Валець містить двошарову порожню бочку з робітниками і внутрішніми шарами, дві опорних цапфи і свинцеві вставки на його торцевих поверхнях. Співвідношення товщини робочого і внутрішнього шарів встановлені в межах 1 / 1,45-1 / 1,95 і 1 / 3,1-1 / 4,1. Збільшуються міцності механічні та антифрикційні характеристики вальців, підвищується надійність і довговічність вальцьових стіжкові. 1 з.п. ф-ли, 1 мул.
Винахід відноситься до галузі металургії, ливарного виробництва, зокрема відцентрового лиття двошарових вальців.
Відомий спосіб відцентрового лиття прокатних валків (патент України №1737, МПК B 22 D 13/00), що включає в себе послідовну заливку розплаву зовнішнього і внутрішнього шарів у обертову металеву форму і подачу розрахункової кількості легуючого металу в розплав.
З метою підвищення якості валків і спрощення процесу лиття подають трехкальциевого борат фракцією 0,2-0,5 мм, причому 70-75% його вводять перед початком заливки, а залишок вводять на струмінь металу, який заливають через 25-30 с від початку заливки і за 30-60 с до закінчення заливки металу зовнішнього шару. Швидкість обертання металевої форми збільшують в 1,8-2,0 рази.
Недоліком цього способу є те, що він не має належного легирующего впливу на формування якісної мікроструктури виливків. У деталей, виготовлених з таких виливків, була відсутня однорідна структура, по межах розподілу зерен розвивалися корозійні явища, що істотно знижувало термін їх експлуатації.
Відомий також спосіб відцентрового лиття прокатних валків (патент України №1640, МПК B 22 D 13/02), що включає заливку рідкого металу в ливарну форму, швидкість обертання якої відповідає значенням гравітаційного коефіцієнта 60-150, з метою поліпшення якості литих валків за рахунок зменшення руйнування ливарної форми струменем рідкого металу. Заливка металу виконувалася в дві стадії. На першій стадії рідкий метал заливають при обертанні ливарної форми зі швидкістю 0,14 від значення гравітаційного коефіцієнта при формоутворенні робочого шару валка до повного заповнення рідким металом ливарної форми нижньої шийки валка, після чого на другій стадії виконують заливку залишків металу в нерухому ливарну форму.
Недоліком цього способу є нерівномірність структури і наявність залишкових напружень в робочому шарі виливки, які призводять до тріщин, сколів при механічній обробці і подальшої експлуатації вальців.
Найбільш близьким за технічною сутністю до запропонованого винаходу є патент України №1697, МПК B 22 D 19/00, B 22 D 13/00, B 22 D 25/00. Двошаровий борошномельний валок, що містить двошарову порожню бочку з робочим і внутрішнім шарами і співвідношенням товщини робочого шару до зовнішнього діаметра бочки, рівним 1 / 8-1 / 10, і цапфами, що відрізняється тим, що з метою поліпшення його якості і експлуатаційних властивостей співвідношення товщини робочого шару до внутрішнього становить 1/2 -1/3.
Недоліком цього винаходу є те, що валки з запропонованим співвідношенням товщини робочого і внутрішнього шарів мають такі дефекти структури сплаву робочого шару:
- нерівномірність структури робочого шару з наявністю плямистої твердості по всій поверхні бочки вальца;
- сколи та тріщини зовнішнього шару при нарізанні рифлів і при експлуатації вальца;
- наявність вібраційних навантажень внаслідок дисбалансу обертового вальца при експлуатації, які скорочують довговічність підшипникових вузлів та інших важливих робочих частин вальцового верстата.
В основу винаходу поставлена задача отримати литий двошаровий борошномельний валец, в якому шляхом оптимізації співвідношення товщини робочого і внутрішнього шарів виливки вальца в залежності від типорозміру рифлів і функціонального призначення вальца в експлуатації, досягнення керованої швидкості заливки робочого і внутрішнього шарів виливки, значного зменшення вібраційних навантажень шляхом усунення дисбалансу обертового вальца забезпечується отримання рівномірної беспятністой структури робочого шару по всій поверхні про тлівкі вальца, отримання чіткої рівномірної столбчатой структури по всій товщині робочого шару виливка вальца без наявності неметалічних і газових включень, зменшення рівня залишкових напружень в робочому шарі виливки і випадків освіти відколів і тріщин при нарізанні рифлів і подальшої експлуатації вальца, поліпшення оброблюваності, отримання необхідних характеристик міцності і механічних характеристик виливки, підвищення довговічності підшипникових вузлів та інших важливих робочих частин вальцового верстата.
Поставлена задача вирішується тим, що в литому двошаровому мукомольном вальці, що містить двошарову порожню бочку з робочим і внутрішнім шарами, дві опорних цапфи і свинцеві вставки на його торцевих поверхнях, відповідно до винаходом співвідношення товщини робочого і внутрішнього шарів встановлені в межах 1/1, 45-1 / 1,95 і 1 / 3,1-4,1.
Крім того, на його торцевих поверхнях розташовані отвори зі свинцевими вставками, причому при запропонованому і встановленому співвідношенні товщини робочого і внутрішнього шарів отвори виконані тільки у внутрішньому шарі на постійній відстані від перехідної зони розподілу шарів.
Запропонований до винаходу литий двошаровий борошномельний валец, в подальшому "валец", схематично показаний на кресленні (розріз по головній центральній осі).
Валець являє собою двошарову порожню циліндричну бочку з запресованими з двох сторін опорними цапфами і складається з робочого шару (1), внутрішнього шару (2), осьової порожнини (3), двох цапф (4), свинцевих вставок (5), які зачеканіваются при динамічному балансуванні вальця.
Робочий шар отриманий з синтетичного, твердого, зносостійкого, низьколегованого чавуну. Після чорнової механічної обробки робочого шару і чистового шліфування на циліндричній поверхні бочки вальца уздовж осі по гвинтовій лінії нарізаються робочі зубці (рифл) висотою від 0,15 мм до 0,85 мм в залежності від функціонального призначення вальца. Для отримання борошна вищого сорту шліфована поверхня бочки вальца обробляється спеціальною сумішшю абразивного матеріалу за допомогою стиснутого повітря. Отримана циліндрична жорстка робоча поверхня вальца має технічний термін "матова поверхня".
При експлуатації вальца робоча поверхня під дією продукту, який розмальовують, витримує циклічні, знакозмінні, ударні навантаження, поступово за рахунок електрохімічної корозії і абразивного зношування стає непридатною для використання за своїм функціональним призначенням. Зношена робоча поверхня вальца піддається механічній обробці, шліфуванню і нарізування нових рифлів або отримання нової "матованою поверхні". Цей процес повторюють кілька разів в залежності від твердості, товщини і рівномірності беспятністой столбчатой структури робочої поверхні вальця.
Після механічної обробки проводять динамічне балансування зібраного вальца на спеціальному балансувальному стенді. У заздалегідь підготовлені отвори, які завжди знаходяться на торцевих поверхнях "м'якого" внутрішнього шару, "зачеканивают" свинцеві вставки масою, необхідної для усунення дисбалансу вальца.
Таким чином, запропонований до винаходу литий двошаровий борошномельний валец на відміну від прототипу має наступні головні характерні істотні ознаки:
- у бочки вальца, призначеної для нарізування рифлів, співвідношення товщини робочого шару до товщини внутрішнього шару забезпечуються в межах 1 / 1,45-1 / 1,95, а у бочки вальца, яка призначена для отримання "матованою поверхні", співвідношення товщини робочого шару до товщини внутрішнього шару забезпечуються в межах 1 / 3,1-1 / 4,1. Як виняток, при виробничій необхідності, при виконанні механічної обробки можливо нарізування рифлів при співвідношенні товщини 1 / 3,1-1 / 4,1, а отримання "матованою поверхні" при співвідношенні 1 / 1,45-1 / 1,95;
- на торцевих поверхнях бочки вальца виконані отвори зі свинцевими вставками для усунення дисбалансу вальца, причому при встановленому співвідношенні товщини робочого і внутрішнього шарів отвори виконані тільки у внутрішньому шарі, тому що при інших співвідношеннях товщини шарів, наприклад при збільшеній товщині робочого шару, отвори або частина отворів потрапляють в зону твердого вибіленого робочого шару і отримання отворів практично неможливо.
Запропонований до винаходу литий двошаровий борошномельний валец має переваги перед прототипом:
- зменшення шлюбу в 1,8-2,4 рази в зв'язку з отриманням рівномірної беспятністой твердості по всій робочій поверхні вальця;
- збільшення міцності механічних і антифрикційних характеристик вальців на 12-15% у зв'язку з отриманням рівномірної столбчастой структури по всій товщині робочого шару виливка вальца без наявності неметалічних і газових включень, поліпшення їх оброблюваності;
- зменшення на 20-25% витрат дорогих легуючих матеріалів і скорочення питомих витрат електроенергії на одну виливок на 10-15%;
- підвищення надійності і довговічності вальцьових верстатів в 1,7-1,9 рази через зменшення рівня залишкових напружень в робочому шарі виливки і випадків освіти відколів і тріщин при нарізанні рифлів і подальшої експлуатації вальца.
формула винаходу
1. Литий двошаровий борошномельний валец, що містить двуслойную порожню бочку з робочим і внутрішнім шарами, дві опорних цапфи і свинцеві вставки на його торцевих поверхнях, що відрізняється тим, що співвідношення товщини робочого і внутрішнього шарів встановлені в межах 1 / 1,45-1 / 1 , 95 і 1 / 3,1-1 / 4,1.
2. Литий двошаровий борошномельний валец по п.1, що відрізняється тим, що на його торцевих поверхнях розташовані отвори зі свинцевими вставками, причому при встановленому співвідношенні товщини робочого і внутрішнього шарів отвори виконані тільки у внутрішньому шарі на постійній відстані від перехідної зони розподілу шарів.
MM4A - Дострокове припинення дії патенту СРСР або патенту Російської Федерації на винахід через несплату у встановлений термін мита за підтримку патенту в силі