ЛАБОРАТОРНЫЙ ВАЛЬЦОВЫЙ СТАНОК

Полезная модель относится к зерноперерабатывающей промышленности, в частности, к оборудованию для измельчения, плющения и шлифования продуктов с/х сырья.
Известны четырехвальцовые машины для размола зерна, имеющие две изолированные секции («Основы расчета и конструирования машин и автоматов пищевых производств» под ред. А.Я. Соколова, Москва, 1969). В каждой секции станка смонтированы: питающий механизм, пара мелющий вальцов, привально-отвальный вал с эксцентриковыми пальцами, шарнирно соединенными с механизмом для регулирования параллельности вальцов, продуктопровод для удаления из станка измельченного продукта, механический автомат и межвальцовая зубчатая передача. Привод быстровращающихся вальцов -от электродвигателя через клиноременную передачу.
Эти машины используют классическую межвальцовую передачу в виде пары зубчатых колес, что ухудшает работу этой передачи при частых изменениях межвальцового зазора. Отсутствие сменных рабочих органов сужает возможности использования при переработки различного с/х сырья.
Прототипом полезной модели является лабораторная модель вальцового станка для исследования силовых параметров механизма привода станка (Тезисы «Всероссийской студенческой научной конференции с международным участием «Студенты России -пищевые промышленности государств», Краснодар, 1998). Эта модель вальцового станка выполнена в виде двух рычагов с общей осью качания, на которых закреплены опоры вальцов, тихоходного и быстроходного, и электродвигатель привода. Концы рычагов крепятся к датчикам усилий для замера крутящих моментов, возникающих при работе станка под нагрузкой.
Конструкция этой модели вальцового станка имеет следующие недостатки: шарнирные соединения рычагов имеют подшипники скольжения, что сказывается на точности замеров при проведении опытов из-за значительных сил трения; крепление опор вальцов на одном рычаге не позволяет проводит замеры распирающих усилий вальцов; использование классической межвальцовой передачи в виде пары зубчатых колес ухудшает работу этой передачи при частых изменениях межвальцового зазора; отсутствие сменных рабочих органов сужает возможности использования станка для исследования процессов переработки различных продуктов с/х сырья.
Задачей полезной модели является усовершенствование конструкции лабораторного вальцового станка для уменьшения ошибки экспериментального замера усилий, действующих на звенья механизмов, улучшение работы зубчатой межвальцовой передачи и расширения области использования станка по исследованию силовых параметров механизма его привода.
Техническим результатом является снижение сил трения во вращательных парах рычагов, а также обеспечение возможности непосредственного замера распорных усилий вальцов, постоянного межосевого расстояния зубчатой пары и возможности проведения экспериментов с различными видами с/х сырья.
Технический результат достигается тем, что лабораторный вальцовый станок содержит раму, рычажную систему крепления двух вальцов, тихоходного и быстроходного, концы рычагов прикреплены к датчикам усилий для замера крутящих моментов, механизм привода. Быстроходный валец с шестерней установлен на оси рычага, несущего блок шестерни и шкива, а тихоходный валец с ведомым шкивом подвижно закреплены на вертикальном рычаге, верхний конец которого подвешен на оси, а нижний подпружинен и контактирует с тензодатчиком для замера распорных усилий. Дополнительно
установлен механизм регулировки межвальцового зазора. Шарнирные соединения имеют подшипники качения. Рабочая поверхность вальцов выполнена в виде сменных пустотелых цилиндров.
В результате того, что шарнирные соединения имеют подшипники качения, силы трения, влияющие на замеры усилий, значительно снижаются.
Установка быстроходного вальца с шестерней на оси рычага, несущего блок шестерни и шкива, и тихоходного вальца с ведомым шкивом на вертикальном рычаге, верхний конец которого подвешен на оси, позволяет сохранять межосевое расстояние зубчатой пары неизменным при регулировки межвальцового зазора.
Подвижное закрепление тихоходного вальца на вертикальном рычаге, верхний конец которого подвешен на оси, а нижний подпружинен, и отсутствие жесткой связи с осью быстроходного вальца позволяет непосредственно замерять распорные усилия вальцов с помощью установленных тензодатчиков.
Выполнение рабочих поверхностей вальцов в виде сменных пустотелых цилиндров позволят для каждого вида с/х сырья установить необходимую поверхность контакта, что значительно расширяет область использования станка по исследованию силовых параметров механизма его привода.
Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели, позволяет достичь желаемый технический результат.
На фиг.1 схематично изображен общий вид лабораторного вальцового станка, на фиг.2 - кинематическая схема.
Лабораторный вальцовый станок выполнен в виде рычажной системы, которая крепится на раме (на схеме не показана) и представляет из себя три рычага 1, 2 и 3. Рычаги 1 и 2 шарнирно закреплены на неподвижной опоре 4. На рычаге 1 установлен электродвигатель 5, который кинематически связан с
быстроходным вальцом 6 с помощью ременной передачи 7. Правый конец контактирует с датчиком усилий 8.
На рычаге 2 закреплен блок шестерни 9 и шкива 10 с осью вращения 11. Свободный конец рычага 2 контактирует с датчиком усилий 12.
Рычаг 3 шарнирно закреплен на неподвижной опоре 13. На рычаге установлены тихоходный валец 14 и шкив 15. Свободный конец подпружинен натяжным механизмом 16 и контактирует с тензодатчиком 17, фиксирующим распорные усилия. Винтовой механизм 18 регулирует межвальцовый зазор.
Лабораторный вальцовый станок работает следующим образом. Крутящий момент от электродвигателя 5 передается на быстроходный валец 6 через ременную передачу 7. Тихоходный и быстроходный вальцы кинематически связаны с помощью зубчато-ременной передачи. Передаточное отношение может принимать значения от 1 до 2,5. Продукт подается в межвальцовый зазор, регулируемый винтовым механизмом 18. Быстроходный валец передает крутящий момент на тихоходный валец через продукт в межвальцовом зазоре, пытаясь разогнать его до своей скорости, тем самым создавая напряжение в зубчато-ременной передаче, соединяющей вальцы. Таким образом, часть мощности Мц циркулирует по замкнутому контуру (зубчато-ременная передача и своеобразная фрикционная передача, образованная парой вальцов, связанных измельченными частицами).
При работе лабораторного вальцового станка за счет натяжения ремня, приводящего во вращение быстроходный валец, возникает крутящий момент, который стремиться отклонить рычаг 1. Датчик 8 фиксирует эти усилия. С помощью уравнений моментов можно определить мощность электродвигателя, подводимую к быстроходному вальцу. Аналогично этому, датчик 12 фиксирует усилия на рычаге 2. По показаниям этих датчиков определяется мощность, циркулирующая в замкнутом контуре.