ДРОБИЛКА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Заявленное техническое решение относится к оборудованию для измельчения зернового и кускового сырья компонентов комбикормов и может быть использовано в комбикормовом производстве.
Известно устройство дробилки ударного действия состоящей из станины, корпуса с декой и расположенного в нижней части сита, электродвигателя и ротора с шарнирно подвешенными молотками (бичами). Ротор дробилки консольно установлен на валу электродвигателя [Патент RU №2477180 от 10.11.2012, МПК B02C 13/04. Молотковая дробилка]. Недостатком данного устройства являются повышенные уровни вибрации корпуса и излучаемого звука, причиной возникновения которых являются механические колебания, передающихся от ротора к корпусу посредством подшипников. Недостатком также является низкая долговечность подшипников качения электродвигателя, т.к. они испытывают дополнительную нагрузку от сил инерции, которые возникают при дисбалансе ротора. Кроме того, на подшипники передаются динамические нагрузки от ударов молотков о продукт.
Наиболее близким по техническому исполнению, принятый за прототип, является устройство дробилки ударного действия состоящей из станины, электродвигателя, муфты, корпуса с декой и расположенного в нижней части сита, и ротора с шарнирно подвешенными молотками. Ротор установлен в подшипниковых узлах, которые жестко крепятся к станине дробилки [Технологическое оборудование и поточные линии предприятий по переработке зерна: учебник / Л.А. Глебов, А.Б. Демский, В.Ф. Веденьев, А.Е. Яблоков; I и III чисти под ред. Л.А. Глебова, II часть под ред. А.Б. Демского. - М.: ДеЛи принт, 2010. - С. 553-554.].
Недостатком данного устройства являются повышенные уровни вибрации и шума, значения которых превышают санитарные нормы.
Источником звукового излучения являются колебания корпуса. Например уровень СКЗ виброскорости подшипниковых узлов дробилки А1-ДМР составляет 14-20 мм/с, а уровень шума дробилки более 102 дБ(А), при допустимой норме - 85 дБ(А). Основными причинами колебаний являются силы, возникающие от дисбаланса ротора и от погрешностей монтажа. Колебательная энергия передается от ротора на корпус дробилки через подшипники. Используемая в настоящее время стратегия виброизоляции станины дробилки не дает положительного эффекта, т.к. остается жесткая связь источника колебаний (ротора) с корпусом дробилки через подшипники.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является улучшение условий труда обслуживающего персонала путем снижения уровня шума и вибрации в цехе, повышение надежности и долговечности конструкции дробилки, повышение качества готового продукта.
Данная задача решается за счет того, что каждый подшипниковый узел ротора дробилки включает внутренний корпус, внешняя поверхность которого имеет форму обращенных друг к другу конусов с конусностью 1:20-1:0,5, внешний корпус, включающий основание и кольцо предварительного натяга, установленное внутри с возможностью перемещения и имеющих внутреннюю конусность 1:5-1:0,5 и установленный между ними упругий элемент в виде втулки, причем его внутренние и внешние поверхности имеют конусности, равные конусности сопрягаемых поверхностей.
При решении общей проблемы снижения уровня вибрации и шума дробилки ударного действия встает вопрос о виброизоляции ее рабочих органов и отстройки собственных колебаний рассматриваемой дробилки, как механической системы, от вынужденных частот, связанных с частотой вращения рабочих органов. Амплитуды вынужденных колебаний могут быть существенно снижены, если собственная частота системы будет существенно ниже частоты возбуждения.
Предлагаемая конструкция подшипниковых узлов ротора дробилки включает внутренний корпус подшипникого узла, внешняя поверхность которого имеет форму обращенных друг к другу конусов, внешний корпус и установленный между ними упругий элемент. Внешний корпус включает основание, которое жестко крепится к корпусу дробилки и подвижное кольцо предварительного натяга, которое установлено внутри корпуса и служит для создания в нем предварительного напряжения путем сжатия упругого элемента путем продольного перемещения кольца предварительного натяга. Внутренние поверхности корпуса и кольца предварительного натяга имеют внутреннюю конусность, соответствующую конусности упругого элемента.
Техническим результатом данной полезной модели является снижение уровня шума и вибрации дробилки, снижение динамических нагрузок на станину и подшипниковые узлы, возможность отстройки собственных частот от вынужденных путем регулирования жесткости подшипникого узла ротора.
Технический результат достигается тем, что при использовании заявленного технического решения обеспечивается снижение уровня шума и вибрации корпуса дробилки благодаря виброизоляции подшипников ротора от станины за счет использования в конструкции подшипникого узла упругого элемента. Ввод в конструкцию упругого элемента способствует ликвидации мостика жесткой связи передачи вибрации от ротора к станине дробилки, что позволит снизить вибрацию корпуса и уровень излучаемого им звука. Упругий элемент способствует уменьшению жесткости системы ротор-станина, что приводит к отстройки собственных частот колебаний от вынужденных, и как следствие к уменьшению вибрации. Упругий элемент также позволит скомпенсировать незначительные угловые и осевые перекосы монтажа подшипниковых узлов, улучшить динамические условия работы подшипников, уменьшить динамическую нагрузку на станину. Использование заявленного технического решения позволит улучшить условия труда обслуживающего персонала, повысить надежность и долговечность конструкции дробилки, обеспечить стабильность ударного воздействия на продукт, улучшить показатель выравненности гранулометрического состава измельчаемого продукта, и как следствие, качество готового продукта.
Известная дробилка состоит из станины, электродвигателя, муфты, корпуса с декой и расположенного в нижней части сита и ротора с молотками. Ротор установлен в подшипниковых узлах, которые жестко крепятся к станине. Отличие предлагаемой полезной модели заключается в изменении конструкции подшипниковых узлов ротора дробилки. Подшипниковый узел включает внутренний корпус, внешняя поверхность которого имеет форму обращенных друг к другу конусов, внешний корпус, включающий основание и кольцо предварительного натяга, установленное внутри с возможностью перемещения и имеющих внутреннюю конусность и установленный между ними упругий элемент в виде втулки, причем его внутренние и внешние поверхности имеют конусности, равные конусности сопрягаемых поверхностей.
В качестве материала упругого элемента может использоваться резина. Использование в конструкции упругого элемента способствует снижению жесткости подшипникого узла, что приводит к уменьшению собственной частоты системы и отстройки вынужденных частот от резонансной. Кроме этого, резина обладает демпфирующими свойствами, что позволит уменьшить амплитуду колебаний при прохождении резонансной частоты в момент разгона или выбега ротора.
Для оперативного изменения жесткости подшипникого узла в конструкции предусмотрено подвижное кольцо предварительного натяга, осевое перемещение которого обеспечивает предварительное сжатие упругого элемента в осевом и радиальном направлениях.
На фиг. 1 изображен вариант конструктивного исполнения предлагаемой конструкции дробилки ударного действия, на фиг. 2 изображен общий вид подшипникого узла ротора дробилки и его разрез.
Продольный разрез дробилки ударного действия представлен на фиг. 1. Дробилка состоит из станины 1, приемного патрубка 2, электродвигателя 3, муфты 4, корпуса 5 с декой 6 и расположенного в нижней части сита 7 и ротора 8 с шарнирно подвешенными молотками 9. Ротор установлен в подшипниковых узлах 10.
Конструкция подшипникого узла ротора дробилки представлена на фиг. 2. Подшипниковый узел включает подшипник качения 11 установленный во внутренний корпус 12, внешняя поверхность которого имеет форму обращенных друг к другу конусов с конусностью 1:20-1:0,5, внешний корпус, включающий основание 13 и установленное внутри него кольцо предварительного натяга 14, имеющих внутреннюю конусность 1:5-1:0,5. Кольцо предварительного натяга имеет возможность осевого перемещения с помощью болтов 15. Между внешним и внутренним корпусом установлен упругий элемент 16 в виде втулки, причем его внутренние и внешние поверхности имеют конусности, равные конусности сопрягаемых поверхностей. Основание внешнего корпуса подшипника ротора крепится к корпусу дробилки с помощью ботов 17.
Устройство работает следующим образом.
Подшипники 11 ротора 8 устанавливаются во внутренний корпус 12 подшипникого узла. Внутренний корпус подшипникого узла ротора дробилки вместе с предварительно установленным упругим элементом 16 устанавливается в основание внешнего корпуса. С помощью кольца предварительного натяга 14 упругий элемент 16 фиксируется во внешнем корпусе 13. Далее путем вращения болтов 15 кольцу предварительного натяга 14 задается осевое перемещение внутри внешнего корпуса подшипникого узла. Благодаря конусности поверхностей деталей корпуса подшипника упругий элемент обжимается в радиальном и осевом направлениях, тем самым достигается требуемое предварительное усилие сжатия упругого элемента. Причем соотношение радиальной и осевой деформации определяется величиной конусности поверхностей. В процессе эксплуатации предварительное усилие сжатия может оперативно регулироваться путем затяжки или ослабления болтов 15. Это позволит изменять жесткость подшипникого узла, тем самым произвести отстройку собственных частот от вынужденных. После регулировки усилия сжатия упругого элемента основание внешнего корпуса подшипникого узла жестко крепится к корпусу 5 с помощью ботового соединения 17.
После включения электродвигателя 3, вращение от электродвигателя через муфту 4 передается ротору дробилки. Измельчаемое сырье подается через приемный патрубок 2 и попадает в дробильную камеру корпуса 5. Здесь частицы сырья подвергаются первичному удару со стороны молотков 9 вращающегося ротора 8. В результате удара о молотки частицы отскакивают и подвергаются вторичному удару о поверхность деки 6 и разрушаются. Измельченные до необходимой крупности частицы выводятся через сито 7.