Планетарная мельница

(51) б ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТОРСКОМ ельс У ситетердогоАН 05, кп ическои тарным жности. вертиСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР(71) Новосибирский государственный унивеимЛенинского комсомола; Институт химии твтела и переработки минерального сырья СОСССР(56) Авторское свидетельство СССР М 9617В 02 С 17/08, 1982.Авторское свидетельство СССР М 1779В 02 С 17/08, 1987,(57) Изобретение относится к механохимобработке материалов, а именно к планмельницам,и обеспечивает повышение надеПланетарная мельница содержит станину и(11) 1830731 (1 З) А 12 С 7 08 кальный корпус с крышкой. Барабаны поджимаются скобами с вкладышами подшипников скольжения к жесткой фрикционной обойме. Поворотный консольный кран штоком силового цилиндра соединен с крышкой, с внутренней стороны которой закреплена ось с нижним диском и верхним диском, поджимающим крышку каждого барабана посредством шара и штока с пружиной, установленных в корпу - се-колпачке, закрепленном на крышке. Днище каждого барабана взаимодействует с шаром опорного элемента в виде закрепленного на нижнем диске водила корпуса-колпачка со штоком и пружиной. На открытом торце каждого барабана выполнень 1 кольцевой бурт с радиальными щелями и углубление, в котором размещена крышка, закры - ваемая герметично. 2 з.п. ф - лы, 1 ил.10 15 20 Изобретение относится к области механохимической обработки материалов, а именно, к планетарным мельницам, предназначенным для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов, смешения их, а также для проведения химических реакций и других процессов, и может быть использовано в цветной, черной, порошковой металлургии, горноДобывающей, цементной и других отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение надежнос.На представленном чертеже схематически изображена планетарная мельница, продольный разрез,Планетарная мельница содержит станину 1, на которой установлен вертикальный корпус 2 с крышкой 3 и поворотный консольный кран 4 (на чертеже показана часть его),несущий силовой цилиндр 5, установленный соосно оси мельницы, шток 6 которого жестко соединен с крышкой 3 корпуса 2, ось 7, закрепленную с внутренней стороны крышки 3 корпуса 2, на которой посредством подшипников 8 установлен корпус 9 подшипников 8 с зафиксированными на нем при помощи резьбы и стопорных болтов 10 двумя расположенными один над другим дисками; нижним 11 с ограничительной кольцевой поверхностью 12 и верхним 13, барабаны 14 с кольцевыми буртиками 15, в которых выполнены радиальные щели 16, заключенные в жесткую фрикционную обойму 17, установленную соосно оси мельницы в корпусе 2 посредством демпфирующих вставок 18 и болтов 19, плоские крышки 20 барабанов 14, установленные относительно кольцевых буртиков 15 по широкоходовой посадке, водило, состоящее из двух дисков; верхнего 21 и нижнего 22, причем верхний диск 21 жестко связан через фланец 23 с приводным валом 24, базирующимся в подшипниковом узле 25, расположенном в станине 1, корпуса-колпачки верхние 26 прижимов крышек 20 барабанов 14, закрепленные соосно на плоских крышках 20, внутри которых смонтированы штоки 27, пружины 28 и теплоизолирующие стаканы 29, причем на штоках 27 установлены шары 30, посредством которых штоки 27 взаимодействуют с верхним диском 13, корпуса- колпачки нижние 31 опорных элементов, закрепленные на нижнем диске 22 водила под днищами барабанов 14 и соосно им, внутри которых смонтированы штоки 32, пружины 33 и втулки 34, причем на штоках 32 установлены шары 35, посредством которых штоки 32 взаимодействуют с днищами барабанов 14, систему поджатия барабанов 14 к жесткой фрикционной обойме 17. со 25 30 35 40 45 50 55 стоящую иэ скоб 36 с вкладышами подшипников скольжения 37, связанных через подпружиненные хвостовики 38 с центральным подпружиненным конусом 39, который взаимодействует с подпружиненным стержнем 40, причем подпружиненные хвостовики 38 и центральный подпружиненный конус 39 расположены в распределительной коробке 41, базирующейся и закрепленной на верхнем диске 21 водила, нижние ограничительные кольцевые поверхности 42 и 43, смонтированные соответственно на корпусе 2 и на нижнем диске 22 водила, шкив 44, жестко связанный с приводным валом 24.Подготовка планетарной мельницы к работе заключается в следующем.В барабаны 14, которые находятся вне мельницы, загружается измельчаемый материал, устанавливаются относительно кольцевых буртов 15 плоские крышки 20, что обеспечивается применением определенных посадок по их.диаметрам, широкоходовой по 3-ему классу "б 9" и посадки скольжения по третьему классу или "Н 9". Загруженные барабаны 14 с плоскими крышками 20, на которых смонтированы корпуса-колпачки верхние 26 прижимов со штоками 27, пружинами 28, теплоизолирующими стаканами 29 и шарами 30 устанавливаются на свои рабочие места в мельницу, причем шары 30 отжаты в крайнее верхнее положение штоками 27 силами пружин 28. Установка может быть выполнена как механизмами, например роботами, так и вручную. В это время крышка 3 корпуса 2 прижата штоком 6 силового цилиндра 5 к консоли поворотного крана 4 и уведена в сторону механизмом поворота его (на чертеже не показан), центральный подпружиненный конус 39 находится в верхнем положении, подпружиненными хвостовиками 38 скобы 36 с вкладышами подшипников скольжения 37 сдвинуты к оси мельницы, чтобы не мешать установке барабанов 14, шары 35, находящиеся на штоках 32, эа счет сил пружин 33 находятся в крайнем верхнем положении, поэтому после установки барабанов 14 на рабочие места в мельницу они не ложатся своими днищами на нижние ограничительные кольцевые поверхности 42 и 43, а базируются только на шарах 35. Такое положение барабанов 14 безусловно неустойчивое, но влияния на процесс закрытия крышки 3 и дальнейшую работу оно не оказь вает. Обьясня ется это тем, что барабаны 14 находятся уже во вкладышах подшипников скольжения 37, хотя и с зазором, но последние не дают барабанам 14 значительно искривить свое положение, а при движении центрального подпружиненного конуса39 вниз подпружиненные хвостовики 38 через скобы 36 прижмут вкладыши подшипников скольжения 37 к боковым поверхностям барабанов 14 и выправят их положение, Свойство выправлять положение барабанов 14 вкладышами подшипников скольжения 37 используется и для выемки барабанов 14 механизмами, т,е. у "захвата" в центре имеется стержень, который надавливает на центральный подпружиненный конус 39 и перед тем, как "захват" возьмет барабаны 14 они будут выпрямлены, т,е. будут находиться строго в вертикальном положении.После установки барабанов 14 с плоскими крышками 20 в мельницу механизмом поворота поворотный консольный кран 4 вместе с крышкой 3 поворачивается в положение, когда ось крышки 3 совпадает с осью мельницы. Затем вступает в действие силовой цилиндр 5, который своим штоком 6 опускает крышку 3 до упора в корпус 2. Во время опускания крышки 3 вначале в работу вступает подпружиненный стержень 40, который, двигая центральный подпружиненный конус 39 вниз через подпружиненные хвостовики 38, прижимает скобы 36 с вкладышами подшипников скольжения 37 к боковым поверхностям барабанов 14, прижимая их к жесткой фрикционной обойме 17 и устанавливая их строго в вертикальное положение; далее вступает в работу верхний диск 13, который отрегулирован по высоте так, чтобы, упираясь в шары 30, сдвинуть штоки 27 и соответственно сжать пружины 28, например, на 4 мм (рабочий ход пружин 28). Величина рабочего хода каждой пружины 28 выбрана из условий допустимого износа ограничичельной кольцевой поверхности 12, который равен 2,5 мм, и допуска на неточности сборки, который допускается до 1,5 мм. Так как действие равно противодействию, для простоты рассуждений примем, что Е 1 = Ег, где Е 1 - сила пружины 28 при рабочей деформации, Ег - сила пружины 33 при рабочей деформации, то каждый шток 32 и каждая пружина 33 также переместятся вниз на 4 мм и барабаны 14 лягут своими днищами на нижние ограничительные кольцевые поверхности 42 и 43. Величина силы Е 1, а в рассматриваемом случае и Ег, выбирается из условий соблюдения герметичности разъема между плоскими крышками 20 и барабанами 14, Затруднений расчет пружин не вызывает, например, для барабанов 14 с рабочим объемом 0,7 л и с внутренним 085-90 мм, сила пружины 28 при рабочей деформации составляет 35 кгс, соо 1 ветственно и для пружины 33 она составляет 35 кгс. В об 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щем случае нужно выдерхсивать неравенство Е 1ЕгЕ + вц,где Е 1 - сила пружины 28 при рабочей деформации или сила, развиваемая штоком 27;Ег - сила пружины 33 при рабочей деформации или сила, развиваемая штоком 32;пч - рабочая масса барабана 14;9 - ускорение барабана 14 при движении вниз,Объяснение такому неравенству следующее: если ЕгЕ 1, то возрастают нагрузки на нижние ограничительные кольцевые поверхности 42 и 43, что приводит к их преждевременному износу, поэтому Ег Е 1, однако если значительно увеличить Ег, то появляются дополнительные нагрузки на ограничительную кольцевую поверхность 12, что также плохо, ввиду износа ее, поэтому ЕгЕ 1+ гпту. Однако проще всего принимать Е 1 = Ег, что показывает вполне удовлетворительные результаты при работе мельницы, а главное дает возможность корпуса-колпачки, штоки, пружины и шары делать одинаковыми, т.е. унифицировать узлы прижимов и опорных элементов, Таким образом после закрытия крышки 3 барабаны 14 прижаты скобами 36 с вкладышами подшипников скольжения 37 к жесткой фрикционной обойме 17 и находятся под действием двух вертикальных сил Е 1 и Ег, которые прижимают плоскую крышку 20 и обеспечивают герметичность ее разъема, Так кэк по условию расчета силы Е 1 и Ег равны, то реакции этих сил также равны, направлены в противоположные стороны и воспринимаются верхним диском 13 и нижним диском 22 водила, т.е. ограничительные кольцевые поверхности 12, 42 и 43 никаких дополнительных усилий как в покое, так и с достаточной степенью точности при работе мельницы от действия пружин 28 и 33 не испытывают, что и нужно было достичь.Работа планетарной мельницы происходит следующим образом.От электродвигателя определенной мощности через шкив 44, приводной вал 24 приводится во вращение водило, состоящее иэ верхнего 21 и нижнего 22 дисков, вместе со скобами 36, на которых закреплены вкладыши подшипников скольжения 37, которые приводят во вращательное движение относительно оси мельницы барабаны 14 вместе с плоскими крышками 20, а так как барабаны 14 прижаты к жесткой фрикционной обойме 17 а также за счет действия центробежных сил от масс барабанов 14,1830731 Формула изобретения351. ПЛАНЕТАРНАЯ М ЕЛЬ НИЦА, содержащая станину, вертикальный корпус с крышкой и жесткой фри кцион ной обоймой, в котором установлены водило и барабаны с крышками и системой 40 поджатия, поворотный консольный кран с силовым цилиндром, соединенным с крышкой корпуса, на которой с внутренней стороны закреплена неподвижная ось с верхним и нижним вращающимися дисками, прижимы крышек барабанов с подпружиненными штоками и шарами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена опорными элементами с подпружиненными штоками и шарами, установленными на водиле под барабанащи, на открытом торце каждого из которых выполнено углубление и кольцевой бурт, а каждая крышка барабана 55 последние раскручиваются и вокруг собственных осей, Во время планетарного.движения барабаны 14 будут совершать и вертикальные перемещения, воспринимаемые ограничительными кольцевыми поверхностями 12, 42 и 43, Эти перемещения имеют величину от нескольких десятых долей миллиметра, когда ограничительные кольцевые поверхности 12, 42 и 43 уже износились, В этом диапазоне перемещений пружины 28 и 33 должны сохранять разъем между плоскими крышками 20 и барабанами 14 герметичным, что и происходит в действительности, так как в этом диапазоне перемещений сила пружин 28 и 33 изменяется незначительно. При превышении указанного диапазона, т.е, свыше 2,5 мм, необходимо нижний диск 11 сдвинуть вниз и восстановить монтажный зазор или заменить ограничительные кольцевые поверхности 42 и 43. Все зависит от конкретных ситуаций. Плоские крышки 20 от горизонтальных перемещений удерживаются кольцевыми буртами 15, а от проворота - силами трения в разъеме, которые во много раз превышают силы трения между шарами 30 и верхним диском 13, так как коэффициент трения качения во много раз меньше коэффициента трения скольжения. В связи с тем, что в период измельчения температура барабанов 14 может резко возрастать, необхо 5 10 15 20 25 30 димо пружины 28 защищать теплоизоляционным слоем, который выполнен, например, из фторопласта. Одновременно с теплоизоляционными свойствами фторопластсоставляет хорошую пару трения штоков 27 и теплоизоляционных стаканов 29, Для этих же целей установлены втулки 34, которые также изготовлены иэ фторопласта, т.е. чтобы создать хорошую пару трения - штоки 32 и втулки 34, Радиальные щели 16 выполняются обычной фреэеровкой и необходимы для того, чтобы при остановке мельницы сливалась смазочно-охлаждающая жидкость иэ кольцевого зазора между плоскими крышками 20 и кольцевыми буртами 15, После проведения процесса измельчения и остановки мельницы открытие крышки 3 производится силовым цилиндром 5, затем срабатывает механизм поворота поворотного консольного крана 4 и далее можно вытаскивать барабаны 14 механизмами, например роботами, или вручную, а плоские крышки 20 в дальнейшем снимаются с барабанов 14 простым движением вверх, т,е. такой процесс снятия плоских крышек 20 с барабанов 14 легко механизируется, не требует множества силовых цилиндров, смонтированных на крышке 3, и значительно упрощает конструкцию мельницы в целом, что в конечном итоге повышает ее надежность. выполнена плоской и размещена в углублении, причем оси прижимов и опорных элементов установлены по осям барабанов так, что подпружиненные штоки взаимодействуют посредством шаров, соответственно, с верхним вращающимся диском и днищами барабанов, при этом сила Е 2, развиваемая подпружиненным штоком опорного элемента, выбрана из условия: Е 1Е 2Е 1 + тц, где Г 1 - сила, развиваемая подпружиненным штоком прижима, щ рабочая масса барабана, 9 - ускорение барабана при движении вниз,2, Мельница по п.1, отличающаяся тем, что кольцевые бурты на открытых торцах барабанов выполнены с радиальными щелями,3. Мельница по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что подпружиненные штоки защищены теплоизоляционным слоем,1830731 оставитель В.Ревв ехред М.Моргентал Реда кто р А. Е горо ва Корректор Н,Бобкова Заказ 272 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 гарина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород