НОЖЕВАЯ СТРУЖКОДРОБИЛКА Российский патент 1999 года по МПК B02C18/06 B02C18/18 

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов, преимущественно стружки, и предназначено для получения порошков заданной крупности из стружки пластичных, активных металлов и сплавов, таких как кальций, магний, цирконий и др.

Механическое измельчение стружки с названными выше свойствами затруднено, так как материал легко наклепывается, быстро окисляется и воспламеняется. Установлено, что для стружки, обладающей высокой пластичностью, наиболее эффективной деформацией разрушения является срез (1).

Известна ножевая стружкодробилка (2), по всей длине которой установлено цилиндрическое днище с отверстиями, съемные прямоугольные ножи, каждый из которых имеет сверху и снизу по две пары режущих кромок. На валу установлены серповидные ножи. Каждый последующий нож по длине вала повернут на определенный угол относительно предыдущего, режущая сторона ножей выполнена по спирали, на которой расположены вершины остроконечных зубьев, малая сторона ножей совпадает с радиусом спирали.

Выполнение ножей серповидной формы с режущей стороной по спирали не позволяет получить постоянную скорость резания, а следовательно, и усилие резания на всей длине ножа, так как скорость резания будет увеличиваться по мере удаления от вала. Для измельчения активных материалов очень важно измельчение с постоянной скоростью резания для того, чтобы не возникли локальные перегревы материала, которые могут привести к наклепу или возгоранию. Кроме того, описанная выше стружкодробилка не позволяет получить частицы крупностью менее чем толщина ножа, то есть порошок достаточно мелкой крупности.

Наиболее близкой к изобретению является однороторная ножевая дробилка СМД-149 (3), выбранная в качестве прототипа. Дробилка включает разъемный корпус, в верхней части которого укреплены неподвижные ножи, горизонтальный ротор с расположенными на нем подвижными ножами, сито, установленное в нижней части корпуса и охватывающее полуокружность ротора с некоторым зазором. Подвижные ножи выполнены с прямой режущей кромкой, параллельной режущей кромке неподвижных ножей, а отверстия сита выполнены радиальными. Дробилка предназначена для разделки отходов проводников тока в полимерной изоляции.

Выполнение подвижных ножей с прямой параллельной кромкой не позволяет эффективно и качественно измельчать стружку пластичных активных материалов, так как взаимодействие подвижных и неподвижных ножей происходит по всей длине подвижных ножей одновременно, что при неизбежной неоднородности обрабатываемого слоя стружки приводит к неравномерному распределению усилий по ширине подвижных ножей и к увеличению усилий по мере их врезания в слой. В результате ножи и стружка нагреваются, материал стружки становится более пластичным и наклепывается. Это приводит к ухудшению качества порошка, а также режущей способности инструментов, то есть к снижению эффективности измельчения. В случае затупления ножей такого рода воздействие на легковоспламеняющуюся стружку может вызвать и ее возгорание. Кроме того, выполнение отверстий сита радиальными при измельчении пластичных материалов приводит к их забиванию.

Задачей изобретения является обеспечение безопасности производства, его эффективности и высокого качества порошков заданной крупности, получаемых механическим измельчением стружки пластичных и активных металлов и сплавов, таких как кальций, магний, цирконий и др.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения: в качестве деформации разрушения стружки используются только усилия среза и только постоянной величины, а также исключается забивание отверстий сита.

Для этого в известную ножевую дробилку, включающую корпус с установленными внутри него неподвижными ножами, горизонтальный ротор с закрепленными на его наружной поверхности подвижными ножами, закрепленное на корпусе и выполненное в виде охватывающей ротор части окружности сито, равноудаленное от вершин режущих кромок подвижных ножей, внесены следующие изменения.

Режущие кромки подвижных ножей выполнены наклонными к режущим кромкам неподвижных ножей.

Зазор между вершинами режущих кромок подвижных ножей и ситом составляет не менее 1,05 ширины или диаметра отверстий сита.

Отверстия сита выполнены наклонно к радиусу его кривизны.

Выполнение режущей кромки подвижных ножей наклонными к режущим кромкам неподвижных ножей позволяет воздействовать на измельчаемую стружку постепенно по мере продвижения подвижных ножей вдоль неподвижных, тем самым обеспечивается постоянная скорость и усилие среза, что сводит к минимуму ее перегрев, исключает наклеп и, следовательно, обеспечивает высокое качество, безопасность и эффективность измельчения пластичных, активных материалов.

Установка сита с зазором к вершинам режущих кромок подвижных ножей, равным не менее 1,05 ширины или диаметра отверстий сита, и выполнение отверстий сита наклонными к радиусу его кривизны обеспечивает захват непровалившихся в отверстия частиц подвижными ножами и свободное просеивание частиц достаточной крупности сквозь отверстия сита. В результате стружка не доизмельчается на поверхности сита, а подается на повторное измельчение усилиями среза между подвижными и неподвижными ножами. Тем самым предотвращается наклеп частиц, забивание отверстий сита, а также обеспечивается пожаробезопасность.

Для обеспечения равномерной нагрузки на ротор подвижные ножи могут быть расположены в шахматном порядке и состыкованы попарно с образованием их кромками формы "ласточкина хвоста".

Отверстия сита могут быть наклонены в направлении вращения ротора для предотвращения доизмельчения стружки на сите.

Для обеспечения большей производительности дробилки при условии ее пожаробезопасности в роторе и в зоне крепления неподвижных ножей корпуса выполнены сквозные отверстия для подачи охлаждающей жидкости.

На фиг. 1 изображена ножевая стружкодробилка, вид спереди; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - выносной элемент I на фиг. 1.

Ножевая стружкодробилка включает разъемный корпус 1, на внутренней поверхности которого в разъемах установлены неподвижные ножи 2, горизонтальный ротор 3 с подвижными ножами 4, сито 5, закрепленное на корпусе 1.

Ножи 2 выставлены с зазором по отношению к ножам 4. Для регулирования зазора в ножах 2 предусмотрены пазы под крепежные болты и винты 6 с контргайками 7 для выставления ножей 4.

Режущие кромки подвижных ножей 4 выполнены под углом α = 10-20^o к режущим кромкам неподвижных ножей 2, расположены в шахматном порядке по поверхности ротора 3 и состыкованы попарно с образованием режущей кромки в виде "ласточкина хвоста".

Экспериментально было установлено, что зазор "а" между вершинами режущих кромок подвижных ножей 4 и ситом 5 должен составлять не менее 1,05 диаметра d отверстий сита, который определяется крупностью получаемых частиц. Уменьшение зазора приведет к доизмельчению частиц на поверхности сита, что недопустимо.

Отверстия сита d выполнены наклонными в направлении вращения ротора 3 под углом β = 15-25^o к радиусу кривизны поверхности сита.

В корпусе 1 в зоне крепления ножей 2 предусмотрены сквозные отверстия 8 для охлаждающей жидкости.

В роторе также выполнены сквозные отверстия 9 для охлаждающей жидкости.

В дробилке имеется загрузочный бункер 10.

Ножевая стружкодробилка работает следующим образом. Стружку подают в бункер 10. Вращающиеся с ротором 3 ножи 4 захватывают ее и увлекают к ножам 2. При прохождении подвижных ножей 4 мимо неподвижных ножей 2 стружка разрезается на отдельные частицы. За счет того, что режущие кромки ножей 4 выполнены под углом α к режущим кромкам ножей 2, их взаимодействие происходит постепенно по мере продвижения ножей 4, что обеспечивает воздействие на стружку только постоянных усилий среза, этим достигается наиболее эффективное, безопасное и качественное измельчение. Измельченная стружка попадает на сито 5, где частично просеивается, частично захватывается ножами 4 и доизмельчается между подвижными 4 и неподвижными 2 ножами с использованием только усилий среза. Благодаря тому, что зазор между поверхностью сита и ножами 4 составляет не менее 1,05 диаметра d отверстий сита 5, и что отверстия сита выполнены наклонными в направлении вращения ротора под углом β к радиусу поверхности сита, не происходит забивания отверстий сита и доизмельчения частиц на нем.

В процессе работы стружкодробилки по отверстиям 8, 9 циркулирует охлаждающая жидкость, например керосин. Охлаждение ротора и корпуса позволяет повысить производительность с сохранением пожаробезопасности.

Изобретение позволяет получать в заданных пределах порошки различной крупности.

Источники информации.

1. А. С. Левчук, к.т.н., В.И.Зацаренко, А.Н.Малый. "Ножевые стружкодробилки". Журнал "Машиностроитель" N 4 1990.

2. А. И. Ильин, В.К.Преображенский, Л.И.Ильчихина, Е.А.Ликлькова. Механизация сбора, транспортирования и переработки металлической стружки. Аналитический обзор за 1982-1988 гг. М. Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований. - с. 40-41.

3. Б. В. Клушанцев, А.И.Косарев, Ю.А.Муйземнек. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации. - М. Машиностроение, 1990 г. - с. 278-283л

Изобретение предназначено для получения порошков заданной крупности измельчением стружки пластичных, активных металлов и сплавов. Ножевая стружкодробилка содержит корпус с установленными внутри него неподвижными ножами, горизонтальный ротор с закрепленными на его наружней поверхности подвижными ножами и сито, равноудаленное от режущих кромок подвижных ножей, наклоненных к режущим кромкам неподвижных ножей. Зазор между вершинами режущих кромок подвижных ножей и ситом составляет не менее 1,05 ширины или диаметра отверстий сита, которые выполнены наклонными к радиусу кривизны сита. Подвижные ножи могут быть расположены на роторе в шахматном порядке и состыкованы попарно с образованием их кромками формы "ласточкина хвоста", отверстия сита могут быть наклонены в направлении вращения ротора, а в роторе и в зоне крепления ножей корпуса могут быть выполнены сквозные отверстия для подачи охлаждающей жидкости. Изобретение позволяет обеспечить безопасность производства, его эффективность и высокое качество порошков заданной крупности. 3 з. п.ф-лы, 3 ил.

1. Ножевая стружкодробилка, содержащая корпус с установленными внутри него неподвижными ножами, горизонтальный ротор с закрепленными на его наружней поверхности подвижными ножами, закрепленное на корпусе и выполненное в виде охватывающей ротор снизу части окружности сито, равноудаленное от режущих кромок подвижных ножей, отличающаяся тем, что режущие кромки подвижных ножей выполнены наклонными к режущим кромкам неподвижных ножей, а зазор между вершинами режущих кромок подвижных ножей и ситом составляет не менее 1,05 ширины или диаметра отверстий сита, которые выполнены наклонными к радиусу кривизны поверхности сита. 2. Стружкодробилка по п.1, отличающаяся тем, что подвижные ножи расположены на роторе в шахматном порядке и состыкованы попарно с образованием их кромками формы "ласточкина хвоста". 3. Стружкодробилка по п.1, отличающаяся тем, что отверстия сита наклонены в направлении вращения ротора. 4. Стружкодробилка по п.1, отличающаяся тем, что в роторе и в зоне крепления ножей корпуса выполнены сквозные отверстия для подачи охлаждающей жидкости.