ПОДШИПНИКОВЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ВАЛКОВОЙ ДРОБИЛКИ
BEARING ASSEMBLY FOR ROLL MILL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к подшипниковому узлу, подлежащему использованию для валков дробилки такого типа, в которой используется пара дробильных валков, параллельных друг другу и предназначенных для вращения в противоположных направлениях для обеспечения возможности прохода между ними материала, подлежащего дроблению до заданной уменьшенной крупности, при этом материал, как правило, образован посредством каменного угля, скальной породы, гравия и т.д.
В данном оборудовании каждый из дробильных валков имеет ось, имеющую противоположные концевые части, которые установлены в подшипниках, опирающихся на основание (base structure) оборудования, и среднюю часть ступицы, вокруг которой установлена, например, посредством натяга насадка дробилки в виде трубчатой гильзы, образованной из материала, пригодного для того, чтобы выдерживать высокие рабочие давления, приложенные к насадке дробилки во время операций дробления.
Предпосылки создания изобретения
В соответствии с одной известной конструкцией валковая дробилка упомянутого типа может быть выполнена с неподвижным валком, концевые части которого установлены в соответствующих подшипниках, которые размещены в окружающих корпусах подшипников, прикрепленных к основанию оборудования с возможностью отсоединения. Концевые части другого валка дробилки также установлены в соответствующих подшипниках, размещенных в окружающих корпусах подшипников. Однако в данном другом валке два корпуса подшипников прикреплены к основанию оборудования так, чтобы обеспечить возможность углового или линейного смещения указанного другого валка, известного как подвижный валок, по направлению к неподвижному валку и от неподвижного валка, что позволяет не только регулировать рабочее расстояние между двумя валками и обеспечивать в результате этого компенсацию степени износа двух дробящих поверхностей, но также и смещать подвижный валок в нерабочее положение для демонтажа, удаленное от неподвижного валка.
В другой известной конструкции валковая дробилка может иметь корпусы подшипников обоих валков, прикрепленные к основанию оборудования так, чтобы обеспечить возможность смещения двух валков по направлению друг к другу и друг от друга. Данный тип крепления предложен компанией KHD Humbolt Wedag AG.
В данных известных дробилках высокого давления периодическая замена изношенных дробящих поверхностей требует, даже в случае подвижного валка или валков, смещаемых в нерабочее положение, удаленное от другого валка, демонтажа осей относительно соответствующих концевых подшипников, закрепленных во внутренней части их корпусов подшипников, которые имеют форму окружающего корпуса, присоединенного к основанию оборудования с возможностью отсоединения. Данную операцию демонтажа трудно выполнить в месте установки оборудования, при этом в большинстве случаев потребуется снятие всего узла, образованного осью, дробильной насадкой, концевыми подшипниками и соответствующими корпусами подшипников, от оборудования и перемещение данного узла в место, в котором замена дробящей поверхности и, в конечном итоге, подшипников может быть выполнена надлежащим образом и безопасно.
С учетом того, что узел, образованный каждым из валков и соответствующими подшипниками и корпусами подшипников, имеет большой вес, соответствующий преобладающей части веса оборудования в целом, операции демонтажа, перемещения и повторной установки узлов с валками требуют особой тщательности и являются сложными, трудоемкими и, следовательно, дорогостоящими.
Кроме того, с учетом проблем демонтажа, упомянутых выше, следует отметить, что независимые корпусы подшипников для каждого валка обеспечивают возможность перемещения одного конца оси каждого валка независимо от другого конца, что может привести к несоосности и непараллельности подшипников и к перекосу двух осей, что затрудняет регулирование процесса.
Сущность изобретения
Недостатки известных решений согласно предшествующему уровню техники обуславливают необходимость постановки такой задачи настоящего изобретения, как разработка подшипникового узла для валков валковой машины для измельчения или дробилки рассматриваемого здесь типа, который обеспечивает соответствующую жесткость конструкции и заданное взаимное расположение подшипников каждого валка для избежания потери соосности подшипников каждого валка, а также для минимизации потери параллельности пары валков при их смещении друг относительно друга в заданное рабочее положение.
Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в разработке подшипникового узла, который подобен упомянутому выше и который также обеспечивает возможность простого и быстрого демонтажа каждой оси валка относительно соответствующих корпусов подшипников, которые несет основание оборудования.
Подшипниковый узел, являющийся предметом настоящего изобретения, применяется для валковой дробилки такого типа, которая имеет два дробильных валка, при этом каждый валок включает в себя: ось, имеющую концевые части, установленные в соответствующих подшипниках качения, каждый из которых удерживается во внутренней части корпуса подшипника, смонтированного на основании дробилки, и среднюю часть ступицы.
В соответствии с первым аспектом изобретения корпусы подшипников каждого валка прикреплены к несущей раме, расположенной снаружи каждого валка, вдоль одной стороны соответствующего валка.
В соответствии с другим аспектом изобретения каждый корпус подшипника включает в себя: базовую часть, окружающую часть окружного контура подшипника качения, которая, например, расположена напротив той части, которая обращена к другому валку, и прикрепленную к соответствующей несущей раме, и закрывающую часть, окружающую остальную часть окружного контура подшипника качения и прикрепленную к базовой части с возможностью снятия.
Конструкция, предложенная в соответствии с изобретением, обеспечивает возможность жесткого соединения корпусов подшипников, в частности, их базовых частей, друг с другом посредством несущей рамы, образующей единую конструкцию, которая позволяет избежать потери соосности подшипников каждого валка и которая обеспечивает минимизацию потери параллельности пары валков при их смещении друг относительно друга в заданное рабочее положение.
Кроме того, разъемная конструкция корпусов подшипников обеспечивает возможность выполнения демонтажа оси посредством простого и быстрого снятия закрывающих частей корпусов подшипников.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет описано ниже со ссылкой на приложенные чертежи, которые приведены в качестве примера варианта осуществления изобретения и в которых:
фиг.1 показывает продольное сечение валка дробилки согласно предшествующему уровню техники, имеющего концевые части оси, установленные в подшипниках качения, удерживаемых в соответствующих корпусах подшипников, которые конструктивно отделены друг от друга и каждый из которых образован в виде единого окружающего элемента;
фиг.2 показывает поперечное сечение валка согласно фиг.1, выполненное по линии II-II на фиг.1;
фиг.3 показывает продольное сечение валка дробилки, предусмотренного с подшипниковым узлом, являющимся предметом настоящего изобретения, с корпусами подшипников, конструктивно соединенными друг с другом;
фиг.4 показывает поперечное сечение валка согласно фиг.3, выполненное по линии IV-IV на фиг.3;
фиг.5 показывает до некоторой степени схематический вид в перспективе пары валков, находящихся в рабочем положении и предусмотренных с подшипниковым узлом, выполненным согласно изобретению и смонтированным на основании дробилки, при этом корпусы подшипников каждого валка конструктивно соединены друг с другом в виде цельного элемента посредством несущей рамы, причем несущая рама пары корпусов подшипников одного из валков снизу и горизонтально шарнирно присоединена к основанию оборудования для обеспечения возможности его углового смещения относительно другого валка, который зафиксирован относительно основания;
фиг.6 показывает вид, аналогичный виду согласно фиг.5, но иллюстрирующий пару валков в нерабочем положении, с корпусами подшипников без закрывающих частей, при этом только один из них проиллюстрирован с пространственным разделением элементов;
фиг.7 показывает схематический вертикальный вид сбоку пары валков, находящихся в рабочем положении и предусмотренных с подшипниковым узлом, выполненным согласно изобретению и смонтированным на основании дробилки, при этом корпусы подшипников каждого валка конструктивно соединены друг с другом в виде цельного элемента посредством несущей рамы, причем несущая рама пары корпусов подшипников одного из валков снизу и с возможностью скольжения прикреплена к основанию оборудования для обеспечения возможности его линейного смещения относительно другого валка, который зафиксирован относительно основания; и
фиг.8 показывает вид, аналогичный виду согласно фиг.7, но иллюстрирующий пару валков в нерабочем положении и корпусы подшипников с закрывающими частями, находящимися в смонтированном состоянии.
Подробное описание изобретения
Как проиллюстрировано на фиг.1 и 2, валки R дробилок рассматриваемого здесь типа имеют ось 10, например, выполненную из металлического материала, соответствующего определенному применению, и имеющую концевые части 11 и среднюю часть 12 ступицы, вокруг которой неподвижно зафиксирована, как правило, посредством теплового сжатия, дробильная насадка 20 в виде трубчатой гильзы, выполненной из любого пригодного материала, например, из металлического сплава, устойчивого к воздействию сил, которому подвергается дробильная насадка 20 во время работы дробилки такого типа, которая имеет пару указанных параллельных или почти параллельных дробильных валков R, приводимых во вращение в противоположных направлениях вокруг соответствующих по существу горизонтальных осей.
Каждая концевая часть 11 оси 10 установлена во внутренней части соответствующего подшипника 30, обычно подшипника качения, который, в свою очередь, установлен во внутренней части соответствующего корпуса 40 подшипника, который соответствующим образом и отдельно установлен в основании оборудования, не проиллюстрированном на фиг.1 и 2.
Как лучше проиллюстрировано на фиг.2, каждый корпус 40 подшипника известных конструкций образован в виде цельного элемента, который образует одну конструкцию, окружающую соответствующую концевую часть 11 оси 10, и который должен быть демонтирован и отделен от основания оборудования при каждой операции замены дробящей поверхности дробильной насадки 20.
В отличие от этого, как проиллюстрировано на фиг.5 и 6, в соответствии с изобретением разработан подшипниковый узел, в котором каждый корпус 40 подшипника каждого валка R прикреплен к в основном жесткой несущей раме 50, расположенной снаружи каждого валка R вдоль одной стороны соответствующего валка R, противоположной по отношению к той стороне, которая обращена к другому валку R, при этом корпусы 40 подшипников каждого валка R смонтированы на основании S дробилки посредством соответствующей несущей рамы 50. Следует понимать, что несущая рама 50 необязательно должна быть расположена вдоль стороны соответствующего валка R, противоположной по отношению к той, которая обращена к другому валку R.
Как проиллюстрировано на фиг.3-6, в соответствии с изобретением предпочтительно разработан подшипниковый узел, в котором каждый корпус 40 подшипника содержит базовую часть 41, выполненную с такой конструкцией, что она окружает часть, обычно половину окружного контура соответствующего подшипника 30 качения, которая обращена в сторону, противоположную стороне другого валка R, при этом данная базовая часть 41 каждого корпуса 40 подшипника неподвижно прикреплена к основанию S дробилки. Каждый корпус 40 подшипника также содержит закрывающую часть 42, которая выполнена с размерами и конфигурацией, позволяющими ей окружать остальную часть окружного контура соответствующего подшипника 30 качения, при этом указанная остальная часть в проиллюстрированной конструкции обращена к другому валку R и прикреплена к базовой части 41 с возможностью снятия. В предпочтительном варианте конструкции, проиллюстрированном на фиг.5 и 6, базовые части 41 указанных корпусов 40 подшипников каждого валка R включены в виде цельного элемента в несущую раму 50, которая имеет по существу U-образную конфигурацию, при этом каждый конец ее боковых ответвлений включает в себя соответствующий корпус 40 подшипника и предпочтительно базовую часть 41 указанного корпуса 40 подшипника. Несущая рама 50 и корпусы 40 подшипников обычно выполнены из стали с надлежащими характеристиками стойкости, позволяющими выдерживать силы, воздействию которых подвергается узел во время работы оборудования.
В данном случае следует понимать, что подшипниковый узел по настоящему изобретению может быть использован для оси 10, имеющей известную конструкцию и проиллюстрированной на фигурах чертежей, или для других конструкцией осей при условии, что они имеют концевые части 11, установленные в подшипниках 30 качения, удерживаемых в корпусах 40 подшипников, которые несет основание S оборудования, образованного дробилкой. Таким образом, не следует воспринимать подшипниковый узел, как ограниченный определенной конструкцией оси 10 каждого валка R.
В проиллюстрированном варианте осуществления крепление закрывающей части 42 к соответствующей базовой части 41 в каждом корпусе 40 подшипника выполняется посредством по меньшей мере одного фиксирующего средства 45, которое подлежит прикреплению к базовой части 41 или к закрывающей части 42 и присоединению к другой из указанных частей, и которое приводят в действие для обеспечения возможности поджима и прикрепления закрывающей части 42 к базовой части 41. Каждое фиксирующее средство 45 в основном образовано двумя зажимными элементами, каждый из которых функционирует рядом с одним из концов окружного контура базовой части 41 и закрывающей части 42.
В проиллюстрированной конструкции каждое фиксирующее средство 45 содержит две шпильки 46, каждая из которых прикреплена к базовой части 41 и выступает через сквозное отверстие 47, выполненное в соответствующей закрывающей части 42, при этом указанная шпилька 46 имеет резьбовой свободный конец 46а, на котором установлена зажимная гайка 48, как проиллюстрировано на фиг.4, 5 и 6. Несмотря на то, что здесь был проиллюстрирован только один способ крепления каждой закрывающей части 42 к соответствующей базовой части 41 каждого корпуса 40 подшипника, следует понимать, что указанное крепление может быть выполнено другими способами независимо от того, известны они или нет в предшествующем уровне техники, например, посредством зажимов или любых других фиксирующих средств при условии, что прикрепление закрывающей части 42 к базовой части 41 приводит к получению надлежащего корпуса 40 подшипника, закрывающая часть 42 которого может быть легко и быстро демонтирована посредством разъединения зажимных элементов, в качестве примера которых здесь приведены шпильки 46 и зажимные гайки 48.
Независимо от конструкции базовых частей 41 двух пар корпусов 40 подшипников, базовые части 41 первого валка R жестко и с возможностью снятия прикреплены к основанию S дробилки для удерживания соответствующего валка R в заданном фиксированном положении относительно указанного основания S. Тем не менее, базовые части 41 корпусов 40 подшипников другого валка R смонтированы на основании S так, чтобы обеспечить возможность избирательного смещения соответствующего валка R относительно первого валка R между удаленным и нерабочим положением, подобным проиллюстрированному на фиг.6, и рабочими положениями, определяющими границы заданного рабочего зазора между двумя валками R, как проиллюстрировано в упрощенном виде на фиг.5.
Хорошо известная конструкция, упомянутая выше, обеспечивает возможность перемещения одного из валков R относительно другого валка R, что создает возможность не только регулирования рабочего зазора между ними, но также смещения подвижного валка в нерабочее положение, как правило, достаточно удаленное от другого валка, прикрепленного к основанию S, для обеспечения возможности выполнения технического обслуживания и текущего ремонта указанных валков, при этом указанное техническое обслуживание и текущий ремонт включает, например, снятие указанных валков с оборудования для замены дробильных насадок 20 и, в конечном итоге, подшипников 30 качения.
Предпочтительно, если базовые части 41 корпусов 40 подшипников валков R прикреплены к основанию S дробилки посредством соответствующих несущих рам 50. В одной возможной конструкции, подобной проиллюстрированной на чертежах, один валок R жестко зафиксирован относительно основания S, при этом соответствующая несущая рама 50 прикреплена к указанному основанию S для того, чтобы она оставалась жестко зафиксированной относительно него с сохранением заданного положения, которое является характерным для соответствующего валка R, обычно называемого неподвижным валком. С другой стороны, несущая рама 50 другого валка смонтирована на основании S так, чтобы обеспечить возможность смещения соответствующего валка, называемого подвижным валком, между его нерабочим положением, подобным проиллюстрированному на фиг.6, и его рабочими положениями, при этом указанные положения определяют границы заданного рабочего зазора между парой валков R. Фиг.5 иллюстрирует пару валков R в заданном рабочем положении. Несмотря на то, что это не проиллюстрировано, существует возможность того, что оба валка R будут смонтированы на основании S с возможностью перемещения или смонтированы неподвижно относительно последнего, при этом в последнем случае рабочий зазор определяется другими относительными смещениями обоих валков R.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.5 и 6, несущая рама 50 одного из валков R, называемого подвижным валком, снизу и горизонтально шарнирно присоединена к основанию S для обеспечения возможности углового смещения указанного подвижного валка R между его нерабочим положением и его рабочими положениями. Как проиллюстрировано, данное угловое смещение подвижного валка R может быть обеспечено, например, посредством шарнирных пальцев 55, установленных горизонтально и проходящих через нижние проушины 49а корпусов 40 подшипников, при этом указанные шарнирные пальцы 55 шарнирно присоединены к основанию S. Следует понимать, что указанный хорошо известный способ установки приведен только в качестве примера, при этом он может быть заменен другими шарнирными системами при условии, что они обеспечивают возможность углового смещения подвижного валка R по направлению к другому неподвижному валку R и от другого неподвижного валка R.
Как дополнительно проиллюстрировано на фиг.5 и 6, смещение валков R для задания границ/образования рабочего зазора между ними обычно выполняется посредством гидравлических цилиндров 60, количество которых в случае проиллюстрированного варианта осуществления обычно равно двум и которые расположены сверху над валками R, при этом они имеют конец, шарнирно присоединенный к соответствующей верхней проушине 49b, включенной в базовую часть 41 соответствующего корпуса 40 подшипника, и противоположный конец, шарнирно присоединенный к соответствующей верхней проушине 49b, включенной в базовую часть 41 противостоящего корпуса 40 подшипника другого валка R. Наличие гидравлических цилиндров 60 обеспечивает возможность регулирования смещения подвижного валка R для регулирования рабочего зазора между парой валков R. Следует понимать, что при необходимости выполнения технического обслуживания и текущего ремонта оборудования гидравлические цилиндры 60 могут быть отсоединены от подвижного валка R для обеспечения возможности смещения последнего в его нерабочее положение для демонтажа или технического обслуживания и текущего ремонта, подобное проиллюстрированному на фиг.6. Использование гидравлических цилиндров 60 для выполнения углового смещения подвижного валка R хорошо известно в предшествующем уровне техники, и нет необходимости в подробном описании определенных характеристик данных средства перемещения.
Как проиллюстрировано на фиг.7 и 8, следует дополнительно рассмотреть возможность выполнения подвижного валка R с его несущей рамой 50, закрепленной снизу и с возможностью скольжения на основании S аналогичным известным образом так, что указанный подвижный валок R может быть линейно смещен в направлении, поперечном к его оси, между его рабочими положениями и нерабочим положением. В данном случае обычно предусмотрены две пары гидравлических цилиндров 60, а именно одна пара, расположенная сверху над валками R, и другая пара, расположенная снизу по отношению к указанной паре валков R, при этом указанные гидравлические цилиндры 60 работают вместе для получения необходимого поперечного линейного смещения подвижного валка R.
Как дополнительно проиллюстрировано как на фиг.1, так и на фиг.3, 5 и 6, каждый валок R имеет ось 10, несущую на одном конце плиту 70, которая может функционировать в качестве наружного аксиального упора для подшипника M и которая в проиллюстрированном варианте осуществления прикреплена к соседнему с ней концу оси 10 множеством винтов 71. Другой конец оси 10 выполнен с любой конструкцией, позволяющей присоединить его к узлу привода с двигателем (непроиллюстрированному).
Несмотря на то, что здесь был проиллюстрирован только один возможный конструктивный вариант подшипникового узла, являющегося предметом настоящего изобретения, следует понимать, что могут быть выполнены изменения формы и физического размещения разных элементов без отхода от идеи изобретения, определенной в формуле изобретения, сопровождающей настоящее описание.