МЕЛЮЩАЯ СРЕДА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к технике измельчения различных твердых материалов и может найти применение в химической, горнообогатительной, металлургической отраслях, а также в индустрии строительных материалов.
Рабочие органы измельчающей среды устройства для измельчения материалов называются мелющими телами и выполнены они в виде тел качения: шарика, ролика и т.д. В зависимости от формы мелющего тела устройства для измельчения материалов подразделяют на группы, например: мельницы барабанные (шаровые, стержневые и др.), мельницы роликовые, валковые и др., мельницы вибрационные с качающимся корпусом и т.д. (см. Политехнический словарь. М., «Советская энциклопедия» с.294).
Мелющие тела в процессе измельчения материалов подвергаются интенсивному износу. Следовательно, к поверхности мелющего тела предъявляют повышенные требования по износостойкости. Мелющие тела выполняются из легированной стали, чаще всего из стали ШХ-15 и с твердостью до 60 единиц по Роквеллу. Поэтому производство мелющих тел является дорогостоящим производством.
С целью снижения стоимости мелющих тел широко используются для их изготовления отработавшие свой срок различные изделия, например, утилизированные железнодорожные рельсы (см. ПМ №36774 от 15.12.03., В 02 С 17/20), утилизированные артиллерийские снаряды, выполненные из легированной стали (см. заявка на изобретение №98100707 от 13.01.98. В 02 С 17/20).
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является измельчающая среда с мелющими телами в виде тела качения: шарика, ролика цилиндрической, конической или сферической формы, изготовленных из легированной стали и имеющих твердость не ниже 60 единиц по Роквеллу и выполненных из отработавших свой срок подшипников
качения (см. описание полезной модели №32708 от 12.05.03. опубл. 27.09.03., В 02 С 17/20).
Недостатком прототипа является ограниченный срок эксплуатации тел качения шарикоподшипников в качестве мелющих тел в связи с тем, что тела качения отработали уже свой срок и ресурс по своему прямому назначению.
Технической задачей данной полезной модели является увеличение срока службы мелющей среды.
Поставленная задача решается путем применения тел качения машин и механизмов, изготовленных из легированной стали с твердостью не менее 59 единиц по Роквеллу и утративших свои потребительские свойства до начала эксплуатации, в качестве мелющей среды устройства для измельчения материалов.
Хотя потребительские свойства по прямому назначению тел качения машин и механизмов утрачены, но возможно их длительное использование в качестве мелющих тел мелющей среды различных устройств для измельчения материалов. Тела качения машин и механизмов с утраченными потребительскими свойствами до начала эксплуатации можно по эксплуатационным показателям приравнять к вновь изготовленным по традиционным технологиям мелющим телам, когда поверхностный слой еще не подвергался износу. Следовательно, срок службы таких мелющих тел значительно увеличивается по сравнению с прототипом.
Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого технического решения.
Прелагаемое решение может найти широкое использование в промышленности в условиях бережливых технологий и вторичного использования материалов и изделий.
Сущность полезной модели, заключающаяся в применении тел качения механизмов и машин, выполненных из стали с твердостью не менее 59 единиц по Роквеллу и утративших свои потребительские свойства до начала эксплуатации, в качестве мелющей среды устройства для измельчения материалов, поясняется следующим.
Мелющая среда может состоять из тел качения, имеющих форму цилиндра, усеченного конуса, форму шара, ролика, и быть предназначенной для
барабанных шаровых мельниц, для центробежных мельниц, для планетарных мельниц и т.д. К телам качения механизмов и машин, утратившим свои потребительские свойства, можно отнести подшипниковые шарики и ролики подшипникого узла, шарового шарнира обгонной муфты, шарового винта, шарового клапана, стопорного устройства, оборудования для проведения калибровочных тестов, шарнира равных угловых скоростей и т.д.
Тела качения перечисленных выше механизмов и машин могут утратить потребительские свойства до начала эксплуатации, когда в отдельных случаях, например, при изготовлении, неправильной установки, неправильной транспортировки, погрузки, разгрузки, хранения, на телах качения могут быть обнаружены какие-то дефекты, например, незначительное отклонение от формы, от номинального диаметра, вмятины, риски, шлифовочный отжиг и т.д., в результате чего, становиться невозможным их использование по своему прямому назначению. Но структура металла, твердость изделия не изменяется.
Известно, что требования к телам качения по допустимому отклонению размеров более жесткие, чем к мелющим телам (см. ГОСТ 7524-89 на «Мелющие шары стальные для шаровых мельниц», ГОСТ 3722-81 на «Подшипники качения. Шарики. Технические условия», ГОСТ 22696-77 на «Подшипники качения. Ролики цилиндрические короткие. Технические условия»). Поэтому тела качения механизмов и машин, утратившие свои потребительские свойства до начала эксплуатации, могут успешно применяться в качестве мелющей среды устройства для измельчения материалов.
Тела качения должны быть изготовлены из легированной стали с твердостью не менее 59 единиц по Роквеллу. Толщина износостойкой оболочки тел качения выполняется в зависимости от диаметра тела качения от 5 до 15 мм. Среди легированных сталей с твердостью не ниже 59 единиц по Роквеллу наиболее широко используемым материалом для тел качения является сталь по ГОСТ 801-78 «Сталь подшипниковая. Технические условия»: ШХ-15, ШХ4, ШХ15СГ и ШХ20СГ.
Перемещение мелющей среды, составленной из тел качения, осуществляется при вращении барабана мельницы. При смешанном каскадно-водопадном режиме движения мелющих тел, например в барабанной шаровой мельнице, измельчение происходит за счет прямого удара, истирания и
раздавливания материала падающими катящимися и скользящими телами качения.