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. Обичайка внутрішньою циліндричною поверхнею коаксіально уміщена на зовнішній циліндричній поверхні вальцьового центра, з одного торця до обичайки нерухомо закріплені консольні осі, на яких змонтовані втулки. При цьому втулки нерухомо закріплені до вальцьового центра, а на вільних кінцях консольних осей змонтовані підшипники кочення, внутрішні кільця яких нерухомо закріплені до консольних осей, а зовнішні кільця підшипників кочення контактують з торцевим просторовим кулачком. Крім цього, з протилежного торця до вальцьового центра нерухомо закріплена кришка з камерою циліндричної форми, в якій уміщені пружини стиску, які контактують з другим торцем обичайки, з можливістю осцилюючого руху обичайки при обертанні вальцьового центра навколо горизонтальної осі. До станини нерухомо закріплені кожухи, які здійснюють осцилюючий рух обичайки. UA 94172 U (12) UA 94172 U UA 94172 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 (а.с. 1007720, Бюл. № 12, 1983 p.), котрий містить дві робочі секції, кожна з котрих містить тихохідний і швидкохідний вальці на опорних валах, привод вальців і механізм привалу-відвалу 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 дрібної фракції у кінцевому продукті. В конструкції верстата не передбачена можливість осциляції вальців під час їх обертового руху, тому не можливо порівняти складність його конструкції з конструкцією верстата, що заявляється. Відомий вальцьовий верстат (Гулий І.С. 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 дрібної фракції у кінцевому продукті. В конструкції верстата не передбачена можливість осциляції вальців під час їх обертового руху, тому не можливо порівняти складність його конструкції з конструкцією верстата, що заявляється. Найближчим аналогом 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, причому внутрішній діаметр обичайки є більшим зовнішнього діаметра вальцьового центра, а на внутрішній циліндричній поверхні обичайки і на зовнішній циліндричній поверхні вальцьового центра розташовані відповідно по три (або більше) повздовжніх канавок (наприклад, трикутної форми), в які закладені кульки, поміж котрими влаштовані сепаратори. кульки, у повздовжніх канавках обичайки і вальцьового центра, мають можливість вільного обертання навколо своїх осей. Конструкція вальцьового верстата також містить кульки 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, а обичайка має ще й осцилюючий рух. 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 технологічні труднощі при виготовленні конструкції вальця, у якому на внутрішній циліндричній поверхні обичайки і на зовнішній циліндричній поверхні вальцьового центра розташовані відповідно по три (або більше) повздовжніх канавок (наприклад, трикутної форми), в які закладені кульки, поміж котрими влаштовані сепаратори. Таке рішення ускладнює конструкцію вальцьового верстата. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції вальцьового верстата та спрощення технології виготовлення його деталей. Поставлена задача вирішуються тим, що 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, згідно з корисною моделлю, обичайка внутрішньою циліндричною поверхнею коаксіально уміщена на зовнішній циліндричній поверхні вальцьового центра, з можливістю вільного переміщення в обидві сторони в осьовому напрямку 1 UA 94172 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відносно вальцьового центра, з одного торця до обичайки нерухомо закріплені консольні осі, на яких змонтовані втулки, з можливістю осьового переміщення втулок відносно консольних осей, причому втулки нерухомо закріплені до вальцьового центра, а на вільних кінцях консольних осей змонтовані, з можливістю обертання, підшипники кочення, внутрішні кільця котрих нерухомо закріплені до консольних осей, а зовнішні кільця підшипників кочення контактують з торцевим просторовим кулачком, нерухомо закріпленим до станини, окрім цього, з протилежного торця до вальцьового центра нерухомо закріплена кришка з камерою циліндричної форми, в якій уміщені пружини стиску, котрі контактують з другим торцем обичайки, з можливістю осцилюючого руху обичайки при обертанні вальцьового центра навколо горизонтальної осі, окрім того, до станини нерухомо закріплені кожухи, з можливістю захисту елементів конструкції, котрі здійснюють осцилюючий рух обичайки, від часток подрібнених матеріалів. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями: фіг. 1 - вид збоку на валець верстата; фіг. 2 - з'єднання підшипника кочення з консольною віссю. Робочий валець верстата містить дві частини: вальцьовий центр 1 та обичайку 2 (фіг. 1), котра внутрішньою циліндричною поверхнею коаксіально уміщена на зовнішній циліндричній поверхні вальцьового центра 1, з можливістю вільного переміщення в обидві сторони в осьовому напрямку відносно вальцьового центра 1. З одного торця до обичайки 2 нерухомо закріплені (кріплення на кресленнях не показані) консольні осі 3, на яких змонтовані втулки 4, з можливістю осьового переміщення втулок 4 відносно консольних осей 3. Втулки 4 нерухомо закріплені (кріплення на кресленнях не показані) до вальцьового центра 1, а на вільних кінцях консольних осей 3 змонтовані, з можливістю обертання, підшипники кочення 5, внутрішні кільця котрих нерухомо закріплені на осях, котрі нерухомо закріплені (кріплення на кресленнях не показане) до консольних осей 3, а зовнішні кільця підшипників кочення 5 контактують з торцевим просторовим кулачком 6 (фіг. 2), нерухомо закріпленим до станини 7. З протилежного торця до вальцьового центра 1 нерухомо закріплена (кріплення на кресленнях не показане) кришка 8 з камерою 9 циліндричної форми, в якій уміщені пружини стиску 10, котрі контактують з другим торцем обичайки 2, з можливістю осцилюючого руху обичайки 2 при обертанні вальцьового центра 1 навколо горизонтальної осі. До станини 7 нерухомо закріплені кожухи 11, 12, з можливістю захисту елементів конструкції, котрі здійснюють осцилюючий рух обичайки 2, від часток подрібнених матеріалів. 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 від втулок 4, котрі нерухомо закріплені до вальцьового центра до консольних осей 3, котрі нерухомо закріплені до обичайки 2 (фіг. 1). При обертанні вальцьового центра 1, обичайка 2 буде також здійснювати осцилюючий рух. Це відбудеться за рахунок того, що на вільних кінцях консольних осей 3 змонтовані, з можливістю обертання, підшипники кочення 5, внутрішні кільця котрих нерухомо закріплені на осях, котрі нерухомо закріплені до консольних осей 3, а зовнішні кільця підшипників кочення 5 контактують з торцевим просторовим кулачком 6 (фіг. 2), нерухомо закріпленим до станини 7, а з протилежного торця до вальцьового центра 1 нерухомо закріплена кришка 8 з камерою 9 циліндричної форми, в якій уміщені пружини стиску 10, котрі контактують з другим торцем обичайки 2 та забезпечують замикання вищих кінематичних пар поміж підшипниками кочення 5 та торцевим просторовим кулачком 6. Така конструкція забезпечує осцилюючий рух обичайки 2 при обертанні вальцьового центра 1 навколо горизонтальної осі. До станини 7 нерухомо закріплені кожухи 11, 12, що забезпечує захист елементів конструкції, котрі здійснюють осцилюючий рух обичайки 2, від часток подрібнених матеріалів. Отже, обичайка 2 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 зсуваючи 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. Спрощення конструкції 2 UA 94172 U 5 запропонованого вальцьового верстата, у порівнянні з прототипом, досягаємо за рахунок відсутності на внутрішній циліндричній поверхні обичайки і на зовнішній циліндричній поверхні вальцьового центра розташованих відповідно по три (або більше) повздовжніх канавок (наприклад, трикутної форми), в які закладені кульки, поміж котрими влаштовані сепаратори. Відсутність повздовжніх канавок спрощує технологію виготовлення деталей корисної моделі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 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 обичайка внутрішньою циліндричною поверхнею коаксіально уміщена на зовнішній циліндричній поверхні вальцьового центра, з можливістю вільного переміщення в обидві сторони в осьовому напрямку відносно вальцьового центра, з одного торця до обичайки нерухомо закріплені консольні осі, на яких змонтовані втулки, з можливістю осьового переміщення втулок відносно консольних осей, причому втулки нерухомо закріплені до вальцьового центра, а на вільних кінцях консольних осей змонтовані, з можливістю обертання, підшипники кочення, внутрішні кільця яких нерухомо закріплені до консольних осей, а зовнішні кільця підшипників кочення контактують з торцевим просторовим кулачком, нерухомо закріпленим до станини, крім цього, з протилежного торця до вальцьового центра нерухомо закріплена кришка з камерою циліндричної форми, в якій уміщені пружини стиску, які контактують з другим торцем обичайки, з можливістю осцилюючого руху обичайки при обертанні вальцьового центра навколо горизонтальної осі, крім того до станини нерухомо закріплені кожухи, з можливістю захисту елементів конструкції, які здійснюють осцилюючий рух обичайки, від часток подрібнених матеріалів. 3 UA 94172 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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