Дробилка Советский патент 1993 года по МПК B02C4/02 B02C18/06 

Фиг,1

Изобретение относится к устройствам для измельчения и может быть использовано в двухвалковых дробилках преимущественно для дробления твердых отходов (лесоматериалов, пластмассы, резины, стружки).

Известно устройство для измельчения резины, содержащее подающий барабан и смонтированные в корпусе параллельные встречновращающиеся валы с набором дисков с режущими кромками, причем диски на валах разделены дистанционными втулками, образующими зазоры между дисками одного вала, в которых размещены диски второго вала, а также съемники установленные вне зоны дробления.

Известно также устройство для измельчения, включающее параллельные встречновращающиеся валы, насаженные на них диски с ножами, между которыми установлены дистанционные цилиндрические втулки, образующие просветы между дисками одного вала для размещения в них дисков второго вала.

Наиболее близким техническим решением к предложению является дробилка, содержащая корпус, два параллельных встречновращающихся вала, закрепленные на них дисковые фрезы с прямолинейными ножами и дистанционные втулки с зубьями на внешней цилиндрической поверхности, установленные у горцев дисковых фрез и образующие промежутки для размещения дисковых фрез другого вала.

Недостатком этой дробилки является недостаточная эффективность и производительность дробления.

Это связано, во-первых, с неодинаковыми условиями резания кромками дисков быстроходного и тихоходного валов.

Это связано, во-вторых, с тем, что условия резания боковыми кромками зубьев на дисках хаотичны из-за различной частоты вращения валов.

Это связано, в-третьих, с тем, что единовременный контакт зуба диска с зубом втулки ограничивает возможности захвата материала и вовлечение его в зону дробления, т.к. кратковременное взаимодействие кромок диска и зуба втулки прекращается после перекусывания материала в этом месте и очередная порция уже не может подаваться зубьями втулки.

Таким образом, ухудшение условий резания и захвата материала снижает эффективность и производительность дробления. Недостатком является и то, что резание периферийными режущими кромками дисков происходит сразу по всей их длине, что свя.зано с прямолинейностью зубьев и на дисках и на втулках.

Л .Такое резание требует повышенных уси- лий, воздействующих на все силовые эле- менты дробилки, снижая их надежность и, тем самым, надежность дробилки в целом.

Целью изобретения является повышение эффективности и производительности дробления путем улучшения условий реза- ния и захвата ножами дробимого материала и повышение надежности.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в дробилке, содержащей корпус, два параллельных встречновраща

ющихся вала, закрепленные на них дисковые фрезы с прямолинейными ножами и дистанционные втулки с зубьями на внешней цилиндрической поверхности, установленные у торцов дисковых фрез и образующие промежутки для размещения дисковых фрез другого вала, зубья на втулках выполнены косыми, параметры которых соответствуют зависимости

о . л: -т p arcsin п ,

где /3 - угол наклона зубьев;

т -делительный нормативный модуль зубьев;

В -длина ножа дисковой фрезы,

причем валы установлены с возможностью вращения с одинаковой частотой, а ножи расположены по винтовой линии симметрично относительно средней плоскости дро- билки..

Кроме того, зубья выполнены с вогнутым профилем, соответствующим профилю заполюсных зубчатых передач Новикова, направление линии зубьев на втулках каждого вала, расположенных по одну сторону

от средней плоскости дробилки, противоположно направлению линии зубьев на втулках, установленных по другую сторону от средней плоскости. Причем направление линии зуба на втулках, расположенных

между средней плоскостью и внешним

. торцем, - левое для вала, вращающегося

по часовой стрелке, со стороны этого торца,

и правое - для вала, вращающегося против

часовой стрелки, а на дистанционных втулках выполнены одновременно зубья с правым и с левым направлением их линий.

На фиг. 1 изображена дробилка, поперечный разрез; на фиг. 2 - дробилка, вид сверху; на фиг, 3 - схема расположения зубьев на дистанционной втулке; на фиг. 4 - схема установки дистанционных втулок с разным направлением зубьев; на фиг. 5 - дистанционная втулка с шевронными зубьями.

Описываемая дробилка состоит из корпуса 1 с бункером. Жесткий, прямоугольный в плане корпус 1 имеет две параллельные торцевые стенки 2 и 3, в которых установлены на .подшипниках 4 два параллельных шлицевых вала 5 и 6, связанных зубчатыми колесами 7 и 8. На валах 5 и-6 установлены дисковые фрезы 9, каждая из которых имеет несколько равномерно расположенных по окружности прямолинейных ножей с режущими кромками 10. Фрезы установлены так, что ножи вала 5 обращены к ножам фрез вала б. Дисковые фрезы 9 установлены на каждом из шлицевых валов 5 и б с угловым смещением друг относительно друга так, что режущие кромки располагаются в пространстве на БИНТОВЫХ линиях.

Диаметры D дисковых фрез 9 больше расстояния между валами 5 и б и потому фрезы установлены на валах в шахматном порядке с просветами между фрезами, в которых размещаются фрезы второго вала.

Между фрезами 9 на валу 5 так же, как и между фрезами 10 на валу 6 установлены на шлицах дистанционные втулки 11 и 12.

Диаметры D дисковых фрез 9, диаметры d втулок 11 и 12 и межосевое расстояние выбраны такими, что зазор А между режущими кромками фрез и наружной цилиндрической поверхностью дистанционных зубчатых втулок равен 0,5 - 1,0 мм.

На наружной.цилиндрической поверхности дистанционных втулок 11 и 12 выполнены зубья 13 и 14. Например зубья с вогнутыми профилями зацепления Новикова (с исходным контуром по ГОСТ 15023-81). При этом параметры зубьев соответствуют зависимости.......

/ arcsin g-,

где m - делительный нормативный модуль зубьев;

р- угол наклона зубьев; В - длина ножа дисковой фрезы. 1 Линии пересечения боковых поверхностей зубьев 13 и 14 с наружной поверхностью дистанционных втулок представляют собой режущие кромки, расположенные по винтовой спирали зубьев. Зубья 13 имеют левое направление, зубья 14 - правое. Зубья могут быть и шевронными, т.е. одновременно с правым и левым направлением (см. фиг. 5). Выполнение зубьев с контуром передачи .Новикова обеспечивает максимальную прочность зубьев благодаря тому, что впадина между зубьями Новикова описана большим радиусом. Вогнутые профили обеспечивают благоприятный для резания профиль режущей кромки.

Достигается и технологический эффект состоящий в простоте нарезания зубьев червячными стандартными фрезами, выпускаемыми отечественными инструменталь- 5 ными заводами. При этом для нарезания вогнутых профилей зубьев используется только внешняя часть стандартных фрез (с выпуклыми профилями).

Дистанционные втулки 11 и 12 выполня0 ются из такой же инструментальной закаленной стали, что и дисковые фрезы 9.

Как показано на фиг. 4, косозубые дистанционные втулки 11 и 12 расположены не произвольно, а так, что втулки 11с зубьями

5 13 левого направления установлены только на участках валов 5 и 6 между средней плоскостью и внешним торцем причем тем торцом, со стороны которого вращение этих валов происходит по часовой стрелке. Соот0 ветственно втулки 12,с зубьями 14 правого направления устанавливаются на валах на участках от средней плоскости до тех внешних торцев, глядя от которых мы наблюдаем вращение валов против часовой стрелки.

5 Именно в этом случае осевые усилия, возникающие на кромках зубьев 13 и 14, всегда направлены к средней плоскости, уравновешивая друг друга. В корпусе 1 под валами 5 и 6 установлены решетка 15,

0 концентрично охватывающие режущие кромки фрез 9 и 10. Привод дробилки включает двигатель 16, соединенный с помощью муфты 17 с редуктором 19, выходная шестерня 19 которого находится в зацеплении

5-с зубчатым колесом 8.

Дробилка работает следующим образом.

При вращении вала двигателя 16 и муфты 17 почасовой стрелке (глядя со стороны

0 двигателя на. дробилку) зубчатое колесо 8 вращается против часовой стрелки, как показано на фиг. 1. При этом валы 5 и 6, соединенные зубчатыми колесами 7 и 8, вращаются навстречу друг другу. Вращение

5 валов происходит с одинаковыми угловыми скоростями поскольку зубчатые колеса 7 и 8 одинаковы. Однако при одинаковых угловых скоростях линейные скорости Уф на режущих кромках дисковых фрез 9 значительно

0 выше скорости режущи кромок дистанционных втулок, диаметр d которых существенно меньше диаметра фрез D.

Материал, подлежащий дроблению, захватывается фрезами и вовлекается в зону

5 взаимодействия режущих кромок дисковых фрез с зубьями 13 и 14 дистанционных втулок 11 и 12.

Поскольку линейная окружная скорость кромок фрез значительно выше скорости зубьев 13 и 14 режущие кромки фрезы 10 в

зоне наибольшего сближения с зубчатыми втулками 11 и 1-2 обгоняют зубья 13 и 14, разрушая материал, находящийся между ними. Благодаря тому, что зубья 13 и 14 - косые, а угол наклона зубьев обеспечивает осевое перекрытие (т.е. в любой точке по окружности всегда имеется участок режущей кромки зуба 13 и 14), режущая кромка 10 фрез 9 всегда осуществляет именно резание материала в процессе описанного выше опережающего относительного движения. Это обеспечивает, во-первых, эффективное и с относительно малыми энергозатратами дробление материала. Во-вторых, более эффективное вовлечение материала, т.к. благодаря косым зубьям встреча с зубьями фрезы начинается несколько заблаговременно, до резания на минимальном расстоянии Л между кромками 10 и зубьями 13 и 14. Это в свою очередь повышает производительность дробления. В-третьих, благодаря эффективному

разрушению в процессе резания уменьшаются усилия распора между режущими, кромками и как следствие уменьшается на- груженность деталей дробилки, что обеспечивает повышение ее надежности.

Повышению надежности способствует также выполнение зубьев 13 и 14 с профилем передачи Новикова, характеризующимся большим радиусом скругления во

впадине между зубьями.

Долговечность зубчатых зубьев 13 и 14 и возможностью периодического введения в зону резания новых зубьев путем перестановки зубатых втулок 11 и 12 на шлицах

валов 5 и 6.

Дополнительно надежность и эффективность дробления обеспечивается при выполнении на втулках 11 и 12 шевронных зубьев, т.е. зубьев с правым и левым направлением благодаря и полному устранению осевых сил и благодаря увеличенному количеству режущих кромок в зоне дробления,

Использование: дробление твердых отходов. Сущность изобретения: в дробилке, включающей корпус 1, встречновращающи- еся с одинаковой частотой валы с дисковыми фрезами 9 и дистанционными втулками 11 между ними, последние выполнены с косыми зубьями 13, параметры которых соответствуют зависимости т/В, где угол наклона зубьев, В - длина ножа дисковой фрезы, т - делительный нормативный модуль зубьев. При этом зубья 13 могут быть с профилем зацепления Новикова, причем направление линии зубьев принято левым на втулках, вращающихся почасовой стрелке, и правым - на втулках, вращающихся против часовой стрелки. Но втулки могут иметь одновременно зубья с правым и левым направлениями. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения 1. Дробилка, преимущественно для дробления твердых отходов, содержащая корпус, два параллельных встречно вращающихся вала, закрепленные на них дисковые фрезы с прямолинейными ножами и дистанционные втулки с зубьями на внешней цилиндрической поверхности, установ- ленные у торцев дисковых фрез w образующие промежутки для размещения дисковых фрез другого вала, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и производительности дробления путем улучшения условий резания и, захвата ножами дробимого материала и повышения надежности, зубья на втулках выполнены косыми, параметры которых соответствуют зависимости

/6 arcsin gB

где /3- угол наклона зубьев;

m - делительный нормативный модуль зубьев:

В-длина ножа дисковой фрезы, причем валы установлены с возможностью вращения с одинаковой частотой, а ножи

расположены по винтовой линии симметрично относительно средней плоскости дробилки..

фцг.5

Фи г. 5