ПРЕСС-ВАЛКОВЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относиться к области производства строительных материалов, а именно к оборудованию, которое способно получать кубовидный щебень из горных пород путем разламывания частиц между валками, снабженными выступающими дробильными элементами в виде зубьев.
Известен пресс-валковый измельчитель для получения кубовидного материала (Патент РФ на изобретение №2530508, МПК В02С 4/02. опубликован 2013.10.10), состоящий из двух вращающихся валков, между которыми образуется межвалковое пространство, сами валки имеют вид барабанов с поверхностями различных конфигураций. Один валок имеет выступающие зубья, которые совпадают с пазами противолежащего валка, тем самым между зубом и пазом образуется рабочее пространство, равное необходимым размерам выходного продукта. Измельчение пород осуществляется с помощью валка с выступами, посредством которых к материалу прикладывается сила, способная раскалывать зерно на несколько частей нужных нам размеров.
Однако, данное изобретение обладает низкой эффективностью при измельчении горных пород с анизотропной структурой, так как раздавливающая сила воздействует с одной стороны зерна, что не позволяет обеспечить максимального давления, которое прикладывается поперек слоёв, это может привести к хаотичному разрушению куска, который в конечном итоге не сможет соответствовать требованиям, предъявляемых к кубовидному материалу. Сил, которые прикладываются к зернам измельчаемого материала, может не хватить для раскалывания горных пород, имеющих анизотропную структуру.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков, является пресс-валковый агрегат для получения кубовидного материала (Патент РФ на полезную модель №172043, МПК В02С 4/08. опубликован 2017.27.06). Измельчитель состоит из корпуса, в котором установлены валки с выступающими зубьями в виде клиновидных выступов. Измельчение горной породы осуществляется между зубьями, вершины которых совпадают, а высота выступов не должна превышать минимальное межвалковое расстояние. За счет того, что клиновидные выступы устанавливаются на оба валка, то к куску прикладывается двухстороннее воздействие, а также за счет небольшой контактной площади соприкосновения валка с измельчаемым материалом осуществляется измельчение горных пород с анизотропной структурой с меньшим усилием, а, следовательно, и с меньшими энергозатратами. При этом разрушающая сила прикладывается поперек слоев материала, что дает возможность получить на выходе куски кубовидной формы.
Недостатком данного агрегата является недостаточная эффективность измельчения. Это связано с тем, что в процессе измельчения зуб первоначально соприкасается с измельчаемым материалом своей боковой площадкой, образованной углом его двухстороннего среза, а затем вершиной зуба, что приведет к возникновению изгибающих усилий на разрушение, действующих на зуб, это снижает надежность конструкции и требует больших энергозатрат на измельчение горных пород. Ещё одним недостатком является то, что при износе клиновидной части зуба он подлежит замене целиком.
С конструктивными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков: пресс-валковый агрегат содержит корпус, загрузочный бункер и два валка в виде барабанов, установленных в корпусе с зазором между ними, с возможностью вращения во встречном направлении, с расположенными по краям ребордами, а валки выполнены с продольными клиновидными зубьями, высота которых не превышает половины величины минимального зазора между валками и установленных с обеспечением совпадения вершин продольных клиновидных зубьев при вращении.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности измельчения за счет технического результата, заключающегося в снижении изгибающих нагрузок, действующих на каждый из клиновидных зубьев, выполненных с односторонним срезом.
Это достигается тем, что пресс-валковый агрегат содержит корпус, приемный бункер и два валка в виде барабанов, установленных в корпусе с зазором между ними, с возможностью вращения во встречном направлении с расположенными по краям ребордами, а валки выполнены с продольными клиновидными зубьями, высота которых не превышает половины величины минимального зазора между валками, установленных с обеспечением совпадения вершин продольных клиновидных зубьев при вращении. В предложенном решении клиновидные зубья выполнены в виде основания и связанного с ним быстросъемного наконечника, при этом сам наконечник имеет односторонний срез, угол которого составляет (35-45)°, а сами зубья установлены на валках таким образом, чтобы срез наконечника совпадал с направлением вращения соответствующего валка.
Выполнение быстросъемного наконечника в виде клиновидного зуба с односторонним срезом позволяет снизить изгибающие нагрузки, действующие на зуб и увеличить силу воздействия на измельчаемый материал, что приводит к повышению эффективности измельчения.
Выполнение клиновидного зуба с односторонним срезом под углом (35-45)° обеспечивает минимальную площадь соприкосновения с измельчаемым материалом, что также позволяет снизить изгибающие нагрузки, действующие на зубья за счет направленного разрушения материала вершинами, и приводит к повышению эффективности измельчения.
Величина угла одностороннего среза клиновидного зуба находится в пределах (35-45)° является оптимальной и определена в результате серии производственных опытов, проведенных в научно-исследовательской лаборатории кафедры подъемно-транспортных и дорожных машин БГТУ им. В.Г. Шухова. При выполнении среза быстросъемного наконечника 6 больше 45°, наблюдается ухудшение качества конечного продукта из-за того, что увеличивается площадь контакта с измельчаемым материалом. Если угол среза выполнить ниже 35°, то уменьшится прочность зуба.
Таким образом, совокупность отличительных признаков полезной модели обеспечивает решение поставленной задачи по повышению эффективности измельчения.
Сущность полезной модели иллюстрируется графическим материалом.
На фиг. 1. представлена схема пресс-валкового агрегата; на фиг. 2. представлен продольный разрез клиновидного зуба (А-А с фиг. 1).
Пресс-валковый агрегат состоит из корпуса 1, в котором расположены валки 2, являющимися рабочими органами. При этом валки 2 имеют возможность встречного вращения, а по краям каждого из них расположены реборды 3.
Валки 2 снабжены бандажами 4, жестко установленными на цилиндрической рабочей поверхности каждого из них. Бандажи 4 несут равномерно установленные выступающие клиновидные зубья, каждый из которых состоит из основания 5 и быстросъемного наконечника 6 (фиг.2).
Быстросъемный наконечник 6 каждого зуба выполнен с односторонним срезом под углом (35-45)°. Это необходимо для снижения изгибающих нагрузок, действующих на быстросъемный наконечник 6.
Зубья установлены в бандажах 4, например, за счет сопряжения типа «ласточкин хвост» между бандажом 4 и одним концом основания 5 зуба. При вращении бандажей 4 вершины выступающих клиновидных зубьев совпадают на уровне горизонтальной оси за счет первоначальной настройки оборудования, а образуемое расстояние между вершинами зубьев называется межвалковым пространством, соответствует размерам кусков конечного продукта. В зависимости от потребностей производства расстояние между соседними зубьями может быть изменено путем замены бандажей 4.
Противолежащий конец основания 5 имеет установочный паз 7, в котором размещен, совпадающий по форме и размерам выступ 8 быстросъемного наконечника 6. Сопряжение паза 7 основания 5 и выступа 8 быстросъемного наконечника 6 зафиксировано, например, с помощью винта 9, проходящего через соосные резьбовые отверстия основания 5 и выступа быстросъемного наконечника 6. Такой вид крепления обеспечивает простую процедуру замены износившихся наконечников 6 клиновидных зубьев.
Пресс-валковый агрегат включает в себя устройство для направленной подачи горных пород, которое состоит из приемного бункера 10, связанного с корпусом 1 пресс-валкового агрегата и установленных в нем подвижных щек 11 с направляющими валиками 12.
Пресс-валковый агрегат работает следующим образом.
Горная порода попадает в межвалковое пространство из устройства для направленной подачи, в котором, за счет установленных подвижных щек 11, позволяющих равномерно распределять измельчаемый материал, попадающий к направляющим валикам 12, обеспечивающим направленное движение породы к валкам 2.
Измельчение горной породы с анизотропной структурой осуществляется с помощью выступающих зубьев, которые устанавливаются равномерно по всей ширине двух вращающихся на встречу друг другу валков 2. Скорость вращения валков 2 синхронизирована и концы быстросъемных наконечников 6 совпадают в точке минимального межвалкового расстояния. Это необходимо для максимального эффекта измельчения, а сила, приложенная с двух сторон клиновидных зубьев способна измельчать зерна горной породы поперек слоев с минимальным усилием. Расстояние между рядами зубьями каждого валка соответствует размерам кусков конечного продукта. В зависимости от потребностей производства расстояние между соседними зубьями может быть изменено путем замены бандажей 4.
Куски горной породы, которые попали в межвалковое пространство, захватываются зубьями, при этом измельчение осуществляется с двух сторон по линии воздействия зубьев, что позволяет осуществлять направленное разрушение вершинами быстросъемных наконечников 6, это приведет к снижению энергозатрат в процессе получения кубовидного щебня.
Так, как в продольном направлении зуб воспринимает небольшие нагрузки, то крепление составных частей с помощью винта 9 будет достаточным. Винт 9 проходит через выступ 8 быстросъемного наконечника 6 и паз основания 7, соединяя их в неподвижную конструкцию, а сам винт устанавливается в «потай».
После того, как материал прошел стадию измельчения, он попадает в разгрузочную воронку (на фигуре не показана) и направляется к месту выгрузки.
Таким образом, предлагаемая конструкция пресс-валкового агрегата позволяет повысить эффективность измельчения, за счет снижения изгибающих нагрузок, действующих на каждый из наконечников клиновидных зубьев, а также за счет осуществления направленного разрушения горных пород вершинами зубьев.