RU2848035C1 - Мельница с фрикционным многодвигательным приводом - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройствам для измельчения руды и других материалов и может найти применение, например, в горнодобывающей, цементной, энергетической, металлургической, известковой, фарфоровой и химической промышленности. Мельница с фрикционным многодвигательным приводом содержит стойки (6), опорно-приводные узлы (4), представляющие собой двуплечие рычаги, выполненные, например, в виде двух дистанционно расположенных пластин (21), в которых по существу симметрично оси качания установлена пара опорно-приводных роликов (26), приводимых во вращение электродвигателями (11), ободья (3) преимущественно цилиндрической формы, жестко связанные, например, с торцовыми крышками (2) барабана (1) и контактирующие с опорно-приводными роликами (26). Преимущественно по краям пластин (21) установлены ролики (31) с возможностью контакта с торцами обода (3). Обод (3) выполнен в виде секторов с элементами крепления (16) к торцовым крышкам (2) барабана (1), например, с помощью двух стяжек (14), имеющих конический участок, контактирующий с кольцевым коническим участком, выполненным на торцовых крышках (2) барабана (1), стянутых болтами (15). Стык секторов обода (3) выполнен под углом 5…15 градусов к оси обода (3). Торцовая крышка (2) барабана (1) выполнена из секторов, связанных между собой преимущественно клиновыми стяжками (17). В мельнице обеспечивается самоустановка опорно-приводных узлов (4) относительно обода (1), что, в частности, позволяет снизить потери на трение и увеличить ресурс работы мельницы. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для измельчения руды и других материалов и может найти применение, например, в горнодобывающей, цементной, энергетической, металлургической, известковой и фарфоровой промышленности, а также в химической промышленности. Кроме этого, предлагаемое техническое решение может применяться, например, для цементных печей, галтовочных барабанов, сушильных барабанов и т.д.

В принципе такие мельницы работают по двум различным системам. В случае так называемых шейковых мельниц, в которых корпус мельницы опирается на опорные подшипники, состоящие из роликовых подшипников или подшипников скольжения, мельница приводится во вращение двигателями, которые через шестерни и муфты передают необходимую мощность на корпус мельницы посредством зубчатых передач и зубчатых колец, расположенных снаружи корпуса мельницы. В случае установки барабана на роликах он вращается с помощью двигателей, которые приводят в движение ролики, которые передают необходимую мощность на корпус мельницы посредством фрикционного привода. В этом последнем случае ролики действуют как средство поддержки мельницы и средство привода мельницы.

Также доступны гибридные формы двух основных групп мельниц, например мельницы, которые приводятся в движение зубчатыми передачами и которые опираются на не приводные ролики, и трубчатые мельницы, которые, как описано в EP 0500509, содержат не приводные ролики и центральный двигатель.

Аналогом к заявленному техническому решению является патент на изобретение US 3818777 A «Опоры для барабанов большого диаметра и приводные средства для вращения барабанов», содержащий беговые ленты (ободы), включающий в себя по меньшей мере одну опору и приводное устройство, состоящее из комбинации: опорного ролика с цилиндрической поверхностью, контактирующей с лентой, удерживаемого устройством для самоцентрирования оси указанного ролика с осью ленты; по меньшей мере, одно зубчатое кольцо, соосное указанному ролику; средства привода; устройство для передачи движения зубчатому кольцу, по меньшей мере, с одним приводным органом, приводимым в действие указанным приводным средством, находящимся в зацеплении с зубчатым кольцом. Недостатком данной конструкции является наличие гидродвигателя, который требует использование гидравлической станции, наличие зубчатого зацепления усложняет конструкцию и уменьшает рабочий ресурс, а соотношение ширины ролика к его диаметру значительно меньше полутора, требует использование механизма самоцентрирования оси ролика с осью ленты.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является патент на изобретение RU 2830697 C1 «Мельница с фрикционным многодвигательным приводом», содержащая цилиндрические ободья, жестко связанные, например, с барабаном, опорно-приводные ролики, установленные с двух сторон по крайней мере от одного цилиндрического обода, приводимые во вращение электродвигателями, расположенными соосно опорно-приводным роликам, по крайней мере на двух стойках, связанных, например, со стальной рамой фундамента мельницы, установленные с возможностью качания: опорно-приводные узлы, представляющие собой двуплечие рычаги, выполненные, например, в виде двух дистанционно расположенных пластин, в которых, по существу, симметрично оси качания установлена пара опорно-приводных роликов, или дополнительные двуплечие рычаги, уже в которых с возможностью качания установлены по два опорно-приводных узла, или дополнительные двуплечие рычаги, уже в которых с возможностью качания установлены по два упомянутых выше дополнительных двуплечих рычага, в которых установлены по два опорно-приводных узла, образуя тем самым опору фрикционного многодвигательного привода, содержащую один, или два, или четыре опорно-приводных узла. Причем в центре опорно-приводного ролика выполнен, по существу, цилиндрический участок, поверхность которого контактирует с цилиндрической поверхностью обода, причем цилиндрический участок ограничен коническими буртами, выступающими из пластин и ограничивающими осевое перемещение обода, причем наружный диаметр бурта, по существу, равен наружному диаметру сферического двухрядного роликового подшипника качения и в бурте выполнена канавка под сальник, а по краям опорно-приводного ролика выполнены цилиндры, диаметр которых равен внутреннему диаметру сферического двухрядного роликового подшипника качения, которые удерживают сам опорно-приводной ролик от осевого перемещения, а сами подшипники от осевого перемещения удерживаются, например, выступами, выполненными в отверстиях пластин. Основным недостатком конструкции является наличие трения скольжения обода по коническим буртам, выполненным на опорно-приводных роликах, что сокращает их срок службы и увеличивает потери мощности на трение, как и у колес железнодорожных вагонов, которые списываются при утонении реборды до 20 мм. Также выполнение обода, соединенного с диском с помощью сварки, ограничивает выбор материала обода, поскольку он должен иметь хорошую свариваемость.

Технической задачей предлагаемого технического решения является устранение вышеуказанных недостатков, повышение ресурса мельницы, а также повышение ремонтопригодности.

Техническая задача решается тем, что мельница с фрикционным многодвигательным приводом, содержащая стойки, опорно-приводные узлы, представляющие собой двуплечие рычаги, выполненные, например, в виде двух дистанционно расположенных пластин, в которых по существу симметрично оси качания установлена пара опорно-приводных роликов, приводимых во вращение электродвигателями, ободья преимущественно цилиндрической формы, жестко связанные, например, с торцовыми крышками барабана, и контактирующие с опорно-приводными роликами, причем преимущественно по краям пластин установлены ролики с возможностью контакта с торцами обода. Таким образом обеспечивается самоустановка опорно-приводных узлов относительно обода, что позволяет снизить потери на трение и увеличить ресурс работы мельницы.

Обод выполнен в виде секторов с элементами крепления к торцовым крышкам барабана, например, с помощью двух стяжек, имеющих конический участок, контактирующий с кольцевым коническим участком, выполненным на торцовых крышках барабана, стянутых болтами. Такое конструктивное решение обеспечивает ремонтопригодность, т.е. обод может быть заменен непосредственно у потребителя, а также увеличивает выбор материала, обеспечивающего максимальную износостойкость после термообработки, поскольку механическое крепление обода исключает сварку.

Стык секторов обода выполнен под углом 5…15 градусов к оси обода. Таким образом уменьшается шум работы мельницы и продлевается ресурс. Минимальный угол 5 градусов выбирается из условия максимально допустимой потери линии контакта опорно-приводного ролика с ободом при переходе с одного сектора обода на другой, а максимальный угол 15 градусов ограничен дополнительным расходом материала при изготовлении обода не из кольца, а поэлементно на обрабатывающих центрах.

Ролики установлены на подшипниках качения в обойме, жестко связанной с пластиной опорно-приводного узла, причем зацеп, выполненный на корпусе, контактирует с поверхностью пластины со стороны обода, а разность выступания роликов за поверхность пластины со стороны обода не более 0,3 мм, и расстояние между роликами и ободом составляет 0,5…3 мм. Такое конструктивное решение сокращает разброс допусков на выступание роликов за поверхность пластины не более 0,3 мм, обеспечивая минимальную непараллельность оси опорно-приводного ролика с осью обода, что сокращает потери на трение. Равномерность выступания роликов за внутреннюю поверхность пластин опорно-приводных узлов и расстояния между роликами регулируется постановкой металлических прокладок между внутренней поверхностью пластин и зацепом, выполненном на корпусе ролика. Превышение расстояния между роликами ширины обода на 0,5 мм обеспечивает сборку мельницы, а максимальное расстояние 3 мм ограничивает максимальный угол поворота опорно-приводного узла относительно оси обода.

Стыки между секторами обода составляют 0,5…2 мм. Причем минимальный размер 0,5 мм определяется разностью температурного расширения обода и торцовой крышки барабана, а максимальное 2 мм - предельными допусками, необходимыми для изготовления секторов обода.

Преимущественно по центру сектора обода выполнено отверстие под штифт, связанный с торцовой крышкой барабана. Эта мера может быть применена при появлении сдвига секторов обода относительно торцовой крышки барабана в эксплуатации.

Торцовая крышка барабана выполнена из секторов, связанных между собой преимущественно клиновыми стяжками. Разделение торцовых крышек барабана на сектора у мельниц большого диаметра требуется из условий их транспортировки, а соединение с помощью клиновых стяжек исключает необходимость их сварки.

Более подробно изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображена мельница в изометрии без части ограждения и со снятым сектором обода;

на фиг. 2 изображен вид спереди на стойку в составе мельницы;

на фиг. 3 изображен разрез обода с деталями его крепления;

на фиг. 4 изображен разрез торцовых крышек барабана по стяжкам;

на фиг. 5 изображен вид снизу на опорно-приводной узел в составе мельницы;

на фиг. 6 изображена изометрия опорно-приводного узла;

На фиг. 1 изображена мельница, содержащая барабан 1, торцовые крышки 2 (фиг. 1-4) барабана 1 (фиг. 1), ободья 3 (фиг. 1, 2, 3, 5), состоящие из секторов, которые опираются на опорно-приводные узлы 4 (фиг. 1, 2, 5, 6), установленные на рычагах 5 (фиг. 1, 2, 5) с возможностью качания, а сами рычаги 5 также с возможностью качания установлены на стойках 6, связанных между собой поперечными 7 (фиг. 1,2) и продольными 8 (фиг. 1) плитами. На торцовых крышках 2 (фиг. 1-4) барабана 1 (фиг. 1) установлены разгрузочный 9 и загрузочный (на фиг. не показано) патрубки, а также ограждения 10 для защиты электродвигателей 11 (фиг. 1, 2, 5, 6). Герметизирующие пластины 12 (фиг. 1), установленные между секциями ограждения 10, выступают за поверхность ограждения 10 и являются лопастями, создающими поток воздуха для охлаждения электродвигателей 11 (фиг. 1, 2, 5, 6). Для защиты обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5) установлено ограждение 13 (фиг. 1).

Сектора обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5) притягиваются к наружному диаметру торцовых крышек 2 (фиг. 1-4) барабана 1 (фиг. 1) с помощью стяжек 14 (фиг. 2, 3) и болтов 15, для чего на секторах обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5) выполнены элементы крепления 16 (фиг. 3), например, в виде цилиндрических кольцевых выступов, а на торцовых крышках 2 (фиг. 1-4) барабана 1 (фиг. 1) выполнены кольцевые расточки, содержащие конус, благодаря которому при затяжке болтов 15 (фиг. 2, 3) стяжка 14, имеющая также конус, притягивает сегменты обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5) к наружному диаметру торцовых крышек 2 (фиг. 1-4) барабана 1 (фиг. 1). Сами торцовые крышки 2 (фиг. 1-4) выполнены из секторов и стянуты между собой клиновыми стяжками 17 (фиг. 1, 2, 4) с помощью болтов 18 (фиг. 4), для чего в клиновых стяжках 17 (фиг. 1, 2, 4) выполнены канавки 19 (фиг. 4) с наклонными стенками, а на стенках торцовых крышек 2 (фиг. 1-4) выполнены ответные выступы 20 (фиг. 4). Стыки секторов обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5) выполнены под углом 5…15 градусов для уменьшения шума мельницы и износа обода 3.

Опорно-приводной узел 4 (фиг. 1, 2, 5, 6) выполнен в виде двух пластин 21 (фиг. 5, 6), стянутых винтами 22 (фиг. 5) и 23 через цилиндрические распорки 24 (фиг. 5, 6) и призматическую распорку 25 соответственно. После выставления перпендикулярности опорно-приводных роликов 26 к внутренней поверхности пластин 21 за счет относительного смещения пластин 21 и окончательной затяжки винтов 22 (фиг. 5) и 23, отверстия под штифты 27 дорабатываются разверткой и в них запрессовываются штифты 27, фиксируя установленную перпендикулярность опорно-приводных роликов 26 (фиг. 5, 6) к внутренней поверхности пластин 21 в продольном направлении, сохраняя некоторую податливость в перпендикулярном направлении, позволяя опорно-приводным роликам 26 установиться по ободу 3 (фиг. 1, 2, 3, 5). В осевом направлении опорно-приводные ролики 4 (фиг. 1, 2, 6) ограничены фланцами 28 (фиг. 5), закрепленными на торцах опорно-приводных роликов 26 (фиг. 5, 6) винтами 29 (фиг. 5) через двухрядные сферические подшипники 30, перемещение наружных колец которых ограничено дном расточек, выполненных в пластинах 21 (фиг. 5, 6).

По краям пластин 21 установлены ролики 31, ось вращения которых пересекается с осью вращения барабана 1 (фиг. 1). Ролики 31 (фиг. 5, 6) установлены, например, на двух подшипниках качения на оси 32, закрепленной в корпусе 33 пружинным кольцом 34 (фиг. 5). На корпусах 33 (фиг. 5, 6) выполнены зацепы 35, упирающиеся во внутренние поверхности пластин 21, обеспечивая точное выступание роликов 31 относительно внутренней поверхности пластин 21 опорно-приводных узлов 4 (фиг. 1, 2, 5, 6), которое также определяет максимальный возможный зазор между роликами 31 (фиг. 5,6) и ободом 3 (фиг. 1, 2, 3, 5), а значит и максимальный угол поворота опорно-приводного узла 4 (фиг. 1, 2, 5, 6) относительно обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5).

Монтаж мельницы начинается с соединения стоек 6 (фиг. 1, 2) в сборе между собой поперечными 7 и продольными 8 (фиг. 1) плитами с помощью штифтов и винтов (на фиг. не показано). Поскольку координаты отверстия под подшипник качания в стойках 6 (фиг. 1, 2, 5) заданы от задней стенки и от верха стойки 6, то положение стоек 6 по высоте устанавливается с помощью резьбовых домкратов, устанавливаемых под нижнюю плиту стоек 6, и проверяется с помощью лазерного уровня, установленного на верхнем торце одной из стоек 6 и линеек на верхних торцах остальных стоек 6. Вертикальность задней части и боковых стенок стоек 6 устанавливается теми же домкратами и проверяется с помощью уровня. Далее на опорно-приводные ролики 26 (фиг. 5, 6) устанавливается половина торцовой крышки 2 (фиг. 1-4) барабана 1 (фиг. 1), на которую предварительно установлены сектора обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5), кроме двух секторов, служащих для дополнительного соединения половин торцовой крышки 2 (фиг. 1-4) барабана 1 (фиг. 1). Между половинками торцовых крышек 2 (фиг. 1-4) опускается барабан 1 (фиг. 1) и предварительно фиксируется болтами. После чего опускаются вторые половины торцовых крышек 2 (фиг. 1-4) и также фиксируются с барабаном 1 (фиг. 1) и между собой клиновыми стяжками 17 (фиг. 1, 2, 4). Затем по бокам устанавливаются недостающие два сектора обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5) и закрепляются стяжками 14 (фиг. 2, 3) с помощью болтов 15. После окончательной протяжки болтов, установки ограждений 10 (фиг. 1) и 13 и подключения к электросети мельница готова к работе.

Мельница работает следующим образом. При прямом пуске мельницы напряжение подается на один из двух электродвигателей 11 (фиг. 1, 2, 5, 6) на каждом опорно-приводном ролике 26 (фиг. 5, 6). Поскольку на электродвигателях мощностью до 200 кВт пусковой момент составляет более 2 номинальных, то пускового момента достаточно для поворота и разгона барабана 1 (фиг. 1) почти до номинальной скорости. При этом пусковой ток от половины электродвигателей 11 (фиг. 1, 2, 5, 6) нагрузит питающую сеть в 2 раза меньше, чем при пуске одновременно всех электродвигателей 11 и всего в 3 раза превосходит номинальный ток. При приближении к номинальной скорости вращения барабана 1 (фиг. 1) поэтапно запускаются остальные электродвигатели 11 (фиг. 1, 2, 5, 6). При этом скачок тока в питающей сети будет незначительным. Прямой пуск мельницы с определенного положения барабана 1 (фиг. 1), т. е. когда мелющие тела и руда смещены в противоположную сторону вращения, то прямой пуск мельницы включением также по одному электродвигателю 11 (фиг. 1, 2, 5, 6) на каждый опорно-приводной ролик 26 (фиг. 5, 6) и одновременному отключению электромагнитных тормозов у всех электродвигателей 11 (фиг. 1, 2, 5, 6) позволяет запустить мельницу при превышении пускового тока в питающей сети в 1,74 раза, что вполне допустимо.

В начальный момент времени опорно-приводные узлы 4 (фиг. 1, 2, 5, 6) повернуты относительно обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5) на произвольные углы в пределах зазора между ободом 3 и роликами 31 (фиг. 5, 6), из-за чего при вращении обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5) опорно-приводные ролики 26 (фиг. 5, 6) начинают смещаться вдоль своей оси до момента упора через фланец 28 (фиг. 5) и двухрядные сферические подшипники 30 в дно расточки пластины 21 (фиг. 5, 6) и через ролики 31 в торцевую поверхность обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5). Вследствие того, что опорно-приводные ролики 26 (фиг. 5, 6) установлены в опорно-приводном узле 4 (фиг. 1, 2, 5, 6) параллельно, то они смещаются в одну сторону пока оба ролика 31 (фиг. 5, 6) одной из пластин 21 не упрутся в торцевую поверхность обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5). Таким образом происходит самоустановка опорно-приводного узла 4 (1, 2, 5, 6) параллельно торцу обода 3 (фиг. 1, 2, 3, 5).

Через загрузочное устройство непрерывно подаётся руда и вода, а, например, через бутару выходят продукты измельчения. При первой загрузке мельницы точно определяется вес мелющих тел, руды и воды и фиксируются величины прогиба рычагов 5 (фиг. 1, 2, 5) и в дальнейшем при отклонении этой величины в большую или меньшую сторону определяется перегруз или недогруз мельницы.

Claims (8)

1. Мельница с фрикционным многодвигательным приводом, содержащая стойки (6), опорно-приводные узлы (4), представляющие собой двуплечие рычаги, выполненные, например, в виде двух дистанционно расположенных пластин (21), в которых по существу симметрично оси качания установлена пара опорно-приводных роликов (26), приводимых во вращение электродвигателями (11), ободья (3) преимущественно цилиндрической формы, жестко связанные, например, с торцовыми крышками (2) барабана (1) и контактирующие с опорно-приводными роликами (26), отличающаяся тем, что преимущественно по краям пластин (21) установлены ролики (31) с возможностью контакта с торцами обода (3).

2. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что обод (3) выполнен в виде секторов с элементами крепления (16) к торцовым крышкам (2) барабана (1), например, с помощью двух стяжек (14), имеющих конический участок, контактирующий с кольцевым коническим участком, выполненным на торцовых крышках (2) барабана (1), стянутых болтами (15).

3. Мельница по п.2, отличающаяся тем, что стык секторов обода (3) выполнен под углом 5…15 градусов к оси обода (3).

4. Мельница по п.2, отличающаяся тем, что ролики (31) установлены на подшипниках качения в корпусе (33), жестко связанном с пластиной (21) опорно-приводного узла (4), причем зацеп (35), выполненный на корпусе (33), контактирует с поверхностью пластины (21) со стороны обода (3).

5. Мельница по пп.1 и 4, отличающаяся тем, что разность выступания роликов (31) за поверхность пластины (21) со стороны обода (3) не более 0,3 мм, а расстояние между роликами (31) и ободом (3) составляет 0,5…3 мм.

6. Мельница по п.2, отличающаяся тем, что стыки между секторами обода (3) составляют 0,5…2 мм.

7. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что преимущественно по центру сектора обода (3) выполнено отверстие под штифт, связанный с торцовой крышкой (2) барабана (1).

8. Мельница по п.1, отличающаяся тем, что торцовая крышка (2) барабана (1) выполнена из секторов, связанных между собой преимущественно клиновыми стяжками (17).