Футеровка цапфы барабанной мельницы и комплект для ее изготовления
LINING OF DRUM MILL TRUNNION AND KIT FOR ITS PRODUCTION

Изобретение относится к оборудованию для измельчения материалов и средству его изготовления, и предназначено для организации эффективного транспорта продуктов переработки, защиты внутренних поверхностей разгрузочных и загрузочных цапф барабанных мельниц от абразивного износа, и может быть использовано в металлургической, горной, строительной, химической и других отраслях промышленности в процессах измельчения кусковых материалов.
Из уровня техники известен патрубок цапфы барабанной мельницы, выполненный из чугуна в виде цилиндрической трубы со спиральными ребрами на ее внутренней поверхности (см. SU 1648559, опубликован 15.05.1991).
Недостатками данного решения являются высокая трудоемкость и значительные технологические трудности получения отливок сложной конфигурации необходимого качества.
Также из уровня техники известны: загрузочная втулка барабанной мельницы, содержащая цилиндрическую трубу со спиралями на ее внутренней поверхности (см. SU 613807, опубликован 05.07.1978); патрубок барабанной мельницы, включающий цилиндрическую стальную втулку, фланец и винтовые спирали, при этом патрубок выполнен из легированных конструкционных сталей, а втулка состоит из нескольких цельнокатанных колец, соединенных посредством сварки (см. RU 85364, опубликован 10.08.2009); загрузочный патрубок барабанной мельницы сварной конструкции, включающий втулку, фланец и винтовые спирали, которые выполнены составными из плоских секторных пластин, приваренных к внутренней поверхности втулки и сваренных встык между собой (см. RU 11103, опубликован 16.09.1999).
Недостатками перечисленных решений являются большие технологические трудности изготовления массивных изделий сложной конфигурации, низкое их качество, сложность и высокие трудозатраты на металлообработку цилиндрических обечаек большого диаметра и изготовление спиральных ребер трапецеидального профиля.
Кроме того, конструкции приведенных выше футеровок могут применяться на типах цапф, которые имеют достаточно широкое распространение, поскольку только в этом случае затратное производство подобных сложных конструкций может быть экономически целесообразным. Для уникальных типоразмеров цапф производство подобных сложнопрофильных изделий в единичных экземплярах нецелесообразно. Во всех этих случаях гораздо эффективнее использование конструкций футеровок модульного типа.
Модульный принцип формирования конструкций позволяет создавать футеровки для цапф любых типоразмеров, при этом существенно сокращаются трудозатраты на изготовление подобных изделий по сравнению с цельнолитыми или крупноблочными конструкциями и повышается их качество.
С другой стороны, создание футеровок цапф из модульных элементов требует решения дополнительно возникающих задач, связанных с делением монолитной конструкции футеровки на элементы, основными из которых являются:
- необходимость надежного крепления каждого элемента на цапфе;
- обеспечение непрерывности хода многозаходных винтовых ребер для эффективного выполнения футеровкой транспортных функций;
- защита поверхности цапфы от протоков высокоабразивной пульпы через зазоры в межмодульных зонах.
Наиболее близким к предложенному решению, принятым за прототип, является цапфа разгрузочная, содержащая кольцевые секции составленные из металлических модульных элементов, каждый из которых со стороны рабочей поверхности снабжен ребром, образующим с ребрами других модульных элементов многозаходную винтовую поверхность (см. RU2193925, опубликован 10.12.2002).
К недостаткам ближайшего аналога следует отнести следующие:
- высокую трудоемкость и длительность монтажных и демонтажных работ, связанные с индивидуальным характером крепления модульных плит на цапфе и большой технологической сложностью покрытия защищаемых поверхностей цапфы герметиком;
- ускоренный износ поверхностей спиральных ребер на границах раздела модульных элементов из-за искажения в этих зонах формы профиля ребра, что существенно снижает эксплуатационный ресурс футеровки, а также эффективность действия шнекового механизма.
Технической проблемой, решаемой изобретением является снижение трудоемкости и сокращение времени выполнения монтажных и демонтажных работ, снижение интенсивности износа спиральных ребер, снижение трудозатрат на изготовление пресс-форм.
Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости и ускорение монтажа и демонтажа модульных элементов за счет упрощения операций герметизации и крепления, обеспечение непрерывности и постоянства профиля всех спиральных ребер по всей их длине и исключение появления зон турбулентности (завихрений), обеспечение возможности футеровки цапф барабанных мельниц с коническими внутренними поверхностями, повышение точности изготовления модульных элементов, образующих футеровку.
Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что футеровка цапфы барабанной мельницы содержит продольные модульные элементы, соединенные друг с другом продольными боковыми поверхностями с образованием патрубка с конической внутренней рабочей поверхностью, каждый модульный элемент имеет со стороны рабочей поверхности по меньшей мере один выступ, выполненный заодно целое с модульным элементом и образующий с выступами других модульных элементов винтовое ребро, при этом по меньшей мере одна торцевая поверхность по меньшей мере одного выступа каждого модульного элемента лежит в одной плоскости с соответствующей продольной боковой поверхностью модульного элемента.
Кроме того, внешняя нерабочая поверхность патрубка может иметь цилиндрическую или коническую форму.
Каждый модульный элемент может быть выполнен из эластомерного материала.
Кроме того, линия, образованная пересечением рабочей поверхности каждого модульного элемента с плоскостью, перпендикулярной оси патрубка, может иметь форму дуги или прямую форму.
Кроме того, линия, образованная пересечением внешней нерабочей поверхности каждого модульного элемента с плоскостью, перпендикулярной оси патрубка, может иметь форму дуги.
Кроме того, по меньшей мере один модульный элемент на внешней нерабочей поверхности может иметь продольный паз, длина которого может быть меньше или равна длине модульного элемента.
Кроме того, по меньшей мере один модульный элемент может иметь по меньшей мере одно крепежное отверстие, образованное перпендикулярно касательной плоскости к внешней нерабочей поверхности патрубка, и в котором может быть установлена вставка.
Кроме того, продольные боковые поверхности каждого модульного элемента могут быть расположены под острым углом друг к другу с вершиной, расположенной со стороны оси патрубка.
Также технический результат изобретения достигается благодаря тому, что используется комплект для изготовления вышеописанной футеровки цапфы барабанной мельницы, который содержит пресс-форму и по меньшей мере две кассеты, пресс-форма имеет две продольные боковые стенки, две торцевые стенки, дно и крышку, внутренняя поверхность дна расположена под острым углом к внутренней поверхности одной торцевой стенки и под тупым углом к внутренней поверхности другой торцевой стенки, внутренние поверхности продольных боковых стенок расположены под острым углом друг к другу с вершиной, расположенной со стороны дна, при этом пресс-форма по меньшей мере с одной стороны имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие, каждая кассета имеет две продольные боковые поверхности, две торцевые поверхности и две продольные разноширокие поверхности, каждая кассета в продольном сечении, проходящем через разноширокие поверхности, имеет форму параллелограмма, продольные боковые поверхности каждой кассеты расположены под острым углом друг к другу с вершиной, расположенной со стороны продольной поверхности меньшей ширины, при этом каждая кассета имеет по меньшей мере одно углубление, соответствующее по форме выступу соответствующего модульного элемента футеровки и образованное со стороны продольной поверхности большей ширины.
Кроме того, каждая кассета может включать продольное основание с поперечными выступами, расположенными вдоль основания на расстоянии друг от друга, и вставки, расположенные на основании заподлицо с поперечными выступами, при этом указанное по меньшей мере одно углубление может быть образовано по меньшей мере в одной вставке.
Кроме того, комплект может содержать две кассеты, торцевые поверхности одной кассеты могут быть образованы соответствующими поверхностями крайних поперечных выступов, а торцевые поверхности другой кассеты могут быть образованы соответствующими торцевыми поверхностями крайних вставок.
Кроме того, вставки могут быть установлены на основании с возможностью съема.
Кроме того, поперечные выступы каждой кассеты могут иметь одинаковую высоту.
Кроме того, каждая кассета может быть выполнена в виде цельного продольного элемента.
Кроме того, линия, образованная пересечением продольной поверхности большей ширины каждой кассеты с плоскостью, параллельной торцевым поверхностям кассеты, может иметь форму дуги или прямую форму.
Кроме того, линии, образованные пересечением внутренних поверхностей крышки и дна пресс-формы с плоскостью, проходящей между продольными боковыми стенками пресс-формы, могут быть расположены параллельно друг другу в указанной плоскости или под острым углом друг к другу в указанной плоскости.
Кроме того, крышка пресс-формы может иметь на внутренней поверхности продольный выступ, длина которого может быть меньше или равна длине указанной внутренней поверхности.
Кроме того, линия, образованная пересечением внутренней поверхности крышки пресс-формы с плоскостью, параллельной внутренней поверхности торцевой стенки пресс-формы, может иметь форму дуги.
Кроме того, внутренние поверхности торцевых стенок пресс-формы могут быть расположены параллельно друг другу.
Кроме того, крышка пресс-формы на внутренней поверхности может иметь по меньшей мере один выступ цилиндрической формы, который направлен в сторону дна пресс-формы и ось которого лежит в продольной плоскости симметрии крышки.
Кроме того, боковые и торцевые стенки пресс-формы могут быть выполнены съемными.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан осевой (продольный) разрез цапфы барабанной мельницы с предложенной футеровкой; на фиг. 2 показан вид А на фиг. 1; на фиг. 3 показан образованный предложенной футеровкой патрубок, аксонометрический вид; на фиг. 4 показан вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 показан осевой (продольный) разрез образованного предложенной футеровкой патрубка; на фиг. 6 показан модульный элемент (первый) с двумя выступами на рабочей поверхности, образующими начало и конец винтового ребра, аксонометрический вид; на фиг. 7 показан вид В на фиг. 6; на фиг. 8 показан вид Г на фиг. 7; на фиг. 9 показан вид Д на фиг. 7; на фиг. 10-37 показаны последующие модульные элементы футеровки со своими выступами на рабочей поверхности, смещенными относительно выступов предыдущих (соседних) модульных элементов, виды в аксонометрии, сбоку, сверху, со стороны торцев; на фиг. 38 показана развертка части рабочей поверхности футеровки; на фиг. 39 показана загрузочная втулка, размещаемая между поверхностью цапфы и патрубка; на фиг. 40 показан разрез Ю-Ю на фиг. 39; на фиг. 41 показана пресс-форма с размещенной в ней кассетой, имеющей основание с поперечными выступами и вставки; на фиг. 42 - то же; на фиг. 43 - то же с размещенной в ней цельной кассетой; на фиг. 44 показана кассета (для образования нечетных модульных элементов) с различными вариантами расположения вставок для образования выступа соответствующего модульного элемента (нечетного); на фиг. 45 показана кассета (для образования четных модульных элементов) с различными вариантами расположения вставок для образования выступа соответствующего модульного элемента (четного); на фиг. 46 показан один из вариантов кассеты со съемными вставками в разобранном виде; на фиг. 47 показан набор цельнолитых кассет.
Предложенная футеровка цапфы (имеющей коническую или цилиндрическую форму) барабанной мельницы содержит продольные (удлиненные) модульные элементы 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8 (модульные элементы стержневого типа), которые соединены друг с другом своими продольными боковыми поверхностями так, что образуется патрубок 2 с конической внутренней рабочей поверхностью. В приведенном ниже описании используется восемь модульных элементов 1.1-1.8, каждый из которых имеет пару, расположенную в патрубке 2 диаметрально противоположно, однако патрубок 2 может включать и иное количество модульных элементов в зависимости от размера патрубка 2, количества заходов винтовой поверхности и т.п.
Каждый модульный элемент 1.1-1.8 имеет со стороны своей рабочей поверхности выступ 3, который образует с выступами 3 других (соседних) модульных элементов 1.1-1.8 винтовое ребро. Причем каждый модульный элемент 1.1-1.8 может иметь либо один выступ 3 на своей рабочей поверхности, либо два выступа 3, либо большее количество выступов 3 в зависимости от того, образуется ли на внутренней поверхности патрубка 2 однозаходная винтовая поверхность (однозаходное винтовое ребро, т.е. одно ребро вдоль патрубка 2), двухзаходная винтовая поверхность (двухзаходное винтовое ребро, т.е. два ребра вдоль патрубка 2) или винтовая поверхность с большим количеством заходов (три, четыре и т.д. - многозаходное винтовое ребро, т.е. патрубок 2 имеет три, четыре или большее количество ребер). В любом случае, например, при двухзаходной винтовой поверхности (т.е. при наличии двух ребер на рабочей поверхности патрубка 2) первый модульный элемент 1.1 имеет два выступа 3 на своих противоположных концах, а каждый последующий модульный элемент 1.2-1.8 имеет на своей рабочей поверхности один выступ 3, который расположен в соответствующем месте соответствующего модульного элемента 1.2-1.8. При этом в зависимости от диаметра цапфы и диаметра патрубка 2, в зависимости от того, сколько винтовых ребер образовано (или необходимо образовать) на внутренней рабочей поверхности патрубка 2, для формирования футеровки используется определенное количество модульных элементов 1.1-1.8. Причем для образования футеровки, например, с одним винтовым ребром необходимо не менее восьми модульных элементов 1.1-1.8 с различным положением выступов 3 (фрагментов ребра) вдоль своей рабочей поверхности, а при формировании футеровки, например, с двумя винтовыми ребрами, необходимо уже большее количество модульных элементов 1-8 (например, шестнадцать) и так далее. Кроме того, одни модульные элементы, например, элементы 1.1 выполнены идентичными друг другу, другие модульные элементы, например, элементы 1.2 также выполнены идентичными друг другу и так далее.
Далее рассмотрим вариант выполнения футеровки и ее модульных элементов 1.1-1.8, когда на рабочей поверхности патрубка 2 образовано два винтовых ребра, причем следует понимать, что при большем количестве винтовых ребер (или меньшем количестве), выполнение модульных элементов 1.1-1.8 и выступов 3 на их рабочих поверхностях выполнено аналогичным образом.
Каждый выступ 3 каждого модульного элемента 1.1-1.8 выполнен заодно целое со своим (соответствующим) модульным элементом 1.1-1.8. При этом, у модульного элемента 1.1, который имеет на своей рабочей поверхности два выступа 3, расположенных с противоположных сторон модульного элемента 1.1, одна торцевая поверхность каждого выступа 3 лежит в одной плоскости с продольной боковой поверхностью модульного элемента 1.1 (т.е. одна торцевая поверхность одного выступа 3 лежит в одной плоскости с одной продольной боковой поверхностью, а одна торцевая поверхность другого выступа 3 лежит в одной плоскости с другой продольной боковой поверхностью). Другие торцевые поверхности выступов 3 модульного элемента 1.1 расположены параллельно противоположным торцевым поверхностям модульного элемента 1.1, либо лежат в одной плоскости с соответствующей торцевой поверхностью модульного элемента 1.1 (т.е. другая торцевая поверхность одного выступа 3 параллельна одной торцевой поверхности модульного элемента 1.1 или лежит в одной плоскости с ней, а другая торцевая поверхность другого выступа 3 параллельна другой торцевой поверхности модульного элемента 1.1 или лежит в одной плоскости с ней). У других модульных элементов 1.2-1.8 (которые в данном случае имеют каждый на своей рабочей поверхности по одному выступу 3) выступы 3 образованы так, что одна торцевая поверхность выступа 3 каждого модульного элемента 1.2-1.8 лежит в одной плоскости с одной продольной боковой поверхностью своего (соответствующего) модульного элемента 1.2-1.8, а другая торцевая поверхность выступа 3 лежит в одной плоскости с другой продольной боковой поверхностью своего (соответствующего) модульного элемента 1.2-1.8. Таким образом, каждый выступ 3 расположен на своем модульном элементе 1.2-1.8 так, что его торцевые поверхности смещены относительно друг друга вдоль своего модульного элемента 1.2 -1.8, причем одна торцевая поверхность выступа 3, например, модульного элемента 1.2 совпадает (плотно прилегает всей поверхностью) с одной торцевой поверхностью выступа 3 модульного элемента 1.3, а другая торцевая поверхность выступа 3 модульного элемента 1.2 совпадает (плотно прилегает всей поверхностью) с одной торцевой поверхностью одного из выступов 3 модульного элемента 1.1. При этом одна торцевая поверхность выступа 3, например, модульного элемента 1.3 совпадает (плотно прилегает всей поверхностью) с одной торцевой поверхностью выступа 3 модульного элемента 1.4, тогда как другая торцевая поверхность выступа 3 модульного элемента 1.3 совпадает (плотно прилегает всей поверхностью) с одной торцевой поверхностью выступа 3 соответственно модульного элемента 1.2, и так далее до последнего модульного элемента 1.8, у которого одна из торцевых поверхностей выступа 3 совпадает с одной из торцевых поверхностей выступа 3 модульного элемента 1.1.
Кроме того, в вариантном выполнении каждая торцевая поверхность каждого выступа 3 может быть выполнена криволинейной и не совпадать с плоскостью продольной боковой поверхности своего модульного элемента. В данном случае также возможно наличие на обращенных друг к другу торцевых поверхностях выступов 3 ответных пазов и выступов, образующих замковые соединения (не показано).
Согласно предложенному изобретению каждый модульный элемент 1.1-1.8 выполнен, преимущественно, из эластомерного материала. Однако возможен вариант, когда каждый модульный элемент 1.1-1.8 выполнен, например, из износостойкой стали, высокопрочного полиэтилена или др.
В зависимости от того, какую внутреннюю поверхность имеет цапфа барабанной мельницы (коническую или цилиндрическую), то для футеровки цапфы используется патрубок 2 (образованный модульными элементами 1.1-1.8), внешняя нерабочая поверхность которого имеет коническую или цилиндрическую форму. Т.е. если цапфа имеет коническую форму, то и патрубок 2 имеет коническую форму внешней нерабочей поверхности. А если цапфа имеет цилиндрическую форму, то и патрубок 2 имеет цилиндрическую форму внешней нерабочей поверхности. В любом из этих случаев (имеет ли патрубок 2 коническую или цилиндрическую внешнюю поверхность) линия, образованная пересечением внешней нерабочей поверхности каждого модульного элемента 1.1-1.8 с плоскостью, перпендикулярной оси патрубка 2, имеет форму дуги, т.е. в каждом поперечном сечении патрубка 2 линия, образованная пересечением внешней поверхностью патрубка 2 с указанной плоскостью имеет кольцевую (круглую) форму (концентричные круги при конической внешней поверхности патрубка 2 или круги одного диаметра при цилиндрической внешней поверхности патрубка 2). При этом в случае, если патрубок 2 имеет цилиндрическую внешнюю поверхность, то образующая линия внутренней (рабочей) поверхности каждого модульного элемента 1.1-1.8 расположена под острым углом к образующей линии своей внешней (нерабочей) поверхности (т.е. линия, образованная пересечением рабочей поверхности каждого модульного элемента 1.1-1.8 с плоскостью продольного сечения, проходящей через рабочую и нерабочую поверхности лежит под острым углом к линии, образованной пересечением нерабочей поверхности с данной плоскостью). В данном случае площадь поперечного сечения каждого модульного элемента 1.1-1.8 в направлении от одного своего торца до другого своего торца выполнена увеличивающейся. А в случае, если патрубок 2 имеет коническую внешнюю поверхность, то образующая линия внутренней (рабочей) поверхности каждого модульного элемента 1.1-1.8 расположена параллельно образующей линии своей внешней (нерабочей) поверхности (т.е. линия, образованная пересечением рабочей поверхности каждого модульного элемента 1.1-1.8 с плоскостью продольного сечения, проходящей через рабочую и нерабочую поверхности, расположена параллельно линии, образованной пересечением нерабочей поверхности с данной плоскостью). В данном случае площадь поперечного сечения каждого модульного элемента 1.1-1.8 выполнена постоянной в каждом поперечном сечении в направлении от одного своего торца до другого. Таким образом, при любом выполнении внешней поверхности патрубка 2 (коническом или цилиндрическом) обеспечивается коническая внутренняя рабочая поверхность патрубка 2. При этом обеспечивается плотное прилегание внешней нерабочей поверхности патрубка 2 к внутренней поверхности цапфы, исключая образование полых зон между поверхностями патрубка 2 и цапфы. Также благодаря этому упрощаются операции по герметизации ответных поверхностей (обращенных друг к другу поверхностей цапфы и патрубка 2) и креплению модульных элементов 1.1-1.8 к поверхности цапфы, в результате чего снижается трудоемкость футерования и ускоряется монтаж и демонтаж модульных элементов 1.1-1.8.
Согласно предложенному изобретению с целью максимально плотного прилегания друг к другу модульных элементов 1.1-1.8 своими продольными боковыми поверхностями, с целью исключения полых зон (полостей) между продольными боковыми поверхностями модульных элементов 1.1-1.8, а также с целью обеспечения непрерывности спирального ребра футеровки и плотного контакта друг с другом соответствующих выступов 3 (своими торцевыми поверхностями), для формирования футеровки цапфы (патрубка 2) используются модульные элементы 1.1-1.8, выполненные таким образом, что продольные боковые поверхности каждого модульного элемента 1.1-1.8 расположены под острым углом друг к другу с вершиной, расположенной со стороны оси патрубка 2. Такое выполнение позволяет обеспечить непрерывность не только винтовых ребер, но и всей внутренней рабочей поверхности патрубка 2. Такое расположение боковых продольных поверхностей модульных элементов 1.1-1.8 обеспечивает непрерывность и постоянство профиля всех спиральных ребер по всей их длине, в результате чего исключается появление зон турбулентности (завихрений).
Внутренняя коническая рабочая поверхность патрубка 2 может быть образована модульными элементами 1.1-1.8, которые имеют различную форму рабочей поверхности (в поперечном сечении каждого модульного элемента 1.1-1.8). Так, одним из вариантов выполнения модульных элементов 1.1-1.8 является такой, в котором линия, образованная пересечением рабочей поверхности каждого модульного элемента 1.1-1.8 с плоскостью, перпендикулярной оси патрубка 2, имеет форму дуги. В данном случае в каждом поперечном сечении патрубка 2 линия, образованная пересечением внутренней рабочей поверхности патрубка 2 с плоскостью, перпендикулярной оси патрубка 2, имеет круглую форму. Другим вариантом выполнения модульных элементов 1.1-1.8 является такой, в котором линия, образованная пересечением рабочей поверхности каждого модульного элемента 1.1-1.8 с плоскостью, перпендикулярной оси патрубка 2, имеет прямую форму. В данном случае в каждом поперечном сечении патрубка 2 линия, образованная пересечением внутренней рабочей поверхности патрубка 2 с плоскостью, перпендикулярной оси патрубка 2, выполнена ломаной, т.е. в поперечном сечении патрубка 2 его рабочая поверхность образована последовательно соединенными отрезками, один конец которого является началом другого.
В вариантном выполнении изобретения для футеровки цапфы барабанной мельницы может быть использована промежуточная загрузочная втулка 4 (коническая или цилиндрическая, в зависимости от формы цапфы), установленная между внутренней поверхностью цапфы и внешней поверхностью патрубка 2. В данном случае для наиболее устойчивого положения патрубка 2 относительно внутренней поверхности втулки 4 и для фиксации патрубка 2 от перемещения в круговом направлении, на внутренней поверхности втулки 4 установлены и закреплены (вдоль образующей поверхности втулки 4) продольные планки 5. При этом на внутренней поверхности втулки 4 может быть установлена или одна планка 5 или две планки 5 или большее количество планок 5, которое может соответствовать количеству модульных элементов 1.1-1.8. В данном случае если установлена одна планка 5, то один из модульных элементов 1.1-1.8 на внешней своей нерабочей поверхности имеет продольный паз 6, образованный вдоль своего модульного элемента 1.1-1.8. Длина паза 6 может быть или меньше длины своего модульного элемента 1.1-1.8 (на котором он образован), либо может быть равна длине модульного элемента 1.1-1.8. В любом случае длина паза 6 не меньше длины планки 5. Планка 5 размещается внутри паза 6, в результате чего обеспечивается фиксация модульного элемента 1.1-1.8 относительно втулки 4 (и соответственно относительно цапфы). Если на внутренней поверхности втулки 4 установлено две планки 5, то такой паз 6 имеют два из модульных элементов 1.1-1.8. А если на внутренней поверхности установлено количество планок 5, равное количеству модульных элементов 1.1-1.8, образующих патрубок 2, то каждый из модульных элементов 1.1-1.8 имеет на своей нерабочей поверхности указанный паз 6. В данном случае обеспечивается наиболее надежная фиксация патрубка 2 в круговом и в осевом направлениях относительно втулки 4 и цапфы.
В вариантном выполнении изобретения при футеровке цапфы загрузочная втулка 4 может отсутствовать. В данном случае планки 5 могут быть установлены на внутренней поверхности цапфы, которые располагаются аналогичным образом в пазах 6 с такой же целью. При этом количество планок 5 может быть также от одного до количества, равного количеству модульных элементов 1.1-1.8, при этом количество модульных элементов 1.1-1.8 с пазами 6 равно количеству планок 5.
Один из модульных элементов 1.1-1.8 или несколько модульных элементов 1.1-1.8 или все (каждый) модульные элементы 1.1-1.8 имеет крепежное отверстие 7, которое образовано перпендикулярно касательной плоскости к внешней нерабочей поверхности патрубка 2 (к нерабочей поверхности модульного элемента 1.1-1.8, в котором образовано отверстие 7). Причем количество отверстий 7 может быть от одного и более на своем модульном элементе 1.1-1.8, которые расположены вдоль своего модульного элемента 1.1-1.8 на расстоянии друг от друга (при наличии нескольких отверстий 7). В каждом крепежном отверстии 7 размещен крепежный элемент 8 (например, шпилька или болт, штифт и т.п.), который жестко соединен с планкой 5 (с возможностью съема). Крепежный элемент 8 фиксирует модульный элемент 1.1-1.8 от любых возможных перемещений (смещений относительно втулки 4 или цапфы). При этом в каждом отверстии 7 установлена вставка 9 (пробка, заглушка), которая обеспечивает исключение попадания в отверстие 7 различных засорений (пульпы). Кроме того, количество модульных элементов 1.1-1.8, которые имеют крепежные отверстия 7, преимущественно, равно количеству планок 5.
При изготовлении минимально необходимого количества модульных элементов 1.1-1.8, образующих вышеописанную футеровку, особое значение приобретает снижение трудозатрат на изготовление пресс-форм, которые используются для изготовления модульных элементов 1.1-1.8. Одним из путей сокращения трудозатрат является использование пресс-форм со сменными формообразующими элементами. Предлагается несколько вариантов конструкций пресс-форм со сменными формообразующими элементами для изготовления модульных элементов 1.1-1.8 футеровки, в которых реализуется этот принцип: со вставкой кассетного типа и с цельноточенной (цельнолитой) вставкой.
Так, согласно предложенному изобретению для изготовления вышеописанной футеровки цапфы барабанной мельницы (а именно модульных элементов 1.1-1.8) используется специально предназначенный для этого комплект, который изображен на фиг. 41-47
Комплект для изготовления футеровки цапфы барабанной мельницы содержит продольно выполненную пресс-форму 10 и набор продольных кассет 11, 12, которые размещаются в продольной полости пресс-формы 10. Вне зависимости от того, какие используются кассеты для изготовления модульных элементов 1.1-1.8 (кассеты 11 или 12), пресс-форма 10 выполнена следующим образом.
Пресс-форма 10 имеет две продольные боковые стенки 13, две торцевые стенки 14, дно 15, и съемную крышку 16. Пресс-форма 10 выполнена разборной, т.е. ее боковые и торцевые стенки 13 и 14 выполнены съемными. Пресс-форма 10 выполнена таким образом, что внутренние поверхности торцевых стенок 14 расположены параллельно друг другу, внутренняя поверхность дна 15 расположена под острым углом к внутренней поверхности одной торцевой стенки 14 и под тупым углом к внутренней поверхности другой торцевой стенки 14, а внутренние поверхности продольных боковых стенок 13 расположены под острым углом друг к другу с вершиной, расположенной со стороны дна 15. Пресс-форма 10 с одной из своих сторон (преимущественно со стороны торцевой стенки 14) имеет сквозное отверстие 17, предназначенное для заливки в полость пресс-формы 10 материала (преимущественно, эластомер), из которого изготавливаются модульные элементы 1.1-1.8. В вариантном выполнении пресс-форма 10 может иметь два отверстия 17, одно из которых образовано со стороны одной торцевой стенки 14, а другое - со стороны другой торцевой стенки 14. Также возможен вариант, когда отверстие 17 образовано со стороны продольной боковой стенки 13, либо возможен вариант, когда несколько сквозных отверстий 17 образовано со стороны боковых стенок 13.
В зависимости от того, какой формы необходимо изготовить модульные элементы 1.1-1.8 (т.е. с наклонными друг относительно друга рабочей и нерабочей поверхностями (внешняя поверхность патрубка 2 цилиндрическая) или без такого наклона (внешняя поверхность патрубка 2 коническая)), возможно два варианта выполнения пресс-формы 10. В одном случае, когда необходимо обеспечить коническую форму внешней (нерабочей) поверхности патрубка 2, пресс-форма 10 выполнена таким образом, что линии, образованные пересечением внутренних поверхностей крышки 16 и дна 15 пресс-формы 10 с плоскостью, проходящей между продольными боковыми стенками 13 пресс-формы 10, расположены параллельно друг другу в указанной плоскости. Т.е., помимо того, что внутренняя поверхность дна 15 расположена под углом к внутренним поверхностям торцевых стенок 14 (под острым и тупым углом к соответствующим стенкам 14), внутренняя поверхность крышки 16 (в сборе пресс-формы 10), обращенная в сторону дна 15, также лежит под острым углом к внутренней поверхности одной торцевой стенки 14 и под тупым углом к внутренней поверхности другой торцевой стенки 14. В другом случае, когда необходимо обеспечить цилиндрическую форму внешней (нерабочей) поверхности патрубка 2, пресс-форма 10 выполнена таким образом, что линии, образованные пересечением внутренних поверхностей крышки 16 и дна 15 пресс-формы 10 с плоскостью, проходящей между продольными боковыми стенками 13 пресс-формы 10, расположены под острым углом друг к другу в указанной плоскости. Т.е. внутренняя поверхность крышки 16 (в сборе пресс-формы 10), обращенная в сторону дна 15, лежит под прямым углом (перпендикулярна) к внутренним поверхностям торцевых стенок 14.
Во всех перечисленных случаях (вне зависимости от того, внутренняя поверхность крышки 16 расположена под наклоном или перпендикулярна внутренним поверхностям торцевых стенок 14), для обеспечения конической или цилиндрической внешней поверхности патрубка 2 (т.е. дугообразной нерабочей поверхности модульных элементов 1.1-1.8), внутренняя поверхность крышки 16 (обращенной в сторону дна 15) выполнена желобообразной, т.е. линия, образованная пересечением внутренней поверхности крышки 16 пресс-формы 10 с плоскостью, параллельной внутренней поверхности торцевой стенки 14 пресс-формы 10, имеет форму дуги.
Также вне зависимости от выполнения внутренней поверхности крышки 16, с целью образования на нерабочей поверхности модульных элементов 1.1-1.8 продольного паза 6, крышка 16 пресс-формы 10 имеет на внутренней поверхности продольный выступ (не показан), длина которого меньше или равна длине внутренней поверхности крышки 16 (в зависимости от того необходимо ли выполнить паз 6 меньшей длины, чем длина модульного элемента 1.1-1.8, или равной длины). А для образования в модульных элементах 1.1-1.8 крепежных отверстий 7, крышка 16 пресс-формы 10 на внутренней поверхности имеет один или несколько (в зависимости от необходимого количества отверстий 7) выступов (знаков) цилиндрической формы (не показаны), которые направлены в сторону дна 16 пресс-формы 10, и ось которых лежит в продольной плоскости симметрии крышки 16. При этом ось каждого указанного выступа, предназначенного для образования отверстий 7, расположена перпендикулярно к внутренней поверхности крышки 16 (вне зависимости от того, выполнена она под наклоном или без него).
Согласно предложенному изобретению в комплект для изготовления футеровки может входить либо минимум две кассеты 11 (или большее количество кассет 11, каждая из которых выполнена разборной), либо несколько кассет 12 (цельнолитых), число которых равно количеству неповторяющихся модульных элементов 1.1-1.8, образующих патрубок 2.
Вне зависимости от того, используются кассеты 11 или 12, каждая из них имеет две продольные боковые поверхности 18, две торцевые поверхности 19 и две продольные разноширокие поверхности 20 (большей ширины) и 21 (меньшей ширины). Каждая кассета 11 и 12 в продольном сечении, проходящем через разноширокие поверхности 20, 21, имеет форму параллелограмма. Продольные боковые поверхности 18 каждой кассеты 11, 12 расположены под острым углом друг к другу с вершиной, расположенной со стороны продольной поверхности 21 меньшей ширины. Такое выполнение поверхностей кассет 11 и 12 обеспечивает правильное расположение в полости пресс-формы 10, прилегая (контактируя) своими поверхностями к ответным соответствующим внутренним поверхностям пресс-формы 10, исключая образование полостей между соответствующими внешними поверхностями кассет 11, 12 и соответствующими внутренними поверхностями пресс-формы 10.
Каждая кассета 11,12 имеет углубление 22, соответствующее по форме выступу 3 соответствующего модульного элемента 1.1-1.8 и образованное со стороны продольной поверхности 20 большей ширины в соответствующем месте на определенном расстоянии от торцевых поверхностей 19 (в зависимости от того, в каком месте расположен выступ 3 на соответствующем модульном элементе 1.1-1.8). Количество углублений 22 у каждой кассеты 11, 12 равно количеству выступов 3, которые необходимо образовать на рабочей поверхности соответствующего модульного элемента 1.1-1.8. Т.е. если необходимо изготовить модульные элементы 1.1-1.8 с одним выступом 3, то кассеты 11, 12 имеют одно углубление 22, если необходимо изготовить модульные элементы 1.1-1.8 с двумя выступами 3, то кассеты 11,12 имеют два углубления 22 и т.д.
В зависимости от того, какую форму рабочей поверхности необходимо обеспечить у каждого модульного элемента 1.1-1.8 (плоскую или желобообразную), возможно два варианта выполнения поверхности 20 большей ширины каждой кассеты 11, 12. В первом варианте, когда необходимо обеспечить у модульных элементов 1.1-1.8 желобообразную (вогнутую) рабочую поверхность, то поверхность 20 каждой кассеты 11, 12 выполнена выпуклой, т.е. линия, образованная пересечением продольной поверхности 20 большей ширины каждой кассеты 11, 12 с плоскостью, параллельной торцевым поверхностям 19 кассеты 11, 12, имеет форму дуги. Во втором варианте, когда необходимо обеспечить у модульных элементов 1.1-1.8 плоскую рабочую поверхность, то поверхность 20 выполнена плоской, т.е. линия, образованная пересечением продольной поверхности 20 большей ширины каждой кассеты 11, 12 с плоскостью, параллельной торцевым поверхностям 19 кассеты 11, 12, имеет прямую форму.
В случае, когда в комплект для изготовления футеровки входят кассеты 11, то для обеспечения непрерывности спирали (винтового ребра) используется два вида кассет 11.1 и 11.2, которые отличаются друг от друга некоторым смещением положения ячеек в кассете (т.е. достаточное количество кассет И для изготовления модульных элементов 1.1-1.8 может быть равно двум (кассета 11.1 и кассета 11.2), либо может быть большее количество кассет 11). В данном случае кассеты 11.1 и 11.2 выполнены следующим образом. Каждая кассета 11.1 и 11.2 включает продольное основание 23, вдоль которого расположены поперечные выступы 24. Причем выступы 24 расположены на основании на расстоянии друг от друга (преимущественно, на равном расстоянии). Выступы 24 имеют одинаковую высоту, а промежутки между выступами 24 образуют соответствующие указанные ячейки. Также каждая кассета 11.1 и 11.2 включает вставки 25, расположенные в ячейках и установленные на основании 23 заподлицо с поперечными выступами 24 (в одной ячейке расположена, преимущественно, одна вставка 25). В данном случае в одной из вставок 25 каждой кассеты 11.1, 11.2 образовано одно углубление 22 для образования выступа 3 (в случае, если необходимо изготовить соответствующий модульный элемент 1.1-1.8 с одним выступом 3), либо возможен вариант, когда углубление 22 образовано в двух или в большем количестве вставок 25 (в случае, если необходимо изготовить соответствующий модульный элемент 1.1-1.8 с двумя или большим количеством выступов 3). Причем углубление 22 или несколько углублений 22 имеют те вставки 25, положение которых в кассете 11.1, 11.2 на основании 23 соответствует положению выступа 3 на модульном элементе 1.1-1.8, который необходимо изготовить. Вставки 25 установлены на основании 23 с возможностью съема, т.е. каждая вставка 25 может быть вынута из своей ячейки и заменена либо на другую вставку, например, вместо вставки 25 с углублением 22 на вставку 25 без углубления, либо наоборот вместо вставки 25 без углубления 22 на вставку 25 с углублением 22, либо заменена на аналогичную вставку 25 (например, в случае ее износа или порчи).
Кассеты 11.1 и 11.2 отличаются друг от друга некоторым смещением положения ячеек. Таким образом, кассета 11.1, предназначенная, например, для образования первого модульного элемента 1.1 (а также для образования последующих нечетных модульных элементов 1.3, 1.5, 1.7), выполнена так, что ее торцевые поверхности 19 образованы соответствующими (торцевыми) поверхностями крайних (противоположных) вставок 25. А кассета 11.2, предназначенная, например, для образования второго модульного элемента 1.2 (а также для образования последующих четных модульных элементов 1.4, 1.6, 1.8), выполнена так, что ее торцевые поверхности 19 образованы соответствующими поверхностями крайних поперечных выступов 24.
Поперечные выступы 24 расположены на основании 23, преимущественно, следующим образом. В кассете 11.1 поверхности поперечных выступов 24, обращенные друг к другу (и к торцевым поверхностям 19 соответственно), расположены под прямым углом к поверхности основания 23, обращенной в сторону поверхности 20 большей ширины. Либо возможен вариант выполнения кассеты 11.1, когда одни поверхности выступов 24, обращенные к одной торцевой поверхности 19, расположены под острым углом к указанной выше поверхности основания 13, а другие поверхности выступов 24, обращенные к другой торцевой поверхности 19, расположены под тупым углом к указанной выше поверхности основания 13. В кассете 11.2 поверхности поперечных выступов 24, обращенные друг к другу, расположены под прямым углом к поверхности основания 23, обращенной в сторону поверхности 20 большей ширины. Либо возможен вариант выполнения кассеты 11.2, когда поверхности всех поперечных выступов 24 (кроме крайних выступов 24), обращенные друг к другу (и к торцевым поверхностям 19 соответственно), расположены под прямым углом к указанной поверхности основания 23, а внутренняя поверхность одного крайнего выступа 24 расположена под острым углом к указанной поверхности основания 23, а внутренняя поверхность другого крайнего выступа 24 расположена под тупым углом к указанной поверхности основания 23. Либо возможен вариант выполнения кассеты 11.2, когда одни поверхности выступов 24, обращенные к одной торцевой поверхности 19, расположены под острым углом к указанной выше поверхности основания 13, а другие поверхности выступов 24, обращенные к другой торцевой поверхности 19, расположены под тупым углом к указанной выше поверхности основания 13.
В случае, когда в комплект для изготовления футеровки входят кассеты 12, то для обеспечения непрерывности спирали (винтового ребра) используется один тип кассет 12, но их количество равно количеству неповторяющихся модульных элементов 1.1-1.8, которые отличаются друг от друга некоторым смещением положения углублений 22 в кассете 12 (т.е. достаточное количество кассет 12 для изготовления модульных элементов 1.1-1.8 может быть равно восьми в данном варианте описания, либо может быть большее количество кассет 12, либо меньшее количество кассет 12 в зависимости от количества модульных элементов 1.1-1.8, образующих патрубок 2). В данном случае каждая кассета 12 выполнена в виде цельного продольного элемента (12), причем углубление 22 или несколько углублений 22 имеет каждый продольный элемент (12), а положение углублений 22 на продольном элементе (12) соответствует положению выступа 3 на модульном элементе 1.1-1.8, который необходимо изготовить.
Изготовление элементов футеровки, т.е. модульных элементов 1.1-1.8, образующих патрубок 2, с помощью предложенного комплекта для изготовления футеровки цапфы барабанной мельницы осуществляется следующим образом и в следующем порядке.
I. Изготовление элементов футеровки с использованием кассет 11.1 и 11.2.
1) С пресс-формы 10 снимают одну из боковых стенок 13 и снимают верхнюю крышку 16.
2) Извлекают кассету 11.1 или 11.2 (в зависимости от того, какой модульный элемент необходимо изготовить, четный или нечетный).
3) В зависимости от того, какой из модульных элементов 1.1-1.8 необходимо изготовить, устанавливают в соответствующей ячейке кассеты 11.1 или 11.2 вставку 25 с углублением 22 (в необходимом месте, соответствующем выступу 3 модульного элемента 1.1-1.8), а в остальные ячейки устанавливают вставки 25 без углублений 22 (глухие вставки 25).
4) В случае необходимости переустанавливают выступы (знаки) на верхней крышке 16, которые необходимы для образования крепежных отверстий 7 модульных элементов 1.1-1.8.
5) Вставляют в полость пресс-формы собранную кассету 11.1 или 11.2 с соответствующим положением вставки 25 с углублением 22 и вставок 25 без углублений 22.
6) Устанавливают на пресс-форме 10 крышку 16 и боковую стенку 13.
7) Размещают собранную пресс-форму 10 с размещенной внутри ее полости кассетой 11.1 или 11.2 на столе экструдера.
8) Заполняют пресс-форму резиновой смесью путем заливки ее через отверстие 17.
9) Снимают заполненную пресс-форму 10 с экструдера и отправляют на вулканизацию.
10) После вулканизации снимают боковую стенку 13 и крышку 16.
11) Извлекают готовый модульный элемент 1.1-1.8.
12) Далее повторяют вышеописанные операции 1) - 11) для другого положения вставки 25 с углублением 22 в кассете 11.1 или 11.2 для изготовления другого модульного элемента 1.1-1.8 с соответствующим положением выступа 3 на нем.
II. Изготовление элементов футеровки с использованием кассет 12 (цельнолитых вставок). Для производства комплекта модульных элементов 1.1-1.8 футеровки используется набор кассет 12 (ставок), отличающихся местоположением углубления 22, формирующего на соответствующем модульном элементе 1.1-1.8 фрагмент ребра (выступ 3).
1) С пресс-формы 10 снимают одну из боковых стенок 13 и снимают верхнюю крышку 16.
2) В случае необходимости переустанавливают выступы (знаки) на верхней крышке 16, которые необходимы для образования крепежных отверстий 7 модульных элементов 1.1-1.8.
3) Вставляют в полость пресс-формы кассету 12 с соответствующим положением углубления 22.
4) Устанавливают на пресс-форме 10 крышку 16 и боковую стенку 13.
5) Размещают собранную пресс-форму 10 с размещенной внутри ее полости кассетой 12 на столе экструдера.
6) Заполняют пресс-форму резиновой смесью путем заливки ее через отверстие 17.
7) Снимают заполненную пресс-форму 10 с экструдера и отправляют на вулканизацию.
8) После вулканизации снимают боковую стенку 13 и крышку 16.
9) Извлекают готовый модульный элемент 1.1-1.8.
10) Далее повторяют вышеописанные операции 1) - 9) для получения следующего модульного элемента 1.1-1.8 (другого типоразмера), но с установкой в полости пресс-формы 10 другой кассеты 12 со смещенным положением углубления 22, т.е. осуществляют только замену кассеты 12 с соответствующим положением углубления 22.
Сами модульные элементы 1.1-1.8 устанавливаются на внутренней поверхности цапфы в следующей последовательности:
1. В случае использования промежуточной обечайки (втулки 4), устанавливают и укрепляют обечайку.
2. Размечают внутреннюю поверхность цапфы или обечайки под установку планок 5;
3. Устанавливают по разметке планки 5 с крепежными элементами (шпильки, болты, отверстия с резьбой);
4. Устанавливают первый модульный элемент 1.1 с фрагментом крепежного элемента, ближайшим к внешнему торцу цапфы, накладывая крепежные отверстия на крепежные элементы планки 5 и наживляя крепление.
5. Устанавливают аналогично следующий и последующие модульные элементы 1.2-1.8, обеспечивая совмещение торцов фрагментов ребер предыдущего и последующего модульного элемента. Наживляют крепежный элемент через имеющиеся крепежные отверстия;
6. Установка последнего модульного элемента производится не путем наложения, а путем его проталкивания с наружного края вглубь через зазор между первым и предпоследним модульным элементом;
7. После установки последнего модульного элемента, затягивают крепежные элементы на всех модульных элементах, начиная с последнего.
Таким образом, благодаря изготовления футеровки указанным образом с использованием соответствующего комплекта удается существенно повысить точность изготовления всех модульных элементов 1.1-1.8. При формировании футеровки с конической внутренней рабочей поверхностью существенно ускоряется процесс монтажа и демонтажа футеровки благодаря использованию цельнолитых стержневых модульных элементов 1.1-1.8. Также за счет деформации эластомерных модульных элементов 1.1-1.8 происходит прижатие патрубка 2 к поверхности цапфы, при этом эластомеры, контактирующие с поверхностью цапфы, заполняют полости и обволакивают неровности и обеспечивают таким путем герметичность футеровки.
Благодаря тому, что модульные элементы 1.1-1.8 почти идентичны друг другу, но отличаются только положением выступов 3 на своих рабочих поверхностях, а также за счет того, что они имеют наклонные по отношению друг к другу продольные боковые поверхности, обеспечивается полная герметичность прилегающих поверхностей модульных элементов 1.1-1.8, обеспечивается плотное смыкание соседних выступов 3 по торцевым поверхностям контакта.
Выполнение модульных элементов 1.1-1.8 съемными (т.е. с возможностью извлечения из патрубка 2) позволяет оперативно осуществить замену наиболее изношенных модульных элементов 1.1-1.8 без демонтажа всей футеровки, что также снижает трудоемкость работ по формированию футеровки.
За счет того, что поверхности ребер (выступов 3) лежат в одной плоскости с соответствующими продольными боковыми поверхностями модульных элементов 1.1-1.8., обеспечивается полное совпадение торцевых поверхностей фрагментов ребер (соседних выступов 3) сопряженных модульных элементов 1.1-1.8., в результате чего обеспечивается непрерывность и постоянство профиля всех спиральных ребер по всей их длине и исключается появление зон турбулентности (завихрений).
Снижение трудоемкости герметизации обеспечивается путем отказа от использования герметика за счет использования упругих свойства эластомера, позволяющих при деформации обволакивать все микронеровности контактирующих поверхностей и таким образом обеспечивать непроницаемость соединений (отсутствуют полости и просачивание пульпы затруднительно).
Описанная футеровка и комплект для ее изготовления позволяет с помощью ограниченного набора средств (фактически лишь путем формирования особым образом пакета и с помощью организации нагружения и далее его деформирования с помощью этих же средств) решить все задачи и сформировать непрерывные спиральные линии и крепление каждого элемента и герметичность.
Использование вышеописанного комплекта для изготовления всех элементов футеровки, состоящего из минимального набора элементов (средств), существенно снижает трудозатраты на изготовление пресс-форм, а также сокращает время на изготовление модульных элементов 1.1-1.8.