RU2426594C1

RU2426594C1 - Валковый измельчитель для измельчения материала в виде частиц

Info

Publication number: RU2426594C1
Application number: RU2010102008/21A
Authority: RU
Inventors: Александр ХЕЛЬМ (DK); Александр Хельм; Расмус Транберг НИССЕН (DK); Расмус Транберг НИССЕН
Original assignee: Флшмидт А/С
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2011-08-20

Abstract

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.

Description

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.

Claims

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.