УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЫ
DEVICE FOR DRUM MILL RECONDITIONING

Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и может быть использовано для восстановления изношенных частей крупногабаритных барабанных мельниц, предназначенных для измельчения горной массы.
Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для выполнения ремонтных работ и восстановления цапф и барабанов мельниц, которые подверглись механическому и коррозийному износу при переработке больших объемов горных пород, характеризующихся значительной степенью абразивности и химической активности в водонасыщенной среде. Заявленное устройство предназначено для восстановления фланцев цапф и барабанов мельниц непосредственно на промплощадке предприятия. Это целесообразно в том случае, когда доставка оборудования на ремонтное предприятие связана с определенными трудностями технического или материального характера.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для восстановления барабанной мельницы, которое включает опорную платформу для размещения оборудования, обеспечивающего обработку металла на изношенных цилиндрических и круговых поверхностях фланцев разгрузочной и загрузочной цапф, а также барабана мельницы (Шинкоренко С.Ф. и др. Справочник по обогащению и агломерации руд черных металлов. Г., Недра, 1964, с.73-81).
Известное устройство относится к стационарному оборудованию, которое устанавливается на специализированных предприятиях для ремонта горного оборудования. Опорная платформа не является сменной и предназначена для одного типа обрабатывающего оборудования.
Недостатком известного устройства является то, что оно является стационарным и предназначено для одного типа оборудования. Это определяет необходимость доставки крупногабаритных изделий на специализированное предприятие, а также необходимость внутризаводского его перемещения по карте технологического цикла ремонтных работ от одной опорной платформы, на которой размещено обрабатывающее оборудование, ко второй. Для потребителя - горно-перерабатывающего предприятия - это определяет значительную стоимость ремонтно-восстановительных работ и увеличивает себестоимость товарного продукта.
Задачей изобретения является усовершенствование конструкции устройства для восстановления барабанной мельницы за счет размещения его на восстанавливаемой части барабанной мельницы, будь то ее цапфы или барабан. Это позволяет обеспечить возможность ремонта и восстановления элементов барабанной мельницы непосредственно на промплощадке предприятия там, где выполняется технологический процесс измельчения горной массы. Устройство является универсальным и позволяет выполнять различные виды обработки металла при восстановление изношенных конструктивных элементов мельницы до первоначального состояния.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для восстановления барабанной мельницы включает опорную платформу для размещения оборудования, которое обеспечивает обработку металла на изношенных цилиндрических и круговых поверхностях фланцев разгрузочной и загрузочной цапф, а также барабана мельницы.
В соответствии с изобретением, опорная платформа соединена с консолью, выполненной с возможностью кругового вращения и закрепленной к валу, размещенному соосно с осью фланца. Соосное расположение вала зафиксировано распорками, которые опираются на внутреннюю цилиндрическую поверхность цапфы или барабана мельницы. Консоль взаимодействует с направляющей, закрепленной к поверхности фланца и выполненной с возможностью фиксации величины расстояния между опорной платформой и обрабатываемой круговой или цилиндрической поверхностью. Кроме того, опорная платформа взаимодействует с приводом, который обеспечивает ее круговое перемещение, и снабжена координатной направляющей в виде планки или стержня с роликом на концевой части, который выполнен с возможностью качения по неизношенной поверхности фланцев.
Для обработки круговых поверхностей, которые имеют различный диаметр, опорная платформа выполнена с возможностью радиального перемещения по телу консоли.
Для использования неизношенной поверхности обрабатываемого изделия в качестве эталонной и получения обработанной поверхности, которая полностью соответствует поверхности, образованной при первоначальном изготовлении изделия, опорная платформа снабжена дополнительной координатной направляющей в виде планки или стержня с роликом на концевой части, который выполнен с возможностью качения по неизношенной поверхности фланцев. При этом координатные направляющие расположены с обеих сторон опорной платформы.
Для стабилизации скорости при перемещении опорной платформы в процессе обработки поверхности изделия и эффективной передачи максимального крутящего момента в системе привод - опорная платформа, последняя взаимодействует с приводом с помощью винтовой связи, параметры которой определяются в зависимости от режимов обработки изделия, типа привода и параметров его редуктора.
Устройство для восстановления барабанной мельницы иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан вид сверху на цапфу барабана мельницы с закрепленным к ней с помощью распорок устройством; на фиг.2 - вид сбоку на цапфу барабана мельницы с местным вырезом, который иллюстрирует способ крепления устройства и его радиальное положение относительно вертикальной оси цапфы.
Устройство для восстановления барабанной мельницы включает опорную платформу 1, предназначенную для размещения обрабатывающего оборудования, которая соединена с консолью 2. Консоль 2 ориентирована радиально относительно оси обрабатываемого изделия 3, например фланцев цапфы 3 или барабана 3 мельницы, и выполнена с возможностью кругового обращения. Для кругового обращения консоль 2 подвижно закреплена к опорному валу 4, размещенному соосно с осью изделия 3. Предотвращение вертикального и горизонтального смещения опорного вала 4 достигается за счет использования распорок 5. Жесткость конструкции достигается тем, что распорки 5 установлены по вертикали в двух параллельных плоскостях и опираются на внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса 3 мельницы или цапфы.
Для предупреждения вертикального сдвига опорной платформы 1 и деформации консоли 2 под действием собственного веса она взаимодействует с направляющей 6, которая закреплена к поверхности 7 фланца.
Круговое перемещение опорной платформы 1 при обработке изделия 3 достигается тем, что она взаимодействует с приводом 8. Это взаимодействие может обеспечиваться, например, за счет винтовой связи 9, которая представляет собой стержень с резьбой, параметры которой определяются типом привода 8, его техническими характеристиками, а также скоростью перемещения опорной платформы 1.
Восстановление изношенной поверхности 7 до параметров изначально изготовленного изделия 3 достигается за счет того, что опорная платформа 1 жестко соединена с координатной направляющей 10 в виде планки или стержня, снабженной на концевой части роликом качения 11. При обработке поверхности 7 ролик 11 перемещается по неизношенной поверхности фланца. В зависимости от веса консоли 2 и требований к геометрическим параметрам восстанавливаемой поверхности 7, консоль 2 может быть снабжена дополнительной координатной направляющей 12 в виде планки или стержня с роликом на концевой части. В таком случае координатные направляющие 10 и 12 расположены с обеих сторон опорной платформы 1.
Устройство для восстановления барабанной мельницы реализуется следующим образом.
Как показала практика ремонта барабанных мельниц, при их продолжительной эксплуатации по измельчению абразивной полиминеральной горной массы происходит их интенсивное изнашивание. Это вызвано механическим и химическим взаимодействием металлических элементов конструкции с перерабатываемым минеральным сырьем.
После продолжительного периода эксплуатации более всего подвергаются изнашиванию фланцы, которыми соединяются между собой элементы изделия 3, которые представляют собой разгрузочные и загрузочные цапфы, а также сам барабан мельницы. Эти фланцы представляют собой кольцевые поверхности, в которых изнашивание выражается в коррозии, потере плоскостности из-за выкрашивания и истирания металла минеральными частицами.
Перед установкой устройства, возобновляемая фланцевая поверхность 7 разгрузочной или загрузочной цапф, или барабана мельницы очищается от металлических и минеральных частиц. В отверстии возобновляемого элемента (изделия) 3 размещается опорный вал 4, который с помощью оптических или лазерных устройств устанавливают соосно с осью отверстия фланцевого соединения. Для предотвращения сдвига вала 4 под влиянием динамических сил распорки 5, количество которых в одном узле должно составлять не менее трех, устанавливают вдоль оси изделия 3 в двух параллельных плоскостях. Использование штанговых распорок 5 позволяет не только надежно фиксировать вал 4, но и обеспечивает возможность корректирования его пространственного положения в процессе выполнения работ.
К валу 4 с помощью подшипников присоединяется консольная конструкция (консоль) 2. В соединительном узле могут использоваться как подшипники качения, так и подшипники скольжения.
Система опорный вал 4 - подшипниковый узел - консоль 2 должна обеспечивать возможность кругового вращения консоли 2 в плоскости параллельной кольцевой поверхности (плоскости) 7 фланцевого соединения. На консоли 2 на радиальном расстоянии в зависимости от диаметра фланцевого соединения закрепляют опорную платформу 1, положение которой определяется типоразмером обрабатывающего оборудования и последовательностью технологического цикла обработки металлической поверхности. В зависимости от типоразмера оборудования, траектории перемещения инструмента по восстанавливаемой поверхности, опорная платформа 1 может быть выполнена с возможностью изменения положения на консоли 2. В этом случае фиксация положения платформы 1 на консоли 2 осуществляется с помощью болтового соединения или с помощью специальных фиксирующих приспособлений. Применение различного оборудования, которое должно быть размещено на опорной платформе, определяет необходимость его надежного крепления. Для этого в опорной платформе 1 выполняют сквозные пазы, с помощью которых закрепляют или, при необходимости, смещают обрабатывающее оборудование.
Оборудование и сама консоль 2 имеют значительный вес, поэтому в процессе работ возможные их прогиб и, как следствие, изменение расстояния между опорной платформой 1 и обрабатываемой поверхностью 7. Это приводит к нарушению точности обработки изделия и недостаточному плотному примыканию поверхностей фланцев. Предотвращение прогиба и деформации консоли 2 может быть достигнуто за счет того, что она взаимодействует с направляющей 6, закрепленной к поверхности 7 фланца. Взаимодействие может заключаться за счет того, что консоль 2 перемещается по направляющей 6 или связана с ней с помощью узла качения или скольжения. Закрепление к поверхности 7 фланца позволяет зафиксировать расстояние между конечной частью обрабатывающего инструмента и обрабатываемой поверхностью 7. Направляющая 6 закрепляется на соответствующих стойках в технологических отверстиях фланцевого соединения. Указанные стойки позволяют изменять расстояние между опорной платформой 1 и поверхностью 7 фланца в зависимости от типоразмера обрабатывающего инструмента. Консоль 2 перемещается в пространстве на секторный угол, ограниченный стойками направляющей 6. После того как консоль 2 и, соответственно, платформа 1 достигнет одной из стоек, направляющую 6 перемещают и устанавливают над необработанной поверхностью для продолжения работ.
Выполнение фрезерных и шлифовальных работ связано со значительным усилием, которое необходимо передавать от инструмента к обрабатываемой поверхности. Это усилие в значительной мере отражается на необходимости формирования крутящего момента, который обеспечивает перемещение консоли 2 с опорной платформой 1 и обрабатывающего инструмента на заданный угол. Непосредственное воздействие на опорный вал 4 усложняет конструкцию устройства и не позволяет обеспечить перемещения инструмента на шаг, обусловленный режимом обработки. В заявленном техническом решении перемещения консоли 2 осуществляется с помощью привода 8, снабженного редуктором, взаимодействующим с винтом 9, соединенным с опорной платформой 1 или консолью 2.
Привод 8 конструкции размещают на поверхности 7 фланцевого соединения. При вращении привода 8 редуктор взаимодействует с винтом 9 и, в зависимости от направления вращения, или толкает опорную платформу 1 или притягивает ее к себе. Скорость перемещения опорной платформы 1 с инструментом прямо зависит от скорости вращения исполнительного привода 8, передаточного числа редуктора и параметров зубчатого зацепления винтовой связи 9.
Фланцевое соединение определяет необходимость плотного примыкания соединяемых поверхностей, поэтому восстановление изношенных частей должно осуществляться до их начальных параметров. В этих условиях особую важность приобретает обеспечение максимально точного воспроизведения первоначальной поверхности. Как показали исследования, в цапфах и барабанах мельниц краевые части фланцевых соединений в процессе эксплуатации не подвергаются износу и могут служить как эталон при проведении восстановительных операций. Для этого в заявленном техническом решении предусмотрено крепление к опорной платформе 1 или консоли 2 координатной направляющей 10 в виде планки или стержня с роликом 11 на концевой части, который выполнен с возможностью качения по неизношенной поверхности 7 фланцев. При перемещении опорной платформы, ее жесткое соединение с координатной направляющей 10 позволяет удерживать не только постоянное расстояние в системе рабочая часть инструмента - обрабатываемая поверхность 7, но и восстанавливать поверхность, параметры которой полностью соответствуют первоначальному состоянию изделия.
При значительном весе обрабатывающего оборудования или необходимости предупреждения угловых смещений платформы 1 в вертикальной плоскости может быть применена дополнительная координатная направляющая 12 в виде планки или стержня с роликом на концевой части, который выполнен с возможностью качения по неизношенной поверхности 7 фланцев. При таком варианте реализации устройства координатные направляющие 10, 12 располагают с обеих сторон опорной платформы 1. Симметричное расположение координатных направляющих 10, 12 обеспечивает необходимую жесткость конструкции.
Выполненные исследования и опытно-промышленные испытания устройства показали его высокую эффективность при восстановлении барабанной мельницы, в частности, восстановления его фланцевых соединений: барабана с загрузочной и разгрузочной цапфами. Реализация устройства позволяет восстанавливать барабан мельницы непосредственно на промплощадке предприятия, снижая стоимость ремонтно-восстановительных работ за счет сокращения затрат на транспортирование негабаритных грузов, снижения эксплуатационных затрат, связанных с обслуживанием предприятиями по ремонту горного оборудования.