Планетарная мельница Советский патент 1991 года по МПК B02C17/08 

Изобретение относится к измельчитель- Ным аппаратам, в частности к планетарным Мельницам, предназначенным для тонкого И сверхтонкого измельчения материалов, а также для проведения механохимических реакций, и может быть использовано в цветной, порошковой и черной металлургии, а также в других областях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности работы планетарной Мельницы.

На фиг.1 изображена схематически планетарная мельница, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Планетарная мельница содержит копус 1, шкив 2, закрепленный на состоящем из двух дисков 3 и 4, которые связаны жестко осями 5 с приводными роликами 6, центральную колонну, состоящую из стержня 7 с резиновым слоем 8, двух круглых пластин 9 и 10 с текстолитовыми кольцами 11 и 12, опоры центральной колонны, состоящие из упоров 13 и 14 с прокладками из фрикционного материала 15 и 16 и подшипников 17, помольные барабаны 18, фрикционную обойму 19, центробежный питатель 20.

В планетарной мельнице центральная колонна выполнена в виде катушки, состоящей из трех основных элементов: стержня, двух круглых пластин 9 и 10 и резинового слоя 8 жестко связанных между собой. Жесткость оборки обеспечена посадкой и закреплением пластин 9 и 10 на стержне 7, например, болтами или шпильками. Стержень 7 выполнен из качественной стали и обрезинен. При этом наружный диаметр стержня 7 по резиновому слою 8 выбран со соблюдением равенства

D S-d/2 + KЈ

где S - расстояние от оси мельницы до наружной фрикционной обоймы 19;

D - наружный диаметр помольного барабана 18;

d - наружный диаметр стержня 7 по резиновому слою 8;

д - толщина резинового слоя;

К внешняя деформация резинового слоя от контакта с помольным барабаном;

К - коэффициент пропорциональности, имеющий пределы 0 К 0,05.

Толщина резинового слоя 8 на стержне 7 составляет 20 - 30 мм. Наиболее приемлемой для указанных целей является резина марки КЩ (кислотно-щелочная) предварительно сжатая. За счет деформации резинового слоя 8 в месте контакта с помольными барабанами 18 на К (это достигается установкой помольных барабанов 18 между фрикционной обоймой 19 и обрезиненным стержнем) возникают силы напряжения - упругости, которые прижимают помольные

барабаны 18 к фрикционной обойме 19 и не дают возникнуть радиальным колебаниям со стороны помольных барабанов 18 в процессе работы. Силы упругости должны превышать по величине возмущающие силы,

которые ьозникают в процессе работы помольных барабанов 18.

Обе круглые пластины 9 и 10, жестко связанные со стержнем 7, выполнены из качественной стали. Со стороны торцов помольных барабанов 18 или, другими словами, со своей внутренней стороны круглые пластины 9 и 10 облицованы текстолитовыми кольцами 11 и 12 из конструкционного текстолита и перекрывают торцы помольных барабанов 18 на величину (0,15-0,25)0, где D - наружный диаметр помольного барабана 18. Суммарный зазор между внутренними сторонами круглых пластин 11 и 12 и торцами помольных барабанов 18 установлен 0,05-0,10мм. Таким образом, между внутренними сторонами круглых пластин 9 и 10, облицованных кольцами конструкционного текстолита, и торцами помольных барабанов 18 образованы пары трения

скольжения закаленная сталь - текстолит, которые при подаче смазки, например воды, образуют надежные пары трения скольжения с коэффициентом трения скольжения примерно 0,02, Скорость скольжения таких

пар небольшая, так как вращаются они в одну сторону и достигает максимально 5 м/с. Круглые пластины 9 и 10 удерживают помольные барабаны 18, главным образом, от вертикальных колебаний. Текстолитовые

кольца 11 и 12 являются отличными демпферами, так как текстолит изготавливают из хлопчатобумажной ткани и синтетической смолы. Он имеет слоистое строение.

Опоры центральной колонны выполнены в виде упоров 13 и 14 и установлены в подшипниках 17 соответственно верхнего 3 и нижнего 4 дисков водила. Торцы упоров 13 и 14 снабжены прокладками 15 и 16, например, из тормозной ленты (высокопрочного фрикционного материала) и находятся в постоянном контакте с наружными сторонами круглых пластин 9 и 10 центральной колонны, образуя две фрикционные передачи. Натяг во фрикционных передачах достигают монтажным путем и составляет он не более 0,2 мм. Этого достаточно для создания таких сил трения сцепления, которые обеспечивают работу фрикционных передач без проскальзывания.

Роль УПОРОВ 13 и А сводится к тому, чтобы, с одной стороны, придать устойчивость центральной колонне и помольным барабанам 18, с другой стороны, обеспечить необходимую скорость вращения центральной колонне, равную скорости вращения помольных барабанов 18. Это повышает КПД кинематической схемы (нет проскальзывания).

Планетарная мельница работает следующим образом.

Электродвигатель через посредство шкива 2 приводит во вращение водило, состоящее из двух дисков 3 и А, жестко ввязан- ных осями 5, на которых находятся приводные ролики 6. Приводные ролики 6 при этом, толкая помольные барабаны 18, естественно вращаются вокруг осей 5. Помольные барабаны 18 на стоящей мельнице прижаты к фрикционной обойме 19, выполненной из качественной стали с термообработкой, только силами упругой деформации резинового слоя 8. Величины же этих сил достаточны для того, чтобы помольные барабаны 18 не буксовали при пусках и остановках мельницы. При работе мельницы силы упругой деформации резинового слоя 8, воздействующей на помольные барабаны 18, сохраняют свое значение и препятствуют возникновению радиальных колебаний помольных барабанов 18, но вращаются помольные барабаны 18 вокруг собственных осей, главным образом, силами трения, возникающими в местах контакта помольных барабанов 18 с фрикцион ной обоймой 19, от действия центробежных сил, которые пропорциональны массам помольных барабанов 18 переносной скорости и расстоянию от центра мельницы до осей помольных барабанов 18. Центральная колонна, выполненная в виде катушки, приводится в движение главным образом за счет сил упругости от деформации резинового слоя 8, которые создают в местах контакта с помольными барабанами 18 силы трения, превосходящие во много раз силы трения в опорах центральной колонны из-за различия в величине коэффициентов трения, ведь опоры базируются на подшипниках 17 качения, которые имеют коэффициенты трения на порядки меньше, чем коэффициенты трения между резиной и металлом, т.е. между помольными барабанами 18 и резиновым слоем 8. Помогают вращать центральную колонну и силы трения скольжения, возникающие от взаимодействия торцов помоль- ных барабанов 18 с текстолитовыми кольцами 11 и 12, между которыми помольные барабаны не зажаты, а имеется зазор, равный 0,05-0,1 мм. Таким образом, помольные барабаны 18 зажагы только между резиновым слоем 8 и фрикционной обоймой 19, а со стороны текстолитовых колец 11 и

12имеется простое ограничение вергикаль- 5 ного хода помольных барабанов 18 в пределах 0,05-0,1 мм.

Устойчивость центральной колонны, а следовательно, и помольных барабанов 18 сохраняют две фрикционные передачи, ко0 торые находятся между упорами 13 и 14 и торцами круглых пластин 9 и 10, через по-- средство прокладок 15 и 16 из фрикционного материала. Вертикальные колебания помольных барабанов 18 воспринимают

5 текстолитовые кольца 11 и 12, находящиеся на круглых пластинах 9 и 10,

Эффект плавания центральной колонны - катушки заключается, во-первых, в том, что она не требует точной радиальной цент0 ровки относительно фрикционной обоймы 19, т.е., если ее ось смещена относительно фрикционной обоймы 19 на несколько десятых долей миллиметра (примерно до 0,5 мм), то такое смещение на работу мельницы не

5 оказывает никакого влияния, разве, что на -деформацию резинового слоя 8, а выгоду при сборке дает большую.

Таким оЬразом, резиновый слой 8 и плоские поверхности упоров 13 и 14 позволяют

0 устанавливать центральную колонну с помольными барабанами 18 достаточно свободно в радиальном направлении относительно фрикционной обоймы 19 или иными словами допускается плавающая

5 установка центральной колонны при монтаже.

Во-вторых, во время работы мельницы из-за вертикальных колебаний помольных барабанов 14 в пределах зазора между

0 кольцами 11 и 12, постепенно сжимаются фрикционные прокладки 15 и 16, образуя зазор между пластинами 9 и 10 и упорами

13и 14, вместо монтажного небольшого натяга, т.е. центральная колонна вместе с.по5 мольными барабанами 18 начинает плавать между упорами 13 и 14, работая то на упоре 13, то на упоре 14. Такое явление наступает примерно через 100-150 ч непрерывной работы. Далее в течение достаточно

0 длительного срока, примерно 450-500 ч,

мельница работает уже с плавающей ценv тральной колонной. И только после износа

фрикционных прокладок 15 и 16 требуется

остановка мельницы для их замены.

5 Плавание центральной колонны между упорами 13 и 14 во время работы мельницы не приводит к разрушению . подшипников 17, образующих подшипниковые узлы упоров 13 и 14. Объясняется такое явление тем, что фрикционные прокладки

15 и 16, изготовляемые из резинотканевых изделий или асбестовой тормозной ленты с набором толщиной 15-18 мм, обладают демпфирующими свойствами,

Текстолитовое кольцо 12 выполняют из Отдельных сегментов и поэтому при замене 8го не требуется разбирать катушку, Разборка же самой мельницы чрезвычайно проста. Для этого нужно только снять крышку корпуса 1 с центробежным питателем 20 .и далее, используя резьбовое отверстие в центральной колонне, вытаскивается вся центральная колонна вместе с помольными барабанами, которые затем вынимаются в радиальном направлении. Сборка происходит в обратном порядке, для чего используется специальный хомут, фиксирующий помольные барабаны в радиальном направлении.

Конструкция центральной колонны и ее взаимосвязь с другими элементами планетарной мельницы создает надежную механическую связь с высоким коэффициентом динамической жесткости между водилрм и Помольными барабанами, полностью ликвидирует возможность появления колебаний гЮмольных барабанов и тем самым обеспечивает надежность и долговечность работы планетарной мельнице.

Планетарная мельница была изготовлена и прошла полугодовое испытание, показав высокую надежность. За время Испытаний были заменены толь ко текстолитовые кольца, которыми снабжены торцовые пластины центральной колонны. Таким образом, подтверждена высокая надежность работы планетарной мельницы.

Формула изобретения 1. Планетарная мельница, включающая корпус с жесткой фрикционной обоймой, помольные барабаны, контактирующие с

роликами, водило с закрепленным на нем шкивом, центральную колонну, шкив, загрузочное и разгрузочное устройства, отличающаяся тем, что, с целью повышения

надежности и долговечности работы мельницы, водило выполнено с верхним и нижним дисками, а центральная колонна в виде катушки с упругими и демпфирующими элементами, контактирующими с помольными барабанами, и контактирующих с торцами катушки через фрикционные прокладки упоров, закрепленных с помощью подшипников в верхнем и нижнем дисках водила, причем последние скреплены между собой осями, на которых смонтированы ролики.

2.Мельница по п.1, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что упругий элемент выполнен в виде резинового слоя вокруг центральной

части катушки, причем наружный диаметр резинового слоя выбран из равенства -d/2+КсГгде S - расстояние от оси мельницы до наружной фрикционной обоймы;

D - наружный диаметр помольного барабана; d - наружный диаметр центральной части катушки по резиновому слою; К - коэффициент пропорциональности, причем 0 ,5;

внешняя деформация резинового

слоя от контакта с помольным барабаном.

3.Мельница по пп.1 и 2, отличаю: щ а я с я тем, что пластины катушки перекрывают торцы помольных барабанов на величину, равную (0,15-0,25)0, где D наружный диаметр помольного барабана, а над торцовой частью барабанов они облицованы кольцами из текстолита.

4.Мельница по пп.1-3, отличающаяся тем, что катушка установлена по отношению к торцам упоров с возможностью вертикальных перемещений,

J

d

Изобретение позволяет повысить надежность работы планетарной мельницы при тонком и сверхтонком измельчении материалов благодаря выполнению центральной колонны в виде катушки, контактирующей с помольными барабанами 18 в напряженно-упругом состоянии посредством демпфирующих и упругих элементов. Катушка состоит из стержня 7 с резиновым слоем 8, двух круглых пластин 9 и 10 с текстолитовыми кольцами 11 и 12; опоры катушки состоят из упоров 13 и 14 с прокладками 15 и 16 из фрикционного материала и подшипников 17. Мельница содержит также корпус 1 с фрикционной обоймой 19, водило со шкивом 2 и двумя дисками 3 и 4, скрепленными осями 5, на которых установлены ролики 6 и питатель 20. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. 17 (Л С