CN1381303A - 硬轴承乳化器的搅拌头 - Google Patents
硬轴承乳化器的搅拌头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1381303A CN1381303A CN 01112666 CN01112666A CN1381303A CN 1381303 A CN1381303 A CN 1381303A CN 01112666 CN01112666 CN 01112666 CN 01112666 A CN01112666 A CN 01112666A CN 1381303 A CN1381303 A CN 1381303A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bearing
- rotating shaft
- axle journal
- slotted eye
- hardness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
本发明涉及一种硬轴承乳化器的搅拌头,它包括由转轴和轴承组成的滑动轴承和轴承座。轴承的侧面沿轴线方向设有一条以上槽孔。轴承座上设有其中一端与轴承槽孔相通、其中另一端与工作介质相通的斜向设置的槽孔,附着在轴承内壁及间隙中的物料由轴承槽孔经过轴承座槽孔输入到工作介质中,以减少堵塞并增加润滑与缓冲作用。本发明的转轴轴颈和轴承采用硬质材料,转轴轴颈材料硬度比轴承材料硬度高,既有润滑作用又能得到缓冲,解决了由物料堵塞而造成转轴被咬死的难题。
Description
本发明涉及搅拌与乳化设备，特别涉及一种用于食品、化工行业的硬轴承乳化器上的搅拌头。
混合乳化机由机架和搅拌头两大部分组成，其中搅拌头部分由高速转动的转子和定子组成。在电动机的驱动下，高速旋转的转子将物料从容器底部吸入转子区，并承受强烈的混合作用，物料被迫经过精密配合的定子与转子的间隙后，从定子孔中甩出。搅拌头承受剧烈的机械及液力的剪切作用，将颗粒撕裂和粉碎，与此同时，新的物料被吸进转子中心，由此完成一个循环。
目前使用的搅拌头，其转轴和轴承基本上采用滑动轴承的结构和材料，轴承结构是侧面连续的空心圆柱体，由聚四氟乙烯或青铜等耐磨润滑型材料制造，转轴则由耐腐蚀的不锈钢材料如1Cr18Ni9Ti材料制造。
在现有的搅拌头结构中，轴承结构的侧面都是连续性的，虽然有些非液体下工作的滑动轴承的轴衬上开有凹槽，用以存储润滑油，但此种凹槽并不破坏轴承侧面的连续性，即凹槽并不穿透轴承侧面，此种结构对在液下工作的搅拌头没有用处，因为搅拌头不能含有润滑油。
目前所用搅拌头的转轴轴颈都没有采用硬质合金材料，倒是一些在非液体工作环境下的滑动轴承的轴承采用此种硬质材料，转轴轴颈渗氮以提高硬度达洛氏硬度HRC60，但是需要润滑油的充分润滑才能有效工作。按滑动轴承的一般原理，转轴轴颈不宜采用硬质合金材料，特别是含有碳化钨颗粒的镍基或钴基硬质合金材料，因为此种材料虽然对自身无损，但是却对轴承起到加速磨损的作用，如果以提高轴承的硬度来削弱这种磨损，则会损伤转轴并加速转轴的疲劳断裂。但是事实上，在液下工作的搅拌头的轴承工作状态存在着如下多种情况：
1、轴承径向负载为零，转轴轴颈与轴承的滑动摩擦力很小；
2、转轴转速很高，当转速达到3000转/分钟时，由于转轴的跳动引起轴颈与轴承的频繁撞击与摩擦，频率可达数万次/分钟；
3、转轴轴颈与轴承之间存在间隙，间隙内充满工作介质(物料)。
当搅拌头中的转轴轴颈由硬质合金材料、轴承也由硬度较高的金属材料制成时，搅拌器转轴轴颈与轴承之间存在着25μm～200μm的间隙，而搅拌器的工作介质终点物料粒度则为0.5μm～20μm，因此在此间隙内积存了大量物料。该间隙中的物料受到转轴高速旋转和挤压的作用，当转轴转速高达3000转/分钟时，线速度达到3米/秒钟，该间隙中远离上下两端的物料液体部分从上下两端甩出了间隙，剩下的固体物料则在发热状态下被烘干，并受到挤压后粘附在轴承上，久而久之，该间隙被物料填满，转轴被咬死，引起电机烧毁。
上面谈到，现有的搅拌头的轴承普遍采用聚四氟乙烯或青铜材料制造，转轴采用硬度较高的材料制造，如1Cr18Ni9Ti材料。搅拌头的滑动轴承的径向负荷为零或很小，但是由于电机转轴存在径向跳动，在高速旋转下，加上转轴轴颈与轴承之间充满粒度为0.5μm～200μm的工作介质物料，类似充满了磨料，转轴轴颈与轴承之间的碰撞与摩擦每分钟达到数万次，再者，转轴轴颈和轴承的硬度又太低，因此两者的使用寿命很短。如果转轴轴颈和轴承都采用高硬度材料制造，轴颈和轴承会因缺乏润滑和缓冲介质而受到剧烈磨损。
针对上述搅拌头所存在的缺点，本发明的目的是提供一种改进的硬轴承乳化器的搅拌头，其转轴轴颈和轴承采用硬质材料，既有润滑作用又能得到缓冲，解决了由物料堵塞而造成转轴被咬死的难题。
本发明的技术解决方案如下：
一种硬轴承乳化器的搅拌头，它包括由转轴和轴承组成的滑动轴承和轴承座，轴承座由支撑杆固定，轴承座通过紧固螺丝与定子相连接，在定子内设置转子，转子上装有转子刀片，所述轴承的侧面沿轴线方向设有一条以上槽孔；所述轴承座上设有其中一端与轴承槽孔相通、其中另一端与工作介质相通的斜向设置的槽孔，附着在轴承内壁及间隙中的物料由轴承槽孔经过轴承座槽孔输入到工作介质中，同时工作介质也经过槽孔进入到间隙中补充失去的工作介质，以增加润滑与缓冲作用；所述转轴由耐腐蚀材料制造，转轴的轴颈采用耐腐蚀硬质合金材料强化，所述轴承由耐腐蚀高硬度金属材料制造，轴承材料硬度大于洛氏硬度HRC30，轴承材料硬度与转轴轴颈材料硬度之比为0.3～1。
本发明的搅拌头采用新的结构设计，不会发生物料堵塞现象，转轴也不会被咬死，转轴轴颈与轴承之间能起到润滑作用和产生缓冲效果。转轴轴颈采用耐腐蚀硬质合金材料强化，轴承则由耐腐蚀高硬度金属材料制造，由此提高了耐磨性，延长了使用寿命。采用本发明的搅拌头可以有效地防止转轴咬死、电机烧毁等现象。
下面结合附图对本实用新型作详细说明。
图1是一种硬轴承乳化器的搅拌头结构示意图。
图2是图1搅拌头中的轴承俯视图。
图3是图1搅拌头中的轴承座结构示意图。
图4是按图3所示的仰视图。
参看图1至图4，一种硬轴承乳化器的搅拌头包括滑动轴承和轴承座1。滑动轴承由转轴2和轴承3组成。轴承座1由支撑杆4固定，轴承座1通过紧固螺丝5与定子6相连接。在定子6内设置转子7，转子7由紧固螺丝12固定，转子7上装有转子刀片8。
轴承3的侧面沿轴线方向设有一条以上槽孔9。轴承槽孔9可以设置成二条或三条长形槽孔。轴承座1上设有斜向设置的槽孔10，该斜置槽孔10的其中一端与轴承槽孔9相通，其中另一端与工作介质相通。附着在轴承3内壁及间隙中的物料由轴承槽孔9经过轴承座槽孔10输入到工作介质中，同时，新的工作介质也经过槽孔进入到间隙中补充失去的工作介质，以增加润滑与缓冲作用。
轴承3固定在轴承座1的轴承孔11内，当电机带动由轴承孔11穿过的转轴2高速旋转时，转子7及转子刀片8随之高速旋转，物料被迫经过转子刀片8与定子6之间的间隙，并承受着剧烈的机械及液力剪切作用，物料从定子6上的定子孔13中甩出。
本发明的搅拌头转轴2由耐腐蚀材料制造，转轴2的轴颈采用耐腐蚀硬质合金材料强化，转轴2轴颈的表面涂覆有镍基自熔合金层或钴基自熔合金层。轴承3由耐腐蚀高硬度金属材料制造，轴承3内表面热喷涂有镍基自熔合金层或钴基自熔合金层。转轴2轴颈材料硬度比轴承3材料硬度高，轴承材料硬度大于洛氏硬度HRC30，轴承3材料硬度与转轴2轴颈材料硬度之比为0.3～1，最佳为0.65～0.75。
例如：转轴用1Cr18Ni9Ti制造，轴颈热喷涂镍基自溶合金层，轴承用STSi15Mo3R高硅耐蚀材料制造。经机械加工至所需尺寸和光洁度要求，测得轴颈HRC64，轴承HRC48。其轴承和轴颈的磨损率见表2之序号7。
又例如；转轴用1Cr18Ni9Ti制造，轴颈热喷涂镍基自溶合金层，轴承用高硅耐蚀材料制造，轴承内表面热喷涂镍基自溶合金层作为轴衬。经机械加工至所需尺寸和光洁度要求，测得轴颈HRC64，轴承HRC48。其轴承和轴颈的磨损率见表2之序号7。
本发明在工作时，电机带动转轴高速旋转，转轴轴颈和轴承间隙中的工作介质随之高速旋转，由于离心力的作用，工作介质从槽孔中甩出，同时槽孔中的工作介质被转轴轴颈卷入到间隙内，甩出的工作介质量与卷入的工作介质量相等，由此在间隙内的工作介质达到动态平衡。此时，附着在轴承内壁上的物料在高速急流的冲刷下也脱落而带出，经过轴承座槽孔输入到工作介质中，由此减少了堵塞的可能性。由于间隙内充满了不断更新的工作介质，这样在转轴轴颈与轴承之间的工作介质就成为一种事实上的润滑剂和缓冲剂，使得转轴轴颈对轴承的磨损大为减小，从而延长了轴承和转轴的使用寿命。
由于物料进入转轴轴颈与轴承之间的间隙并进入轴承槽孔，物料在起润滑与缓冲作用的同时，增加了作为磨料的磨损作用，特别是当物料中含有未溶解的固体物质(如氯化钠颗粒)时，转轴轴颈和轴承的硬度大于物料的硬度则可以达到较好的效果。轴承硬度为转轴轴颈硬度的30％～100％均可。根据工作介质的粘度，其粘度越高，硬度也相应提高。例如轴承采用7Cr17不锈钢材料，硬度为HRC54。
搅拌头转轴可以采用1Cr18Ni9Ti材料制造，转轴轴颈部分经车床粗加工后热喷涂或喷焊镍基自熔合金层，经粗磨、精磨后符合尺寸要求，测量该硬质合金层的硬度为HRC60(HV713)，硬质合金层平均厚度为0.28mm。
本发明列表对比了轴承与转轴轴颈的磨损情况，表1列出现有技术的轴承与转轴轴颈的磨损率，采用的转轴材料为1Cr18Ni9Ti；表2列出本发明的轴承与转轴轴颈的磨损率，转轴轴颈采用热喷焊镍基自熔合金层，硬度为HRC64。由表中可见，本发明的轴承硬度为HRC48，其磨损率为0.74μm/小时，仅为现有技术所用青铜材料ZCuSn5Pb5Zn5磨损率2.78μm/小时的约1/4，转轴轴颈的磨损率为0.21μm/小时，仅为现有技术0.69μm/小时的1/3。
以上数值的实验条件是：40％氯化钠水溶液为工作介质(含固体氯化钠)，转轴转速为3500转/分，运转100小时后，用游标卡尺测量轴承内径和轴颈外径，得出每小时磨损率的平均值。
实现本发明的最好方式是分别提高转轴轴颈和轴承的硬度，轴颈的硬度确定以后，寻求轴承的一个最佳硬度值，也就是对轴颈不会产生明显摩擦损伤的一个最大值。最好使转轴轴颈的硬度达到HRC60(HV713)以上，例如HRC65，轴承硬度与转轴轴颈硬度之比为0.65～0.75时，硬度为HRC40～HRC50，是最佳硬度值。若低于硬度HRC40时，则轴承达不到最大使用寿命；若超过硬度HRC50时，转轴轴颈磨损就会加剧。
表1：
| 轴承材料 | 轴承磨损率(μm/小时) | 转轴轴颈磨损率(μm/小时) |
| 聚四氟乙稀 | 2.08 | 0.43 |
| ZCuSn5Pb5Zn5 | 2.78 | 0.69 |
表2：
| 序号 | 轴承材料 | 硬度 | 轴承磨损率(μm/小时) | 轴颈磨损率(μm/小时) |
| 1 | 聚四氟乙稀 | 3.01 | 0.09 | |
| 2 | ZCuSn5Pb5Zn5 | 2.3 | 0.1 | |
| 3 | 1Cr18Ni9Ti | HB187 | 1.71 | 0.11 |
| 4 | 7Cr17(退火) | HRC26 | 1.2 | 0.12 |
| 5 | 00Cr18Ni5Mo3Si2 | HRC30 | 0.97 | 0.13 |
| 6 | STSi11Cu2CrR | HRC42 | 0.77 | 0.2 |
| 7 | STSi15Mo3R | HRC48 | 0.74 | 0.21 |
| 8 | 7Cr17(淬火) | HRC54 | 0.7 | 0.38 |
| 9 | 11Cr17(淬火) | HRC58 | 0.66 | 0.49 |
| 10 | 热喷涂镍基合金 | HRC65 | 0.53 | 0.53 |
Claims (4)
1.一种硬轴承乳化器的搅拌头，它包括由转轴和轴承组成的滑动轴承和轴承座，轴承座由支撑杆固定，轴承座通过紧固螺丝与定子相连接，在定子内设置转子，转子上装有转子刀片，其特征在于，所述轴承的侧面沿轴线方向设有一条以上槽孔；所述轴承座上设有其中一端与轴承槽孔相通、其中另一端与工作介质相通的斜向设置的槽孔，附着在轴承内壁及间隙中的物料由轴承槽孔经过轴承座槽孔输入到工作介质中，同时工作介质也经过槽孔进入到间隙中补充失去的工作介质，以增加润滑与缓冲作用；所述转轴由耐腐蚀材料制造，转轴的轴颈采用耐腐蚀硬质合金材料强化，所述轴承由耐腐蚀高硬度金属材料制造，轴承材料硬度大于洛氏硬度HRC30，轴承材料硬度与转轴轴颈材料硬度之比为0.3～1。
2.根据权利要求1所述的硬轴承乳化器的搅拌头，其特征在于，所述轴承槽孔设置成二条或三条长形槽孔。
3.根据权利要求1所述的硬轴承乳化器的搅拌头，其特征在于，所述转轴轴颈的表面涂覆有镍基自熔合金层或钴基自熔合金层。
4.根据权利要求1所述的硬轴承乳化器的搅拌头，其特征在于，所述轴承材料硬度与转轴轴颈材料硬度之比为0.65～0.75。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 01112666 CN1204962C (zh) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 硬轴承乳化器的搅拌头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 01112666 CN1204962C (zh) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 硬轴承乳化器的搅拌头 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1381303A true CN1381303A (zh) | 2002-11-27 |
| CN1204962C CN1204962C (zh) | 2005-06-08 |
Family
ID=4659423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 01112666 Expired - Fee Related CN1204962C (zh) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 硬轴承乳化器的搅拌头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1204962C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107519778A (zh) * | 2016-06-20 | 2017-12-29 | 上海弗鲁克科技发展有限公司 | 无菌级口红设备 |
-
2001
- 2001-04-18 CN CN 01112666 patent/CN1204962C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107519778A (zh) * | 2016-06-20 | 2017-12-29 | 上海弗鲁克科技发展有限公司 | 无菌级口红设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1204962C (zh) | 2005-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112513402B (zh) | 多晶金刚石向心轴承 | |
| US10760615B2 (en) | Polycrystalline diamond thrust bearing and element thereof | |
| US10968991B2 (en) | Cam follower with polycrystalline diamond engagement element | |
| US11286985B2 (en) | Polycrystalline diamond bearings for rotating machinery with compliance | |
| AU2006227506B2 (en) | Vibratory milling machine having linear reciprocating motion | |
| Khalid et al. | Wear analysis of centrifugal slurry pump impellers | |
| CN100376327C (zh) | 行星式球磨机 | |
| CN100425849C (zh) | 动压流体轴承装置 | |
| Wong et al. | Frictional characteristics of ceramics under water‐lubricated conditions | |
| Shen et al. | Effect of particle size on tribological properties of rubber/steel seal pairs under contaminated water lubrication conditions | |
| CN1204962C (zh) | 硬轴承乳化器的搅拌头 | |
| EP3966462A1 (en) | Polycrystalline diamond bearings for rotating machinery with compliance | |
| Bonny et al. | Tribological characteristics of WC-Ni and WC-Co cemented carbide in dry reciprocating sliding contact | |
| Krause et al. | The influence of hardness difference on the frictional and wear behaviour of steel/copper alloy pairs in plane sliding friction under mixed friction conditions | |
| CN214118753U (zh) | 一种适于重载条件下工作的滑动轴承 | |
| DE965772C (de) | Aerodynamisches Gleitlager fuer hohe Umdrehungszahlen | |
| CN2597076Y (zh) | 冲击式胶体磨 | |
| CN2897428Y (zh) | 陶瓷刀片式无间隙剪切超细粉碎均质乳化机 | |
| Fedorchenko et al. | Trenie i knos (Friction and Wear). | |
| RU2005889C1 (ru) | Лопастный забойный двигатель | |
| Rao et al. | Experimental investigation on oil whip of flexible rotors | |
| Rao et al. | Performance studies on treated steels as substitutes for conventional bearing materials | |
| RU2114334C1 (ru) | Пара трения | |
| PL244636B1 (pl) | Tarcza hydrauliczna do dynamicznego nagniatania elementów maszyn z regulacją intensywności zgniotu powierzchniowego | |
| Southcombe | Recent researches on friction and lubrication |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |