Вальцьовий верстат

Корисна модель відноситься до вальцьових верстатів, котрі використовують для подрібнення і помелу різноманітних матеріалів і може бути застосована у харчовій, переробній промисловості та у промисловості з подрібнення корисних копалин. Відомий вальцьовий верстат [а. с. 1007720, бюл. №12, 1983р.], котрий містить дві робочі секції, кожна з котрих містить тихохідний і швидкохідний вальці на опорних валах, привод вальців і механізм привала-відвала. Подрібнення у цьому верстаті виникає за рахунок роздавлення, розплющення і перетирання часток матеріалу, котрі проходять крізь щілину поміж вальцями за однократного стиску часток матеріалу. Недоліком такого верстата є відсутність охолодження вальців, які нагріваються під час роботи за рахунок сил тертя між вальцями і матеріалом, що подрібнюють, що призводить до нагрівання продуктів помелу. Відомий вальцьовий верстат [І. С. Гулий та ін. Обладнання підприємств переробної і харчової промисловості. -Вінниця: Нова книга, 2001, рис.4. 1, с.153], що містить бункер, вальці, підшипникові вузли, пружини та прокладки. Необхідний розмір щілини поміж вальцями забезпечують прокладками поміж підшипниковими вузлами. Пружини забезпечують необхідний тиск у матеріалі. Вальці обертаються назустріч один одному з дещо різними кутовими швидкостями. Подрібнення у цьому верстаті виникає за рахунок роздавлення, розплющення і перетирання часток матеріалу, котрі проходять крізь щілину поміж вальцями за однократного стиску часток матеріалу. Недоліком такого верстата є відсутність охолодження вальців, які нагріваються під час роботи за рахунок сил тертя між вальцями і матеріалом, що подрібнюють, що призводить до нагрівання продуктів помелу. Найбільш близьким до заявляемого за технічною суттю та досягаемому результату є вальцьовий верстат [рішення про видачу деклараційного патенту на корисну модель за заявкою №u2006 08003 від 17. 07. 2006 року], що містить пару робочих вальців, в якій хоча б один складається з вальцьового центра і обичайки, просторові кулачки, упорні кільця, підпружинені до станини, привод вальців, механізм регулювання розміру щілини між вальцями. Вальці обертаються назустріч один одному з дещо різними кутовими швидкостями. Подрібнення у цьому верстаті виникає за рахунок роздавлення, розплющення і перетирання часток матеріалу, котрі проходять крізь щілину поміж вальцями за однократного стиску часток матеріалу і руйнування часток матеріалу під дією сил, що виникають у горизонтальній площині за осцилюючого руху вальців. Недоліком такого верстата є відсутність охолодження вальців, які нагріваються під час роботи за рахунок сил тертя між вальцями і матеріалом, що подрібнюють, що призводить до нагрівання продуктів помелу. В основу корисної моделі поставлена задача охолодження робочих поверхонь обичайок робочих вальців верстата. Поставлену задачу здійснюють тим, що робочий валець містить обичайку виконану з герметичною порожниною, а внутрішній отвір вальцьового центра поділений заглушкою на дві герметичні камери, кожна з яких з'єднана гнучкими порожнистими елементами з герметичною порожниною обичайки, з можливістю циркуляції охолоджуючої рідини від однієї герметичної камери, через герметичну порожнину обичайки, до іншої герметичної камери. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями: Фіг.1 - перетин повздовж осі вальця верстата; Фіг.2 - перетин А-А на Фіг.1; Фіг.3 - перетин Б-Б на Фіг.1. Робочий валець верстата містить дві частини: вальцьовий центр 1 та обичайку 2 (Фіг.1, 2), котра змонтована на вальцьовому центрі з можливістю вільного переміщення в обидві сторони в осьовому напрямку відносно вальцьового центра 1 і передачі обертового моменту від вальцьового центра 1 до обичайки 2. Така можливість досягнута за рахунок того, що внутрішній діаметр обичайки 2 є більшим зовнішнього діаметра вальцьового центра 1, а на внутрішній циліндричній поверхні обичайки 2 і на зовнішній циліндричній поверхні вальцьового центра 1 розташовані відповідно по три (або більше) повздовжніх канавок (наприклад, трикутної форми), в які закладені шарики 3, поміж котрими влаштовані сепаратори 4. Шарики 3, у повздовжніх канавках обичайки 2 і вальцьового центра 1, мають можливість вільного обертання навколо своїх осей. На обох торцевих поверхнях обичайки 2 по колу закріплені шарики 5, за допомогою кілець 6, з можливістю обертання шариків 5 навколо своїх осей (кріплення кілець 6 до обичайки 2 на кресленнях не показані). Шарики 5, що закріплені з лівого торця обичайки 2, контактують з просторовим кулачком 7, котрий нерухомо закріплений до станини 8 (кріплення просторового кулачка 7 до станини 8 на кресленнях не показані). Шарики 5, що закріплені до правого торця обичайки 2, контактують з упорним кільцем 9, котре підпружинене пружинами 10 до станини 8. Для захищення вказаних механізмів від попадання часток матеріалу, який подрібнюють, до станини 8 закріплені, наприклад гвинтами (на кресленнях не показані), ущільнення 11. Для утримання шариків 3 та сепараторів 4 у повздовжніх канавках вальцьового центра 1, слугують захисні кільця 12, що нерухомо з'єднані з вальцьовим центром 1, наприклад гвинтами (на кресленнях не показані). Обичайка 2 має герметичну порожнину 13, а внутрішній отвір вальцьового центра 1 поділений заглушкою 14 на дві герметичні камери 15 і 16, кожна з яких з'єднана гнучкими порожнистими елементами 17 з герметичною порожниною обичайки (Фіг.1, 3). Патрубки підведення і відведення охолоджуючої рідини до вальцьового центра 1 на кресленнях не показані. Працює вальцьовий верстат слідуючим чином. Робочим вальцям верстата задають обертового руху у напрямку назустріч один одному з дещо різними кутовими швидкостями (пара вальців та їх привод на кресленнях не показаний). При обертанні вальцьового центра 1, обичайка 2 буде обертатися у той же бік з такою ж кутовою швидкістю, як і вальцьовий центр 1, оскільки обертовий момент буде передаватися шариками 3, котрі закладені у повздовжніх канавках обичайки 2 та вальцьового центра 1 (ФІіг.1, 2). Шарики 5, які закріплені кільцем 6, з правого торця обичайки 2, через упорне кільце 9 будуть сприймати сили з боку пружин 10, котрі відтискають упорне кільце 9 ліворуч від станини 8. Ці сили переміщують обичайку 2 ліворуч в осьовому напрямку і через шарики 5, які закріплені з лівого торця обичайки 2, притискають обичайку 2 до просторового кулачка 7. При подальшому обертовому рухові просторовий кулачок 7 буде задавати закон руху обичайці 2 в осьовому напрямку. 0тже, обичайка 2, за обертового руху вальцьового центра 1, отримає одночасно обертовий рух, разом з вальцьовим центром 1, та осцилюючий рух ПОВ ЗДОВЖ осі вальцьового центра 1. За однакових зовнішніх діаметрів вальців (на кресленнях не показані) і дещо різних їх кутови х швидкостях, на частки матеріалу, який подрібнюють, у вертикальній площині, окрім сил стиску, діють зсуваючі сили, котрі викличуть дотичні напруження зрізання та зминання, що призведе до перетирання часток матеріалу. Осцилюючий р ух обичайок 2 призводить до того, що на частки матеріалу будуть діяти сили у горизонтальній площині, котрі викличуть дотичні напруження зрізання та зминання, котрі будуть змінюватися за модулем та напрямком. Під дією цих напружень частки матеріалу будуть додатково перетиратися у горизонтальній площині, що призведе до інтенсифікації процесу подрібнення матеріалу. 0тже, інтенсифікацію процесу подрібнення часток матеріалу забезпечить одночасна дія на них зрізаючих і зминаючих сил у вертикальній і горизонтальній площинах. Ущільнення 11, які закріплені до станини 8, будуть захи щати механізми вальця з осциляціями від попадання часток матеріалу, котрий подрібнюють. Захисні кільця 12, що закріплені до вальцьового центра 1, утримують шарики 3 з сепараторами 4 у повздовжніх канавках вальцьового центра 1. Для охолодження робочої поверхні обичайок у внутрішній отвір вальцьового центра 1, що поділений заглушкою 14, до герметичної камери 15 подають охолоджуючу рідину, яка через гнучкі порожнисті елементи 17 надходить у герметичну порожнину 13 обичайки 2, заповнює її і через гнучкі порожнисті елементи 17 надходить у герметичну камеру 16 вальцьового центра 1 (Фіг.1, 3). Отже, охолодження робочих поверхонь обичайок здійснюють за рахунок відведення тепла від поверхні обичайки через стінку обичайки до охолоджуючої рідини в герметичній порожнині 13 і далі - охолоджуючою рідиною під час її циркуляції.