Валковая дробилка Советский патент 1992 года по МПК B02C4/28 

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных, преимущественно хрупких материалов и может найти применение на предприятиях строительной, пищевой и других отраслей промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности и улучшение качества готового продукта.

На фиг. 1 изображена дробилка, вид сверху; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - образование гипотрохоид; на фиг. 5 и 6 -образование внутренних и внешних огибающих семейства эпитрохоид; на фиг. 7-9 - варианты положения валков при дроблении,

Валковая дробилка содержит корпус 1. на котором установлены два многогранных валка 2, состоящих из бондажа 3 и ступицы 4, и привод, включающий электродвигатель 5 и клиноременную передачу 6. Валки 2 установлены с возможностью вращения на эксцентриках-водилах 7 приводных эксцентриковых валов 8. Валы 8 кинематически связаны между собой зубчатыми колесами 9, обеспечивающими их встречное синхронное аращение.

Кинематическая связь каждого из валков 2 с приводом содержит планетарный редуктор, коронное зубчатое колесо 10 которого с внутренними зубьями жестко закреплено на корпусе 1, а сателлит 11 жестко и соосно связан с валком 2. Водило выполнено в виде эксцентрика 7 и приводного эксцентрикового вала 8.

Передаточное отношение планетарного редуктора от водила к сателлиту равно , со

(ik

- - к z, где WH угловая скорость водила; (DC - угловая скорость сателлита: г число вершин валка; k - отрицательный коэффициент пропорциональности.

Приводные валы 8 оснащены противовесами 12.

Внешний контур поперечного сечения каждого из валкое 2 представляет собой равносторонний многоугольник 13, совпадающий с внутренней огибающей семейства эпитрохоид, описанного точками, принадлежащими траектории 14 движения вершин многоугольника 13.

Траекторией движения всех вершин равностороннего многоугольника является одна и та же плоская кривая - гипотрохоида (гипоциклоида) 14. Она описывается производящей точкой и, жестко связанной с производящей окружностью 15 радиуса г, которая катится внутри и без скольжения по неподвижной направляющей окружности 16 радиуса R (фиг. 3 и 4).

Эпитрохоида (эпициклоида) - это плоская кривая 14, описываемая производящей точкой N, жестко связанной с производящей окружностью 15 радиуса R. которая об- катывается снаружи и без скольжения по неподвижной направляющей окружности 16 радиуса R (фиг. 5 и 6).

В устройстве образование гипо- и эпитрохоид реализуется с помощью планетар- 0 ного редуктора. Образование гипотрохоиды связано с обкатыванием сателлитом 11 с радиусом делительной окружности г неподвижного коронного колеса 10 с радиусом делительной окружности R. Образование 5 эпитрохоиды связано с обкатыванием колесом внутреннего зацепления неподвижной шестерни внешнего зацепления.

Форма и количество ветвей гипотрохоиды зависят от величины производящей з и 0 угла в (а - расстояние от центра производящей окружности до производящей точки) и от соотношения радиусов R и г.

Если Риг относятся как целые числа, отличающиеся на единицу, например R/r

, 4/3, 5/4 и т.д., то каждая из

соответствующих гипотрохоид есть замкнутая плоская кривая, у которой z4 1 конгруен- тных ветвей и столько же вершин. - 0 правильный треугольник, квадрат, пятиугольник и т.д. С учетом того, что R/r-и

, радиус сателлита равен

,(1)

5 а радиус колеса R e (z+ 1)(2)

При обкатывании сателлитом 11 коронного колеса 10 скорость его точки А слагается из линейной скорости центра Oi при его вращении вокруг центра 0, т.е. Шн е, и ли0

нейной скорости от вращения сателлита

вокруг центра СИ, т.е. ш- г. Поскольку точка А является точкой контакта сателлита 11 и неподвижного коронного колеса 10, то мгновенная скорость точки равна нулю, т.е. 5а) е + шс г О,

откуда

Ыг. е J 7Д г z или

(3)

50

(,ь. - -

Ыс- -

Тогда $ - - : V - f ® Т1р,

(4)

зэТаким образом, угловая скорость сателлита 11 при его вращении вокруг центра 0 в z раз меньше угловой скорости водила (эксцентрика 7 с эксцентриситетом е) при его вращении вокруг центра О. Направление

угловых скоростей противоположное, поэтому j) и в имеют противоположные знаки. Следовательно, отношение радиусов

z + 1

R/r

обеспечивает передаточное отношение планетарного редуктора от водила к сателлиту:

I -У г -z e

с

(5)

r-R z e - e (z + Т)

Уравнение гипотрохоиды в параметрической форме имеет вид:

х e cos в+ a cos t/ Ј

sin0+a sin i/ J(6)

где - эксцентриситет (длина водила);

0- угол поворота эксцентриситета OOi вокруг оси О;

р - угол поворота сателлита вокруг оси Oi;

а - производящий радиус.

С учетом выражений (1) и (4) уравнение гипотрохоиды можно представить в виде

х г (- cos г р + с cosV ))

у г (- sin z V + с sin V ). (7)

где параметр формы гипотрохоиды.

В зависимости от величины отношения ветви гипотрохиды в общей случае могут быть вогнутыми, выпуклыми или близ- кими к прямолинейным. Например, при 2 а/г (z-1) ветви гипотрохоиды 14 практически совпадают с прямыми линиями.

Отклонение от прямой имеет место в вершинах гипотрохоиды, где точка описывает плавную кривую с большой кривизной.

В контур гипотрохоиды вписывается свободно ориентирующаяся в нем равносторонняя плоская многоугольная фигура 13 - внутренняя огибающая семейства эпитрохоид.

Внутренняя огибающая семейства эпи- трохид 14 образуется следующим образом.

Если гипотрохоиду жестко связать с колесом 10 с внутренними зубьями и обкатывать его вокруг шестерни, то точки гипотрохоиды опишут семейство кривых 17 эпитрохоид, имеющих внешнюю 14 и внутреннюю 13 огибающие. Контуры внешней 14 и внутренней 13 огибающих имеют по z ветвей и по z вершин, т.е. на единицу меньше, чем у самой гипотрохоиды. Внутренняя огибающая 13 представляет собой равносторонний многоугольник с выпуклыми сторонами: при - линзу, при - треугольник при - квадрат и т.д.

Валки 2 выполнены таким образом, что их поперечные сечения совпадают с конту

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ром внутренней огибающей 13, т.е. с контуром равносторонней многоугольной фигуры. Если такую фигуру жестко связать с сателлитом 11, то при обкатывании его внутри коронного колеса ее вершины будут описывать исходную гипотрохоиду 14. а боковые стороны будут перекатываться с некоторым скольжением по ветвям гипотрохоиды, не выходя за ее контур.

Таким образом, траекторией движения всех вершин поперечного сечения валка является одна и та же гипотрохоида 14.

Валки 2 расположены на корпусе 1 на некотором расстоянии друг от друга таким образом, что поперечное сечение и траектория движения вершин одного из них являются зеркальным отображением поперечного сечения .и траектории движения вершин другого. При этом одна из ветвей трактории движения вершин поперечного сечения каждого из валков является вертикальной. Вертикальные ветви траекторий находятся на расстоянии друг от друга, равном ширине разгрузочной щели.

Дробилка работает следующим образом.

При вращении валов 8 сателлиты 11, обкатываясь внутри коронных колес 10, совершают планетарное движение - вращательное движение вокруг двух параллельных осей: вокруг оси Oi эксцентрика-водила 7 и вместе с ним вокруг оси О вала 8. Вместе с сателлитами 11 планетарное движение совершают и жестко связанные с ними валки 2. вращаясь навстречу друг другу.

При таком движении ребра многогранных валков описывают поверхности, совпадающие с боковыми поверхностями правильных многогранных призм, а грани валков (рабочие поверхности) перекатываются по этим поверхностям с некоторым скольжением.

Исходный материал подается в рабочее пространство (в камеру дробления) через загрузочную воронку и движется плоским потоком между валками. Грани валков 2 накатываются симметрично с двух сторон на поток материала, сближаясь в области зоны дробления и расходясь в области зоны разгрузки. При сближении грани валков 2 воздействуют на куски дробимого материала и измельчают их. В зависимости от скорости движения и конструкции валков измельчение кусков осуществляется раздавливанием, ударом или раскалыванием или комбинацией этих воздействий.

Положение камеры дробления и разгрузочной щели циклически изменяется, перемещаясь по вертикали. Величина минимального

зазора между валками (ширина разгрузочной щели) остается постоянной.

При сближении ребер валков 2 в рабочем пространстве до величины минимального зазора цикл дробления прекращается. Далее ребра валков перемещаются вертикально вниз, а затем расходятся в противоположные стороны. В это время следующая пара рабочих граней валков 2 сближается в зоне дробления и цикл дробления повторя- ется. За один оборот вала происходит несколько циклов дробления.

Применение планетарных редукторов в кинематических цепях, связывающих каждый из валков дробилки с приводным двига- телем, позволяет при одинаковой частоте вращения и мощности на приводных валах получать различные скорости и крутящие моменты на валках, что необходимо для дробления материалов с различными физи- ко-механическими свойствами.

Формула изобретения 1. Валковая дробилка, содержащая корпус, установленные в нем с возможностью вращения от привода многогранные рэбо50

5 0

5

чие валки, а также приводные эксцентриковые валы, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и улучшения качества готового продукта, привод каждого из валков снабжен планетарным редуктором с передаточным отношением I от водила к сателлиту: , коронное зубчатое колесо которого неподвижно закреплено на корпусе, а сателлит жестко и соосно связан с рабочими валками, причем валки установлены с возможностью вращения на эксцентриковых валах и имеют контур в виде внутренней огибающей семейства эпитрохоид, где k - отрицательный коэффициент пропорциональности, зависящий от отношения угловых скоростей водила и сателлита, a z - число вершин валка.

2,Дробилка поп, 1, отличающая- с я тем, что отношение а от центра валка до его вершины к радиусу г сателлита лежит в пределах z а/г (z-1),

3. Дробилка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что валки размещены симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось корпуса.

Изобретение относится к устройствам для измельчения различных, преимущественно хрупких материалов и может найти применения на предприятиях строительной, пищевой и других отраслей промышленности. Цель изобретения - повышение , а ( производительности и улучшения качества продукта дробления. Валковая дробилка содержит вращающиеся навстречу друг другу многогранные валки 2, приводные эксцентриковые валы 8, корпус 1 и привод. Многогранные валки установлены с возможностью вращения на эксцентрике-водиле 7 приводного эксцентрикового вала. Внешний контур валков выполнен совпадающим с внутренней огибающей семейства эпитрохоид, описанного точками, принадлежэши- ми траектории движения вершин этого контура. Валки соединены с приводным двигателем через планетарный редуктор, коронное зубчатое колесо 10 которого неподвижно закреплено на корпусе 1. Сателлит 11 жестко и соосно связан с валком 2. Передаточное отношение планетарного редуктора от водила к сателлиту приведено в тексте описания. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

фиг. 2

ери г 5

(риг. 5