la rueda de manera que la rotación del eje 17A se transmita a la rueda 42. Cada engranaje 48A-48F loco típicamente tiene una superficie exterior dentada anular para engranar con una superficie correspondiente del engranaje 44 del eje y el engranaje 46 de la rueda.
El engranaje 48A-48F loco, o cada uno de ellos, está transportado por un soporte 50 del engranaje y puede rotar con respecto al soporte 50 del engranaje. El soporte 50 del engranaje puede rotar alrededor del eje de rotación del eje 17A e incluye un mecanismo operativo en la forma preferida de un mango 52. El soporte 50 del engranaje puede mantenerse en posición mediante el acoplamiento del(los) engranaje(s) 48A-48F loco(s) con el eje y los engranajes 44, 46 de la rueda, y/o puede montarse de manera rotatoria en el eje 17A de cualquier manera conveniente. El soporte 50 del engranaje puede adoptar cualquier forma adecuada, por ejemplo, que comprende una placa o un soporte.
En realizaciones preferidas, se proporciona una pluralidad de engranajes 48A-48F locos, espaciados circunferencialmente, preferiblemente espaciados sustancialmente de manera uniforme, alrededor del engranaje 44 del eje y el engranaje 46 de la rueda. En una realización preferida, y como se ilustra, hay tres conjuntos de engranajes locos, estando los conjuntos espaciados, preferiblemente de manera sustancialmente uniforme, alrededor de la circunferencia del engranaje 46 del eje y el engranaje 46 de la rueda. Cada conjunto comprende un primer engranaje 48A, 48B, 48C y un segundo engranaje 48D, 48E, 48F. Los engranajes de cada conjunto están conectados entre sí, preferiblemente de manera coaxial, para rotación conjunta entre sí, por ejemplo, en un eje 54, 56, 58 común. Cada engranaje 48A-48F loco puede rotar con respecto al soporte 50 del engranaje. En realizaciones preferidas, el eje 54, 56, 58 de cada conjunto de engranajes locos puede rotar con respecto al soporte 50, permitiendo así que roten los engranajes locos respectivos. En realizaciones alternativas, puede haber más o menos juegos de engranajes locos y/o más o menos engranajes en cada conjunto. Preferiblemente, los juegos de engranajes están configurados para proporcionar un engranaje que hace que el eje 17A y la masa 28 desequilibrada roten a la misma velocidad. Por ejemplo, en la realización ilustrada, el primer y segundo engranajes de cada conjunto son de diferentes diámetros, siendo el engranaje resultante de manera que el eje 17A y la masa 28 desequilibrada rotan a la misma velocidad. Más particularmente, en la realización ilustrada, los ejes 17A, 17B rotan en sentido contrario a la misma velocidad y se desea que las masas 28 desequilibradas también lo hagan. El mecanismo 40 de ajuste solo se proporciona para el eje 17A y, por lo tanto, para mantener velocidades iguales para las masas 28 desequilibradas que rotan en sentido contrario, es necesario mantener una relación de engranaje de 1:1 entre el eje 17A y la rueda 42. El diámetro relativo de los engranajes 48A, 48D se selecciona para mantener la relación de engranaje deseada, satisfaciendo también preferiblemente las limitaciones de embalaje y los requisitos de transmisión de potencia.
En realizaciones preferidas, el primer engranaje 48A, 48B, 48C loco de cada conjunto engrana con el engranaje 44 del eje, y el segundo engranaje 48D, 48E, 48F loco de cada conjunto engrana con el engranaje 46 de la rueda. Para facilitar esto, el eje y los engranajes 44, 46 del eje y de la rueda pueden estar espaciados en la dirección axial, estando correspondientemente espaciados el primer y segundo engranajes locos de cada conjunto. Convenientemente, el primer engranaje 48A, 48B, 48C de cada conjunto está ubicado en un lado del soporte 50 del engranaje y el segundo engranaje 48D, 48E, 48F está ubicado en el otro lado del soporte 50, es decir, el soporte 50 está ubicado entre el primer y segundo engranajes locos. Típicamente, los primeros engranajes 48A, 48B, 48C locos son del mismo diámetro, y los segundos engranajes 48D, 48E, 48F locos son del mismo diámetro. Los primeros engranajes locos pueden tener el mismo o un diámetro diferente que los segundos engranajes locos. En realizaciones preferidas, los segundos engranajes locos tienen un diámetro mayor que los primeros engranajes locos.
Convenientemente, el mecanismo 40 de ajuste de fase está ubicado en un extremo 22, 24 del eje 17A. En realizaciones en las que el eje 17A tiene un peso excéntrico en cada extremo 22, 24, se puede proporcionar un mecanismo 40 de ajuste de fase respectivo en cada extremo 22, 24 del eje 17A. En realizaciones típicas, la posición angular de la masa 28 respectiva en cada extremo del mismo eje es la misma, es decir, las masas están alineadas entre sí, pero esto no es esencial.
En uso, el eje 17A puede rotar directa o indirectamente mediante el motor 30 o el mecanismo de accionamiento, o mediante el acoplamiento entre los ejes 17A, 17B, según corresponda. En la realización ilustrada, se supone que el eje 17B es el eje accionado, y que el eje 17A está acoplado al eje accionado (mediante los dientes 19A, 19B en este ejemplo) y se hace rotar mediante el mismo. En realizaciones alternativas, el eje 17A puede ser el eje accionado y puede estar acoplado al eje 17B para accionar el eje 17B. En la realización ilustrada, el acoplamiento entre los ejes 17A, 17B es de manera que hace que cada eje 17A, 17B rota en el sentido opuesto. En la realización ilustrada, el sistema de engranajes traduce la rotación en sentido contrario de los ejes 17A, 17B en rotación conjunta de la rueda 42 con respecto al eje 17B. En realizaciones alternativas, los ejes 17 pueden rotar en el mismo sentido, por ejemplo, en realizaciones en las que los ejes 17A, 17B están acoplados entre sí usando poleas, cadenas y/o ruedas dentadas en lugar de engranajes 19A, 19B anulares.
Cuando el eje 17A rota, el engranaje 44 del eje rota con él y hace que los engranajes 48A-48F locos roten con su eje 54, 56, 58 respectivo. La rotación de los engranajes 48A-48F locos hace que la rueda 42 y la masa 28 desequilibrada roten alrededor del eje del eje mediante la rotación del engranaje 46 de la rueda. Por tanto, el eje 17<a>es un eje desequilibrado como se describió anteriormente. Cabe señalar que en este modo de funcionamiento, el soporte 50 del engranaje no rota y la rueda 42 y el eje 17A rotan simultáneamente. El ángulo de fase del eje 17A se puede ajustar rotando el soporte 50 del engranaje loco con respecto al eje 17A. Tal rotación del soporte 50 hace que los engranajes 48A-48F locos roten alrededor del engranaje 44 del eje, lo que a su vez hace que los engranajes 48A-48F locos roten con sus ejes 54, 56, 58 respectivos. La rotación de los engranajes 48A-48F locos hace rotar la rueda 42 alrededor del eje del eje a través del engranaje 46 de la rueda. Como resultado, la rueda 42 y la masa 28 rotan con respecto al eje 17A, cambiando así el ángulo de fase del eje 17A. Se observa que en este modo de funcionamiento, el eje 17A puede no estar rotando (por ejemplo, cuando el sistema 15 de accionamiento vibratorio está parado) o rotando (por ejemplo, cuando el sistema 15 de accionamiento está funcionando). La rotación del soporte 50 del engranaje se realiza convenientemente de manera manual usando el mango 52 u otro mecanismo operativo manual. Alternativamente, o además, se puede proporcionar cualquier dispositivo de accionamiento convencional para hacer rotar el soporte 50 del engranaje con respecto al eje 17A. El dispositivo de accionamiento puede ser operado eléctricamente, por ejemplo, comprendiendo un actuador rotatorio accionado eléctricamente, y puede ser operado desde una ubicación remota mediante cualquier enlace de control inalámbrico o por cable conveniente.
El ajuste del ángulo de fase del eje 17A se ilustra comparando las figuras 4 y 5, en las que se puede suponer que el eje 17A no está rotando. En la figura 4, el ángulo de fase del eje 17A con respecto a un ángulo de referencia Ref se indica como "ÁNGULO DEL VOLANTE" y se indica como 176° solo a modo de ejemplo. La posición angular correspondiente del soporte 50 del engranaje está representada por el "ÁNGULO DEL SOPORTE DEL ENGRANAJE", que se mide, por conveniencia, como el ángulo entre el mango 52 y el ángulo de referencia Ref, y se da como 90° solo a modo de ejemplo. En la figura 5, se supone que el soporte 50 del engranaje ha sido rotado con respecto al eje 17A de manera que el "ÁNGULO DEL SOPORTE DEL ENGRANAJE" ha cambiado (a 140° en este ejemplo). Este cambio hace que la rueda 42 y la masa 28 roten con respecto al eje 17A, cambiando así el "ÁNGULO DEL VOLANTE" (a 89° en este ejemplo), cambiando así el ángulo de fase del eje 17A.
Será evidente a partir de lo anterior que el mecanismo 40 de ajuste de fase permite cambiar el ángulo de fase del eje 17B, y así permite que el ángulo de fase relativo entre el eje 17A y el (o cada) otro eje 17B sea ajustado. Además, este ajuste se puede realizar sin tener que desmontar y reconfigurar el sistema 15 de accionamiento vibratorio. Como resultado, las características de vibración impartidas por el sistema 15 de accionamiento vibratorio se pueden ajustar rápida y fácilmente.
En este ejemplo, se supone que la masa 28 excéntrica del segundo eje 17B no es ajustable con respecto al eje 17B. En realizaciones alternativas, el mecanismo 40 de ajuste de fase puede proporcionarse en el eje 17B así como, o en lugar de, el eje 17A.
Si bien las realizaciones del mecanismo 40 de ajuste de fase son particularmente adecuadas para su uso en sistemas de accionamiento vibratorio con múltiples ejes rotatorios, también se pueden usar con sistemas de accionamiento vibratorio de un solo eje, por ejemplo, para generar un par alrededor de un conjunto de un solo eje.
En realizaciones alternativas (no ilustradas), el sistema de accionamiento rotatorio puede comprender otros componentes de transmisión rotatorios en lugar de, o además de, los engranajes. Por ejemplo, se pueden usar ruedas y/o rodillos de fricción, es decir, ruedas o rodillos cuyas superficies anulares se acoplan y transmiten movimiento de rotación a través de la fricción entre las ruedas/rodillos acoplados. Alternativamente, o además,<los componentes de la transmisión rotatorios pueden tener superficies de acoplamiento anulares que tienen>formaciones macho y hembra complementarias (distintas de los dientes de engranaje ilustrados) tales como ruedas dentadas, espolones, rebajes o hendiduras, según corresponda. Por ejemplo, para dos componentes de transmisión rotatorios acoplados cualesquiera, uno puede comprender una rueda dentada y el otro puede estar provisto de una cadena complementaria alrededor de su superficie de acoplamiento anular. Con referencia al sistema de transmisión rotatorio preferido mostrado en las figuras 4 y 5, uno cualquiera o más de los engranajes pueden reemplazarse con cualquier forma alternativa adecuada de un componente de transmisión rotatorio. Por ejemplo, todos los engranajes 44, 46, 48 pueden reemplazarse con una rueda de fricción respectiva, rodillo o superficie anular; o los engranajes 48 pueden proporcionarse como ruedas dentadas respectivas, mientras que los engranajes 44, 46 pueden proporcionarse como cadenas anulares<correspondientes.>
Claims (15)
1. Un sistema de accionamiento vibratorio que comprende:
un primer eje (17A) de accionamiento rotatorio que tiene un eje de rotación;
una rueda (42) desequilibrada ubicada coaxialmente con dicho primer eje de accionamiento rotatorio y que puede rotar con respecto a dicho primer eje de accionamiento alrededor de dicho eje de rotación;
un sistema de transmisión rotatorio que acopla el primer eje (17A) de accionamiento a la rueda (42) para transmitir el movimiento de rotación del primer eje de accionamiento a la rueda,
en donde dicho sistema de transmisión rotatorio comprende:
un componente (44) de transmisión rotatorio del eje fijado con respecto a dicho primer eje de accionamiento;
un componente (46) de transmisión rotatorio de la rueda fijado con respecto a dicha rueda;
al menos un componente (48A-48F) de transmisión rotatorio intermedio que acopla el componente de transmisión rotatorio del eje al componente de transmisión rotatorio de la rueda para transmitir la rotación del componente de transmisión rotatorio del eje al componente de transmisión rotatorio de la rueda,
en donde dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio es transportado por un soporte (50) que puede rotar con respecto a dicho primer eje de accionamiento alrededor de dicho eje de rotación, y en donde dicho al menos un componente de transmisión rotatorio intermedio puede rotar con respecto al soporte,
y en donde el sistema de accionamiento incluye además un mecanismo (52) operativo para hacer rotar el soporte (50) con respecto al primer eje (17A) de accionamiento.
2. El sistema de accionamiento de la reivindicación 1, en donde dicho al menos un componente (48A-48F) de transmisión rotatorio intermedio se proporciona en uno o más conjuntos, comprendiendo cada conjunto dos o más componentes de transmisión rotatorios, estando proporcionados dichos componentes de transmisión rotatorios intermedios preferiblemente en dos o más conjuntos espaciados de dos o más componentes de transmisión rotatorios.
3. El sistema de accionamiento de la reivindicación 1 o 2, en donde dicho al menos un componente (48A-48F) de transmisión rotatorio intermedio comprende una pluralidad de componentes de transmisión rotatorios intermedios espaciados circunferencialmente, preferiblemente espaciados sustancialmente de manera uniforme, alrededor de dicho componente (44) de transmisión rotatorio del eje, y en donde, preferiblemente, hay al menos tres componentes de transmisión rotatorios intermedios, o al menos tres conjuntos de componentes de transmisión rotatorios intermedios, espaciados alrededor de dicho componente (44) de transmisión rotatorio del eje.
4. El sistema de accionamiento de la reivindicación 2 o 3, en donde en cada conjunto los componentes (48A-48F) de transmisión rotatorios son coaxiales y están fijos entre sí para rotación conjunta entre sí.
5. El sistema de accionamiento de cualquier reivindicación anterior, en donde dicho al menos un componente (48A-48F) de transmisión rotatorio intermedio se engrana con dicho componente (44) de transmisión rotatorio del eje y dicho componente (46) de transmisión rotatorio de la rueda.
6<. El sistema de accionamiento de la reivindicación 5, cuando depende de la reivindicación 2, en donde cada>conjunto de componentes (48A-48F) de transmisión rotatorios comprende un primer componente (48A, 48B, 48C) de transmisión rotatorio que se engrana con dicho componente (44) de transmisión rotatorio del eje y un segundo componente (48D, 48E, 48F) de transmisión rotatorio que se engrana con dicho componente (46) de transmisión rotatorio de la rueda.
7. El sistema de accionamiento de cualquier reivindicación anterior, en donde dicho al menos un componente (48A-48F) de transmisión rotatorio intermedio puede rotar alrededor de dicho componente (44) de transmisión rotatorio del eje mediante la rotación de dicho soporte (50) con respecto a dicho primer eje (17A) de accionamiento, y en donde dicha rotación produce la rotación de dicho al menos un componente (48A-48F) de transmisión rotatorio intermedio con respecto al soporte (50).
8<. El sistema de accionamiento de cualquier reivindicación anterior, en donde dicho mecanismo operativo>comprende un mango, u otro mecanism o operativo manual, para hacer rotar el soporte, y/o puede comprender un actuador motorizado para hacer rotar el soporte.
9. El sistema de accionamiento de cualquier reivindicación anterior, que incluye además al menos un otro eje (17B) de accionamiento rotatorio desequilibrado.
10. El sistema de accionamiento de la reivindicación 9, en donde dicho primer eje (17A) de accionamiento y dicho al menos un otro eje (17B) de accionamiento desequilibrado están acoplados entre sí mediante un mecanismo (19A, 19B) de acoplamiento mecánico para transmitir la rotación de al menos uno de dichos ejes de accionamiento a al menos un otro de dichos ejes de accionamiento, y en donde, preferiblemente, dicho al menos un otro eje (17B) de accionamiento desequilibrado comprende un segundo eje de accionamiento desequilibrado, y en donde dicho mecanismo de acoplamiento mecánico está configurado para transmitir la rotación de uno de dichos primer y segundo ejes de accionamiento al otro de dichos primer y segundo ejes de accionamiento, y en donde dicho mecanismo de acoplamiento mecánico puede configurarse para hacer que dichos primer y segundo ejes roten en el mismo sentido o en sentidos opuestos.
11. El sistema de accionamiento de cualquier reivindicación anterior, en donde dicho sistema (44, 46, 48A-48F) de accionamiento rotatorio está configurado para hacer que dicha rueda (42) rote en el sentido opuesto a dicho primer eje (17A) de accionamiento.
12. El sistema de accionamiento de cualquier reivindicación anterior, que incluye un mecanismo (30) de accionamiento acoplado directa o indirectamente a dicho primer eje (17A) de accionamiento para hacer rotar el primer eje de accionamiento.
13. El sistema de accionamiento de una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, que incluye un mecanismo (30) de accionamiento acoplado a al menos uno accionado de dichos ejes de accionamiento para hacer rotar el eje de accionamiento accionado.
14. El sistema de accionamiento de cualquier reivindicación anterior, en donde dicho sistema (44, 46, 48A-48F) de transmisión rotatorio comprende un sistema de engranajes en el que dicho componente (44) de transmisión rotatorio del eje comprende un engranaje del eje fijo con respecto a dicho primer eje (17A) de accionamiento; dicho componente (46) de transmisión rotatorio de la rueda comprende un engranaje de la rueda fijo con respecto a dicha rueda (42); dicho al menos un componente (48A-48F) de transmisión rotatorio intermedio comprende al menos un engranaje intermedio que acopla el engranaje del eje al engranaje de la rueda para transmitir la rotación del engranaje del eje al engranaje de la rueda.
15. Un aparato de procesamiento de materiales que comprende al menos un componente (12, 12a) vibratorio y un sistema (15) de accionamiento vibratorio según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 para hacer vibrar dicho al menos un componente vibratorio.
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