МЕХАНИЗМ РЕГУЛИРОВКИ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИЖИМНЫХ РОЛИКОВ ОТНОСИТЕЛЬНО ПРЕСС-ФОРМЫ ПРЕССА-ГРАНУЛЯТОРА
MECHANISM FOR ADJUSTING POSITION OF PRESSURE ROLLERS RELATIVE TO PRESS-SHAPE OF PRESS-PELLETIZER

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам гранулирования, и может быть использовано в химической, строительной, сельскохозяйственной, пищевой и других областях промышленности.
Из патента РФ № 2375188 на изобретение известен пресс-гранулятор, содержащий смонтированный на основании корпус и размещенные в нем перфорированную цилиндрическую матрицу, установленную с возможностью вращения на главном валу, закрепленном по оси матрицы, и два прессующих ролика, установленных с возможностью вращения на эксцентриковых осях внутри матрицы и имеющих механизм регулирования зазора между матрицей и роликами, включающий жестко закрепленную на главном валу плиту и пару рычагов, подвижно установленных на эксцентриковых осях прессующих роликов, и по меньшей мере один привод вращения главного вала, расположенный параллельно главному валу и связанный с ним посредством двухступенчатой передачи с ремнями, при этом каждый привод вращения установлен на основании за главным валом и связан с ним через промежуточный вал, размещенный над главным валом посредством многоручьевых ремней, а механизм регулирования зазора между матрицей и роликами выполнен с двуплечим и одноплечим рычагами, которые одним плечом соединены между собой посредством тяги с разнонаправленной резьбой и двух резьбовых проушин, а второе плечо двуплечего рычага соединено с неподвижной осью, установленной на плите со стороны одноплечего рычага, при помощи двух тяг с разнонаправленной резьбой и резьбовой втулки.
Из патента РФ № 2464171 на изобретение известен пресс-гранулятор, содержащий корпус, перфорированную цилиндрическую матрицу и два прессующих ролика, по меньшей мере, один механизм срезания гранул, выполненный с возможностью регулирования зазора между матрицей и ножом механизма срезания, включающий установленный в камере гранулирования нож, связанный с механизмом регулирования зазора между матрицей и ножом и снабженный механизмом фиксации зазора, и привод, при этом размещенный в камере гранулирования нож механизма срезания гранул установлен на штанге, закрепленной на валу, установленном на корпусе, второй конец которого расположен внутри корпуса и соединен с механизмом регулирования зазора между матрицей и ножом, выполненным в виде редуктора, насаженного на второй конец вала и связанного при помощи тяг с рукояткой регулирования зазора, смонтированной на боковой стороне корпуса, и снабженным индикатором положения ножа.
Недостатками известных решений – аналогов является их сложность и значительные габаритные размеры.
Из международной заявки № WO2007051325 известен пресс-гранулятор, в котором предусмотрены два прижимных ролика, которые можно перемещать по внутренней поверхности пресс-формы и обратно относительно нее посредством регулировки ролика. Регулировочный ролик имеет вращающуюся втулку в корпусе (поворотный подшипник), которая приводится во вращение с помощью вращающихся внутри в противоположных направлениях шпинделей, другие концы которых шарнирно соединены с роликовым подшипником . Прижимные ролики  отрегулированы от корпуса, который расположен в центре регулировки роликов. Втулка, установленная в корпусе, приводится во вращение с помощью внутренних шпинделей через шестерню с вращающимся кольцом. Эксцентриковые рычаги прижимных роликов приводятся в действие с помощью шпинделей, в результате чего определяется положение прижимных роликов.
Недостатком решения по международной заявке № WO2007051325 является трудоемкость изготовления опорной конструкции для организации вращения корпуса (поворотного подшипника) и возможное возникновение перекосов при работе этой системы, вызванных смещением прямой линии, соединяющей центры шарниров в поворотных рычагах роликов, от центра вращения. Смещение прямой линии от центра вращения корпуса вызывает паразитные усилия внутри механизма, создающие условия для возникновения люфтов в шарнирах и возможность заклинивания корпуса при его вращении, снижающие общую надежность работы всей системы.
Изобретение по международной заявке № WO2007051325 выбрано в качестве наиболее близкого аналога (прототипа).
Технической проблемой, решаемой изобретением является снижение трудоемкости механизма и повышение надежности его работы за счет устранения перекосов при работе механизма.
Технический результат, достигаемый изобретением – повышение надежности работы механизма пресса-гранулятора, упрощение конструкции.
Заявляемый технический результат  достигается тем, что механизм регулировки положения прижимных роликов относительно пресс-формы пресса-гранулятора, имеющего два прижимных ролика, предназначенных для продавливания материала через пресс-форму и противоположно размещенных с возможностью вращения на эксцентриковых осях на неподвижном валу, содержащий редуктор с корпусом и двумя выдвижными шпинделями, выполненными с возможностью продольного перемещения в противоположных направлениях и воздействия посредством связанных с ними поворотных рычагов на прижимные ролики, при этом каждый поворотный рычаг связан с эксцентриковой осью соответствующего прижимного ролика с обеспечением ее поворота в зависимости от положения выдвижного шпинделя, согласно изобретению снабжен держателем прижимных роликов, жестко связанным с неподвижным валом и выполненным с отверстиями, эксцентриковые оси связаны одним концом с неподвижным валом, а другим концом установлены в соответствующем отверстии держателя роликов, корпус редуктора жестко закреплен на упомянутом держателе роликов, а каждый шпиндель редуктора связан с соответствующим поворотным рычагом посредством двухосного шарнира, с одной осью которого соединен с возможностью вращения вокруг нее свободный конец шпинделя, обращенный наружу из корпуса редуктора, а с другой осью соединен с возможностью вращения вокруг нее поворотный рычаг, который жестко связан с концом эксцентриковой оси соответствующего прижимного ролика, установленным в отверстии держателя прижимных роликов.
Держатель прижимных роликов может быть жестко связан с неподвижным валом посредством стоек.
Механизм может быть снабжен двигателем, закрепленным на неподвижном валу и связанным с редуктором, а держатель прижимных роликов выполнен в виде пластины, установленной параллельно торцевой поверхности неподвижного вала, на которой закреплен двигатель.
В известных прессах-грануляторах (по патенту № 2375188, по международной заявке № WO2007051325 и других известных прессах), также как и в конструкции пресса-гранулятора, в котором предполагается использование заявляемого механизма, конструкция предусматривает наличие матрицы (пресс-формы) и двух прессующих (прижимных) ролика. Зазор между прессующими (прижимными) роликами и матицей регулируется регулирующим механизмом (именно такой механизм и предлагается в настоящем изобретении).
Исходный сырьевой материал в необходимом для получения конечного продукта количестве подается через загрузочный патрубок внутрь вращающейся матрицы (пресс-формы). Материал затягивается между матрицей и вращающимися каждый на своей оси прессующими (прижимными) роликами. Вращаясь, прижимные ролики перекатываются по материалу и прессуют его на внутренней поверхности матрицы. Далее происходит экструзия спрессованного материала через перфорацию матрицы. На выходе из матрицы гранулы срезаются с помощью ножей. Регулировка зазора между матрицей и прижимными роликами, как в заявляемом механизме, так и в наиболее близком аналоге производится посредством изменения длины выдвижных штоков (шпинделей) редуктора. Изначально, перед началом работы при максимально выдвинутом положении штоков (шпинделей) устанавливается максимально возможный зазор, далее посредством заявляемого механизма регулируются изменения рабочего зазора в процессе работы пресс-гранулятора.
При этом, для нормальной работы механизма регулировки прижимных роликов в конструкции наиболее близкого аналога необходимо, чтобы прямая линия, соединяющая центры шарниров в поворотных рычагах роликов всегда пересекала центр вращения корпуса (поскольку у наиболее близкого аналога корпус редуктора является вращающимся), что при эксплуатации в реальных условиях часто не достижимо по причинам рабочего износа и неравномерности взаимного размещения элементов механизма.
В заявляемом механизме пресса-гранулятора, также, как у наиболее близкого аналога, предусмотрены два прижимных ролика, которые установлены с возможностью их перемещения по внутренней поверхности пресс-формы (матрицы) и обратно относительно нее посредством устройства регулирования положения прижимных роликов. Таким устройством регулирования положения прижимных роликов в заявляемом изобретении является редуктор.
Как в наиболее близком аналоге, так и в заявляемом механизме, прижимные ролики ориентированы в противоположные стороны, расположены симметрично относительно оси симметрии и связаны с поворотными рычагами, которые управляют положением прижимных роликов.
Редуктор заявляемого механизма, также, как и в наиболее близком аналоге, содержит два противоположно направленных вращающихся шпинделя. Редуктор связан с приводным валом, управляющим работой, положением редуктора. Шпиндели представляют собой, по сути, выдвижные штоки редуктора, положение которых обусловлено работой (положением) редуктора. Шпиндели, с одной стороны (так же, как и у наиболее близкого аналога), связаны с редуктором, а с другой стороны каждый шпиндель связан по одной оси с соответствующим двухосным шарниром, который, в свою очередь, посредством другой оси связан с поворотным рычагом. Каждый поворотный рычаг связан с соответствующим прижимным роликом. При начальном положении редуктора шпиндели находятся в максимально выдвинутом из корпуса  редуктора положении, при этом зазор между внутренней поверхностью матрицы и прижимным роликом будет максимальным. Под воздействием управляющего вала шпиндели втягиваются внутрь корпуса редуктора, занимая максимально втянутое положение, при котором прижимной ролик будет прижат к внутренней поверхности соответствующей пресс-формы (матрицы), обеспечивая минимальный зазор.
Прижимные ролики установлены и закреплены с возможностью вращения вокруг своей оси на держателе роликов, который представляет собой, например, пластину, на которой жестко закреплен корпус редуктора.
Таким образом, заявляемое решение отличается от наиболее близкого аналога в первую очередь тем, что воздействие на прижимные ролики происходит при неподвижном положении корпуса редуктора за счет изменения взаимного положения шпинделей и поворотных рычагов посредством двухосного шарнира, с одной осью которого связан соответствующий шпиндель, а с другой – соответствующий поворотный рычаг.
Жесткое закрепление корпуса редуктора относительно держателя роликов отменяет необходимость создания опоры вращения корпуса. Опорой вращения для роликов с поворотными рычагами служит держатель роликов. При этом держатель роликов, выполненный в виде пластины, установленной параллельно торцевой поверхности неподвижного вала, расположенной противоположно той стороне неподвижного вала, на которой расположен привод, не влечет увеличение габаритных размеров механизма и не усложняет его конструкцию.
Применение на каждом шпинделе двухосного шарнира, соединяющего шпиндель и поворотный рычаг ролика при жестком закреплении корпуса редуктора относительно держателя прижимных роликов позволяет устранить возможность возникновения паразитных усилий при повороте рычагов роликов.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
На фиг. 1 -  изображен общий вид главного вала пресс-гранулятора с заявляемым механизмом.
На фиг. 2 – изображен разрез главного вала пресс-гранулятора с заявляемым механизмом.
На фиг. 3 – изображен вид спереди заявляемого механизма с полностью втянутыми шпинделями.
На фиг. 4 – изображен вид спереди заявляемого механизма с полностью выдвинутыми шпинделями.
На фиг. 5 – изображены прижимные ролики и их элементы крепления.
На фиг. 6 – изображен редуктор, связанный с поворотным рычагом посредством двухосного шарнира.
Перечень позиций на фигурах:
1 – неподвижный вал;
2 – держатель прижимных роликов;
3 – редуктор;
4 – прижимные ролики;
5 – ротор;
6 – пресс-форма (матрица);
7 – стойки;
8 – двигатель;
9 – магнитная муфта;
10 – приводной вал;
11 – датчик;
12 – переходной вал
13 – винты;
14 – поворотные рычаги;
15 – двухосный шарнир;
16 – регулируемый болт;
17 – выдвижные шпиндели (штоки) редуктора;
18 – эксцентриковая ось.
Заявляемый механизм регулировки пресса-гранулятора предназначен для регулировки положения прижимных роликов 4 по отношению к пресс-форме 6 в процессе работы пресса-гранулятора.
Заявляемый механизм регулировки пресса-гранулятора содержит неподвижный вал 1, один конец которого через стойки 7 жестко связан с держателем 2 прижимных роликов 4.  Вал 1 в заявляемом механизме выполняет роль опоры, несущей конструкции, на которую крепятся иные конструктивные элементы пресса-гранулятора, в том числе заявляемого механизма. С другой стороны на валу 1 размещены и закреплены относительно него двигатель 8 и магнитная муфта 9, связанные с приводным валом 10, установленным на подшипниках скольжения и проходящим внутри вала 1 вдоль него. Двигатель 1, магнитная муфта 9 и вал 10 представляют собой привод заявляемого механизма. Приводной вал 10 через переходной вал 12 связан с редуктором 3, обусловливая движение двух выдвижных шпинделей (штоков) 17 редуктора 3. Корпус редуктора 3 жестко закреплен на держателе 2 прижимных роликов 4. Каждый выдвижной вращающийся шпиндель (шток) 17 редуктора 3 связан с первой осью соответствующего двухосного шарнира 15 с возможностью вращения вокруг нее. Со второй осью двухосного шарнира 15 с возможностью вращения вокруг нее связан соответствующий поворотный рычаг 14. Прижимные ролики 4 установлены с возможностью вращения на неподвижном валу 1. Каждый ролик 4 через подшипники качения размещён на эксцентриковой оси 18, которая одним концом установлена в неподвижном валу 1, а другим в отверстии держателя 2 роликов 4. Вал 1 и держатель 2 роликов соединены между собой стойками 7 и являются неподвижными по отношению друг к другу. На одном конце оси 18 ролика закреплен поворотный рычаг 14, при воздействии на который происходит поворот оси 18 и смещение ролика 4 относительно поверхности матрицы - при этом образуется необходимый зазор. Держатель 2 роликов 4 выполнен в виде пластины, установленной параллельно торцевой поверхности неподвижного вала 1, расположенной противоположно той стороне неподвижного вала 1, на которой расположен двигатель 8.
Привод поворота роликов 4 осуществляется вращением вала двигателя 8 через магнитную муфту 9, приводной вал 10 и переходный вал 12 на редуктор 3. При работе редуктора 3 происходит выдвижение или втягивание штоков 17 в корпус редуктора 3. Необходимая величина перемещения штоков 17 определяется системой управления с помощью подсчитывания количества оборотов приводного вала 10. Линейное перемещение штоков 17 преобразуется в круговое движение роликов 4 вокруг своих осей, тем самым приближая или отдаляя поверхность ролика 4 от поверхности матрицы (на чертежах не показана). Для контроля количества оборотов редуктора, а следовательно и контроля расстояния между роликом 4 и матрицей 6 в конструкции применен датчик 11. Вокруг неподвижного вала 1 и роликов 4 вращается ротор 5 с закрепленной на нем пресс-формой 6.
Общий принцип работы пресс-гранулятора осуществляется аналогично работе пресса-гранулятора, описанной в изобретении по патенту РФ № 2375188.
Работа заявляемого механизма регулировки прижимных роликов пресса-гранулятора происходит следующим образом.
В результате воздействия привода механизма осуществляется поворот вала 10 и обусловленное таким поворотом вращение переходного вала 12 и вала редуктора 3. В результате происходит выдвижение шпинделей 17 и поворот связанных с ними рычагов 14. Когда штоки редуктора втянуты все оси вращения двухосных шарниров находятся на одной линии, при выдвижении штоков происходит поворот рычагов 14 и смещение осей двухосных шарниров на размер А. Для механического ограничения выдвижения штоков предусмотрен упорный регулируемый болт 16.