Фреза для измельчения материала и режущий элемент фрезы

Изобретение относится к области утилизации отходов. Фреза содержит барабан с осью вращения, на наружной поверхности которого закреплены держатели, к которым прикреплены сменные режущие элементы, каждый из которых выполнен в виде пластины с зубьями, установленной в плоскости, пересекающей плоскость вращения барабана с возможностью смены ее положения за счет поворота в плоскости расположения относительно держателя. Для повышения надежности и уменьшения трудоемкости изготовления на наружной поверхности барабана выполнены чередующиеся канавки с образованием между ними выступов, между которыми закреплены держатели режущих элементов. Режущий элемент выполнен в виде предназначенной для закрепления на несущем элементе пластины в форме многоугольника с центральным отверстием и расположенными по периметру пластины зубьями. Для достижения указанного технического результата пластина выполнена с дополнительными зубьями, причем вершины, по меньшей мере, части дополнительных зубьев расположены на расстоянии от геометрической оси отверстия пластины, меньшем расстояния, на котором расположены вершины основных зубьев. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к станочному оборудованию, в частности к фрезам и их режущим элементам.

Известна фреза для измельчения материала, содержащая барабан с осью вращения, на наружной поверхности которого закреплены сменные режущие элементы (см. заявку WO 2004/062851, 2004).

Известна также фреза для измельчения материала, содержащую барабан с осью вращения, на наружной поверхности которого закреплены держатели, к которым прикреплены сменные режущие элементы, причем каждый режущий элемент выполнен в виде пластины с зубьями, установленной в плоскости, пересекающей плоскость вращения барабана с возможностью смены ее относительно барабана по мере износа за счет поворота в плоскости расположения относительно держателя (см. DE 4443275, В02С 18/18, 1996).

Недостатком известной фрезы является сложность конструкции, повышенная трудоемкость замены режущих элементов и последующей их регулировки, низкая технологичность изготовления.

Известен режущий элемент фрезы для измельчения материала, выполненный в виде закрепленной на несущем элементе пластины с центральным отверстием и расположенными на ее периферии зубьями (см. DE 2549606, 1977).

Известен также режущий элемент фрезы для измельчения материала, выполненный в виде предназначенной для закрепления на несущем элементе пластины в форме многоугольника с центральным отверстием и расположенными по периметру пластины зубьями (см. приведенный выше DE 4443275).

Недостатком известного режущего элемента является невысокие надежность и долговечность.

Техническим результатом заявленных изобретений как в части фрезы, так ее режущего элемента является упрощение конструкции, повышение надежности, уменьшение трудоемкости при замене и регулировке режущих элементов и повышение технологичности изготовления.

Технический результат в части фрезы достигается за счет того, что в известной фрезе для измельчения материала, содержащей барабан с осью вращения, на наружной поверхности которого закреплены сменные режущие элементы, согласно заявленному изобретению на наружной поверхности барабана выполнены чередующиеся канавки с образованием между ними выступов, между выступами закреплены держатели режущих элементов, а к держателям прикреплены режущие элементы с возможностью смены их положения относительно барабана по мере износа, причем режущий элемент выполнен в виде пластины с зубьями, установленной в плоскости, пересекающей плоскость, в которой вращается барабан, а смена положения режущего элемента осуществляется за счет его поворота в плоскости расположения пластины относительно держателя.

Для улучшения режущих свойств фрезы пластина режущего элемента может быть выполнена в форме многоугольника с расположенными на его сторонах основными и дополнительными зубьями, причем вершины, по меньшей мере, части дополнительных зубьев расположены на расстоянии от геометрической оси отверстия пластины, меньшем расстояния, на котором расположены вершины основных зубьев, а поворот пластины при смене ее положения осуществляется на угол, кратный углу при вершине многоугольника.

Для улучшения возможности регулировки при размещении режущего элемент канаки и выступы могут быть выполнены кольцевыми, а для упрощения конструкции держатели могут быть закреплены на барабане при помощи сварки.

Для повышения технологичности канавки и выступы могут быть расположены вдоль оси вращения барабана.

Для повышения надежности и упрощения при установке и регулировке режущих элементов канавки могут быть выполнены в виде фигурных в поперечной плоскости пазов, например в форме «ласточкин хвост», с возможностью фиксации в радиальном направлении держателей, заведенных с торцевой стороны в паз.

Для повышения равномерности нагрузки держатели с режущими элементами могут быть расположены на барабане вокруг оси его вращения по спиральной траектории.

Для повышения надежности крепления пластины режущего элемента последняя может быть прикреплена к держателю при помощи осевого стяжного элемента, проходящего через центральное отверстие пластины.

Техническим результатом в части режущего элемента фрезы является также повышение надежности и долговечности, повышение степени дисперсности при высокой однородности получаемого материала.

Технический результат в части режущего элемента достигается за счет того, что в режущем элементе фрезы для измельчения материала, выполненном в виде закрепленной на несущем элементе пластины с центральным отверстием и расположенными на ее периферии зубьями, согласно заявленному изобретению пластина выполнена в виде многоугольника и снабжена основными и дополнительными зубьями, причем вершины, по меньшей мере, части дополнительных зубьев расположены на расстоянии от геометрической оси отверстия пластины, меньшем расстояния, на котором расположены вершины основных зубьев.

Для повышения прочности на углах пластины выполнены впадины, направленные к центру ее отверстия.

Для увеличения ресурса работы без замены режущего элемента основные и дополнительные зубья могут быть выполнены на каждой стороне многоугольника и вершины зубьев расположены на прямых линиях, параллельных стороне многоугольника, при этом линия, проходящая через вершины, по меньшей мере, части дополнительных зубьев, находится на расстоянии от геометрического центра отверстия пластины, меньшем расстояния, на котором находится линия, проходящая через вершины, по меньшей мере, части основных зубьев.

Для повышения удобства смены положения пластины режущего элемента последняя может быть закреплена на несущем элементе посредством держателя при помощи осевого стяжного элемента, проходящего через центральное отверстие пластины.

Для упрощения конструкции и повышения равномерности нагрузки несущий элемент может быть выполнен в виде барабана.

Для повышения чистоты резания пластина установлена в плоскости, пересекающей плоскость, в которой вращается несущий элемент, а для ускорения регулировки смена положения пластины по мере износа зубьев осуществляется за счет ее поворота вокруг оси центрального отверстия пластины.

Заявленное изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид фрезы.

На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

На фиг.3 представлен общий вид режущего элемента фрезы.

На фиг.4 показан пример выполнения канавок в виде продольных фигурных пазов.

На фиг.5 вид в плане на фрезу с продольными пазами в ее барабане.

Пример конкретного выполнения фрезы.

Фреза для измельчения материала содержит барабан 1 с осью вращения, на наружной поверхности которого закреплены сменные режущие элементы. На наружной поверхности барабана 1 выполнены чередующиеся канавки 2 с образованием между ними выступов 3. Между выступами 3 закреплены держатели 4 режущих элементов. К держателям 4 прикреплены режущие элементы с возможностью смены их положения относительно барабана 1 по мере износа. Режущий элемент выполнен в виде пластины 5 с зубьями, установленной в плоскости, пересекающей плоскость, в которой вращается барабан. Смена положения режущего элемента осуществляется путем его поворота в плоскости расположения пластины 5 относительно держателя 4. Для улучшения режущих свойств фрезы пластина 5 режущего элемента может быть выполнена в форме многоугольника с расположенными на его сторонах основными 6 и дополнительными 7 зубьями. Вершины, по меньшей мере, части дополнительных зубьев 7 могут быть расположены на расстоянии от геометрической оси отверстия пластины, меньшем расстояния, на котором расположены вершины основных зубьев 6, а поворот пластины 5 при смене ее положения осуществляется на угол, кратный углу при вершине многоугольника. Например, в случае выполнения пластины квадратной ее поворот при смене положения осуществляют на угол 90°.

Для улучшения возможности регулировки при размещении режущего элемента канавки 2 и выступы 3 могут быть выполнены кольцевыми. Для упрощения конструкции держатели 4 могут быть закреплены на барабане 1 при помощи сварки.

Для повышения технологичности канавки 2 и выступы 3 могут быть расположены также вдоль оси вращения барабана 1. В этом случае для повышения надежности и упрощения установки и регулировки режущих элементов фрезы канавки 2 могут быть выполнены в виде продольных и фигурных в поперечной плоскости пазов 8, например в форме «ласточкин хвост» (см. фиг.4), с возможностью фиксации в радиальном направлении держателей 4, заведенных с торцевой стороны в паз. Для равномерности распределения нагрузки на фрезу держатели 4 с режущими элементами могут быть расположены на барабане 1 вокруг оси его вращения по спиральной траектории. Для повышения надежности крепления пластины 5 режущего элемента последняя может быть прикреплена к держателю 4 при помощи осевого стяжного элемента 9, проходящего через центральное отверстие 10 пластины 5.

Сборка фрезы осуществляется следующим образом.

На наружной поверхности барабана 1, между выступами 3 в канавках 2 закрепляют комплекты держателей 4 со сменными режущими элементами в виде пластин 5 с зубьями. Держатели 4 располагают преимущественно равномерно по окружности со смещением каждого последующего держателя вдоль оси вращения фрезы, образуя спиральную линию (как показано на фиг.5). К держателю 4 крепят пластину 5 при помощи, например, резьбового стяжного элемента 9.

Работа фрезы осуществляется следующим образом. Приводят во вращение барабан 1. Зубья 6 и 7, расположенные на одной из сторон каждой пластины 5, контактируют с обрабатываемым изделием, например изношенной покрышкой. Зубья 6 большей высоты вырывают из глубины покрышки различные включения, например корд и т.п., позволяя зубьям 7 меньшей высоты работать в благоприятных условиях фрезеровки однородной массы изделия.

При такой организации обработки основная масса получаемого сырья является однородной и состоит из частиц примерно одинакового размера, что значительно повышает качество сырья и эффективность его дальнейшего использования.

Так как режущий элемент выполнен в виде пластины 5 многоугольника, то постоянно работает одна из его сторон. После износа зубьев 6 и 7 одной стороны пластину 5 поворачивают вокруг стяжного элемента 9 и в работу включают другую сторону с зубьями. Тогда, в случае выполнения многоугольника с четным числом сторон, сторона, противоположная рабочей, опираясь на поверхность барабана 1, может выполнять функцию фиксации пластины 5 от проворота вокруг элемента 9. Отказ в этом случае от дополнительных устройств фиксации пластины позволяет упростить в целом конструкцию и повысить надежность ее работы.

Подбирая шаг и ширину канавок 2, определяющих продольное смещение держателей 4, а также угол смещения держателей 4 по окружности возможно достижение оптимальной плотности размещения пластин 5 режущих элементов в зависимости от типа измельчаемых изделий. То есть указанная конструкция позволяет расширить функциональные возможности описываемой фрезы или максимально унифицировать оборудование при переработке широкой номенклатуры изделий.

Применение продольных канавок 2 может быть более технологичным, так как позволит отказаться от приваривания держателей 4 к барабану 1. При таком выполнении канавок 2, например, в виде пазов в форме «ласточкин хвост» держатели 4 заводятся в пазы 8 с натягом. Между держателями 4 размещают промежуточные дистанционные элементы 11 (см. фиг.4 и 5), длина которых подбирается в зависимости от необходимой плотности размещения пластин 5 режущих элементов. При таком варианте угловое смещение держателей 4 определяется прочностью выступов 3 барабана 1.

Пример конкретного выполнения режущего элемента.

Режущий элемент фрезы для измельчения материала выполнен в виде закрепленной на несущем элементе пластины 5 с центральным отверстием 10. Пластина 5 посредством держателя 4 закреплена на несущем элементе, выполненном в виде барабана 1. Для увеличения ресурса работы без замены режущего элемента пластина 5 выполнена в виде многоугольника и снабжена основными 6 и дополнительными 7 зубьями, расположенными на каждой из сторон многоугольника пластины 5. Вершины зубьев 6 и 7 расположены на прямых линиях, параллельных стороне многоугольника. При этом линия, проходящая через вершины 6, находится на расстоянии от геометрической оси отверстия 10 пластины 5, большем, чем линия, проходящая через вершины 7. Для повышения надежности крепления пластины 5 режущего элемента последняя закреплена на несущем элементе посредством держателя 4 при помощи осевого стяжного элемента 9, проходящего через центральное отверстие 10 пластины 5. Пластина 5 установлена в плоскости, пересекающей плоскость, в которой вращается несущий элемент, а для ускорения регулировки смена положения пластины 5 по мере износа зубьев 6 и 7 осуществляется путем ее поворота вокруг оси центрального отверстия 10 пластины 5.

Пластина 5 режущего элемента изготавливается преимущественно формованием.

Таким образом, применение описанной фрезы и ее режущего элемента позволяет при упрощении конструкции повысить надежность ее работы, улучшить качество получаемого материала за счет однородности его частиц и высокой степени дисперсности, увеличить ресурс изделия.

1. Фреза для измельчения материала, содержащая барабан с осью вращения, на наружной поверхности которого закреплены держатели, к которым прикреплены сменные режущие элементы, причем каждый режущий элемент выполнен в виде пластины с зубьями, установленной в плоскости, пересекающей плоскость вращения барабана с возможностью смены ее положения за счет поворота в плоскости расположения относительно держателя, отличающаяся тем, что на наружной поверхности барабана выполнены чередующиеся канавки с образованием между ними выступов, между которыми закреплены держатели режущих элементов.

2. Фреза по п.1, отличающаяся тем, что пластина режущего элемента выполнена в форме многоугольника с расположенными на его сторонах основными и дополнительными зубьями, причем вершины, по меньшей мере, части дополнительных зубьев расположены на расстоянии от геометрической оси отверстия пластины, меньшем расстояния, на котором расположены вершины основных зубьев, при этом пластина при смене ее положения предназначена для поворота на угол, кратный углу при вершине многоугольника.

3. Фреза по п.1, отличающаяся тем, что канавки и выступы выполнены кольцевыми, а держатели закреплены на барабане при помощи сварки.

4. Фреза по п.1, отличающаяся тем, что канавки и выступы расположены вдоль оси вращения барабана.

5. Фреза по п.4, отличающаяся тем, что канавки выполнены в виде фигурных в поперечной плоскости пазов, например в форме «ласточкин хвост», с возможностью фиксации в радиальном направлении держателей, заведенных с торцевой стороны в паз.

6. Фреза по п.1, отличающаяся тем, что держатели с режущими элементами расположены на барабане вокруг оси его вращения по спиральной траектории.

7. Фреза по п.1, отличающаяся тем, что пластина режущего элемента прикреплена к держателю при помощи осевого стяжного элемента, проходящего через центральное отверстие пластины.

8. Режущий элемент фрезы для измельчения материала, выполненный в виде предназначенной для закрепления на несущем элементе пластины в форме многоугольника с центральным отверстием и расположенными по периметру пластины зубьями, отличающийся тем, что пластина выполнена с дополнительными зубьями, причем вершины, по меньшей мере, части дополнительных зубьев расположены на расстоянии от геометрической оси отверстия пластины меньшем расстояния, на котором расположены вершины основных зубьев.

9. Режущий элемент по п.8, отличающийся тем, что на углах пластины выполнены впадины, направленные к центру ее отверстия.

10. Режущий элемент по п.8, отличающийся тем, что основные и дополнительные зубья выполнены на каждой стороне многоугольника и вершины зубьев расположены на прямых линиях, параллельных стороне многоугольника, при этом линия, проходящая через вершины, по меньшей мере, части дополнительных зубьев, находится на расстоянии от геометрического центра отверстия пластины, меньшем расстояния, на котором находится линия, проходящая через вершины, по меньшей мере, части основных зубьев.

11. Режущий элемент по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что пластина предназначена для закрепления на несущем элементе посредством держателя при помощи осевого стяжного элемента, проходящего через центральное отверстие пластины.

12. Режущий элемент по п.11, отличающийся тем, что пластина предназначена для установки в плоскости, пересекающей плоскость вращения несущего элемента и смене ее положения по мере износа зубьев путем поворота вокруг оси ее центрального отверстия.