FR2498478A1

FR2498478A1 - WATER COOLED HOLLOW CYLINDER FOR GRINDING MILL

Info

Publication number: FR2498478A1
Application number: FR8123584A
Authority: FR
Inventors: Horst Glaser; Eckhard Hubner; Georg Schebiella
Original assignee: Nagema VEB
Current assignee: Nagema VEB
Priority date: 1980-12-18
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1982-07-30
Also published as: FR2498478B1; IT8149919A0; DE3144268C2; CH654222A5; DE3144268A1; IT1172157B; DD154330A1

Abstract

The invention relates to the construction and production of a hollow roller with a roller tube made of clear chill casting and with press-fitted axle legs, in particular for roller friction machines for fine-grade comminution of chocolate mass, colour stock and similar highly viscous processing materials. The object of the invention is to provide a fluid-tight connection of the roller tube, which avoids thickenings of the material, to the axle legs, which connection permits a secure interference fit of the axle legs and permits them to be held in spherical roller bearings. According to the invention, there is provision for the roller tube to have at both ends a collar and a phase which bounds the friction length and for the axle legs to be provided with a cylindrical shoulder which is press-fitted into the roller tube, the greatest diameter of the axle legs and the external diameter of the collars of the roller tube being of the same size and forming together a cylindrical surface on which in each case a shrink-fit ring is arranged, the inwardly acting radial forces of which are greater than the outwardly acting forces of the press-fitted axle legs.

Description

La présente invention se rapporte à un cylindre creux pour des laminoirs broyeurs à refroidissement à eau, notamment des laminoirs destinés au broyage fin de matières à base de chocolat, de pâtes de couleur et de matières premières analogues de viscosité élevée, le cylindre étant constitué par un tube cylindrique à paroi mince réalisé en fonte coquillée ou trempée et dans lequel sont engagés à force des éléments latéraux se terminant par des tourillons. The present invention relates to a hollow cylinder for water-cooled milling mills, in particular rolling mills intended for the fine grinding of chocolate-based materials, colored pastes and similar raw materials of high viscosity, the cylinder being constituted by a thin-walled cylindrical tube made of shell or hardened cast iron, into which side elements are forcibly engaged, ending in pins.

Afin d'obtenir une transmîssion des efforts uniformes et un rendement élevé on exige des laminoirs broyeurs de ce type que l'emprise, qui est de quelques microns, pré* sente une très grande précision et ceci malgré des déformations apparaissant par suite de contraintes. Les éléments latéraux et leur liaison avec le cylindre tubulaire sont exposés à de grands efforts de traction et de compression,
Pour cette raison les éléments latéraux sont vissés de fa çon connue au moyen d'un grand nombre de vis extensibles particulières sur des bagues filetées, réalisées sous forme de brides intérieures annulaires et rapportées au cylindre tubulaire lors du montage.Dans ce procédé de fixation des éléments latéraux sur le tube du cylindre, la présence indispensable des brides annulaires est a l'origine de plu! sieurs facteurs défavorables provenant du fait qu'au cours du refroidissement du cylindre en fonte trempée se forment dans la zone des brides annulaires rapportées par coulée, et par suite de l'accumulation différente des masses, des structures de duretés différentes qui, sans procéder à une rectification convexe, ne permettent pas d'obtenir un déplacement régulier de la matière a traiter. Ce procédé de fixation des éléments latéraux au moyen de liaisons par vis exige, de plus, des opérations de fabrication compliquées et nécessite l'utilisation d'un outillage onéreux pour la réalisation des filetages.In order to obtain a transmission of uniform forces and a high efficiency, milling mills of this type are required that the grip, which is a few microns, exhibits very high precision, despite deformations appearing as a result of constraints. The lateral elements and their connection with the tubular cylinder are exposed to great tensile and compressive forces,
For this reason, the lateral elements are screwed in a known manner by means of a large number of specific extensible screws on threaded rings, produced in the form of annular internal flanges and attached to the tubular cylinder during assembly. side elements on the cylinder tube, the indispensable presence of annular flanges is causing more! various unfavorable factors resulting from the fact that during the cooling of the hardened cast iron cylinder, in the region of the annular flanges added by casting, and as a result of the different accumulation of masses, structures of different hardnesses which, without proceeding to convex rectification, do not allow to obtain a regular displacement of the material to be treated. This method of fixing the lateral elements by means of screw connections also requires complicated manufacturing operations and requires the use of expensive tools for producing the threads.

Lorsqu'il s'agit de cylindres broyeurs tubulaires de petites dimensions, il est connu d'emmancher par frettage les parois d'extrémité sur un arbre traversant le cylindre de part en part et de relier à l'arbre les parties contiguës aux parois d'extrémité coniques au moyen de bagues de : tage rapportées. Cependant, cette méthode de fixation n'est pas appropriée, meme SI on ne tient pas compte du prix de revient élevé, pour assurer une liaison so-dei centrée et durable entre le cylindre et I l'arbre. Non seu- lement les vibrations produites pour les pressions mails également les dilatation thermiques provoquent à la la longue un desserrage de la liaison. When it comes to tubular crushing cylinders of small dimensions, it is known to press-fit the end walls on a shaft passing through the cylinder from side to side and to connect to the shaft the parts contiguous to the walls d 'tapered end by means of attached: tage rings. However, this method of fixing is not appropriate, even if the high cost price is not taken into account, to ensure a so-centered and lasting connection between the cylinder and the shaft. Not only the vibrations produced for the mail pressures also the thermal dilations cause in the long run a loosening of the connection.

Dans un autre procédé de fixation connu selon lequel le cylindre tubulaire est également monté sur un arbre coaxial, les deux surfaces formant siège des moyeux présentent des diamètres différents afin de faciliter l'introduction de l'arbre et sa fixation par pression hydraulique,
Cette méthode de fixation nécessite toujours la présence, au niveau des moyeux, de deux bourrelets annulaires qui exercent une influence négative sur l'allure des contraintes internes du cylindre tubulaire de sorte que ce procédé n'est rentable que pour des arbres d'un petit diamètre. In another known fixing method according to which the tubular cylinder is also mounted on a coaxial shaft, the two surfaces forming the seat of the hubs have different diameters in order to facilitate the introduction of the shaft and its fixing by hydraulic pressure,
This method of attachment always requires the presence, at the hubs, of two annular beads which exert a negative influence on the shape of the internal stresses of the tubular cylinder so that this process is only profitable for trees of a small size. diameter.

Il est en outre connu de réaliser, selon les connaissances technologiques récentes, des tubes en fonte trempée et destinés a des rendement élevés en utilisant le procédé de coulée par centrifugation et d'emmancher a force dans le cylindre creux les éléments latéraux formant tourillon, la pression, exercée lors de l'engagement d force, et le serrage obtenu pouvant alors être contrôles avec précision. Afin d'empcher des gonflements indésirables au niveau des moyeux, les éléments latéraux sont également équipés de tubes de diamètre important et réalisés a la presse. Lors de l'utilisation de cette liaison par serrage, des contraintes de contraction se produisent cependant à l'intérieur du cylindre tubulaire et peuvent se répercuter défavorablement sur la capacité de charge. It is also known to produce, according to recent technological knowledge, quenched cast iron tubes intended for high efficiency using the centrifugal casting process and to force-fit into the hollow cylinder the lateral elements forming a trunnion, the pressure, exerted during engagement of force, and the tightening obtained can then be checked with precision. In order to prevent unwanted swelling at the hubs, the lateral elements are also fitted with tubes of large diameter and produced using a press. When using this clamp connection, however, contraction stresses occur inside the tubular cylinder and can adversely affect the load capacity.

La présente invention a pour objet de permettre une augmentation du débit des laminoirs broyeurs grâce a l'utilisation de cylindres tubulaires en fonte trempée ne comportant pas de brides annulaires internes,
L'invention a pour but de créer une liaison étan che aux liquides et eRpEchant des gonflements de matière entre le cylindre tubulaire et les éléments latéraux portant les tourillons, et qui permet de créer une fixation sûre des éléments latéraux et le montage des tourillons de ces derniers dans des paliers a roulement à rouleaux articulés sans que les contraintes résultant du fléchisse- ment du cylindre tubulaire ainsi que la dissipation uniforme de l'énergie thermique produite lors du fonctionnement soient influencées.The object of the present invention is to allow an increase in the throughput of grinding mills through the use of tubular cylinders of hardened cast iron not having internal annular flanges,
The object of the invention is to create a watertight connection to liquids and preventing swelling of material between the tubular cylinder and the lateral elements carrying the pins, and which makes it possible to create a secure fixing of the lateral elements and the mounting of the pins of these the latter in articulated roller bearings without the stresses resulting from the deflection of the tubular cylinder as well as the uniform dissipation of the thermal energy produced during operation being influenced.

Les problèmes exposés ci-dessus sont résolus conformément a l'invention par un cylindre creux qui est ca- ractérisé en ce que le tube du cylindre présente aux deux extrémités un collet et une partie en décolletée délimitant la longueur de la surface de friction, en ce que les éléments latéraux, se terminant par les tourillons, comportent chacun une partie cylindrique réalisée sous forme de surface d'ajustage et emmanchée à force dans le tube du clin* dre et en ce que le plus grand diamètre des éléments latéraux et le diamètre extérieur des collets sont identiques et forment ensemble une surface cylindrique sur laquelle est montée une bague de frettage dont les forces radiales agissant vers l'intér4eur sont supérieures aux forces radiales agissant vers l'extérieur des éléments latéraux em- manchés à force. The problems set out above are solved in accordance with the invention by a hollow cylinder which is characterized in that the cylinder tube has at the two ends a collar and a necked part delimiting the length of the friction surface, in that the lateral elements, ending in the trunnions, each comprise a cylindrical part produced in the form of an adjustment surface and force-fitted into the tube of the clincher and in that the largest diameter of the lateral elements and the diameter The outside of the collars are identical and together form a cylindrical surface on which is mounted a hoop ring whose radial forces acting towards the interior are greater than the radial forces acting towards the outside of the force-fitted side elements.

Selon une variante de l'invention, le diamètre extérieur des bagues de frettage est inférieur au diamètre extérieur du tube du cylindre mais il est identique au diamètre des parties décolletées. According to a variant of the invention, the outside diameter of the hooping rings is smaller than the outside diameter of the cylinder tube but it is identical to the diameter of the turned parts.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, les bagues de frettage présentent une largeur qui est le double de celle des collets du tube du cylindre. According to another characteristic of the invention, the hooping rings have a width which is twice that of the collars of the cylinder tube.

L'objet de l'invention est en outre caractérisé en ce que la longueur des parties cylindriques des éléments latéraux est égale à celle des collets du tube du cylindre. The object of the invention is further characterized in that the length of the cylindrical parts of the side elements is equal to that of the collars of the cylinder tube.

Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, la liaison entre le tube du cylindre et les éléments latéraux se terminant par les tourillons est réalisée pour être étanche aux liquides et aux gaz. According to yet another characteristic of the invention, the connection between the cylinder tube and the side elements ending in the pins is made to be liquid and gas tight.

Par rapport aux cylindres creux connus des laminoirs broyeurs, la fixation suivant l'invention des éléments latéraux formant les tourillons présente notamment l'avantage qu'on crée par suite des forces radiales des contraintes de frettage agissant de façon relativement régulière, des contraintes partielles qui sont réparties uniformément sur la circonférence et qui permettent d'obtenir une meilleure adaptation des cylindres et de ce fait également un effet de transmission améLFré ainsi qu'une augmentation du rendement du laminoir broyeur et une plus grande finesse de la matière traitée. Compared with the known hollow rolls of grinding mills, the fixing according to the invention of the lateral elements forming the trunnions has in particular the advantage which is created as a result of radial forces hoop stresses acting relatively regularly, partial stresses which are distributed uniformly around the circumference and which allow a better adaptation of the rolls and therefore also an improved transmission effect as well as an increase in the yield of the mill mill and greater fineness of the material treated.

Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Various other characteristics of the invention will also emerge from the detailed description which follows.

Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représenté, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. An embodiment of the object of the invention is shown, by way of nonlimiting example, in the accompanying drawing.

La figw 1 est une perspective, partiellement en coupe, d'un cylindre creux dans lequel sont commandés à force les éléments latéraux se terminant par les tourillons et sur lequel sont montées les bagues de frettage. Figw 1 is a perspective, partially in section, of a hollow cylinder in which are force-controlled the side elements ending in the pins and on which are mounted the hooping rings.

La figt 2 est une coupe montrant, en détail et à plus grande échelle, un c6té de la liaison entre le tube du cylindre, la bague de frettage et l'un des éléments latéraux. Figt 2 is a section showing, in detail and on a larger scale, one side of the connection between the cylinder tube, the hoop ring and one of the lateral elements.

Comme cela ressort de la fig. 1, le cylindre creux est constitué par un tube cylindrique 1 et par des élé- ments latéraux 2 reliés a frottement dur au tube cylindrique 1 et se terminant par des tourillons, l'un des éié- ments latéraux présentant un alésage longitudinal 3 permettant l'introduction d'un fluide de refroidissement dans le cylindre creux. Aux deux extrémités le tube 1 du cylindre présente une partie décolletée 4 et un collet 5 ainsi que des surfaces d'assemblage lisses au niveau de sa paroi intérieure.Les parties cylindriques 6 des éléments latéraux 2 emmanchées à force dans le tube 1 du cylindre et présentant des surfaces d'ajustage s'appliquent sans jeu contre les surfaces d'assemblage et forment ainsi avec le'diamètre intérieur du tube 1 un emmanchement serré interne. Sur la surface formée, d'une part, par le diamètre extérieur des collets du tube de cylindre et, d'autre part, par le plus grand diamètre extérieur des éléments latéraux sont montées les bagues de frettage 7 qui assurent ainsi un assemblage serré externe. La fig. 2 montre de façon détaillée que le diamètre extérieur des bagues de frettage 7 lorsqu'elles sont montées est inférieur au diamètre extérieur du tube 1 du cylindre mais qu'il est identique au diamètre des parties décolletées 4 délimitant de façon habituelle la longueur de la surface de friction du cylindre. La largeur des bagues de frettage 7 est calculée de façon qu'elle corresponde au double de la longueur des collets 5 du tube 1 du cylindre. Afin de créer des conditions de charge avantageuses pour le tube du cylindre, les écarts supérieurs des mesures des surfaces d'ajustage par pression intérieures et extérieures sont prévus pour que les contraintes propres des assemblages serrés extérieurs, résultant de 1'emmanchement à force des éléments latéraux et du montage par frettage des bagues, soient supérieures aux contraintes propres des assemblages serrés intérieurs. As shown in fig. 1, the hollow cylinder is constituted by a cylindrical tube 1 and by lateral elements 2 connected with hard friction to the cylindrical tube 1 and ending in trunnions, one of the lateral elements having a longitudinal bore 3 allowing the introduction of a cooling fluid into the hollow cylinder. At both ends, the tube 1 of the cylinder has a low-cut part 4 and a collar 5 as well as smooth assembly surfaces at the level of its inner wall. The cylindrical parts 6 of the lateral elements 2 force-fitted into the tube 1 of the cylinder and having adjustment surfaces are applied without play against the assembly surfaces and thus form with the inner diameter of the tube 1 an internal tight fitting. On the surface formed, on the one hand, by the outside diameter of the collars of the cylinder tube and, on the other hand, by the largest outside diameter of the lateral elements are mounted the hooping rings 7 which thus ensure an external tight assembly . Fig. 2 shows in detail that the outside diameter of the hooping rings 7 when they are mounted is less than the outside diameter of the tube 1 of the cylinder but that it is identical to the diameter of the turned parts 4 usually delimiting the length of the surface friction of the cylinder. The width of the hooping rings 7 is calculated so that it corresponds to twice the length of the collars 5 of the tube 1 of the cylinder. In order to create advantageous loading conditions for the cylinder tube, the upper deviations of the measurements of the internal and external pressure adjustment surfaces are provided so that the inherent stresses of the external tight assemblies, resulting from the force fitting of the elements lateral and shrink fitting of the rings, are greater than the specific stresses of the tight internal assemblies.

Les assemblages serrés internes présentent la meme longueur que les collets du tube 1 du cylindre ce qui permet d'obtenir un bon appui pour le tube 1. The internal tight assemblies have the same length as the collars of the tube 1 of the cylinder, which makes it possible to obtain good support for the tube 1.

Claims

I - Hollow cylinder for water-cooled mill rolling mills constituted by a cylindrical tube in which side elements are terminated by force, ending in trunnions, characterized in that the cylinder tube (1) has a collar at both ends ( 5) and a necked vn part (4) delimiting the length of the friction surface, in that the lateral elements (2), ending in the pins, each comprise a cylindrical part (6) produced in the form of a surface adjustment and press fit into the cylinder tube (1) and the larger diameter of the side elements (2) and the outer diameter of the collars (5) are identical and together form a cylindrical surface on which is mounted a hoop ring (7), the radial forces of which slide inwards are greater than the radial forces acting towards the outside of the force-fitted side elements.

2 - Hollow cylinder according to claim 1 characterized in that the outside diameter of the hooping rings (7) is less than the outside diameter of the tube (1) of the cylinder but it is identical to the diameter of the low-profile parcels (4).

3 v hollow cylinder according to one of claims 1 and 2, characterized in that the hooping rings (7) have a width which is twice that of the collars (5) of the tube (1) drl cylinder,

4 - Hollow cylinder according to one of claims 1 to 3, characterized in that the length of the cylindrical parts (6) of the lateral elements (2) is equal to that of the collars (5) of the tube 11) of the cylinder,

5 - Hollow cylinder according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connection between the tube 11) of the cylinder and the side elements (2) ending in the pins is made for 8ere tight to liquids and gas,