Валковый измельчитель для измельчения материала в виде частиц

Изобретение относится к устройствам для измельчения сыпучего материала. Валковый измельчитель содержит по существу горизонтальный дробильный стол и комплект валков, вращающихся вокруг вертикального вала. Указанный комплект валков включает ряд валков, вращающихся вокруг соответствующих валковых валов, соединенных с вертикальным валом (5) посредством шарнирного соединения. Соединение включает корпус подшипника с входящей в него цапфой подшипника. Указанное шарнирное соединение допускает свободное аркообразное движение валка со смещением вверх и вниз в плоскости, проходящей через ось валкового вала. Указанный комплект валков выполнен с возможностью работы во взаимодействии с дробильным столом. Корпус подшипника шарнирного соединения имеет диаметр, превышающий диаметр входящей в него цапфы подшипника, по меньшей мере, на 1 процент. Технический результат заключается в повышении производительности и надежности измельчителя. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к валковому измельчителю для измельчения сыпучего материала, например цементного сырья, цементного клинкера и аналогичных материалов. Валковый измельчитель содержит по существу горизонтальный дробильный стол и комплект валков, имеющих возможность вращения вокруг вертикального вала. Указанный комплект валков включает ряд валков, вращающихся вокруг отдельных валковых валов, соединенных с вертикальным валом посредством шарнирного соединения, которое включает корпус подшипника с входящей в него цапфой подшипника и допускает свободное аркообразное движение валка со смещением вверх и вниз в плоскости, проходящей через ось валкового вала, причем указанный комплект валков выполнен с возможностью работы во взаимодействии с дробильным столом.

Уровень техники

Валковые измельчители вышеуказанного типа хорошо известны. В известных валковых измельчителях шарнирное соединение, соединяющее валковый вал с вертикальным валом, как правило, включает обычный подшипник скольжения, который может смазываться подходящей смазкой. Это шарнирное соединение предназначено для того, чтобы валки могли независимо друг от друга следовать изменениям высоты, случающимся в слое материала, находящегося на дробильном столе в процессе работы измельчителя. Направление действия и величина силы, воспринимаемой этим шарнирным соединением, в основном постоянны относительно цапфы подшипника, угловое смещение которой вызывается изменениями толщины слоя материала и обычно находится в пределах от ±0,5 до 5 градусов. Частота угловых смещений цапфы подшипника обычно находится в пределах от 0,5 до 1 Гц. Когда этот известный валковый измельчитель применяется для измельчения сыпучего материала, например цементного сырья, цементного клинкера и аналогичных материалов, шарнирное соединение испытывает сравнительно высокое давление, и в результате трение между частями шарнирного соединения приводит к росту вредного тепловыделения, которое не может быть просто снижено применением смазки, так как одностороннее постоянно действующее давление и очень малые угловые смещения взад-вперед цапфы подшипника могут помешать втягиванию смазки в зону нагружения. Из других имеющихся на рынке типов подшипников можно отметить подшипники скольжения с гидродинамической смазкой, которые не могут быть использованы, так как нет непрерывного вращения цапфы подшипника и, следовательно, не образуется пленка гидродинамической смазки. С технической точки зрения идеальным решением является гидростатический радиальный подшипник, обеспечивающий уровень полного контакта как при статической работе, так и при вращении, но этот подшипник слишком сложен, чувствителен и дорог, а роликовый подшипник не подходит в силу того, что малые угловые смещения цапфы подшипника препятствуют втягиванию смазки в зону нагружения. Таким образом, приходится сделать вывод, что ни один из традиционных, имеющихся на рынке типов подшипников не обладает характеристиками, необходимыми для такого применения этих подшипников в описанных условиях нагружения, которое не имело бы значительных недостатков.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить валковый измельчитель, с применением которого полностью или в значительной степени устраняются вышеописанные недостатки.

Для решения этой задачи предлагается валковый измельчитель указанного типа, отличающийся тем, что корпус подшипника шарнирного соединения имеет диаметр, превышающий диаметр входящей в него цапфы подшипника, по меньшей мере, на 1 процент.

Этим достигается значительное снижение трения между цапфой и корпусом подшипника шарнирного соединения и, следовательно, снижение тепловыделения в подшипнике и скорости его износа, в сравнении с подшипниками применявшихся до сих пор типов. Это объясняется тем, что цапфа подшипника в корпусе подшипника, прежде всего, вращается - в сочетании с незначительными угловыми смещениями. Кроме того, такое шарнирное соединение может работать без смазки и без защиты уплотнениями от материала, измельчаемого в валковом измельчителе.

В принципе, отношение диаметров цапфы и корпуса подшипника должно выбираться в точности таким, чтобы малые высокочастотные угловые смещения, соответствующие общим изменениям слоя материала на дробильном столе, воспринимались подшипником в процессе его вращения и не вызывали чрезмерно высокого поверхностного давления, которое возрастает ступенчато с увеличением отношения диаметров. Поэтому согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы диаметр корпуса подшипника превышал диаметр входящей в него цапфы подшипника на величину от 1 до 25 процентов, предпочтительно от 5 до 20 процентов.

При изготовлении цапфы подшипника и корпуса подшипника может быть использован один и тот же материал, например сталь. С точки зрения прочностных характеристик и экономичности, это - явное преимущество, позволяющее также достичь в шарнирном соединении согласно изобретению наиболее благоприятных условий по трению.

Краткое описание графических материалов

Ниже настоящее изобретение описывается более подробно со ссылкой на схематические чертежи сопроводительных фигур, на которых представлены:

на фиг.1 схематически показан валковый измельчитель согласно настоящему изобретению, на фиг.2 показана деталь шарнирного соединения согласно изобретению, а на фиг.3 - деталь схемы функционирования шарнирного соединения в процессе работы.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан в разрезе валковый измельчитель 1, включающий горизонтальный дробильный стол 3 и работающий во взаимодействии с ним комплект валков 4, причем эти валки соединены с вертикальным валом 5 и вращаются вокруг него. Валки 4 вращаются вокруг отдельных горизонтальных валковых валов 6, соединенных с вертикальным валом 5 посредством шарнирного соединения 7, которое позволяет валкам 4, вращаясь вокруг вала, свободно смещаться вверх и вниз в плоскости, проходящей через ось 12 валкового вала. Плоскость, в которой движется валок, не обязательно проходит через ось вертикального вала. Для получения небольшого скольжения, или эффекта сдвига, в зоне дробления, валок иногда - или довольно часто - встает чуть косо, это означает, что его ось не всегда пересекается с осью вертикального вала.

Центр вращения шарнирного соединения 7 может располагаться в той же самой горизонтальной плоскости, что и ось 12 валкового вала. Однако в изображенном варианте центр вращения шарнирного соединения 7, если смотреть в вертикальной плоскости, расположен под горизонтальной плоскостью, проходящей через центр масс 8 валка 4, валковый вал 6 и соединенную с ним часть шарнира 7b и показанной на чертеже штрихпунктирной линией, совпадающей, для ясности изображения, с осью 12 валкового вала. Такое расположение вызывает центробежную силу, действующую в процессе работы валкового измельчителя на валок 4, валковый вал 6 и соединенную с ним часть шарнира 7b, создавая момент вращения вокруг шарнира 7 и, следовательно, направленную вниз силу, вносящую свой вклад в создание измельчающего давления валка 4 на дробильный стол 3.

Как видно из фиг.2, шарнирное соединение 7 включает корпус 14 подшипника с входящей в него цапфой 15 подшипника. Согласно настоящему изобретению корпус 14 подшипника имеет диаметр, превышающий диаметр входящей в него цапфы 15 подшипника, по меньшей мере, на 1 процент, чем достигается значительное снижение трения между цапфой 15 и корпусом 14 подшипника шарнирного соединения и, следовательно, снижение тепловыделения в подшипнике и скорости его износа, в сравнении с подшипниками применявшихся до сих пор типов, при условии, что цапфа 15 подшипника в корпусе 14 подшипника, прежде всего, вращается - в сочетании с незначительными угловыми смещениями.

Для того, чтобы малые высокочастотные угловые смещения, соответствующие общим изменениям слоя материала на дробильном столе, оптимальным образом воспринимались подшипником в процессе его вращения и не вызывали чрезмерно высокого поверхностного давления, корпус 14 подшипника должен иметь диаметр, превышающий диаметр цапфы 15 подшипника на величину от 1 до 25 процентов, предпочтительно от 5 до 20 процентов.

Как видно из фиг.3, точка контакта корпуса 14 и цапфы 15 подшипника перемещается из точки А в точку В, когда центр С₀ цапфы 15 подшипника, вращаясь по часовой стрелке, переходит в точку C₁, что имеет место, когда валок 4 перекатывается через точку возвышения слоя материала на дробильном столе 3.

В нейтральном положении, определяемом точками А и С₀, сила реакции F направлена по вектору нормали к касательной плоскости в точке А. Когда цапфа 15 подшипника перемещается в точку C₁, сила реакции F складывается из двух составляющих, именно: нормальной силы F_N и силы трения F_t. Максимальная величина силы трения F_t=F_N×µ_s, где µ_s - это статический коэффициент трения, примерное значение которого для «стали по стали» принимается равным 0,3. Если указанная величина F_t превышена, цапфа 15 подшипника соскальзывает назад в точку А, занимая новое нейтральное положение для движения валка, соответствующее повышенному слою материала на дробильном столе 3.

1. Валковый измельчитель (1) для измельчения сыпучего материала, например цементного сырья, цементного клинкера и аналогичных материалов, содержащий по существу горизонтальный дробильный стол (3) и комплект валков, вращающихся вокруг вертикального вала (5), причем указанный комплект валков включает ряд валков (4), вращающихся вокруг соответствующих валковых валов (6), соединенных с вертикальным валом (5) посредством шарнирного соединения (7), которое включает корпус (14) подшипника с входящей в него цапфой (15) подшипника, при этом указанное шарнирное соединение (7) допускает свободное аркообразное движение валка (4) со смещением вверх и вниз в плоскости, проходящей через ось (12) валкового вала, а указанный комплект валков (4) выполнен с возможностью работы во взаимодействии с дробильным столом (3), отличающийся тем, что корпус (14) подшипника шарнирного соединения (7) имеет диаметр, превышающий диаметр входящей в него цапфы (15) подшипника, по меньшей мере, на 1%.

2. Валковый измельчитель по п.1, отличающийся тем, что корпус (14) подшипника имеет диаметр, превышающий диаметр входящей в него цапфы (15) подшипника на величину от 1 до 25°.

3. Валковый измельчитель по п.1, отличающийся тем, что корпус (14) подшипника имеет диаметр, превышающий диаметр входящей в него цапфы (15) подшипника на величину от 5 до 20°.

4. Валковый измельчитель по п.1, отличающийся тем, что корпус (14) подшипника и цапфа (15) подшипника изготовлены из одного и того же материала.

5. Валковый измельчитель по п.4, отличающийся тем, что корпус (14) подшипника и цапфа (15) подшипника изготовлены из стали.