ВАЛКОВАЯ ДРОБИЛКА "ВИКМАКС-1" Российский патент 1994 года по МПК B02C4/02 B02C4/28 

Изобретение относится к измельчающему оборудованию преимущественно для производства щепы из древесного сырья - сучьев, вершинок хлыстов, ветвей, откомлевок, различных отрезков лесопереработки и обломков хлыстов, а также пневой древесины и может быть использовано в лесной, целлюлозно-бумажной, лесохимической и топливной отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для измельчения древесных отходов, включающее два приводных вращающихся навстречу друг другу валка, установленных на раме в подшипниковых опорах параллельно друг другу, каждый из которых снабжен индивидуальным приводом и содержит вал с установленными на нем по винтовой линии зубчатыми дисками, разделенными дистанционными втулками. Один конец каждого вала имеет упорное кольцо, а другой выполнен с резьбой для затяжной гайки. Диски фиксируются на валах за счет теплового расширения вала, что предполагает его неразборность в условиях эксплуатации.

Известное устройство имеет следующие основные недостатки:
посадка на вал зубчатых дисков после регулирования шага винтовой линии зубьев производится в состоянии напряжения (расширения) путем нагрева только в заводских условиях, поэтому при поломках или нарушении винтовой линии расположения зубьев дисков требуется заменять целиком валок, что вынуждает эксплуатационника приобретать вместе с дробилкой по меньшей мере один запасной валок;
при замене вышедших из строя валков и при настройке винтовой линии зубьев для получения щепы различной фракции необходимы демонтаж и последующая установка на место только самих валков, но и сопрягаемых с ними узлов, что повышает трудоемкость ремонтных работ;
необходимость транспортировки вышедших из строя валков на ремонтные предприятия обуславливает высокую стоимость их ремонта, в т.ч. из-за больших трудозатрат на разборку и сборку валков.

Наиболее близким техническим решением по конструктивному исполнению и достигаемому результату к предлагаемому (прототипом) является валковая дробилка преимущественно для измельчения древесных материалов, содержащая раму с подшипниковыми опорами, в которых параллельно установлены два встречно вращающихся валка с дробящими элементами, каждый с автономным приводом.

Каждый валок представляет собой пустотелый вал, на котором установлены съемные режущие кольца при помощи сухарей и шариков. Пустотелый вал выполнен с радиальными отверстиями, расположенными рядами по его длине, в которых размещены шарики, взаимодействующие с радиальными пазами режущих колец и со скосами сухарей, которые подпружинены тарельчатыми пружинами и поджаты гайкой к бурту вала. Режущие кольца установлены на валу на двух рядах шариков и зажаты между упорным элементом и наружной гайкой через нажимную втулку. Величина радиального усилия на режущем кольце регулируется величиной затяжки тарельчатых пружин гайкой, установленной во внутренней проточке вала.

Недостаток известной валковой дробилки в сложности изготовления пустотелого вала с большим количеством отверстий, что значительно снижает его надежность и долговечность дробилки, а также в невозможности без каких-либо приспособлений проконтролировать величину затяжки тарельчатых пружин и осуществить ее.

Целью изобретения является создание валковой дробилки, в которой устранены описанные недостатки путем упрощения конструкции и регулировки момента затяжки и повышения надежности работы.

Поставленная цель достигается тем, что в валковой дробилке преимущественно для измельчения древесных материалов, содержащей раму с подшипниковыми опорами, в которых параллельно установлены два встречно вращающихся валка, каждый из которых имеет приводной вал с зубчатыми дисками, дистанционными втулками между ними, упорным элементом на одном конце и резьбовым затяжным элементом на другом конце, и устройство для стопорения резьбового затяжного элемента, при этом зубья дисков расположены по винтовым линиям, а диски одного валка размещены напротив дистанционных втулок другого валка, согласно изобретению резьбовой затяжной элемент каждого валка выполнен в виде зубчатого колеса, а каждое устройство для его стопорения выполнено в виде вала-шестерни, установленного в раме параллельно валам в зацеплении с зубчатым колесом, и закрепленного на его свободном конце тормозного диска, снабженного дисковым тормозом с силовым приводом.

Кроме того, тормозной диск и его дисковый тормоз снабжены кожухом с прорезью напротив обода тормозного диска, причем на обод последнего нанесены поперечные метки.

Отличием предлагаемой дробилки является выполнение дискового тормоза в виде охватывающей тормозной диск скобы, шарнирно закрепленной на раме при помощи оси и имеющей внутренние полости, в которых установлены поршни, и колодок с фрикционными накладками.

Еще одним отличием является выполнение силового привода в виде гидроцилиндра, крышка которого имеет резьбовое отверстие, а шток выполнен в виде ввернутого в упомянутое отверстие винта с маховичком на свободном конце, при этом поршневая полость гидроцилиндра нагнетательной гидролинией соединена с полостями скобы и манометром, а сливной гидролинией - с масляным бачком.

Кроме того, в сливной гидролинии установлен кран, а масляный бачок дополнительно соединен трубопроводом со сливной гидролинией через обратный клапан.

В результате применения гидромеханического устройства для стопорения затяжного элемента количество основных механических узлов и деталей сокращено с 15 до 4; появилась возможность плавно регулировать момент затяжки за счет использования гидротормоза; повысились удобство и надежность работы за счет исключения необходимости применения штифтов с различной прочностью на срез.

В целом описанная совокупность признаков обеспечивает достижение поставленной цели и является новой, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию изобретения "новизна".

При проведении патентных исследований не были выявлены другие технические решения, которые содержали бы, хотя бы порознь, заявляемые технические признаки или их технические эквиваленты, обеспечивающие получение вышеописанного результата. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию изобретения "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежом, представляющим в качестве примера вариант валковой дробилки для измельчения древесных материалов, план.

Валковая дробилка включает раму 1, на которой в подшипниковых опорах 2 параллельно друг другу установлены два валка 3 и 4 с автономными приводами для их встречного вращения (на чертеже не показаны). Валки 3 и 4 имеют одинаковую конструкцию и каждый из них состоит из вала 5 с резьбовыми участками 6 и 7 на концах, пакета свободно надетых на него дробящих элементов, представляющих собой чередующиеся зубчатые диски 8 и дистанционные втулки 9. Указанный пакет дробящих элементов зафиксирован на валу 5 между упорным элементом в виде гаек 10, навернутых на резьбовой участок 6 вала 5, и резьбовым затяжным элементом в виде зубчатых колес 11, навернутых на резьбовой участок 7 вала 5. Между гайками 10, зубчатыми колесами 11 и соответствующими им концевыми зубчатыми дисками 8 пакета на вал 5 надеты шлицевые втулки 12 и 13 соответственно. Валки 3 и 4 установлены на раме 1 так, чтобы их приводные концы направлены в противоположные стороны, а диски 8 одного валка, например валка 3, размещены напротив дистанционных втулок 9 другого валка, например валка 4. При этом зубья дисков 8 расположены по винтовым линиям. На раме 1 закреплены устройства для стопорения резьбового затяжного элемента. Каждое такое устройство предназначено для стопорения соответствующего зубчатого колеса 11 и представляет собой вал-шестерню 14, установленный с возможностью вращения расточку рамы 1 параллельно валам 5 в зацеплении с зубчатым колесом 11. Свободный конец вала-шестерни 14 имеет шейку, на которой посредством шпонки 15 жестко закреплен тормозной диск 16, взаимодействующий с дисковым тормозом. Последний представляет собой скобу 17, которая шарнирно смонтирована на оси 18, жестко закрепленной на раме 1, охватывает тормозной диск 16 и имеет внутренние полости 19, в которых установлены поршни 20, взаимодействующие с колодками 21, снабженными фрикционными накладками. Колодки 21 могут быть закреплены на скобе любым известным способом, не препятствующим их свободному осевому перемещению, например при помощи шплинтов, штифтов и т.д. (на чертеже не показано). Перемещение поршней 20 обеспечивается силовым приводом, который содержит гидроцилиндр 22. Поршневая полость 23 гидроцилиндра 22 соединена нагнетательной гидролинией 26 с масляным бачком 27. В сливной гидролинии 26 установлен кран 28. Бачок 27 дополнительно соединен со сливной гидролинией 26 трубопроводом 29 через обратный клапан 30. Шток гидроцилиндра 22 с закрепленным на одном его конце поршнем 31 представляет собой винт 32, ввернутый в резьбовое отверстие крышки 33 гидроцилиндра 22. На свободном конце винта 32 закреплен маховичок 34. Все механические элементы устройства стопорения, расположенные вне рамы 1, закрыты кожухом 35 с прорезью 36. Кожух 35 надет таким образом, чтобы прорезь 36 была расположена напротив обода тормозного диска 16, на который нанесены поперечные метки 37. Автоматическое отключение хода затяжного элемента при ослаблении дробящих элементов осуществляется при помощи толкателя 38. Толкатель 38 вставлен в отверстие, имеется в стенке рамы 1 напротив зубчатого колеса 11, размещен в закрепленном на этой стенке корпусе 39 и подпружинен относительно него при помощи пружины 40. Один конец толкателя взаимодействует с зубчатым колесом 11, а другой - с рычагом конечного выключателя 41, включенного в цепь отключения привода валка 3 или 4 (на чертеже не показано).

Валковая дробилка работает следующим образом.

В загрузочный бункер (на чертеже не показан) подают древесные материалы, например вершинки хлыстов, сучья, откомлевки, обломки древесины и т.п. , и включают приводы валков 3 и 4, которые начинают вращаться навстречу друг другу. Зубья дисков 8 валков 3 и 4 вступают во взаимодействие с древесиной и измельчают ее. Получаемая в результате дробления щепа проходит вниз и удаляются любыми известными способами, например транспортером.

При необходимости изменения контура винтовой линии зубьев дисков 8 (переналадка), нарушения этого контура, поломке на валке 3 или 4 зубьев одного из дисков и т.п. действуют следующим образом.

Краном 28 запирают сливную гидролинию 26, соединяющую поршневую полость 23 гидроцилиндра 22 с масляным бачком 27. Вращая маховичок 34, ввертывают винт 32, сжимая масло в поршневой полости 23 поршнем 31, которое по нагнетательной гидролинии 24 поступает в полости 19 скобы 17. Давлением масла поршни 20 перемещаются в осевом направлении в колодки 21, перемещаясь в этом же направлении, своими фрикционными накладками прижимаются к боковым поверхностям тормозного диска 16, удерживая его с определенным усилием, которое регулируется и может быть отсчитано на манометре 25. Вал-шестерня 14, находящийся в зацеплении с зубчатым колесом 11, стопорится. После этого включают привод налаживаемого валка на реверс и за счет вращения вала 5 при неподвижном зубчатом колесе 11 происходит откручивание последнего и ослабление дробящих элементов. Зубчатое колесо 11, перемещаясь по резьбовому участку 7 вала 5, боковой поверхностью начинает контактировать с концом толкателя 38, который перемещается в осевом направлении, сжимая пружину 40. В конце заданного расстояния l перемещения зубчатого колеса 11 толкатель 38 другим концом давит на рычаг конечного выключателя 41, который срабатывает и отключает привод валка.

После этого восстанавливают контур винтовой линии зубьев дисков 8, изменяют профиль этого контура или заменяют диск 8 с поломанными зубьями и вновь включают привод налаживаемого валка, но в рабочем направлении вращения, то есть в противоположном по сравнению с направлением вращения при ослаблении дробящих элементов; за счет вращения вала при неподвижном зубчатом колесе 11 происходит навертывание последнего и затяжка дробящих элементов. Когда вал 5 получит достаточное для работы напряженное состояние и привод вала разовьет 1,2-1,3 номинального момента затяжки, сработает токовая защита и привод отключится или диск 16 начнет поворачиваться, что будет заметно по поперечным меткам 37 на ободе диска 16 в прорези 36 кожуха 35, тогда оператор сам отключит привод. Это сигнализирует об окончании затяжки и готовности дробилки к работе.

Затем открывают кран 28 и масло по сливной гидролинии 26 поступает в бачок 27. В системе снижается давление и фрикционные накладки колодок 21 отходят от боковых поверхностей тормозных дисков 16. Маховичком 34 вывертывают винт 32 из гидроцилиндра 22 в исходное положение, заполняя поршневую полость 23 маслом, которое поступает из полостей 19 скобы 17 и бачка 27 через открытый обратный клапан 30 и трубопровод 29. Потом снова запирают сливную гидролинию 26 краном 28.

Теперь валковая дробилка готова к эксплуатации. При работе дробилки зубчатое колесо 11 вращается вместе с валом 5 и одновременно вместе с ним постоянно вращается вал-шестерня 14 с тормозным диском 16. Для того, чтобы при многократной затяжке и ослаблении дробящих элементов обеспечить достаточное осевое перемещение зубчатого колеса 11, длина в участка, на котором оно находится в зацеплении с валом-шестерней 14, выбирается из расчета 1,3-1,5 ширины В зубчатого колеса.

При наличии общего гидропривода отпадает необходимость в собственном гидроцилиндре и дисковый тормоз может быть подключен к общей гидросистеме.

Предлагаемая конструкция валковой дробилки проста в обслуживании и управлении, надежна в работе и позволяет сократить простои за счет уменьшения времени на переналадку (восстановление работоспособности) валков и в результате этого повысить производительность дробилки.

Использование: измельчающее оборудование преимущественно для производства щепы из древесного сырья. Сущность изобретения: дробилка содержит раму, два одинаковых валка с зубчатыми дисками и автономными приводами. Затяжку пакета дисков производят при помощи зубчатого колеса, навернутого на резьбовой участок вала, и находящегося в зацеплении с ним вала-шестерни с тормозным диском на свободном конце. Вал-шестерня стопорится дисковым тормозом, имеющим гидропривод. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Валковая дробилка преимущественно для измельчения древесных материалов, содержащая раму с подшипниковыми опорами, в которых параллельно установлены два встречно вращающихся валка, каждый из которых имеет приводной вал с зубчатыми дисками, дистанционными втулками между ними, упорным элементом на одном конце и резьбовым затяжным элементом на другом конце, и устройство для стопорения резьбового затяжного элемента, при этом зубья дисков расположены по винтовым линиям, а диски одного валка размещены напротив дистанционных втулок другого валка, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и обеспечения регулировки момента затяжки, а также повышения надежности в работе, резьбовой затяжной элемент каждого валка выполнен в виде зубчатого колеса, а каждое устройство для его стопорения - в виде вала-шестерни, установленного в раме параллельно валам в зацеплении с зубчатым колесом, и закрепленного на свободном конце вала-шестерни тормозного диска, имеющего дисковый тормоз с силовым приводом. 2. Дробилка по п.1, отличающаяся тем, что тормозной диск и его дисковый тормоз снабжены кожухом с прорезью напротив обода тормозного диска, причем на ободе последнего нанесены поперечные метки. 3. Дробилка по п.1, отличающаяся тем, что дисковый тормоз снабжен скобой, охватывающей тормозной диск, шарнирно закрепленной на раме при помощи оси и имеющей внутренние полости, и установленными в последних поршнями и колодками с фрикционными накладками. 4. Дробилка по п.1, отличающаяся тем, что силовой привод снабжен гидроцилиндром и соединенным с ним через сливную гидролинию масляным бачком, причем поршневая полость гидроцилиндра через нагнетательную линию с манометром сообщена с полостями скобы, крышка гидроцилиндра имеет резьбовое отверстие, а шток гидроцилиндра выполнен в виде ввернутого в упомянутое отверстие винта с маховичком на свободном конце. 5. Дробилка по п.4, отличающаяся тем, что сливная гидролиния выполнена с краном. 6. Дробилка по п.4, отличающаяся тем, что масляный бачок дополнительно соединен трубопроводом со сливной гидролинией через обратный клапан.