СУШИЛЬНЫЙ ЦИЛИНДР БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1995 года по МПК D21F5/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известны сушильные цилиндры для бумагоделательных машин, чугунные корпуса которых выполнены с внутренними фланцами на концах для крепления к ним крышек с цапфами.

Сушильные цилиндры такой конструкции имеют тот недостаток, что их корпуса с внутренними фланцами могут быть отлиты в песчаные формы в специально оборудованных кессонах. При этом процесс литья в кессонах имеет значительную продолжительность (порядка 100 ч), большую трудоемкость, а полученные отливки имеют низкое качество из-за пористости и раковин и низкую точность.

Для устранения перечисленных недостатков предложены конструкции сушильных цилиндров, в которых предполагается использование корпусов отлитых центробежным способом. Особенностью центробежной отливки является возможность получения более однородной и плотной структуры и стабильных механических характеристик.

Известны различные варианты механического крепления крышки к центробежно-литому корпусу с помощью резьбового вкладыша, закладных элементов цилиндрической и конической формы. Однако попытки реализации предложенных конструкций на практике не дают положительного результата, поскольку ни одна из них не обеспечивает надлежащей работоспособности и герметичности соединений крышки и корпуса. Основной причиной недостаточной работоспособности соединений крышки и корпуса в известных конструкциях является ослабление сечения корпуса в местах закрепления крышек в связи с отсутствием местного утолщения (внутренних фланцев) на центробежно-литых заготовках. По этой причине корпус в месте соединения приобретает значительную податливость и при нагружении сушильного цилиндра внутренним давлением происходит смещение торцевой поверхности корпуса в радиальном направлении относительно крышки, т.е. происходит радиальное раскрытие стыка. При этом сил трения от затяжки винтов, крепящих крышку к корпусу, оказывается недостаточно для предотвращения раскрытия стыка.

Известна также конструкция сушильного цилиндра, в которой для дополнительного крепления корпуса крепежные винты ввернуты в отверстия, образованные совместно в теле корпуса и промежуточного кольца, причем винты могут располагаться как вдоль, так и перпендикулярно образующей цилиндра.

Однако и в этой конструкции сушильного цилиндра при нагружении его внутренним давлением не исключается возможность радиального раскрытия стыка вследствие местной деформации участков корпуса, расположенных между винтами, что делает соединение недостаточно надежным.

Кроме того, известный из прототипа центробежно-литой корпус имеет низкое качество из-за высокого уровня литейных напряжений, возникающих в металле в процессе его кристаллизации в литейной форме.

Целью изобретения является повышение качества центробежно-литого корпуса и надежности соединения корпуса с крышками сушильного цилиндра.

Это достигается тем, что в сушильном цилиндре, состоящем из центробежно-литого корпуса и двух крышек, соединяющихся с помощью винтов, корпус выполнен из серого чугуна со степенью эвтектичности 0,5.0,8, суспензированного гранулированным ферросилицием в количестве 0,1.0,3% от массы корпуса в процессе заливки литейной формы, а на торцевых поверхностях корпуса выполнены кольцевые выступы, которые устанавливаются в соответствующие по форме кольцевые канавки на сопряженных поверхностях каждой из крышек.

Существенными отличиями предлагаемой конструкции сушильного цилиндра являются изготовление его корпуса центробежно-литым из серого чугуна со степенью эвтектичности 0,5.0,8, обеспечивающей получение равномерных структуры и механических свойств металла, а применение чугуна, суспензированного в процессе заливки литейной формы, снижает уровень литейных напряжений в корпусе, выполнение на торцах корпуса кольцевых выступов и соответствующих им по форме канавок на крышках с обеспечением надежного соединения корпуса с крышками.

Анализ известных технических решений в области целлюлозно-бумажного машиностроения позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом сушильном цилиндре, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "Существенные отличия".

На фиг.1 изображен сушильный цилиндр; на фиг.2 соединение корпуса с крышкой.

Основными элементами сушильного цилиндра являются корпус 1, выполненный из серого чугуна со степенью эвтектичности 0,5.0,8, суспензированного гранулированным ферросилицием в количестве 0,1.0,3% от массы корпуса в процессе заливки формы, крышки 2 и 3.

На торцевых поверхностях корпуса 1 с двух сторон выполнены кольцевые выступы 4, входящие в кольцевые канавки 5 крышек 2 и 3. В канавках установлены уплотнительные кольца 6, например эластичные прокладки. Затяжка соединений корпуса с крышками осуществляется с помощью винтов 7.

Выполнение корпуса центробежно-литым из серого чугуна с указанной степенью эвтектичности обосновывается опытами и обеспечивает оптимальный режим кристаллизации графито-аустенитной эвтектики в чугуне. При меньшей степени эвтектичности вследствие выделения в структуре излишнего количества грубых включений аустенита нарушается равномерность структуры и снижается качество металла. При большей степени эвтектичности уменьшается прочность металла.

Суспензирование чугуна гранулированным ферросилицием в указанных количествах обеспечивает снижение литейных напряжений в корпусе за счет снятия излишнего перегрева металла и интенсивного зародышеобразующего действия гранул ферросилиция в потоке заливаемого металла. При введении меньшего количества ферросилиция, как показали опыты, его необходимое действие проявляется слабо. При введении ферросилиция в большем количестве его частицы не успевают раствориться в металле, что ухудшает равномерность структуры и качество металла.

При нагружении сушильного цилиндра внутренним рабочим давлением корпус и крышки испытывают действие распределенных сил в осевом и радиальном направлениях. При этом действие осевой составляющей воспринимается крышками 2 и 3 и замыкается через винты 7 на корпус 1.

Радиальная составляющая от внутреннего давления создает силы, вызывающие радиальную деформацию корпуса и смещение его сечений относительно крышек. Однако в зоне соединения корпуса с крышками относительного смещения не происходит, поскольку этому препятствуют кольцевые выступы 4, взаимодействующие с кольцевыми канавками 5, замыкающие сопряженные торцевые поверхности корпуса 1 и крышек 2 и 3 и предотвращающие таким образом радиальное раскрытие стыка в соединении. Герметичность соединения обеспечивается уплотнительным кольцом 6.

В предлагаемой конструкции сушильного цилиндра за счет исключения относительного радиального смещения сопряженных поверхностей в стыке корпуса и крышек, улучшения качества материала корпуса повышаются эксплуатационная надежность и работоспособность сушильного цилиндра в целом. Кроме того, повышаются технико-экономические показатели конструкции сушильного цилиндра, такие как качество материала, уменьшается материалоемкость заготовки корпуса и др.

Использование: преимущественно в целлюлозно-бумажной промышленности в конструкции сушильного цилиндра. Сущность изобретения: цилиндр состоит из корпуса, полученного способом центробежного литья. Имеются две крышки, соединенные с ним винтами по сопряженным поверхностям. Корпус выполнен из серого чугуна со степенью эвтектичности 0,5 - 0,8, суспензированного при заливке литейной формы гранулированным ферросилицием в количестве 0,1 - 0,3% от массы корпуса. На торцах корпуса выполнены кольцевые выступы для установки в соответствующие по форме канавки крышек со стороны их сопряженных поверхностей. 2 ил.

СУШИЛЬНЫЙ ЦИЛИНДР БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ, состоящий из корпуса, полученного способом центробежного литья, и двух крышек, соединенных с ним винтами по сопряженным поверхностям, отличающийся тем, что корпус выполнен из серого чугуна со степенью эвтектичности 0,5 0,8, суспендированного при заливке литейной формы гранулированным ферросилицием в количестве 0,1 0,3% от массы корпуса, а на торцах корпуса выполнены кольцевые выступы для установки в соответствующие по форме канавки крышек со стороны их сопряженных поверхностей.