ПРИВОДНАЯ ОПОРА ШНЕКА

Область техники
Полезная модель относится к области транспортирования сыпучего сырья, например, порошкового или гранулированного глинозема, фторсолей, их смеси или аналогичных порошковых абразивных материалов и может применяться в металлургии цветных металлов в качестве привода шнековых транспортеров для загрузки сыпучим сырьем электролизеров получения алюминия электролитическим способом.
Уровень техники
Из уровня техники известен винтовой конвейер (патент на изобретение RU № 2274595, B65G33/14, опубл. 20.04.2006 г.), у которого приводная опора шнека содержит корпус с фланцевым креплением к кожуху шнека, цапфу, установленную в корпусе, передающую вращение от вала привода на трубу шнека, последовательно расположены Г-образное лабиринтное уплотнение с проточкой в цапфе и торцевое подвижное уплотнение, защищающее подшипник гидромотора от попадания абразивного материала, транспортируемого шнеком. Привод, в качестве которого используется гидромотор, жестко закреплен на корпусе, вал гидромотора жестко зафиксирован в центральном отверстии цапфы. Цапфа со стороны шнека входит своим выступом в центральное отверстие трубы шнека и фиксируется в нем от проворачивания при помощи установленного поперек оси болтового соединения, установленного внутри кожуха шнека.
Недостатком аналога является низкая надежность приводной опоры при эксплуатации из-за того, что:
радиальную нагрузку, возникающую от шнека при работе, воспринимает подшипник вала привода, в качестве которого установлен гидромотор, что неблагоприятно сказывается на ресурсе работы гидромотора;
отсутствует компенсация несоосности и радиального биения цапфы привода относительно вала гидромотора, что неблагоприятно сказывается на ресурсе работы гидромотора;
цапфа привода имеет проточку под уплотнение, которая является концентратором напряжений и снижает надежность опоры.
Кроме того, известная конструкция имеет повышенную трудоемкость при ремонте поскольку, для снятия или установки всей опоры в сборе, необходимо открутить болт, стопорящий цапфу привода к трубе шнека, для чего необходимо добираться внутрь кожуха шнека.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является приводная опора шнека (патент на полезную модель RU № 21815, F16C15/00, опубл. 20.02.2002 г.), содержащая корпус с фланцевым креплением к кожуху шнека, цапфу, установленную в подшипниках корпуса, передающую вращение от привода на трубу шнека, уплотнение подшипников, которое со стороны шнека состоит из двух стандартных манжет с пространством между ними заполняемым пластичной смазкой. Привод выполнен через шестеренчатую передачу. Шестерня привода жестко закреплена на цапфе. На цапфе предусмотрен фланец, который жестко крепится к фланцу, предусмотренному на трубе шнека внутри кожуха шнека при помощи болтового соединения.
Недостатком известного аналога является низкая надежность опоры при эксплуатации из-за того, что:
отсутствует компенсация несоосности и радиального биения трубы шнека и шестерни привода относительно цапфы привода при работе шнека, что приводит в преждевременному выходу из строя подшипников;
предусмотрена всего одна ступень защиты подшипников от попадания в них транспортируемого шнеком абразивного материала, что приводит к преждевременному выходу подшипников из строя и требует частой их замены;
в качестве основного уплотнителя для защиты подшипников используются две серийно выпускаемые резиновые манжеты, причем выходящая в сторону шнека резиновая манжета быстро выходит из строя при работе с абразивными материалами, отчего требует частой замены, а вторая внутренняя манжета не защищает подшипник, поскольку установлена в положение для предотвращения выхода смазки из зоны подшипников в сторону шнека и не препятствует прохождению абразивного материала со стороны шнека к подшипникам.
Кроме того, известная конструкция имеет повышенную трудоемкость обслуживания и ремонта из-за того, что:
имеет повышенную трудоемкость снятия и установки опоры в сборе при замене подшипников и манжет, так как, для откручивания болтов, стопорящих фланец цапфы к фланцу трубы шнека необходимо добираться внутрь кожуха шнека, разборка при этом возможна только после периодического проворачивания шнека.
имеет увеличенную трудоемкость обслуживания опоры из-за того, что в конструкции опоры используется три точки смазки.
Раскрытие полезной модели
Технической задачей полезной модели является увеличение надежности приводной опоры при эксплуатации, снижение трудоемкости обслуживания и ремонта.
Технический результат достигается за счет того, что в приводной опоре шнека, содержащей корпус с 1 фланцевым 2 креплением к кожуху шнека 4, цапфу 6, установленную в подшипниках 7 корпуса 1, передающую вращение от привода 8 на трубу 9 шнека 10, уплотнение подшипников 16, 17, 18, новым является то, что цапфа 6 выполнена с внутренним отверстием 11, в которое входит вал привода 8, закреплённый на промежуточной пластине 13, не жестко зафиксированной к корпусу 1 через эластичные элементы 21, 22.
Полезную модель дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению технического результата.
Со стороны шнека 10 на цапфе 6, для передачи крутящего момента, предусмотрен выступ 15, выполненный в виде, например, наружного квадрата, входящего во внутреннее квадратное отверстие трубы 9 шнека 10. Выступ 15 может являться продолжением цапфы 6 или может быть выполнен в виде переходника, как отдельная съемная деталь.
Для уплотнения подшипников 7 на цапфе 6 и корпусе 1 со стороны шнека 10 последовательно расположены самоподжимное торцевое уплотнение с двухконусным плавающим кольцом 16 и манжета 17, а со стороны привода 8 вторая манжета 18.
Полость 19 между самоподжимным торцевым уплотнением с двухконусным плавающим кольцом 16 и манжетой 17 со стороны шнека 10 является дополнительной ступенью защиты от загрязнения подшипников 7 за счет наполнения ее пластичной смазкой.
В качестве эластичных элементов крепления промежуточной пластины 13 к корпусу 1 используется закрепленные на промежуточной пластине 13 резинометаллический шарнир в виде сайлентблока 21 и подушка 22 из эластичного материала с плоским основанием 23.
Плоское основание 23 подушки 22 опирается на внутреннюю плоскость полки П-образной пластины 26, которая закреплена на корпусе 1.
Крепление сайлентблока 21 на корпусе 1 обеспечивается за счет втулки 27, которая установлена на корпусе 1.
Ось втулки 27 выполнена параллельно оси сайлентблока 21 и параллельно оси вала привода 8.
В качестве привода может использоваться гидромотор или электродвигатель.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид приводной опоры шнека, изображение вид 3/4 сзади.
На фиг. 2 показан разрез по стрелкам А-А на фиг. 1.
Перечень конструктивных элементов:
1 - корпус;
2 - фланец;
3 - фланец;
4 - кожух шнека;
5 - болтовое соединение;
6 - цапфа;
7 - подшипник;
8 - привод;
9 - труба;
10 - шнек;
11 - отверстие;
12 - шпоночное соединение;
13 - промежуточная пластина;
14 - болтовое соединение;
15 - выступ;
16 - самоподжимное торцевое уплотнение с двухконусным плавающим кольцом;
17 - манжета;
18 - манжета;
19 - полость;
20 - масленка;
21 - сайлентблок;
22 - подушка;
23 - плоское основание;
24 - болт;
25 - гайка;
26 - П-образная пластина;
27 - втулка;
28 - упорная шайба;
29 -  втулка;
30 - гайка;
31 - шайба;
32 - масленка;
33 - крышка;
34 - болт.
Приводная опора шнека содержит корпус 1, с фланцем 2, которым корпус 1 соединен с фланцем 3 кожуха шнека 4 при помощи болтового соединения 5. В корпусе 1 установлена цапфа 6 с возможностью вращения в подшипниках 7, передающая вращение от привода 8, выполненного, например, в виде гидромотора или электродвигателя, на трубу 9 шнека 10.
Цапфа 6 выполнена с внутренним отверстием 11, в которое входит вал привода 8 и фиксируется от проворачивания, например, шпоночным соединением 12. Привод 8 закреплен на промежуточной пластине 13 болтовым соединением 14.
Со стороны шнека 10 на цапфе 6, для передачи крутящего момента, предусмотрен выступ 15, выполненный в виде, например, наружного квадрата, входящего во внутреннее квадратное отверстие трубы 9 шнека 10. Выступ 15 может являться продолжением цапфы 6 или может быть выполнен в виде переходника, как отдельная съемная деталь.
Для защиты подшипника 7 на цапфе 6 и корпусе 1 со стороны шнека 10 последовательно расположены самоподжимное торцевое уплотнение с двухконусным плавающим кольцом 16 и стандартное уплотнение в виде манжеты 17, а со стороны привода 8 вторая манжета 18. Полость 19 между самоподжимным торцевым уплотнением с двухконусным плавающим кольцом 16 и манжетой 17 является дополнительной ступенью защиты от загрязнения подшипника 7 за счет наполнения ее пластичной смазкой через масленку 20.
Промежуточная пластина 13 крепится к корпусу 1 через эластичные элементы, в качестве которых используются резинометаллический шарнир в виде сайлентблока 21 и подушка 22 из эластичного материала с плоским основанием 23. Сайлентблок 21 жестко закреплен на промежуточной пластине 13 болтом 24, подушка 22 закреплена на промежуточной пластине гайкой 25.
Плоское основание 23 подушки 22 опирается на внутреннюю плоскость полки П-образной пластины 26, закрепленной на фланце 2 корпуса 1.
Крепление сайлентблока 21 на корпусе 1 обеспечивается за счет установки его во втулку 27, жестко закрепленную на фланце 2 корпуса 1. Ось втулки 27 выполнена параллельно оси сайлентблока 21 и параллельно оси вала привода 8. Жесткое крепление сайлентблока 21 к промежуточной пластине 13, обеспечивающее его осевую фиксацию, обеспечивается за счет двух упорных шайб 28, устанавливаемых с двух сторон сайлентблока 21 на болт 24.
Осевая фиксация подшипника 7 на цапфе 6 производится за счет установки двух дистанционных втулок 29 и затягивания их гайкой 30, с последующим контрением гайки 30 шайбой 31 с загибными усиками. Смазка подшипника 7 производится через масленку 32. Крепление наружного кольца подшипника 7 в корпусе 1 осуществляется крышкой 33, которая крепится болтами 34.
Приводная опора шнека работает следующим образом.
От привода 8 вращение передается на цапфу 6, которая через четырехгранный выступ 15 соединена с четырехгранным отверстием трубы 9 шнека 10, вращая шнек 10. Шнек 10 вращается в кожухе шнека 4 и своей винтовой спиралью транспортирует сыпучее сырье вдоль кожуха шнека 4 из зоны загрузки по направлению к зоне выгрузки (на чертежах зона загрузки и зона выгрузки не показаны).
Защита от попадания сыпучего сырья из кожуха шнека 4 в подшипник 7 и привод 8 осуществляется за счет последовательно расположенных самоподжимного торцевого уплотнения с двухконусным плавающим кольцом 16 и манжеты 17 и дополнительного барьера, которым служит пластичная смазка, находящаяся в полости 19 между уплотнениями 16 и 17.
Защита от пыли со стороны привода 8 в подшипник 7 осуществляется манжетой 18.
Компенсация несоосности и радиального биения трубы 9 шнека и привода 8 относительно цапфы 6 при работе шнека 10 осуществляется за счет установки привода 8 на промежуточной пластине 13, закрепленной не жестко на корпусе 1, за счет сайлентблока 21 и упругой подушки 22, и за счет 4-гранного выступа 15, который входит в квадратное отверстие трубы 9 шнека 10, при этом обеспечивая передачу крутящего момента от привода 8 к шнеку 10.
Предлагаемая конструкция имеет сниженную по сравнению с аналогом трудоемкость при обслуживании и ремонте, поскольку позволяет оперативно снять и установить приводную опору шнека в сборе с кожуха шнека 4, так как для этого необходимо только открутить болтовое соединение 5 фланца 2 опоры и фланца 3 кожуха шнека 4, при этом не требуется добираться внутрь кожуха шнека 4 для дополнительного отсоединения цапфы 6 от трубы 9 шнека 10, кроме того при обслуживании для смазки в конструкции опоры имеется всего 2 точки смазки через установленные масленки 32 и 20.
Таким образом, предлагаемая приводная опора шнека компенсирует возможные неточности изготовления, обеспечивает надежную эксплуатацию, снижает трудоемкость ремонта и обслуживания, позволяет защитить подшипник 7 цапфы 6 и подшипник привода 8 от попадания в них транспортируемого сыпучего сырья, в том числе абразивного материала и пыли.
Положительные результаты технических решений подтверждены проведенными в корпусах электролиза алюминиевых заводов производственными испытаниями приводов шнековых транспортеров, установленных на самоходных машинах для загрузки сыпучим сырьем электролизеров получения алюминия электролитическим способом.