ПРИВОД БИОФЕРМЕНТАТОРА БАРАБАННОГО ТИПА Российский патент 2003 года по МПК F16H7/06 B02C17/24 

Изобретение относится к конструкциям приводов технологических барабанов и может быть использовано в области сельского хозяйства для привода горизонтального барабана для обработки грубодисперсных материалов, требующих постоянного или периодического перемешивания, путем вращения барабана.

Известен привод барабана (патент 1782658, В 02 С 17/24) преимущественно шаровой мельницы, включающий двигатель, связанный передаточным механизмом с парой передачи, передающей движение барабану, при этом пара передачи выполнена в виде звездочки, входящей в зацепление с цепью, охватывающей поверхность барабана и образующей с ней фрикционную пару. Цилиндрическая поверхность барабана снабжена направляющими для цепи.

Недостатком этого устройства является необходимость натяжения цепи по мере ее износа для создания требуемой силы трения. Это приводит к увеличению нагрузки на опорные ролики и дополнительному расходу энергии на преодоление силы трения в подшипниках.

Кроме того, это устройство рассчитано на работу барабана с влажным материалом, свободно скользящим по его внутренней поверхности. При обработке этого материала свободная поверхность расположена горизонтально. При обработке материалов более низкой влажности, например подстилочного помета, сила трения на внутренней поверхности барабана увеличивается и при вращении барабана свободная поверхность материала занимает положение, соответствующее углу естественного откоса. Это приводит к появлению дополнительного опрокидывающего момента, при этом сила сцепления между цепью и поверхностью барабана недостаточна для преодоления этого момента.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству относится цепная передача (А.С. 1776901, F 16 Н 7/00), содержащая ведущую и ведомую звездочки, для взаимодействия с последними - роликовую цепь с установленными на ней на осях с одинаковым шагом симметрично цепи дополнительными роликами, при этом ведомая звездочка выполнена в виде цилиндрического барабана, на наружной поверхности которого радиально установлены П-образные зубья и связывающий их между собой полоз, при этом дополнительные ролики расположены на цепи с шагом, по крайней мере на одно основное звено роликовой цепи большим шага П-образных зубьев ведомой звездочки. Цепная передача снабжена отклоняющей звездочкой, установленной перед ведущей звездочкой для взаимодействия через цепь с П-образными зубьями ведомой звездочки, при этом высота П-образных зубьев и диаметр отклоняющей звездочки выбраны из условия одновременного или запаздывающего выхода из зацепления ведущей пары дополнительных роликов со своим П-образным зубом относительно входа в зацепление следующей пары дополнительных роликов со следующим П-образным зубом.

Недостатком данной передачи является необходимость применения дорогих втулочно-роликовых цепей, а также установка дополнительных отклоняющей и направляющей звездочек.

Задачей настоящего изобретения является упрощение и удешевление изготовления привода, допускающего неравномерность скорости вращения.

Поставленная задача решается за счет того, что привод биоферментатора барабанного типа, включающий двигатель, связанный передаточным механизмом с парой передачи, передающей движение биоферментатору барабанного типа и выполненной в виде звездочки, входящей в зацепление с цепью, охватывающей цилиндрическую поверхность биоферментатора барабанного типа, которая снабжена направляющими для цепи и на равном расстоянии друг от друга по длине цепи на ее звеньях выполнены поводки, а на направляющих, на равном расстоянии друг от друга выполнены пары зацепов, расположенные друг напротив друга с двух сторон от цепи, при этом поводки выполнены в виде двух пластин, с одной стороны шарнирно соединены с цепью, а с другой стороны жестко соединены между собой стержнем. Количество поводков рассчитывается по формуле

где k_д - отношение длины ведущей ветви цепи к длине цепи;
n_п - количество поводков, целое число.

Количество зацепов выбирают по формуле исходя из необходимости обеспечения заданного зазора

где а - натуральное число;
k_n - отношение длины окружности биоферментатора барабанного типа к шагу поводков;
n - количество зацепов на поверхности биоферментатора барабанного типа, равное выражению а•k_n, округленному до целого числа в большую сторону;
S_п - шаг поводков.

Новые существенные признаки:
1. Поводки выполнены в виде двух пластин, с одной стороны шарнирно соединены с цепью, а с другой стороны жестко соединены между собой стержнем.

2. Количество поводков определяется по формуле

где k_д - отношение длины ведущей ветви цепи к длине цепи;
n_п - количество поводков, целое число.

3. Количество зацепов выбирается из расчета обеспечения заданного зазора

где а - натуральное число;
k_n - отношение длины окружности биоферментатора барабанного типа к шагу поводков;
n - количество зацепов на поверхности биоферментатора барабанного типа, равное выражению а•k_n, округленному до целого числа в большую сторону;
S_п - шаг поводков.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат возможно получить за счет того, что привод состоит из цепи, входящей в зацепление со звездочкой и охватывающей поверхность биоферментатора барабанного типа, что обеспечивает простоту конструкции привода и допускает неточности установки биоферментатора барабанного типа, перекосы оси вращения, эллипсность поверхности.

Механическая передача с помощью поводков, установленных на звеньях цепи, и зацепов на поверхности биоферментатора барабанного типа обеспечивает надежное зацепление, стабильность передачи крутящего момента без проскальзывания цепи по поверхности биоферментатора барабанного типа, снимает необходимость натяжения цепи.

Поводки расположены на равном расстоянии друг от друга по длине цепи из расчета нахождения двух поводков на длине ведущей ветви цепи на поверхности биоферментатора барабанного типа. Ведущая ветвь цепи начинается в точке, в которой поводок ложится на поверхность биоферментатора барабанного типа, в этой точке касательная к барабану принимает вертикальное положение, а заканчивается в точке схода цепи с поверхности биоферментатора барабанного типа.

Количество поводков

где k_д - отношение длины ведущей ветви цепи к длине цепи;
n_п - количество поводков, целое число.

Шаг поводков
S_п = L_ц/n_п,
где L_ц - длина цепи.

Зацепы расположены на равном расстоянии друг от друга. Количество зацепов выбирается из расчета обеспечения заданного зазора

где а - натуральное число;
k_n - отношение длины окружности биоферментатора барабанного типа к шагу поводков;
n - количество зацепов на поверхности биоферментатора барабанного типа, равное выражению а•k_n, округленному до целого числа в большую сторону;
S_п - шаг поводков.

Поводок представляет собой две пластины, расположенные параллельно. Одним концом пластины шарнирно крепятся на цепи, что обеспечивает легкий сход при выходе из зацепления с зацепом. На другом конце пластин жестко закреплен стержень, который обеспечивает зацепление с зацепами. Величина зазора l между пластинами поводка должна обеспечивать вхождение в него звена цепи, что позволяет поводку свободно ложиться на цепь во время зацепления.

Зацепы расположены парами друг напротив друга с двух сторон цепи, что обеспечивает более надежное зацепление между поводками и зацепами и предотвращает перекашивание цепи в месте зацепа. Зацепы выполнены в виде прямоугольных треугольников, при этом один катет крепится на поверхности биоферментатора барабанного типа вдоль направляющей, а второй катет направлен перпендикулярно поверхности биоферментатора барабанного типа по радиусу биоферментатора барабанного типа. При этом второй катет, направленный по радиусу биоферментатора барабанного типа является рабочим, обеспечивающим зацепление с поводком. За счет такой формы обеспечивается большая прочность зацепа.

Стопорное устройство препятствует обратному проворачиванию биоферментатора барабанного типа в момент схода ведущего поводка с зацепа, что в свою очередь предотвращает возникновение ударных нагрузок на входящий в зацепление поводок.

На фиг.1 схематично представлен привод биоферментатора барабанного типа.

На фиг. 2 схематично представлено зацепление поводка, установленного на цепи, с зацепом, укрепленным на направляющих для цепи (вид сбоку).

На фиг. 3 схематично представлено зацепление поводка, установленного на цепи, с зацепом, укрепленным на направляющих для цепи (вид сверху).

На фиг. 4 схематично изображено стопорное устройство для привода биоферментатора барабанного типа.

Устройство привода биоферментатора барабанного типа состоит из шестерни привода 1, цепи 2 с закрепленными на ней на равном расстоянии друг от друга по длине цепи поводками 3, направляющих 4 на поверхности биоферментатора барабанного типа 5, с установленными на равном расстоянии друг от друга по длине направляющих парами зацепов 6, расположенными друг напротив друга. Стопорное устройство выполнено в виде закрепленного по окружности (периметру) биоферментатора барабанного типа зубчатого обода 7, зубцы которого взаимодействуют с упорным штоком 8, расположенным со стороны биоферментатора барабанного типа, на которой, при его вращении, образуется опрокидывающий момент. Шток 8 установлен в плоскости зубчатого обода 7, одним концом взаимодействует с зубьями зубчатого обода 7, а другим шарнирно закреплен на раме 9 биоферментатора барабанного типа. На раме 9 закреплена параллельно ей направляющая 10. Между ними находится шток 8. Пружина 11 жестко крепится одним концом к раме 9, а другим - к штоку 8 в верхней его части.

Привод биоферментатора барабанного типа работает следующим образом.

Цепь 2 охватывает цилиндрическую поверхность биоферментатора барабанного типа 5. Поверхность биоферментатора барабанного типа 5 снабжена направляющими 4. Цепь 2 приводится в движение шестерней 1 редуктора. При этом один поводок 3 находится в зацеплении с одним из зацепов 6. По мере вращения биоферментатора барабанного типа 5 находящаяся в зацеплении пара поводок-зацеп 3 и 6 подходит к месту схода цепи с поверхности биоферментатора барабанного типа 5. В момент схода цепи зацепление поводка с зацепом также разрывается. Так как имеется зазор между следующим поводком и ближайшим к нему зацепом, то предусмотрено стопорное устройство, предотвращающее обратное вращение биоферментатора барабанного типа. Так, по мере вращения биоферментатора барабанного типа 5 шток 8 свободно движется по зубьям зубчатого обода 7. Пружина 11 прижимает шток 8 к зубчатому ободу 7, обеспечивая постоянное зацепление между ними. В момент схода тягового поводка 3 с зацепа 6 шток 8 входит в зацепление с зубом зубчатого обода 7 и препятствует обратному вращению биоферментатора барабанного типа. В это время следующий поводок 3 постепенно подходит к ближайшему к нему зацепу 6, без ударной нагрузки входит с ним в зацепление и вращение биоферментатора барабанного типа продолжается.

Изобретение относится к конструкциям приводов технологических барабанов и может быть использовано в сельском хозяйстве для привода горизонтального барабана для обработки грубодисперсных материалов, требующих постоянного или периодического перемешивания, путем вращения барабана. Привод биоферментатора барабанного типа включает двигатель, передаточный механизм с парой передачи, выполненной в виде звездочки 1, входящей в зацепление с цепью 2, охватывающей цилиндрическую поверхность биоферментатора барабанного типа 5. На равном расстоянии друг от друга по длине цепи на ее звеньях шарнирно крепятся поводки 3, выполненные в виде двух пластин, соединенных с одной стороны шарнирно с цепью 2, с другой стороны - жестко между собой стержнем. На направляющих 4 на равном расстоянии друг от друга выполнены пары зацепов 6, расположенные друг напротив друга с двух сторон от цепи 2. Приведены зависимости для расчета количества поводков и зацепов. Технический результат: стабильность работы приводного устройства барабана при обработке материалов различной влажности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Привод биоферментатора барабанного типа, включающий двигатель, связанный передаточным механизмом с парой передачи, передающей движение биоферментатору барабанного типа и выполненной в виде звездочки, входящей в зацепление с цепью, охватывающей цилиндрическую поверхность биоферментатора барабанного типа, которая снабжена направляющими для цепи и на равном расстоянии друг от друга по длине цепи на ее звеньях выполнены поводки, а на направляющих на равном расстоянии друг от друга выполнены пары зацепов, расположенные друг напротив друга с двух сторон от цепи, отличающийся тем, что поводки выполнены в виде двух пластин, с одной стороны шарнирно соединены с цепью, а с другой стороны жестко соединены между собой стержнем. 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что количество поводков рассчитывается по формуле

где k_д - отношение длины ведущей ветви цепи к длине цепи;
n_п - количество поводков, целое число. 3. Привод по п. 1, отличающийся тем, что количество зацепов выбирают по формуле, исходя из необходимости обеспечения заданного зазора

где а - натуральное число;
k_п - отношение длины окружности биоферментатора барабанного типа к шагу поводков;
n - количество зацепов на поверхности биоферментатора барабанного типа, равное выражению а•k_п, округленному до целого числа в большую сторону;
S_п - шаг поводков.