RU2502562C1 - Roll grinder - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to grinding of elastomers and can be used in crushing grinders. Roll grinder comprises two rolls with horizontal and parallel rotary axes. Surface of said rolls is smooth or grooved and feature definite roughness. Said roughness exceeds equilibrium roughness for steel-rubber friction pairs of automotive tires. Roughness parameter is selected proceeding from the equation: 2R¹a≤Ra≤6R¹a, where Ra is roll surface roughness parameter, R¹a is equilibrium roll surface roughness.

EFFECT: higher efficiency of grinding.

Description

Заявляемое изобретение относится к устройствам истирающе-раздавливающего действия для измельчения эластомерных материалов.The claimed invention relates to devices abrasive-crushing action for grinding elastomeric materials.

Аналогом заявляемого изобретения является валковая машина для измельчения эластомерных материалов, содержащая станину и пару валков, оси которых горизонтальны и параллельны между собой (см. авторское свидетельство SU №1456221, МПК B02C 4/02, 1989 г.). Существенные признаки аналога "станина, пара валков, оси которых горизонтальны и параллельны между собой" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.An analogue of the claimed invention is a roll machine for grinding elastomeric materials, containing a bed and a pair of rolls whose axes are horizontal and parallel to each other (see copyright certificate SU No. 1456221, IPC B02C 4/02, 1989). The essential features of the analogue "bed, a pair of rolls, the axes of which are horizontal and parallel to each other" coincide with the essential features of the claimed invention.

Недостатком аналога является повышенная возможность проскальзывания валка в валковой машине, работающей с фрикцией, относительно измельчаемого эластомерного материала (например, части автомобильной покрышки), следствием чего является низкая эффективность измельчения, требующая многократного пропуска измельчаемого материала через вальцы, что приводит к существенному повышению энергозатрат и снижению производительности измельчителя.The disadvantage of the analogue is the increased possibility of slippage of the roll in the friction-driven roll machine relative to the crushed elastomeric material (for example, part of the car tire), which results in low grinding efficiency, requiring multiple passage of the crushed material through the rollers, which leads to a significant increase in energy consumption and reduction chopper performance.

Прототипом заявляемого изобретения являются работающие с фрикцией вальцы (дробильного или размалывающего типа) содержащие станину и пару валков, оси которых горизонтальны и параллельны между собой, при этом рабочая поверхность валков выполнена гладкой (для размалывающих вальцев) или с нарезкой в виде зубцов (для дробильных вальцев) (см. Дуросов С.М. «Разработка и создание валкового измельчителя для получения тонкодисперсных резиновых порошков при положительных температурах»: диссертация кандидата технических наук, Ярославль, 1992. - с.245. с.19-25). Существенные признаки прототипа "станина, пара валков, оси которых горизонтальны и параллельны между собой, поверхность валков выполнена гладкой или с нарезкой" совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.The prototype of the claimed invention are friction rollers (crushing or grinding type) containing a bed and a pair of rolls, the axes of which are horizontal and parallel to each other, while the working surface of the rolls is smooth (for grinding rollers) or with cutting in the form of teeth (for crushing rollers ) (see S. Durosov “Development and creation of a roll grinder for producing fine rubber powders at positive temperatures”: the dissertation of the candidate of technical sciences, Yaroslavl, 1992. - p.245. .19-25). The essential features of the prototype "bed, a pair of rolls, the axes of which are horizontal and parallel to each other, the surface of the rolls is smooth or threaded" coincide with the essential features of the claimed invention.

Недостатком прототипа также является повышенная возможность проскальзывания валка в вальцах, работающих с фрикцией, относительно измельчаемого материала. Это приводит к низкой эффективности измельчения, требующей многократного пропуска измельчаемого материала через вальцы, следствием чего являются повышенные энергозатраты и недостаточная производительность оборудования.The disadvantage of the prototype is also the increased possibility of slippage of the roll in the rollers working with friction, relative to the crushed material. This leads to low grinding efficiency, requiring multiple passes of the crushed material through the rollers, resulting in increased energy consumption and insufficient equipment performance.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение энергозатрат и повышение производительности валковой машины за счет повышения эффективности измельчения путем снижения возможности проскальзывания валка относительно измельчаемого материала.The problem to which the invention is directed, is to reduce energy consumption and increase productivity of the roller machine by increasing the grinding efficiency by reducing the possibility of slippage of the roller relative to the crushed material.

Для достижения указанного технического результата в валковом измельчителе, содержащем станину и вращающихся с различными скоростями пару валков, оси вращения которых горизонтальны и параллельны между собой, а поверхность валков выполнена гладкой или с нарезкой в виде зубьев, поверхность валков выполнена с шероховатостью, превышающей равновесную шероховатость для пары трения сталь-резина автомобильных покрышек, при этом параметр шероховатости поверхности валков выбран из соотношения:To achieve the specified technical result in a roll grinder containing a bed and rotating at different speeds a pair of rolls, the axis of rotation of which are horizontal and parallel to each other, and the surface of the rolls is smooth or with cutting in the form of teeth, the surface of the rolls is made with a roughness exceeding the equilibrium roughness for pairs of friction steel-rubber of automobile tires, while the parameter of the surface roughness of the rolls is selected from the ratio:

2R^Ia≤Ra≤6R^Ia,2R ^I a≤Ra≤6R ^I a,

где Ra - параметр шероховатости поверхности валков,where Ra is the parameter of the surface roughness of the rolls,

R^Ia - параметр равновесной шероховатости поверхности валков.R ^I a - parameter of the equilibrium surface roughness of the rolls.

Существенные признаки заявляемого изобретения "поверхность валков выполнена с шероховатостью, превышающей равновесную шероховатость для пары трения сталь-резина автомобильных покрышек, при этом параметр шероховатости поверхности валков выбран из соотношения: 2R^Ia≤Ra≤6R^Ia,The essential features of the claimed invention "the surface of the rolls is made with a roughness exceeding the equilibrium roughness for the steel-rubber friction pair of automobile tires, while the surface roughness parameter of the rolls is selected from the ratio: 2R ^I a≤Ra≤6R ^I a,

где Ra - параметр шероховатости поверхности валков,where Ra is the parameter of the surface roughness of the rolls,

R^Ia - параметр равновесной шероховатости поверхности валков" являются отличительными от признаков прототипа.R ^I a - parameter equilibrium surface roughness of the rolls "are distinctive from the features of the prototype.

Валковый измельчитель включает станину и валки. Соотношение скоростей валков не менее 1:60. Оси вращения валков горизонтальны и параллельны между собой. Поверхность валков в измельчителе дробильного типа выполнена с нарезкой в виде зубьев, а для измельчителя размалывающего типа гладкой. Возможно выполнение одного из валков (например, быстроходного) с гладкой поверхностью, а другого (например, тихоходного) с поверхностью, содержащей нарезку. Известно, что в процессе работы измельчителя первоначальная шероховатость поверхности валков изменяется в результате обусловленного фрикцией трибоконтакта рабочей поверхности валков с эластомерным материалом (резиной) измельчаемых изделий (автомобильных покрышек). При этом шероховатость рабочей поверхности валков изменяется до тех пор, пока не достигнет равновесного состояния. Параметр равновесной шероховатости R^Ia рабочих поверхностей валков зависит от типа стали и типа эластомерного материала, и его значения, как правило, различны для различных пар трения. Для пары трения между сталью и резиной автомобильных покрышек R^Ia составляет 0,4÷0,6 мкм. Для предотвращения образования в процессе эксплуатации на поверхностях валков равновесной шероховатости, параметр фактической шероховатости поверхности валков Ra поддерживают в пределах от 2R^Ia до 6R^Ia. Для поддержания фактической шероховатости в указанных пределах могут применяться различные методы, например периодический пропуск через зазор валков дисперсных абразивных частиц необходимого размера, периодическая образивная обработка поверхности валков и т.д.The roll grinder includes a bed and rolls. The ratio of the speeds of the rolls is not less than 1:60. The axis of rotation of the rolls is horizontal and parallel to each other. The surface of the rolls in the grinder of the crushing type is made with cutting in the form of teeth, and for the grinder of the grinding type smooth. It is possible to make one of the rolls (for example, high-speed) with a smooth surface, and the other (for example, low-speed) with a surface containing a cut. It is known that during the operation of the grinder, the initial roughness of the surface of the rolls changes as a result of friction tribocontact of the working surface of the rolls with the elastomeric material (rubber) of the crushed products (car tires). In this case, the roughness of the working surface of the rolls changes until it reaches an equilibrium state. The equilibrium roughness parameter R ^I a of the working surfaces of the rolls depends on the type of steel and the type of elastomeric material, and its values are usually different for different friction pairs. For a pair of friction between steel and rubber of automobile tires, R ^I a is 0.4 ÷ 0.6 μm. To prevent the formation of an equilibrium roughness on the surfaces of the rolls during operation, the parameter of the actual surface roughness Ra of the rolls is maintained in the range from 2R ^I a to 6R ^I a. Various methods can be used to maintain the actual roughness within the specified limits, for example, periodically passing dispersed abrasive particles of the required size through the roll gap, periodically forming the surface of the rolls, etc.

Конкретным примером заявляемого изобретения является валковый измельчитель, в котором параметр шероховатости поверхности валков Ra приблизительно в 5 раз больше параметра равновесной шероховатости R^Ia для пары углеродистая сталь - резина автомобильных покрышек на основе вулканизата каучука СКД.A specific example of the claimed invention is a roller mill, in which the parameter of the surface roughness Ra of the rolls is approximately 5 times greater than the equilibrium roughness parameter R ^I a for a pair of carbon steel - rubber of automobile tires based on SKD rubber vulcanizate.

Изготавливаться заявляемое изобретение может известными способами. При этом необходимое значение Ra поддерживается периодическим пропуском через зазор между вращающимися валками порошка электрокорунда или пескоструйной обработкой поверхностей валков.The claimed invention can be made by known methods. In this case, the necessary value of Ra is maintained by periodically passing through the gap between the rotating rollers of the powder of electrocorundum or by sandblasting the surfaces of the rolls.

Увеличение параметра шероховатости рабочих поверхностей валков валкового измельчителя относительно равновесной шероховатости увеличивает коэффициент трения между валками и измельчаемым материалом, что препятствует проскальзыванию материала. Поскольку в валковом измельчителе, валки которого работают с фрикцией, измельчение материала производится комбинированным действием сжатия и сдвига, повышение коэффициента трения между валками и материалом существенно увеличивает сдвиговое воздействие на материал. Следствием этого является повышение эффективности измельчения, снижение энергозатрат и повышение производительности измельчителя.An increase in the roughness parameter of the working surfaces of the roll mill rolls relative to the equilibrium roughness increases the coefficient of friction between the rolls and the milled material, which prevents the material from slipping. Since in a roller grinder, the rollers of which work with friction, the material is crushed by the combined action of compression and shear, an increase in the coefficient of friction between the rollers and the material significantly increases the shear effect on the material. The consequence of this is to increase the grinding efficiency, reduce energy consumption and increase the productivity of the grinder.

Claims (1)

Валковый измельчитель, содержащий станину и пару валков, оси вращения которых горизонтальны и параллельны между собой, а поверхность валков выполнена гладкой или с нарезкой в виде зубьев, отличающийся тем, что поверхность валков выполнена с шероховатостью, превышающей равновесную шероховатость для пары трения сталь-резина автомобильных покрышек, при этом параметр шероховатости поверхности валков выбран из соотношения:
2R^Ia≤Ra≤6R^Ia,
где Ra - параметр шероховатости поверхности валков;
R^Ia - параметр равновесной шероховатости поверхности валков. A roll grinder containing a bed and a pair of rolls, the axis of rotation of which are horizontal and parallel to each other, and the surface of the rolls is made smooth or with cutting in the form of teeth, characterized in that the surface of the rolls is made with a roughness that exceeds the equilibrium roughness for a pair of friction steel-rubber automobile tires, while the parameter of the surface roughness of the rolls is selected from the ratio:
2R ^I a≤Ra≤6R ^I a,
where Ra is the surface roughness parameter of the rolls;
R ^I a - parameter of the equilibrium surface roughness of the rolls.