SU1726017A1 - Валкова дробилка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  измельчени  различных, преимущественно хрупких материалов и может найти применени  на предпри ти х строительной , пищевой и других отраслей промышленности . Цель изобретени  - повышение , а ( производительности и улучшени  качества продукта дроблени . Валкова  дробилка содержит вращающиес  навстречу друг другу многогранные валки 2, приводные эксцентриковые валы 8, корпус 1 и привод. Многогранные валки установлены с возможностью вращени  на эксцентрике-водиле 7 приводного эксцентрикового вала. Внешний контур валков выполнен совпадающим с внутренней огибающей семейства эпитрохоид , описанного точками, принадлежэши- ми траектории движени  вершин этого контура. Валки соединены с приводным двигателем через планетарный редуктор, коронное зубчатое колесо 10 которого неподвижно закреплено на корпусе 1. Сателлит 11 жестко и соосно св зан с валком 2. Передаточное отношение планетарного редуктора от водила к сателлиту приведено в тексте описани . 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  измельчени  различных, преимущественно хрупких материалов и может найти применение на предпри ти х строительной , пищевой и других отраслей промышленности .

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и улучшение качества готового продукта.

На фиг. 1 изображена дробилка, вид сверху; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - образование гипотрохоид; на фиг. 5 и 6 -образование внутренних и внешних огибающих семейства эпитрохоид; на фиг. 7-9 - варианты положени  валков при дроблении,

Валкова  дробилка содержит корпус 1. на котором установлены два многогранных валка 2, состо щих из бондажа 3 и ступицы 4, и привод, включающий электродвигатель 5 и клиноременную передачу 6. Валки 2 установлены с возможностью вращени  на эксцентриках-водилах 7 приводных эксцентриковых валов 8. Валы 8 кинематически св заны между собой зубчатыми колесами 9, обеспечивающими их встречное синхронное аращение.

Кинематическа  св зь каждого из валков 2 с приводом содержит планетарный редуктор, коронное зубчатое колесо 10 которого с внутренними зубь ми жестко закреплено на корпусе 1, а сателлит 11 жестко и соосно св зан с валком 2. Водило выполнено в виде эксцентрика 7 и приводного эксцентрикового вала 8.

Передаточное отношение планетарного редуктора от водила к сателлиту равно , со

(ik

- - к z, где WH углова  скорость водила; (DC - углова  скорость сателлита: г число вершин валка; k - отрицательный коэффициент пропорциональности.

Приводные валы 8 оснащены противовесами 12.

Внешний контур поперечного сечени  каждого из валкое 2 представл ет собой равносторонний многоугольник 13, совпадающий с внутренней огибающей семейства эпитрохоид, описанного точками, принадлежащими траектории 14 движени  вершин многоугольника 13.

Траекторией движени  всех вершин равностороннего многоугольника  вл етс  одна и та же плоска  крива  - гипотрохоида (гипоциклоида) 14. Она описываетс  производ щей точкой и, жестко св занной с производ щей окружностью 15 радиуса г, котора  катитс  внутри и без скольжени  по неподвижной направл ющей окружности 16 радиуса R (фиг. 3 и 4).

Эпитрохоида (эпициклоида) - это плоска  крива  14, описываема  производ щей точкой N, жестко св занной с производ щей окружностью 15 радиуса R. котора  об- катываетс  снаружи и без скольжени  по неподвижной направл ющей окружности 16 радиуса R (фиг. 5 и 6).

В устройстве образование гипо- и эпитрохоид реализуетс  с помощью планетар- 0 ного редуктора. Образование гипотрохоиды св зано с обкатыванием сателлитом 11 с радиусом делительной окружности г неподвижного коронного колеса 10 с радиусом делительной окружности R. Образование 5 эпитрохоиды св зано с обкатыванием колесом внутреннего зацеплени  неподвижной шестерни внешнего зацеплени .

Форма и количество ветвей гипотрохоиды завис т от величины производ щей з и 0 угла в (а - рассто ние от центра производ щей окружности до производ щей точки) и от соотношени  радиусов R и г.

Если Риг относ тс  как целые числа, отличающиес  на единицу, например R/r

, 4/3, 5/4 и т.д., то кажда  из

соответствующих гипотрохоид есть замкнута  плоска  крива , у которой z4 1 конгруен- тных ветвей и столько же вершин. - 0 правильный треугольник, квадрат, п тиугольник и т.д. С учетом того, что R/r-и

, радиус сателлита равен

,(1)

5 а радиус колеса R e (z+ 1)(2)

При обкатывании сателлитом 11 коронного колеса 10 скорость его точки А слагаетс  из линейной скорости центра Oi при его вращении вокруг центра 0, т.е. Шн е, и ли0

нейной скорости от вращени  сателлита

вокруг центра СИ, т.е. ш- г. Поскольку точка А  вл етс  точкой контакта сателлита 11 и неподвижного коронного колеса 10, то мгновенна  скорость точки равна нулю, т.е. 5а) е + шс г О,

откуда

Ыг. е J 7Д г z или

(3)

50

(,ь. - -

Ыс- -

Тогда $ - - : V - f ® Т1р ,

(4)

зэТаким образом, углова  скорость сателлита 11 при его вращении вокруг центра 0 в z раз меньше угловой скорости водила (эксцентрика 7 с эксцентриситетом е) при его вращении вокруг центра О. Направление

угловых скоростей противоположное, поэтому j) и в имеют противоположные знаки. Следовательно, отношение радиусов

z + 1

R/r

обеспечивает передаточное отношение планетарного редуктора от водила к сателлиту:

I -У г -z e

с

(5)

r-R z e - e (z + Т)

Уравнение гипотрохоиды в параметрической форме имеет вид:

х e cos в+ a cos t/ Ј

sin0+a sin i/ J(6)

где - эксцентриситет (длина водила );

0- угол поворота эксцентриситета OOi вокруг оси О;

р - угол поворота сателлита вокруг оси Oi;

а - производ щий радиус.

С учетом выражений (1) и (4) уравнение гипотрохоиды можно представить в виде

х г (- cos г р + с cosV ))

у г (- sin z V + с sin V ). (7)

где параметр формы гипотрохоиды.

В зависимости от величины отношени  ветви гипотрохиды в общей случае могут быть вогнутыми, выпуклыми или близ- кими к пр молинейным. Например, при 2 а/г (z-1) ветви гипотрохоиды 14 практически совпадают с пр мыми лини ми .

Отклонение от пр мой имеет место в вершинах гипотрохоиды, где точка описывает плавную кривую с большой кривизной.

В контур гипотрохоиды вписываетс  свободно ориентирующа с  в нем равносторонн   плоска  многоугольна  фигура 13 - внутренн   огибающа  семейства эпитрохоид .

Внутренн   огибающа  семейства эпи- трохид 14 образуетс  следующим образом.

Если гипотрохоиду жестко св зать с колесом 10 с внутренними зубь ми и обкатывать его вокруг шестерни, то точки гипотрохоиды опишут семейство кривых 17 эпитрохоид, имеющих внешнюю 14 и внутреннюю 13 огибающие. Контуры внешней 14 и внутренней 13 огибающих имеют по z ветвей и по z вершин, т.е. на единицу меньше, чем у самой гипотрохоиды. Внутренн   огибающа  13 представл ет собой равносторонний многоугольник с выпуклыми сторонами: при - линзу, при - треугольник при - квадрат и т.д.

Валки 2 выполнены таким образом, что их поперечные сечени  совпадают с конту

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ром внутренней огибающей 13, т.е. с контуром равносторонней многоугольной фигуры . Если такую фигуру жестко св зать с сателлитом 11, то при обкатывании его внутри коронного колеса ее вершины будут описывать исходную гипотрохоиду 14. а боковые стороны будут перекатыватьс  с некоторым скольжением по ветв м гипотрохоиды , не выход  за ее контур.

Таким образом, траекторией движени  всех вершин поперечного сечени  валка  вл етс  одна и та же гипотрохоида 14.

Валки 2 расположены на корпусе 1 на некотором рассто нии друг от друга таким образом, что поперечное сечение и траектори  движени  вершин одного из них  вл ютс  зеркальным отображением поперечного сечени  .и траектории движени  вершин другого . При этом одна из ветвей трактории движени  вершин поперечного сечени  каждого из валков  вл етс  вертикальной. Вертикальные ветви траекторий наход тс  на рассто нии друг от друга, равном ширине разгрузочной щели.

Дробилка работает следующим образом .

При вращении валов 8 сателлиты 11, обкатыва сь внутри коронных колес 10, совершают планетарное движение - вращательное движение вокруг двух параллельных осей: вокруг оси Oi эксцентрика-водила 7 и вместе с ним вокруг оси О вала 8. Вместе с сателлитами 11 планетарное движение совершают и жестко св занные с ними валки 2. враща сь навстречу друг другу.

При таком движении ребра многогранных валков описывают поверхности, совпадающие с боковыми поверхност ми правильных многогранных призм, а грани валков (рабочие поверхности) перекатываютс  по этим поверхност м с некоторым скольжением.

Исходный материал подаетс  в рабочее пространство (в камеру дроблени ) через загрузочную воронку и движетс  плоским потоком между валками. Грани валков 2 накатываютс  симметрично с двух сторон на поток материала, сближа сь в области зоны дроблени  и расход сь в области зоны разгрузки . При сближении грани валков 2 воздействуют на куски дробимого материала и измельчают их. В зависимости от скорости движени  и конструкции валков измельчение кусков осуществл етс  раздавливанием, ударом или раскалыванием или комбинацией этих воздействий.

Положение камеры дроблени  и разгрузочной щели циклически измен етс , перемеща сь по вертикали. Величина минимального

зазора между валками (ширина разгрузочной щели) остаетс  посто нной.

При сближении ребер валков 2 в рабочем пространстве до величины минимального зазора цикл дроблени  прекращаетс . Далее ребра валков перемещаютс  вертикально вниз, а затем расход тс  в противоположные стороны. В это врем  следующа  пара рабочих граней валков 2 сближаетс  в зоне дроблени  и цикл дроблени  повтор - етс . За один оборот вала происходит несколько циклов дроблени .

Применение планетарных редукторов в кинематических цеп х, св зывающих каждый из валков дробилки с приводным двига- телем, позвол ет при одинаковой частоте вращени  и мощности на приводных валах получать различные скорости и крут щие моменты на валках, что необходимо дл  дроблени  материалов с различными физи- ко-механическими свойствами.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Валкова  дробилка, содержаща  корпус , установленные в нем с возможностью вращени  от привода многогранные рэбо5 0

   5 0

   5

   чие валки, а также приводные эксцентриковые валы, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности и улучшени  качества готового продукта, привод каждого из валков снабжен планетарным редуктором с передаточным отношением I от водила к сателлиту: , коронное зубчатое колесо которого неподвижно закреплено на корпусе, а сателлит жестко и соосно св зан с рабочими валками, причем валки установлены с возможностью вращени  на эксцентриковых валах и имеют контур в виде внутренней огибающей семейства эпитрохоид, где k - отрицательный коэффициент пропорциональности, завис щий от отношени  угловых скоростей водила и сателлита, a z - число вершин валка.
2. 2,Дробилка поп, 1, отличающа - с   тем, что отношение а от центра валка до его вершины к радиусу г сателлита лежит в пределах z а/г (z-1),
3. 3. Дробилка по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что валки размещены симметрично относительно вертикальной плоскости , проход щей через ось корпуса.

   фиг. 2

   ери г 5

   (риг. 5