Способ холодной запрессовки опорных цапф в посадочные гнезда бочек мукомольных вальцов Российский патент 2024 года по МПК B23P11/02 

Изобретение относится к области продовольственного машиностроения для комплектации оборудования по измельчению зерна и продуктов его переработки и может быть использовано в вальцовых станках мукомольной, крупяной, комбикормовой, кондитерской, пивоваренной и других отраслях пищеперерабатывающей промышленности.

Предлагаемый способ холодной запрессовки цапф предназначен для широко используемых мукомольных вальцов в вальцовых станках типа А1-БЗН с двухслойной бочкой, изготовленной центробежным способом [1] с размерами по диаметру 250 мм и длиной 600, 800, 1000 мм с диаметром посадочных гнезд 160 мм, расположенных с двух противоположных торцов бочки вальца.

В процессе эксплуатации мукомольный валец испытывает циклические, знакопеременные и ударные нагрузки, что способствует появлению дисбаланса и биению бочки при ее вращении и приводит к необходимости ужесточения требований к точности и прочности соединения опорных цапф с бочкой мукомольного вальца.

Известен способ запрессовки опорных цапф в посадочные гнезда бочки мукомольного вальца путем ее нагрева, с диаметром посадочного гнезда 158 мм при диаметре посадочной части опорной цапфы 160 мм, что позволило увеличить контактную поверхность внутренней полости бочки с запрессованной частью опорной цапфы, и этим снизить усилие при запрессовке [2].

Недостатком указанного способа является отсутствие гарантированной точности соединения опорной цапфы с бочкой вальца, что приводит к дисбалансу вальца при вращении, отрицательно влияющему на качество измельчаемой продукции.

Известен способ запрессовки цилиндрических втулок в отверстия корпусных деталей, заключающийся в давлении жидкой рабочей среды на наружную поверхность втулки, подвергая ее радиальному деформированию, при этом установка втулки ведется при воздействии на ее торец давлением жидкой рабочей среды [3].

Недостатком упомянутого способа является чрезмерная сложность конструкции установки и недостаточная точность при запрессовке втулки в отверстие детали.

Известен способ холодной запрессовки опорных цапф в посадочные гнезда бочки мукомольного вальца размером 250×1000 мм с помощью гидравлического пресса модели П6736, используемого на ЗАО «КЗПВ» (г. Кушва, Свердловская обл.) [4].

Недостатком указанного способа является низкая прочность соединения сопрягаемых деталей, способствующая радиальному биению вальцов в эксплуатационных условиях.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ «азотной» технологии, используемый при запрессовке гильз в гнезда блока двигателя [5]. Технология запрессовки в этом случае состоит в установке гильз в пластиковое «корыто», заполненное жидким азотом, поверхность которого находится на уровне, соответствующем 2/3 высоты гильзы, при этом, когда кипение азота прекращается, их извлекают из «корыта» с жидким азотом и устанавливают в гнезда блока двигателя.

Недостаточный уровень полезности жидкого азота, омывающего только 2/3 высоты гильзы, приводит к затруднению ее установки в гнезда блока цилиндра.

Задачей предложенного изобретения является устранение недостатков, связанных с появлением трещин бочки вальца при ее запрессовке в нагретом состоянии, а так же в определении размерных характеристик посадочной поверхности опорной цапфы и условий ее запрессовки в посадочные гнезда бочки мукомольного вальца, позволяющих обеспечить устойчивую работу вальцов при эксплуатации без радиального биения.

Технический результат достигается тем, что запрессовку опорных цапф производят путем их ввода в расположенные по оси бочки мукомольного вальца посадочные гнезда диаметром 160 мм на глубину 165 мм, при этом посадочный диаметром цапфы выполняют на 0,10-0,12 мм больше диаметра посадочного гнезда бочки вальца, сразу после охлаждения опорной цапфы в контейнере с жидким азотом до -180-200°С, из которого опорную цапфу извлекают консольным краном и вставляют в гнездо бочки мукомольного вальца, установленного в вертикальном положении, а через 10 минут после завершения процесса запрессовки бочку мукомольного вальца разворачивают на 180° и производят операции по запрессовке второй опорной цапфы в ее посадочное гнездо, расположенное с противоположной торцевой поверхности мукомольного вальца, аналогично первой опорной цапфе.

В частности, в заявленном способе опорную цапфу выполняют из поковки стали 40Х, и после механической обработки ее подвергают термообработке по режиму: закалка в масле при температуре 840-860°С; отпуск при температуре 560°С.

В частности, в заявленном способе посадочную поверхность опорной цапфы выполняют с тремя продольными пазами глубиной 1 мм и шириной 3 мм для выхода воздуха из посадочного гнезда цапфы при ее запрессовке.

В частности, в заявленном способе уровень поверхности азота, заливаемого в контейнер, соответствует верхней части посадочной поверхности опорных цапф.

Пример использования способа запрессовки опорных цапф в посадочные гнезда бочки мукомольного вальца.

Перед началом операции запрессовки опорных цапф необходимо ввернуть в каждую из них рым-болты М10, а затем произвести очистку и обезжиривание уайт-спиритом поверхности цапфы и посадочных гнезд бочки мукомольного вальца, полученного в двухслойном исполнении с центральной зоной из серого чугуна.

Контейнер для охлаждения цапф с жидким азотом так же очищается и обезжиривается по всем внутренним поверхностям, после чего необходимое количество опорных цапф загружается в контейнер, затем производится заливка жидкого азота в него из криогенных сосудов, при этом уровень поверхности жидкого азота не должен превышать верхнюю часть посадочной поверхности цапф, что визуально контролируется путем открытия-закрытия крышки контейнера.

При закрытой крышке контейнера необходимо подождать окончания кипения азота, означающего достижения температуры охлаждения цапф до минус 180-200°С, после чего открыв крышку контейнера необходимо извлечь с помощью консольного крана опорную цапфу и вставить ее в посадочное гнездо бочки вальца, установленного вертикально, а затем закрыть контейнер крышкой.

Через 10 минут после окончательной запрессовки цапфы необходимо развернуть бочку с первой запрессованной цапфой на 180 град, и повторить операцию по запрессовке второй опорной цапфы.

Все операции по запрессовки опорных цапф в среде с жидким азотом выполняются в соответствии с инструкциями по техничке безопасности.

Полученные по предложенному способу запрессовки опорных цапф мукомольные вальцы прошли положительные испытания по балансировке на специальном стенде с допускаемым дисбалансом менее 500 г⋅см в отличие от вальцов, изготовленных по прототипу.

Изобретение относится к области машиностроения. Способ холодной запрессовки опорных цапф в посадочные гнезда бочек мукомольных вальцов с использованием внешнего давления включает запрессовку опорных цапф в расположенные по оси бочки мукомольного вальца посадочные гнезда диаметром 160 мм на глубину 165 мм. Цапфы с посадочным диаметром на 0,10-0,12 мм больше диаметра посадочного гнезда бочки вальца охлаждают в контейнере с жидким азотом до температур минус 180-200°С. Сразу после охлаждения цапфы извлекают из контейнера консольным краном и вставляют в гнездо бочки вальца, установленного в вертикальном положении, а через 10 мин после завершения процесса запрессовки бочку вальца разворачивают на 180° и повторяют операцию по запрессовке второй опорной цапфы в ее посадочное гнездо с противоположной торцевой поверхности вальца по аналогии с первой. Обеспечивается точность и прочность соединения опорной цапфы с бочкой мукомольного вальца. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ холодной запрессовки опорных цапф в посадочные гнезда бочек мукомольных вальцов с использованием внешнего давления, отличающийся тем, что запрессовку опорных цапф производят путем их ввода в расположенные по оси бочки мукомольного вальца посадочные гнезда диаметром 160 мм на глубину 165 мм, при этом посадочный диаметр цапфы выполняют на 0,10-0,12 мм больше диаметра посадочного гнезда бочки мукомольного вальца, сразу после охлаждения опорной цапфы в контейнере с жидким азотом до -180-200°С, из которого опорную цапфу извлекают консольным краном и вставляют в гнездо бочки мукомольного вальца, установленного в вертикальном положении, а через 10 мин после завершения процесса запрессовки бочку мукомольного вальца разворачивают на 180° и производят операции по запрессовке второй опорной цапфы в ее посадочное гнездо, расположенное с противоположной торцевой поверхности мукомольного вальца, аналогично первой опорной цапфе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что опорную цапфу выполняют из поковки стали 40Х, и после механической обработки ее подвергают термообработке по режиму: закалка в масле при температуре 840-860°С; отпуск при температуре 560°С.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что посадочную поверхность опорной цапфы выполняют с тремя продольными пазами глубиной 1 мм и шириной 3 мм для выхода воздуха из посадочного гнезда цапфы при ее запрессовке.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уровень поверхности азота, заливаемого в контейнер, соответствует верхней части посадочной поверхности опорных цапф.