Валковая дробилка Советский патент 1993 года по МПК B02C4/02 B02C4/30 

Изобретение относится к устройствам для производства щепы из древесных материалов, преимущественно из отходов лесо- заготовительного производства и деревообработки, и может быть использовано .на предприятиях лесной, лесохимической и деревообрабатывающей отраслей промышленности.

Известно устройство для измельчения древесных отходов, включающее два приводных, вращающихся навстречу друг другу валка, установленных на раме в подшипниковых опорах параллельно, каждый из которых снабжен индивидуальным приводом и содержит вал с установленными на нем по винтовой линии зубчатыми дисками, разделенными дистанционными втулками. Один конец каждого вала имеет упорное кольцо, а другой выполнен с резьбой для затяжной гайки. Диски фиксируются на валах за счет теплового расширения.

Известное устройство имеет следующие основные недостатки.

Конструкция валка является неразборной в условиях эксплуатации, так как зубчатые диски монтируются на вал, который предварительно нагревают до определенной температуры (не указанной в патенте и являющейся ноу-хау) и после монтажа всех дисков и дистанционных втулок на резьбовой конец вала устанавливают гайку и фиксируют ее. Как явствует из описания патента, при нарушении винтовой линии в процессе эксплуатации или при поломке, зубьев дисков необходимо заменить валок, что требует приобретения запасного валка или его отправки на завод-изготовитель, что естественно значительно увеличивает капитальные и эксплуатационные издержки.

Для замены валка необходимо выполнить большой объем демонтажных работ, так как для этого необходимо произвести демонтаж ряда узлов, а при выходе из строя нижнего валка (см. рис. патента) и верхний валок. Эти работы можно выполнить только при наличии грузоподъемного механизма.

Известно также устройство, включающее раму, в которой параллельно установлены два валка с закрепленными на валах дисками, имеющими расположенные по винтовой линии зубья, с зафиксированными на валу с двух концов резьбовыми элементами. Это устройство также не лишено недостатков. Одним из основных недостатков является низкая надежность, так как при попадании в дробилку твердых предметов (камней, металла), один или несколько зубчатых дисков могут повернуться относительно вала и за счет сил трения повернуть установленные на резьбовом участке вала

затяжные элементы. В случае выполнения вала с правой резьбой может произойти чрезмерная затяжка дисков и стопорение последних относительно вала, что может

привести к поломке зубьев контактирующего с твердым предметом диска.

При левой резьбе фиксирующий элемент сворачивается с вала, напряженное состояние дисков снимается и дробилка

0 приходит в неработоспособное состояние. Вторым существенным недостатком известного устройства является невозможность сохранить при затяжке установленную при наладке винтовую ли5 нию, так как в процессе затяжки фиксируется диск-гайка, а через дистанционную втулку на диски передается сила трения покоя и при вращении вала с дисками происходит случайное хаотичное перемещение

0 дисков относительно вала. Поэтому для установки винтовой линии дисков приходится неоднократно проводить ее наладку и затяжку, удовлетворяясь хотя бы приближенным состоянием к нормальной винтовой

5 линии. Винтовая линия считается нормальной в том случае, если выдержан определенный шаг у всех дисков и угол наклона, соответствующий более эффективному измельчению тех или иных материалов (леср0 сечные отходы, нижнескладские отходы, осмол, строительная опалубка с большим слоем цемента и т.п.).

Более близким по технической сущности является устройство, включающее два

5 параллельно установленных валка, каждый из которых состоит из вала со смонтированными на нем съемными режущими кольцами, зажатыми к буртику вала гайкой через нажимную втулку.

0 Известное устройство также не лишено недостатков. Ему присущи те же недостатки, а именно низкая надежность и относи- тельно большие энергозатраты. Имеющаяся в данном устройстве нажимная

5 втулка при затяжке зубчатых дисков свободно вращается на валу и передает вращающий момент этим дискам, поэтому контур винтовой линии зубьев также нарушается при зятяжке. Кроме того, затяжка зубчатых

0 дисков к жестко закрепленному на валу упорному элементу приводит к нарушению стабильности зазоров между смежными плоскостями зубчатых дисков обоих валков и поломке этих дисков.

5 В этих условиях не обеспечивается необходимая осевая затяжка всех сопрягаемых элементов (зубчатых дисков и дистанционных втулок). Для передачи крутящего момента с высоким КПД использу- ются шариковинтовые передачи, которые

обеспечивают высокую осевую жесткость и имеют ряд других достоинств.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение энергозатрат за счет безусловного сохранения настроенной винтовой линии при затяжке рабочих элементов валка.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем корпус с подшипниковыми опорами, в которых параллельно установлены два встречно вращающихся валка с дробящими элементами в виде посаженных свободно на вал зубчатых дисков и чередующихся дистанционных втулок, зафиксированных на валу между затяжным резьбовым упорным элементом на одном конце и через нажимную втулку резьбовым элементом на другом конце, согласно изобретению, роль нажимной втулки выполняет обычная дистанционная втулка с выполненными на внутренней поверхности по крайней мере двумя пазами, а вал против соответствующих пазов имеет сферические углубления, куда при монтаже устанавливаются шарики, которые обеспечивают свободное, без заеданий перемещение дистанционной втулки по валу при воздействии на неё резьбового затяжного элемента в виде диск-гайки и в то же время высокую радиальную жесткость.

На фиг.1 изображена предлагаемая валковая дробилка, вид в плане; на фиг.2 - конструкция вала, укрупненно; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2.

Валковая дробилка для измельчения древесных материалов включает корпус 1, на котором в подшипниковых опорах 2 установлены параллельно друг другу валки 3 и 4 с автономными приводами 5 и 6. Валки 3 и 4 имеют одинаковую конструкцию и каждый из них состоит из вала 7 с резьбовыми участками 8 и 9 на противоположных концах. На вал 7 надеты дробящие элементы, представляющие собой чередующиеся зубчатые диски 11 и дистанционные втулки 12. Дробящие элементы зафиксированы на валу 7 между зажимными резьбовыми элементами, представляющими из себя диск-гайку 13 и гайку 14, а контактирующие с этими элементами дистанционные втулки 15 имеют на внутренней поверхности диаметрально расположенные пазы, а вал 7 сферические углубления, расположенные соответственно против пазов и на расстоянии по крайней мере одной трети от резьбовых участков 8 и 9 вала.Причем при монтаже дистанционных втулок 15 в сферические углубления устанавливаются шарики 16, которые одной половиной заглубляются в вал 7, а второй входят в пазы соответствующих втулок 15. В

зависимости от конструктивных особенностей и мощности привода дробилки на валу может быть выполнено несколько рядов углублений, расположенных параллельно оси 5 вала, а также несколько диаметрально расположенных пазов, число которых должно быть кратно двум. Следовательно, при небольшой мощности привода дробилки, минимальное количество диаметрально

0 расположенных пазов в дистанционной втулке - два, а на валу располагается по одному углублению с противоположных сторон, то есть для двух шариков. Суммарная глубина паза и соответствующая глубина уг5 лубления должна быть равна или чуть больше диаметра шариков, так как в этом случае шарик работает наиболее эффективно, одновременно контактируя с валом и втулкой, а результирующие напряжений направлены

0 под острым углом к касательной, рассекающей шарик.

В этом случае, если заглубить шарик в вал, например, на 2/3 диаметра, при работе на дистанционную втулку будут воздейство5 вать распорные нагрузки, так как результирующая напряжений в этом случае будет перпендикулярна вышеупомянутой касательной и возможно заклинивание втулки на валу. Таким образом используют один

0 элемент шариковинтовых передач - шарик, но применив его в виде продольного подшипника, который выдерживает высокие радиальные нагрузки и обеспечивает свободное осевое перемещение дистанцион5 ной втулки при многократной в процессе эксплуатации наладке винтовой линии. Для установки дисков необходимо откручивать диск-гайку и смещать дистанционные втулки по валу в сторону резьбового участка для

0 того, чтобы снять с дисков напряженное с.о: стояние, и можно их свободно поворачивать относительно друг друга на необходимый угол.

Для фиксации диск-гайки 13 на корпусе

5 1 имеются тормозные устройства 17.

Работает дробилка следующим образом.

В загрузочный бункер (на чертежах не показан) подают древесный материал, на0 пример отходы лесозаготовительного производства, и включают приводы 5 и 6 валков 3 и 4, которые вращаются навстречу друг другу. Зубчатые диски 11 вступают во взаимодействие с древесиной и измельчают ее.

5 В случае нарушения установленного контура винтовой линии зубьев 11 действуют следующим образом.

Затормаживают диск-гайку 13 относительно корпуса 1 дробилки тормозным устройством 1-7 (описание его выходит за рамки

данной заявки), включают привод 5 или 6 соответствующего валка на реверс и за счет вращения вала 7 происходит откручивание диск-гайки 13. После чего дистанционная втулка 15 свободно перемещается по шарикам 16 в сторону резьбового участка 8 вала 7, а диски 11 и дистанционные втулки 12 освобождаются от напряженного состояния и их можно свободно поворачивать относительна вала 7, устанавливая необходимую для переработки тех или иных материалов винтовую линию зубчатых дисков 1.1. После этого вновьдормозным устройством 17 фиксируют диск-гайку 13 относительно корпуса 1 и включают привод этого валка на рабочий ход. При этом вал 7 вращается вместе с пакетом дисков 1.1 и дистанционных втулок 12, при этом осевое усилие на этот пакет передается через дистанционную втулку 15, с которой взаимодействует диск-гайка 13. За счет того, что обе дистанционные втулки 15 не передают на пакет дисков крутящий момент, а создают только осевое давление, исключается бессистемное, хаотичное смещение дисков 11 от установленной при наладке винтовой линии, что и обеспечивает

дробилке высокие эксплуатационные качества.

Такое техническое решение позволяет без сложных приспособлений и специальной оснастки изготавливать на валу сферические углубления путем сверловки, использовать обычные дистанционные втулки, а пазы выполнять на долбежных или строгальных станках. Что касается надежности такого подвижного в осевом направлении соединения, то те касательные напряжения при затяжке диск-гайки, которые создают радиальные нагрузки, на порядок меньше осевых. Следует однако

отметить, что по мере затяжки.всего пакета радиальные силы снижаются и крайние дистанционные втулки 15 с пазами несут такую же нагрузку, как и рядовые дистанционные втулки 12, что обеспечивает

равную надежность всех элементов валка.

Использование предложенной конструкции позволяет выполнять вал одного диаметра без ступеней резьбовой и основной цилиндрической части и упростить эксплуатацию дробилок.

Использование: дробление древесных материалов. Сущность изобретения: валковая дробилка содержит корпус с подшипниковыми опорами 2 и приводные валки 4. Валки одинаковой конструкции состоят из вала 7 с резьбой 8, на нее установлены попарно зубчатые диски 11 и дистанционные втулки 12, которые зафиксированы затяжным элементом -диском 13 и упорным элементом 14. Причем контактирующие с фиксирующими элементами дистанционные втулки 15 имеют на внутренней поверхности диаметрально расположенные пазы, а вал 7 сферические углубления, куда установлены шарики 16 на половину своего аметра. 3 ил.

Формула из обретения

Валковая дробилка, преимущественно для измельчения древесных материалов, содержащая корпус с подшипниковыми опорами, установленные в них два встречно вращающихся валка с дробящими элементами в виде чередующихся с дистанционными втулками зубчатых дисков, упорный элемент для фиксации втулки на одном конце каждого вала и затяжной элемент-диск для фиксации втулки на другом резьбовом конце каждого вала, причем зубья на валках расположены по винтовой линии, зубчатые

диски одного валка расположены напротив втулок другого валка, а втулки, контактирующие с упорным элементом и затяжным элемент-диском, выполнены с радиальными пазами и шариками в них, о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что, с целью повышения производительности и упрощения конструкции, пазы во втулках расположены диаметрально, валы напротив пазов имеют сферические углубления, расположенные в ряд в осевом направлении расстоянии от резьбы на валу, равном по меньшей мере 1/3 толщины затяжного элемента-диска, причем шарики углублены в пазы на 1/2 их диаметра.

Фиг. 5