Вальцьовий верстат

Реферат: Вальцьовий верстат містить пару робочих вальців, в якій хоча б один складається з вальцьового центра і обичайки, привод вальців, станину, механізм регулювання розміру щілини між вальцями. З одного боку обичайка зменшена в діаметрі і на зовнішній циліндричній поверхні меншого діаметра обичайки виконаний просторовий кулачок у вигляді паза, для уміщення у ньому зовнішнього кільця радіального підшипника кочення, з можливістю його обертання і переміщення повздовж паза просторового кулачка. Внутрішнє кільце радіального підшипника кочення нерухомо закріплене на консольній осі, яка нерухомо закріплена у нерухомій тязі, котра нерухомо закріплена до станини, з можливістю осцилюючого руху обичайки при обертанні вальцьового центра навколо горизонтальної осі. До обичайки нерухомо закріплений кожух, з можливістю захисту елементів конструкції, котрі здійснюють осцилюючий рух обичайки, від часток подрібнених матеріалів. UA 90204 U (12) UA 90204 U UA 90204 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить 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 (АС СРСР №1007720, Бюл. №12, 1983 p.), який містить дві робочі секції, кожна з котрих містить тихохідний і швидкохідний вальці на опорних валах, привод вальців і механізм привала-відвала вальців. 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 вальцьового верстата є низька інтенсивність подрібнення матеріалу, оскільки на його частки діють сили лише у вертикальній площині, котрі викликають нормальні напруження стиску і частково дотичні напруження зрізання (за рахунок різниці колових швидкостей на робочих поверхнях вальців), при цьому практично відсутні сили, котрі викликають дотичні напруження у частках матеріалу в горизонтальній площині, що в свою чергу веде до малого виходу мілкої фракції у кінцевому продукті. В конструкції верстата не передбачена можливість осциляції вальців під час їх обертового руху, тому неможливо порівняти складність його конструкції з конструкцією верстата, що заявляється. 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 цього вальцьового верстата є низька інтенсивність подрібнення матеріалу, оскільки на його частки діють сили лише у вертикальній площині, котрі викликають нормальні напруження стиску і частково дотичні напруження зрізання (за рахунок різниці колових швидкостей на робочих поверхнях вальців), при цьому практично відсутні сили, котрі викликають дотичні напруження у частках матеріалу в горизонтальній площині, що в свою чергу веде до малого виходу мілкої фракції у кінцевому продукті. В конструкції верстата не передбачена можливість осциляції вальців під час їх обертового руху, тому неможливо порівняти складність його конструкції з конструкцією верстата, що заявляється. Найбільш близьким аналогом до заявленої корисної моделі за технічною суттю та результату, що досягається, є вальцьовий верстат (патент України на корисну модель №20251, Бюл.№1, 15.01.2007 року), що містить пару робочих вальців, в якій хоча б один складається з вальцьового центра і обичайки, шарики та кільця на торцевих поверхнях обичайки, торцевий просторовий кулачок, який нерухомо закріплений до станини, 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 обичайки. Недоліком такого вальцьового верстата є складність конструкції, у якій є шарики та кільця на торцевих поверхнях обичайки, торцевий просторовий кулачок, упорні кільця, підпружинені до станини. До недоліку можна віднести і низьку надійність роботи верстата, оскільки в його конструкції є пружини, які, мають низьку загальну надійність роботи. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції вальцьового верстата та підвищення надійності його роботи. Поставлена задача вирішується тим, що з одного боку обичайка зменшена в діаметрі і на зовнішній циліндричній поверхні меншого діаметра обичайки виконаний просторовий кулачок у вигляді паза, для уміщення у ньому зовнішнього кільця радіального підшипника кочення, з можливістю його обертання і переміщення повздовж паза просторового кулачка, а внутрішнє кільце радіального підшипника кочення нерухомо закріплене на консольній вісі, яка нерухомо закріплена у нерухомій тязі, котра нерухомо закріплена до станини, з можливістю осцилюючого руху обичайки при обертанні вальцьового центра навколо горизонтальної осі, окрім цього, до обичайки нерухомо закріплений кожух, з можливістю захисту елементів конструкції, котрі здійснюють осцилюючий рух обичайки, від часток подрібнених матеріалів. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями: фіг. 1 - переріз повздовж осі вальця верстата; фіг.2 - переріз А-А на фіг. 1; фіг. 3 - з'єднання тяги з обичайкою та станиною. 1 UA 90204 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Робочий валець верстата містить дві частини: вальцьовий центр 1 та обичайку 2 (фіг. 1,2), яка змонтована на вальцьовому центрі 1, 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. З одного боку обичайка 2 зменшена в діаметрі і на зовнішній циліндричній поверхні меншого діаметра обичайки 2 виконаний просторовий кулачок 5 у вигляді паза, для уміщення у ньому зовнішнього кільця радіального підшипника кочення 6, з можливістю його обертання і переміщення повздовж паза просторового кулачка 5, а внутрішнє кільце радіального підшипника кочення 6, нерухомо закріплене (кріплення на кресленнях не показане) на консольній осі 7, яка нерухомо закріплена (кріплення на кресленнях не показане) у нерухомій тязі 8, котра нерухомо закріплена (кріплення на кресленнях не показане) до станини 9 (фіг.3), з можливістю осцилюючого руху обичайки 2 при обертанні вальцьового центра 1 навколо горизонтальної осі. До обичайки 2 нерухомо закріплений кожух 10 (кріплення на кресленнях не показане), з можливістю захисту елементів конструкції, котрі здійснюють осцилюючий рух обичайки 2, від часток подрібнених матеріалів. Для утримання шариків 3 та сепараторів 4 у повздовжніх канавках вальцьового центра 1, слугують захисні кільця 11, які нерухомо з'єднані з вальцьовим центром 1, наприклад гвинтами (на кресленнях не показані). Привод вальців та механізм регулювання розміру щілини між вальцями на кресленнях не показані. Працює вальцьовий верстат наступним чином. Робочим вальцям верстата, від привода, задають обертового руху у напрямку назустріч один одному з дещо різними кутовими швидкостями (пара вальців та їх привод на кресленнях не показані). 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 з сепараторами 4 у повздовжніх канавках обичайки 2 та вальцьового центра 1(фіг. 1,2). При обертанні вальцьового центра 1, обичайка 2 буде також здійснювати осцилюючий рух. Це відбудеться за рахунок того, що обичайка 2 з одного боку зменшена в діаметрі і на зовнішній циліндричній поверхні меншого діаметра обичайки 2 виконаний просторовий кулачок 5 у вигляді паза, для уміщення у ньому зовнішнього кільця радіального підшипника кочення 6, з можливістю його обертання і переміщення повздовж паза просторового кулачка 5, а внутрішнє кільце радіального підшипника кочення 6 нерухомо закріплене на консольній вісі 7, яка нерухомо закріплена у нерухомій тязі 8, котра нерухомо закріплена до станини 9, з можливістю осцилюючого руху обичайки 2 при обертанні вальцьового центра 1 навколо горизонтальної осі (фіг.3). Отже, обичайка 2, за обертового руху вальцьового центра 1, отримає одночасно обертовий рух, разом з вальцьовим центром 1, та осцилюючий рух повздовж осі вальцьового центра 1. За однакових зовнішніх діаметрів робочих вальців (на кресленнях не показані) і дещо різних їх кутових швидкостях, на частки матеріалу, який подрібнюють, у вертикальній площині, окрім сил стиску, виникають зсуваючі сили, котрі викличуть дотичні напруження зрізання та зминання, що призводить до перетирання часток матеріалу. Осцилюючий рух обичайки 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. Кожух 10, який нерухомо закріплений до обичайки 2, захищає елементи конструкції, котрі здійснюють осцилюючий рух обичайки 2, від часток подрібнених матеріалів. Захисні кільця 11, що закріплені до вальцьового центра 1, утримують шарики 3 з сепараторами 4 у повздовжніх канавках вальцьового центра 1. Спрощення конструкції запропонованого вальцьового верстата, у порівнянні з найближчим аналогом, досягається за рахунок відсутності торцевого просторового кулачка, нерухомо закріпленого до станини, шариків з кільцями на торцевих поверхнях обичайки 2, упорного кільця та пружин. Оскільки, пружини є елементами низької загальної надійності, то їх відсутність призводить до підвищення загальної надійності конструкції, котра заявляється. 2 UA 90204 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Вальцьовий верстат, що містить пару робочих вальців, в якій хоча б один складається з вальцьового центра і обичайки, привод вальців, станину, механізм регулювання розміру щілини між вальцями, який відрізняється тим, що з одного боку обичайка зменшена в діаметрі і на зовнішній циліндричній поверхні меншого діаметра обичайки виконаний просторовий кулачок у вигляді паза, для уміщення у ньому зовнішнього кільця радіального підшипника кочення, з можливістю його обертання і переміщення повздовж паза просторового кулачка, а внутрішнє кільце радіального підшипника кочення нерухомо закріплене на консольній осі, яка нерухомо закріплена у нерухомій тязі, котра нерухомо закріплена до станини, з можливістю осцилюючого руху обичайки при обертанні вальцьового центра навколо горизонтальної осі, окрім цього, до обичайки нерухомо закріплений кожух, з можливістю захисту елементів конструкції, котрі здійснюють осцилюючий рух обичайки, від часток подрібнених матеріалів. 3 UA 90204 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4