ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА Советский патент 1995 года по МПК B02C17/08 

Описание патента на изобретение SU1830731A1

Изобретение относится к области механохимической обработки материалов, а именно, к планетарным мельницам, предназначенным для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов, смешения их, а также для проведения химических реакций и других процессов, и может быть использовано в цветной, черной, порошковой металлургии, горнодобывающей, цементной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения повышение надежности.

На представленном чертеже схематически изображена планетарная мельница, продольный разрез.

Планетарная мельница содержит станину 1, на которой установлен вертикальный корпус 2 с крышкой 3 и поворотный консольный кран 4 (на чертеже показана часть его), несущий силовой цилиндр 5, установленный соосно оси мельницы, шток 6 которого жестко соединен с крышкой 3 корпуса 2, ось 7, закрепленную с внутренней стороны крышки 3 корпуса 2, на которой посредством подшипников 8 установлен корпус 9 подшипников 8 с зафиксированными на нем при помощи резьбы и стопорных болтов 10 двумя расположенными один над другим дисками: нижним 11 с ограничительной кольцевой поверхностью 12 и верхним 13, барабаны 14 с кольцевыми буртиками 15, в которых выполнены радиальные щели 16, заключенные в жесткую фрикционную обойму 17, установленную соосно оси мельницы в корпусе 2 посредством демпфирующих вставок 18 и болтов 19, плоские крышки 20 барабанов 14, установленные относительно кольцевых буртиков 15 по широкоходовой посадке, водило, состоящее из двух дисков: верхнего 21 и нижнего 22, причем верхний диск 21 жестко связан через фланец 23 с приводным валом 24, базирующимся в подшипниковом узле 25, расположенном в станине 1, корпуса-колпачки верхние 26 прижимов крышек 20 барабанов 14, закрепленные соосно на плоских крышках 20, внутри которых смонтированы штоки 27, пружины 28 и теплоизолирующие стаканы 29, причем на штоках 27 установлены шары 30, посредством которых штоки 27 взаимодействуют с верхним диском 13, корпуса-колпачки нижние 31 опорных элементов, закрепленные на нижнем диске 22 водила под днищами барабанов 14 и соосно им, внутри которых смонтированы штоки 32, пружины 33 и втулки 34, причем на штоках 32 установлены шары 35, посредством которых штоки 32 взаимодействуют с днищами барабанов 14, систему поджатия барабанов 14 к жесткой фрикционной обойме 17, состоящую из скоб 36 с вкладышами подшипников скольжения 37, связанных через подпружиненные хвостовики 38 с центральным подпружиненным конусом 39, который взаимодействует с подпружиненным стержнем 40, причем подпружиненные хвостовики 38 и центральный подпружиненный конус 39 расположены в распределительной коробке 41, базирующейся и закрепленной на верхнем диске 21 водила, нижние ограничительные кольцевые поверхности 42 и 43, смонтированные соответственно на корпусе 2 и на нижнем диске 22 водила, шкив 44, жестко связанный с приводным валом 24.

Подготовка планетарной мельницы к работе заключается в следующем.

В барабаны 14, которые находятся вне мельницы, загружается измельчаемый материал, устанавливаются относительно кольцевых буртов 15 плоские крышки 20, что обеспечивается применением определенных посадок по их диаметрам, широкоходовой по 3-ему классу "d9" и посадки скольжения по третьему классу или "Н9". Загруженные барабаны 14 с плоскими крышками 20, на которых смонтированы корпуса-колпачки верхние 26 прижимов со штоками 27, пружинами 28, теплоизолирующими стаканами 29 и шарами 30 устанавливаются на свои рабочие места в мельницу, причем шары 30 отжаты в крайнее верхнее положение штоками 27 силами пружин 28. Установка может быть выполнена как механизмами, например роботами, так и вручную. В это время крышка 3 корпуса 2 прижата штоком 6 силового цилиндра 5 к консоли поворотного крана 4 и уведена в сторону механизмом поворота его (на чертеже не показан), центральный подпружиненный конус 39 находится в верхнем положении, подпружиненными хвостовиками 38 скобы 36 с вкладышами подшипников скольжения 37 сдвинуты к оси мельницы, чтобы не мешать установке барабанов 14, шары 35, находящиеся на штоках 32, за счет сил пружин 33 находятся в крайнем верхнем положении, поэтому после установки барабанов 14 на рабочие места в мельницу они не ложатся своими днищами на нижние ограничительные кольцевые поверхности 42 и 43, а базируются только на шарах 35. Такое положение барабанов 14 безусловно неустойчивое, но влияния на процесс закрытия крышки 3 и дальнейшую работу оно не оказывает. Объясняется это тем, что барабаны 14 находятся уже во вкладышах подшипников скольжения 37, хотя и с зазором, но последние не дают барабанам 14 значительно искривить свое положение, а при движении центрального подпружиненного конуса 39 вниз подпружиненные хвостовики 38 через скобы 36 прижмут вкладыши подшипников скольжения 37 к боковым поверхностям барабанов 14 и выправят их положение. Свойство выправлять положение барабанов 14 вкладышами подшипников скольжения 37 используется и для выемки барабанов 14 механизмами, т.е. у "захвата" в центре имеется стержень, который надавливает на центральный подпружиненный конус 39 и перед тем, как "захват" возьмет барабаны 14, они будут выпрямлены, т.е. будут находиться строго в вертикальном положении.

После установки барабанов 14 с плоскими крышками 20 в мельницу механизмом поворота поворотный консольный кран 4 вместе с крышкой 3 поворачивается в положение, когда ось крышки 3 совпадает с осью мельницы. Затем вступает в действие силовой цилиндр 5, который своим штоком 6 опускает крышку 3 до упора в корпус 2. Во время опускания крышки 3 вначале в работу вступает подпружиненный стержень 40, который, двигая центральный подпружиненный конус 39 вниз через подпружиненные хвостовики 38, прижимает скобы 36 с вкладышами подшипников скольжения 37 к боковым поверхностям барабанов 14, прижимая их к жесткой фрикционной обойме 17 и устанавливая их строго в вертикальное положение; далее вступает в работу верхний диск 13, который отрегулирован по высоте так, чтобы, упираясь в шары 30, сдвинуть штоки 27 и соответственно сжать пружины 28, например, на 4 мм (рабочий ход пружин 28). Величина рабочего хода каждой пружины 28 выбрана из условий допустимого износа ограничительной кольцевой поверхности 12, который равен 2,5 мм, и допуска на неточности сборки, который допускается до 1,5 мм. Так как действие равно противодействию, для простоты рассуждений примем, что F1 F2, где F1 сила пружины 28 при рабочей деформации, F2 сила пружины 33 при рабочей деформации, то каждый шток 32 и каждая пружина 33 также переместятся вниз на 4 мм и барабаны 14 лягут своими днищами на нижние ограничительные кольцевые поверхности 42 и 43. Величина силы F1, а в рассматриваемом случае и F2 выбирается из условий соблюдения герметичности разъема между плоскими крышками 20 и барабанами 14. Затруднений расчет пружин не вызывает, например, для барабанов 14 с рабочим объемом 0,7 л и с внутренним ⊘ 85-90 мм, сила пружины 28 при рабочей деформации составляет ≈ 35 кгс, соответственно и для пружины 33 она составляет ≈ 35 кгс. В общем случае нужно выдерживать неравенство
F1 ≅ F2 ≅ F1 + mg, где F1 сила пружины 28 при рабочей деформации или сила, развиваемая штоком 27;
F2 сила пружины 33 при рабочей деформации или сила, развиваемая штоком 32;
m рабочая масса барабана 14;
g ускорение барабана 14 при движении вниз.

Объяснение такому неравенству следующее: если F2 < F1, то возрастают нагрузки на нижние ограничительные кольцевые поверхности 42 и 43, что приводит к их преждевременному износу, поэтому F2≥ F1, однако если значительно увеличить F2, то появляются дополнительные нагрузки на ограничительную кольцевую поверхность 12, что также плохо, ввиду износа ее, поэтому F2 ≅ F1 + mg. Однако проще всего принимать F1 F2, что показывает вполне удовлетворительные результаты при работе мельницы, а главное дает возможность корпуса-колпачки, штоки, пружины и шары делать одинаковыми, т.е. унифицировать узлы прижимов и опорных элементов. Таким образом после закрытия крышки 3 барабаны 14 прижаты скобами 36 с вкладышами подшипников скольжения 37 к жесткой фрикционной обойме 17 и находятся под действием двух вертикальных сил F1 и F2, которые прижимают плоскую крышку 20 и обеспечивают герметичность ее разъема. Так как по условию расчета силы F1 и F2 равны, то реакции этих сил также равны, направлены в противоположные стороны и воспринимаются верхним диском 13 и нижним диском 22 водила, т. е. ограничительные кольцевые поверхности 12, 42 и 43 никаких дополнительных усилий как в покое, так и с достаточной степенью точности при работе мельницы от действия пружин 28 и 33 не испытывают, что и нужно было достичь.

Работа планетарной мельницы происходит следующим образом.

От электродвигателя определенной мощности через шкив 44, приводной вал 24 приводится во вращение водило, состоящее из верхнего 21 и нижнего 22 дисков, вместе со скобами 36, на которых закреплены вкладыши подшипников скольжения 37, которые приводят во вращательное движение относительно оси мельницы барабаны 14 вместе с плоскими крышками 20, а так как барабаны 14 прижаты к жесткой фрикционной обойме 17, а также за счет действия центробежных сил от масс барабанов 14, последние раскручиваются и вокруг собственных осей. Во время планетарного движения барабаны 14 будут совершать и вертикальные перемещения, воспринимаемые ограничительными кольцевыми поверхностями 12, 42 и 43. Эти перемещения имеют величину от нескольких десятых долей миллиметра, когда ограничительные кольцевые поверхности 12, 42 и 43 уже износились. В этом диапазоне перемещений пружины 28 и 33 должны сохранять разъем между плоскими крышками 20 и барабанами 14 герметичным, что и происходит в действительности, так как в этом диапазоне перемещений сила пружин 28 и 33 изменяется незначительно. При превышении указанного диапазона, т.е. свыше 2,5 мм, необходимо нижний диск 11 сдвинуть вниз и восстановить монтажный зазор или заменить ограничительные кольцевые поверхности 42 и 43. Все зависит от конкретных ситуаций. Плоские крышки 20 от горизонтальных перемещений удерживаются кольцевыми буртами 15, а от проворота силами трения в разъеме, которые во много раз превышают силы трения между шарами 30 и верхним диском 13, так как коэффициент трения качения во много раз меньше коэффициента трения скольжения. В связи с тем, что в период измельчения температура барабанов 14 может резко возрастать, необходимо пружины 28 защищать теплоизоляционным слоем, который выполнен, например, из фторопласта-4. Одновременно с теплоизоляционными свойствами фторопласт-4 составляет хорошую пару трения штоков 27 и теплоизоляционных стаканов 29. Для этих же целей установлены втулки 34, которые также изготовлены из фторопласта-4, т.е. чтобы создать хорошую пару трения штоки 32 и втулки 34. Радиальные щели 16 выполняются обычной фрезеровкой и необходимы для того, чтобы при остановке мельницы сливалась смазочно-охлаждающая жидкость из кольцевого зазора между плоскими крышками 20 и кольцевыми буртами 15. После проведения процесса измельчения и остановки мельницы открытие крышки 3 производится силовым цилиндром 5, затем срабатывает механизм поворота поворотного консольного крана 4 и далее можно вытаскивать барабаны 14 механизмами, напримеp роботами, или вручную, а плоские крышки 20 в дальнейшем снимаются с барабанов 14 простым движением вверх, т.е. такой процесс снятия плоских крышек 20 с барабанов 14 легко механизируется, не требует множества силовых цилиндров, смонтированных на крышке 3, и значительно упрощает конструкцию мельницы в целом, что в конечном итоге повышает ее надежность.

Похожие патенты SU1830731A1

название год авторы номер документа
ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА 1987
  • Юрисов В.В.
  • Болдырев В.В.
  • Белогаров Ю.А.
  • Денисов М.Г.
SU1815836A1
Планетарная мельница 1987
  • Юрисов Виталий Вениаминович
SU1779405A1
ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА 1994
  • Кузнецов П.В.
  • Чумохвалов А.М.
RU2085292C1
ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА 1987
  • Юрисов В.В.
  • Болдырев В.В.
  • Белогаров Ю.А.
  • Гольдштик М.А.
SU1822002A1
Планетарная мельница периодического действия 1989
  • Арабей Борис Георгиевич
  • Сопочкин Сергей Аверьянович
  • Краснов Сергей Михайлович
SU1748864A1
ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА 1989
  • Юрисов В.В.
SU1829195A1
Планетарная мельница периодического действия 1987
  • Арабей Борис Георгиевич
  • Зеленов Юрий Иванович
  • Сопочкин Сергей Аверьянович
  • Степнов Сергей Александрович
  • Эсикман Владимир Львович
SU1533757A1
ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА ЮРИСОВА 1992
  • Юрисов Виталий Вениаминович
RU2040339C1
ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА 1993
  • Басин Григорий Евельевич
RU2065329C1
ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА 2003
  • Шлегель И.Ф.
RU2232642C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 830 731 A1

Реферат патента 1995 года ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА

Изобретение относится к механохимической обработке материалов, а именно к планетарным мельницам, и обеспечивает повышение надежности. Планетарная мельница содержит станину и вертикальный корпус с крышкой. Барабаны поджимаются скобами с вкладышами подшипников скольжения к жесткой фрикционной обойме. Поворотный консольный кран штоком силового цилиндра соединен с крышкой, с внутренней стороны которой закреплена ось с нижним диском и верхним диском, поджимающим крышку каждого барабана посредством шара и штока с пружиной, установленных в корпусе-колпачке, закрепленном на крышке. Днище каждого барабана взаимодействует с шаром опорного элемента в виде закрепленного на нижнем диске водила корпуса-колпачка со штоком и пружиной. На открытом торце каждого барабана выполнены кольцевой бурт с радиальными щелями и углубление, в котором размещена крышка, закрываемая герметично. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения SU 1 830 731 A1

1. ПЛАНЕТАРНАЯ МЕЛЬНИЦА, содержащая станину, вертикальный корпус с крышкой и жесткой фрикционной обоймой, в котором установлены водило и барабаны с крышками и системой поджатия, поворотный консольный кран с силовым цилиндром, соединенным с крышкой корпуса, на которой с внутренней стороны закреплена неподвижная ось с верхним и нижним вращающимися дисками, прижимы крышек барабанов с подпружиненными штоками и шарами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена опорными элементами с подпружиненными штоками и шарами, установленными на водиле под барабанами, на открытом торце каждого из которых выполнено углубление и кольцевой бурт, а каждая крышка барабана выполнена плоской и размещена в углублении, причем оси прижимов и опорных элементов установлены по осям барабанов так, что подпружиненные штоки взаимодействуют посредством шаров, соответственно, с верхним вращающимся диском и днищами барабанов, при этом сила F2, развиваемая подпружиненным штоком опорного элемента, выбрана из условия: F1 ≅ F2 ≅ F1 + mg, где F1 сила, развиваемая подпружиненным штоком прижима, m рабочая масса барабана, g ускорение барабана при движении вниз. 2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что кольцевые бурты на открытых торцах барабанов выполнены с радиальными щелями. 3. Мельница по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что подпружиненные штоки защищены теплоизоляционным слоем.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года SU1830731A1

Планетарная мельница 1987
  • Юрисов Виталий Вениаминович
SU1779405A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1

SU 1 830 731 A1

Авторы

Юрисов В.В.

Курзин В.И.

Даты

1995-05-10Публикация

1988-08-24Подача