ШНЕКОВЫЙ УЗЕЛ

Полезная модель относится к горнодобывающей промышленности, в частности, к устройствам, используемым в дробилках шнеко-зубчатых, применяемых для дробления не металлических горных пород.
Известна конструкция, описанная в полезной модели "Валковая дробилка" (RU №67889). Дробилка содержит раму с подшипниковыми опорами, в которых параллельно и горизонтально установлены два встречно вращающихся валка с закрепленными на них пакетами зубчатых дисков, разделенных между собой дистанционными втулками. Зубчатые диски установлены со смещением относительно друг друга вдоль продольной оси валка. На зубьях дисков закреплены режущие пластины из твердого сплава, например, Т5К10, Т14К8, Т15К6, Т30К4, Т5К12В, ВК2, ВК3М, ВК4, ВК6, ВК6М, К8, ВК8М.
Недостатками вышеописанного устройства валка является то, что он имеет излишнее количество деталей, в данном случае - втулок, пластинок, элементов их крепления, что снижает надежность устройства при работе дробилки; большие нагрузки при дроблении горных пород быстро выведут устройство из строя, так как твердосплавные пластины выкрашиваются, разрушаются узлы крепления пластин, выходят из строя втулки. Кроме того, приходит в непригодность и подшипниковая опора, замена которой связана с разбором рамы.
Известно изобретение "Подшипниковый узел валковой дробилки" (RU №2498855). Дробилка содержит пару дробильных валков, параллельных друг другу и вращающихся в противоположных направлениях. Каждый валок включает в себя ось, которая имеет концевые части, установленные в соответствующих подшипниках качения, каждый из которых удерживается во внутренней части корпуса подшипника, смонтированного на основании дробилки. Корпусы подшипников каждого валка прикреплены к несущей раме, расположенной снаружи каждого валка, вдоль одной стороны соответствующего валка. Каждый корпус подшипника включает в себя базовую часть, окружающую часть окружного контура подшипника качения и прикрепленную к соответствующей несущей раме, и закрывающую часть, окружающую остальную часть окружного контура подшипника качения и прикрепленную к базовой части с возможностью снятия. Одна из задач изобретения - это возможность простого и быстрого демонтажа каждой оси валка относительно соответствующих корпусов подшипников, которые несет основание оборудования. Разъемная конструкция корпусов подшипников обеспечивает возможность выполнения демонтажа оси посредством простого и быстрого снятия закрывающих частей корпусов подшипников.
Преимуществом описанной модели является равномерность перемещения валков относительно друг друга, однако, недостатками устройства также является излишнее количество деталей (втулок, пластинок, элементов их крепления), что снижает надежность работы дробилки; большие нагрузки при дроблении горных пород быстро выведут шнек из строя, так как выкрашиваются твердосплавные пластины, разрушаются узлы крепления пластин, выходят из строя втулки, приходит в непригодность и подшипниковая опора.
Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является шнек, используемый в дробилке шнеко-зубчатой (патент на полезную модель RU №195372). Полезная модель относится к устройствам для дробления твердых неметаллических горных пород. Дробилка включает в себя основание, прямоугольный корпус, электродвигатели, редукторы, муфты, подшипники, фиксирующие полукольца, прямоугольный корпус содержит отверстия, для установки валов шнеков зубчатых.
На валах шнеков зубчатых насажены диски зубчатые, на которых зубья установлены с помощью болтового соединения. Зубья на диске зубчатом дополнительно закреплены с помощью сварки. Наружные поверхности дисков зубчатых содержат износостойкую наплавку, а в качестве муфты применена торовая муфта с высокоэластичной оболочкой. Валы шнеков зубчатых закреплены в отверстиях корпуса при помощи фиксирующих полуколец, электродвигатели соединены с валами шнеков зубчатых через редукторы при помощи муфт. Недостатком технического решения, примененного в описанной полезной модели дробилки шнеко-зубчатой, является уязвимость и относительно быстрый износ подшипникового узла шнека, в результате воздействия высокой ударной нагрузки на шнек и подшипники, что ведет к частой их замене, трудоемкости монтажа и демонтажа, производственным и экономическим затратам.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является повышение надежности шнекового узла дробилки, и, связанное с этим, повышение его долговечности, а также упрощение монтажа и демонтажа шнекового узла.
Техническая проблема решается за счет того, что шнековый узел дробилки состоит из вала с насаженными на него c натягом и для дополнительной надежности - на шпонки дисками зубчатыми, зубья которых установлены с помощью болтового соединения и дополнительно закреплены с помощью сварки; при этом диски зубчатые снабжены износостойкой наплавкой; на каждый конец вала насажен подшипник качения, в качестве которого используют подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный самовыравнивающийся, причем подшипники закреплены на валу с натягом, а в корпус подшипников - по свободной посадке. Предпочтительно диски зубчатые изготавливать из высоколегированной стали, зубья - из высокомарганцовистой стали; зубья на диске зубчатом приваривать по контуру их соединения с поверхностями дисков зубчатых; износостойкую наплавку можно выполнять в виде сетки; между подшипником и дисками зубчатыми устанавливать лабиринтное уплотнение и защитную втулку.
Суть полезной модели поясняется изображением на фиг. 1, где шнековый узел дробилки представлен в виде изображения в аксонометрии с местным разрезом, показывающим подшипниковый узел и узел крепления зуба к диску зубчатому.
Шнековый узел дробилки состоит из вала 1, шпонок 2, зубчатой обоймы 3, дисков зубчатых 4, зубьев 5 (сварочный шов по контуру прилегания зуба к диску - 11), подшипников 6 с корпусами 8, болтов крепления 7, наплавки диска зубчатого 9 и 10, защитной втулки - 12, лабиринтного уплотнения 13.
На один конец вала 1 насаживают зубчатую обойму 3, с помощью которой производят соединение с редуктором дробилки шнеко-зубчатой. Диски зубчатые 4 насажены на вал 1 c натягом и для дополнительной надежности - на шпонки 2, что предотвращает их проворачивание. С двух концов на вал 1 устанавливают подшипники качения 6 с корпусами 8. Для защиты корпусов 8 подшипников 6 от попадания абразивных частиц породы возможна установка на вал 1 перед корпусами 8 со стороны дисков зубчатых 4 лабиринтного уплотнения 13 и защитных втулок 12. Защитные втулки исключают попадание абразивных частиц измельчаемой породы в лабиринтное уплотнение 13 и подшипники 6, что предотвращает их от разрушения. Защитные втулки выполняют с износостойкой наплавкой по поверхности контакта защитной втулки с измельчаемой породой.
Также, для увеличения надежности составных элементов конструкции, в частности, дисков зубчатых 4, они могут быть изготовлены, например, из высоколегированной стали типа 35ХМЛ ГОСТ 977-88. За счет высоких упругих свойств высоколегированной стали, диски зубчатые способны длительное время переносить ударную нагрузку, характерную для данного типа конструкции, что повышает их долговечность и износостойкость. Диски зубчатые подвергаются высоким ударным нагрузкам и, с целью повышения износостойкости и долговечности, их покрывают износостойкой наплавкой. Наплавка может быть выполнена в виде износостойкой сетки, наплавленной электродами ОЗН-6 ГОСТ 9466-75. Данное покрытие обеспечивает надежную защиту зубчатых дисков, а его сетчатая структура является дополнительным измельчающим, в том числе, твердый грунт, органом.
Зубья 5 могут быть изготовлены из высокомарганцовистой стали типа 110Г13Л. Применение данного типа стали предпочтительно для выбора исходя из того, что зубья испытывают высокое удельное давление, и данный тип стали является наиболее подходящим для высоких износостойких показателей дробилки. Также, для еще большего повышения долговечности и износостойкости зубьев, они могут быть покрыты износостойкой наплавкой электродами ОЗН-6 ГОСТ 9466-75. Во всех случаях для наплавки используют электрод с повышенной стойкостью к образованию трещин при многослойной наплавке. Дополнительная защита поверхности зубьев, на которые приходится основная нагрузка, благоприятно сказывается на надежности работы шнекового узла. С целью надежного закрепления зубьев 5, последние, наряду с традиционным болтовым удержанием при помощи болтов 7, привариваются сваркой к поверхности диска зубчатого 4. Наиболее качественное удержание зубьев 5 сваркой будет в случае приваривания их по контуру соединения зубьев 5 с поверхностью диска зубчатого 4, то есть сварка полностью закрывает соединительную щель между зубьями и диском зубчатым, обеспечивая надежное неразъемное соединение.
На каждый конец вала 1 насажен подшипник качения 6, в качестве которого применен подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный самовыравнивающийся, причем на вал его устанавливают с натягом, а в корпус подшипника - по свободной посадке. Использование таких подшипников в качестве тел качения обеспечивает устойчивость к более высокой ударной нагрузке, отсутствие проскальзывания по внутренней обойме, исключает осевой сдвиг относительно вала, обеспечивает более легкий монтаж шнекового узла в корпус дробилки за счет самовыравнивающихся свойств подшипника. Параметры подшипника 6 (наружный диаметр корпуса, толщину стенки корпуса) выбирают индивидуально с учетом конструкции дробилки, в которой будут установлены шнековые узлы.
Для установки в дробилку шнековый узел поставляется в сборе с подшипниками. Для этого в корпусе дробилки предусмотрены отверстия и фиксирующие приспособления, как, например, в полезной модели №195372. Демонтаж также производят целиком всего узла. Изготовление заявляемой полезной модели в виде единого узла выше указанной конструкции позволяет решить поставленную техническую проблему.
Техническим результатом полезной модели является устойчивость к высоким ударным нагрузкам за счет нанесения износостойкой наплавки на детали, испытывающие нагрузку и контактирующие с измельчаемым материалом, надежного соединения в единый узел всех деталей шнекового узла; применения в качестве тел качения подшипников роликовых радиальных сферических двухрядных самовыравнивающихся, закрепленных на вал с натягом, а в корпус подшипника - по свободной посадке, что кроме всего способствует упрощению монтажа и демонтажа шнекового узла в корпусе дробилки.