Оборудование для измельчения материалов

Классификация.

1. По технологическому назначению:

- первичного дробления (при крупности загружаемых кусков до 600 мм.),

- вторичного дробления (при крупности загружаемых кусков до 100ч300 мм.),

- крупного, среднего и мелкого дробления, и при работе в замкнутом цикле,

- для помола.

2. По способу крепления молотков:

- с шарнирным креплением,

- с жестким креплением.

При шарнирном креплении молотков материал дробится за счет накопленной ими кинетической энергией. Такие дробилки называют молотковыми.

Жесткое крепление молотков обеспечивает использование при дроблении материала кинетической энергии всего ротора, что позволяет уменьшить диаметр ротора. Жестко закрепленные молотки называют билами, а дробилки роторными.

3. По количеству роторов:

- однороторные,

- многороторные.

Многороторные при встречном вращении роторов называют одноступенчатыми, а при одностороннем вращении -- двухступенчатыми.

Однороторные дробилки бывают реверсивные и нереверсивные.

4. По расположению молотков

- однорядные,

- многорядные.

У однорядных молотки на роторе располагают по окружности в одной плоскости в количестве от 2 до 8 молотков массой до 70 кг каждый.

Многорядные дробилки имеют ротор, выполненный в виде набора параллельных дисков, отстоящих друг от друга на некотором расстоянии и соединенных стержнями, на которые, как на оси, надеты ряды молотков (до 300 молотков).

5. По форме молотков:

- плоские,

- утолщенные,

- П-образные.

Формы молотков:

Размещено на http://www.allbest.ru/

а -- плоские;

б -- утолщенные;

в -- П-образные

2. Однороторная молотковая дробилка СМ-431

Дробилка состоит: из корпуса, колосниковой решетки и ротора.

Корпус -- сварной конструкции, изготовлен из листовой стали и состоит из станины 4 и крышки 11. Станина прямоугольной формы крепится к фундаменту болтами, снизу -- открыта, что обеспечивает выход из дробилки измельченного материала.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Продольные стенки станины соединяют стяжные болты и оси 1. На оси одеты опорные дуги 2, в прорези которых вставлены колосники 3, образующие колосниковую решетку. Колосники в сечении имеют клиновидную форму и повернуты навстречу дробимому материалу, что облегчает процесс измельчения и предотвращает засорение отверстий. Оси дуг колосниковой решетки имеют эксцентриковые шайбы, что позволяет по мере износа колосников и внешних поверхностей молотков 5 поворотом шайб перемещать дуги с колосниками ближе к молоткам.

Молотки шарнирно подвешены на осях 6, представляющих собой стержни, пропущенные через диски 7, которые надеты на вал 9. Чтобы молотки свободно качались на осях, диски разделены кольцами 10; между молотками в парах также имеются разделительные кольца, надетые на оси молотков. Ротор в сборе имеет 6 рядов молотков по 12 шт. в ряду. Вал ротора опирается на роликовые подшипники 15, корпуса которых закреплены на выносных стойках, и вращается от электродвигателя через упругую муфту 16.

В крышке корпуса имеется приемное отверстие 13, через которое материал поступает в дробилку, продвигаясь по приемному лотку 12. К крышке корпуса прикреплены отражательные плиты 14, а все внутренние поверхности корпуса, подверженные абразивному износу, защищены футеровкой 8.

После включения двигателя и набора ротором соответствующего числа оборотов в дробилку равномерно подают материал. Молотки разбивают куски материала, отбрасывают их на отражательные плиты, при ударе о которые материал продолжает измельчаться, и додрабливают его на колосниковой решетке.

Передвигая колосниковую решетку, изменяют зазор между колосниками и молотками, что позволяет менять степень измельчения и крупность готового продукта.

Однороторная дробилка крупного дробления С-643

Состоит: из корпуса, ротора, колосниковых решеток, привода, регулировочных и предохранительных устройств.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Станину 3 крепят к фундаменту. К боковым стенкам станины приваривают выносные опоры, на которых устанавливают подшипники вала 1 ротора 2. Ротор имеет продольные пазы, в которых закрепляют била 4. Ротор вращается от электродвигателя через клиноременную передачу.

К станине болтами крепят верхнюю часть корпуса с приемным лотком 5, цепной завесой 6, отражательными плитами 7 и футеровкой 8. Внутри корпуса устанавливают отражательные колосниковые решетки -- верхнюю 9 и нижнюю 11, которые состоят из стальных литых колосников с поперечным сечением трапециевидной формы, надетых на оси 10 и разделенных дистанционными кольцами.

Высота колец определяет величину зазора между колосниками. Оси колосниковых решеток укреплены в боковых стенках станины шарнирно и позволяют закреплять верхнюю решетку в трех положениях, изменяя величину первой камеры дробления (пространства между ротором и отражательной колосниковой решеткой), а также величину выходной щели (зазора между нижней частью решетки и окружностью ротора), что влияет на тонкость измельчения готового продукта.

Нижняя отражательная колосниковая решетка также может перемещаться с опорными осями, изменяя размер нижней выходной щели, но, кроме того, она снабжена предохранительным устройством, состоящим из тяг 12 с пружинами 13, что позволяет колосниковой решетке отклониться и пропустить попавший во вторую камеру дробления металлический предмет.

Тема 6. Бегуны

Общие сведения, классификация.

Бегуны применяют:

- для мелкого дробления (3ч8 мм),

- для грубого помола (до 0,1 мм),

- для измельчения материалов с одновременным растиранием и перемешиванием вязких пластичных масс.

В промышленности строительных материалов в бегунах измельчают сухую и увлажненную глину, кварцит, доломит, полевой шпат, шамот, бой стекла, брак обожженной тонкой керамики.

Измельчение материала в бегунах происходит между цилиндрическими поверхностями катков и плоской поверхностью чаши при их относительном перемещении. Чаша имеет кольцевое днище 1, называемое подом, выступающий борт 2 и центральный выступ 3, через который проходит вал 5, соединенный с головкой 4. При вращении вала головка увлекает кривошипные оси 6 и насаженные на них катки 7, обеспечивая их качение по кольцевой дорожке пода чаши и измельчение материала путем его раздавливания и истирания.

Размещено на http://www.allbest.ru/

К головке вертикального вала кронштейнами 8 крепятся скребки 9, которые подгребают материал под катки.

Вращение вертикального вала и движение катков обеспечивает привод.

Классификация.

1. По технологическому назначению

- для мокрого измельчения (влажность материала превышает 15%),

- для сухого измельчения (влажность материала менее 10%),

- для измельчения с перемешиванием многокомпонентных смесей.

а также работают в открытом цикле, бывают периодического и непрерывного действия.

2. По конструкции

- с вращающимися катками и неподвижной чашей,

- с вращающейся чашей и неподвижными каткими,

- с нижним и верхним расположением привода.

Размещено на http://www.allbest.ru/

3. По конструкции катков

- с металлическими катками,

- с каменными катками,

- с массивными тяжелыми катками,

- с облегченными катками, снабженными дополнительными устройствами для регулируемого нажатия.

4. По расположению катков

- на одинаковом расстоянии от оси вращения (имеют одинаковую массу)

- на различном расстоянии (ближний каток к оси имеет большую массу).

2. Бегуны мокрого измельчения СМ-365

Бегуны СМ-365 применяют для измельчения глины и приготовления формовочной массы при производстве грубой керамики. Бегуны состоят из станины, неподвижной чаши, двух катков и привода.

Станина 1 литая чугунная, сборная служит опорой для чаши 13, днище которой образуют сплошные и дырчатые плиты, по всей ширине перекрываемые катками 6. В среднюю часть чаши вставлен стакан с коническими двухрядными подшипниками, на которые опирается вертикальный вал 14. К головке вала прикреплены кривошипные оси 11, а на них одеты катки, имеющие чугунные ступицы 10 и стальные бандажи 9. К головке вертикального вала прикреплены пружины 7, создающие дополнительное нажатие катков на материал, скребки 4, подгребающие материал под катки, скребки 5, очищающие часть поверхности катка, которой он катится по сплошным плитам пода чаши, и течка 8, которая вращается вместе с головкой вала и по двум рукавам подает материал непосредственно под катки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

К бортам чаши прикреплено ограждение в виде предохранительного кольца и кожуха 12. Вертикальный вал с катками, скребками и течками получает вращение от электродвигателя 20, через фрикционную муфту 19, редуктор 18, приводной вал 17 и конические зубчатые колеса 16. К зубчатому колесу прикреплена вращающаяся тарелка 15, над которой установлен неподвижный дугообразный скребок 3, сбрасывающий продавленный через отверстия в плитах чаши и упавший на тарелку материал по наклонному лотку 2.

Расчет основных параметров.

Расчет угла захвата.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Углом захвата у бегунов называют угол между плоскостью чаши и плоскостью, касательной к поверхности катка в точке соприкосновения его с наибольшим шарообразным куском материала, удерживаемым между катком и чашей силами трения.

Представив, что кусок материала между этими плоскостями раздавливается двумя силами Р, а удерживается возникшими под их действием двумя силами трения f Р, получим схему такую же, как и при работе щековой дробилки.

Спроектировав силы на ось, проходящую через центр куска материала и через вершину угла захвата, получим уравнение, выражающее условия равновесия куска, находящегося под действием плоской системы сил: откуда

Размещено на http://www.allbest.ru/

т. е. угол захвата у бегунов, так же как и у щековых, конусных и валковых дробилок, равен двойному углу трения.

В зависимости от свойств измельчаемого материала, а также от состояния рабочих поверхностей катков и чаши (шероховатость, наличие отверстий), коэффициент трения может быть принят в пределах от 0,3 до 0,5, а угол захвата соответственно от 30 до 50°.

Расчет соотношения диаметров катков и кусков измельчаемого материала.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Из треугольника АВС следует:

Размещено на http://www.allbest.ru/

D - диаметр катка, мм;

d - диаметр наибольших кусков измельчаемого материала, мм;

б -- угол захвата или практически принятый угол между плоскостью чаши и плоскостью, касательной к катку, град.

Умножив обе части уравнения на 2/d,

Размещено на http://www.allbest.ru/

получим:

откуда

Размещено на http://www.allbest.ru/

Это соотношение для твердых пород равно 11ч14, а для глины карьерной влажности: 5ч6, т. е. при значениях угла от 50 до 30° получим зависимость,

Размещено на http://www.allbest.ru/

что позволяет рассчитать предельный размер кусков материала для данных бегунов или подобрать бегуны с необходимым диаметром катков для обработки материала заданной крупности.

Расчет угловой скорости чаши бегунов.

При вращении чаши материал вращается вместе с ней и испытывает действие силы тяжести mg, силы трения F_тр и центробежной силы инерции F_цс. Скребки направляют материал на кольцевую дорожку пода, по которой катятся катки и чтобы центробежные силы инерции не отбросили материал к борту чаши необходимо, чтобы

Размещено на http://www.allbest.ru/

т.е.

f -- коэффициент трения материала о плиты чаши;

т -- масса материала, кг;

R -- наружный радиус кольца качения катка, м.

щ - угловая скорость чаши, рад/сек.

Сокращаем и приводим подобные, получаем:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Коэффициент трения - 0,3 для твердых пород, и 0,5 - для увлажненных глин.

Для более надежной работы результат уменьшают на 10%. Бегуны с неподвижной чашей имеют уменьшенную на 20% угловую скорость вертикального вала, которая ограничивается из-за центробежных сил инерции, действующих на катки, и их неуравновешенности, вызывающей динамические нагрузки.

Расчет отношение массы катков к расстоянию до оси вращения.

При вращении катков на расстоянии R₁ и R₂, относительно приводного вала, на них действуют силы: центробежная сила инерции F_цс и сила тяжести mg.

Под действием этих сил катки находятся в равновесии, следовательно:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

или сокращая угловую скорость, имеем:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема 7. Барабанные мельницы

Принцип действия, назначение, классификация.

В барабанных мельницах помол материала происходит при вращении барабана, внутрь которого загружен материал и мелющие тела, представляющие собой шары, цилиндры или стержни. При падении и перекатывании мелющие тела измельчают материал ударом и истиранием. В зависимости от применяемых мелющих тел барабанные мельницы называют шаровыми и стержневыми, а при большой длине барабана -- трубными.

Классификация.

1. По принципу и схеме работы

- периодического и непрерывного действия,

- работающие в открытом и замкнутом циклах, сухого и мокрого помола.

2. По форме барабана

- цилиндрические короткие,

- цилиндрические длинные или трубные,

Размещено на http://www.allbest.ru/

- конические.

3. По футеровке барабана и материалу мелющих тел

- стальные, кремневые, фарфоровые, каменного литья.

4. По форме мелющих тел

- шарообразные,

- короткие цилиндрики (цильпебс).

5. По способу загрузки и разгрузки материала

- с загрузкой и разгрузкой

- с загрузкой через полую цапфу, а разгрузкой через периферийное сито

Размещено на http://www.allbest.ru/

- с самотечной и принудительной (механической или пневматической) разгрузкой.

6. По конструкции привода барабана

- с периферийным приводом

- с центральным приводом

Размещено на http://www.allbest.ru/

К достоинствам барабанных мельниц относится:

высокая тонкость помола, однородность готового продукта, легкость регулировки степени измельчения и тонкости помола, простота и надежность конструкции;

К недостаткам -- большой расход энергии, большие размеры и металлоемкость, большой шум во время работы.

Условные сокращения типов мельниц:

МСЦ -- стержневые с центральной разгрузкой,

МШЦ -- шаровые с центральной разгрузкой,

МШР -- шаровые с разгрузочной решеткой;

МСС -- мельница сырьевая с одновременной сушкой,

МС -- мельница сырьевая без сушки;

МЦ -- мельница цементная.

Конструкция шаровой мельницы.

Трубная двухкамерная сепараторная мельница размером 3,2Ч15 м с центральным приводом может измельчать материал сухим и мокрым способом, работая в открытом или замкнутом цикле.

Конструкция, работа:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Загрузочное устройство состоит из воронки 1 , укрепленной на неподвижной стойке, и барабанного питателя 2.

Патрубок вставлен в цапфу 4, вращается вместе с ней и винтовыми лопастями 3 (трубошнеком), продвигает загружаемый материал в первую камеру барабана, футерованную ступенчатоконусными бронеплитами 6, имеющими по всей поверхности выступы (каблуки), которые увеличивают срок службы бронеплит и облегчают подъем шаров.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Конусность каждого из двенадцати колец футеровки обеспечивает необходимое перераспределение шаров по крупности и увеличивает уровень загрузки мелющих тел ближе к загрузочной цапфе. Этому способствуют и цилиндрические кольца 5 с внутренним диаметром 3140 мм.

Продвигаясь вдоль первой камеры, материал измельчается, проходит в отверстия межкамерной перегородки 7, проваливается в отверстия 8 и попадает в сборный кожух 9, откуда элеваторами подается в сепараторы. В сепараторах материал разделяется на тонкую фракцию, которая используется по назначению, и крупную фракцию (крупку), которая через приемный патрубок 10 и отверстия 11 в корпусе подается внутрь барабана, поднимается спиральными лопастями, ссыпается на направляющий конус 12 и попадает во вторую камеру. Первая половина второй камеры футерована бронеплитами, имеющими продольные выступы--ребра, остальные плиты гладкие.

Промежуточный отбор и разделение материала по крупности отвечает требованию «не дробить ничего лишнего», чем достигается удаление достаточно измельченных частиц и повышение производительности агрегата, но сам помольно-разделительный агрегат усложняется включением в производственную схему дополнительного оборудования и подъемно-транспортных средств. Устройство промежуточного отбора материала используют также для аспирации мельницы путем отсоса из барабана нагретого запыленного воздуха при попутной подсушке материала.

Размещено на http://www.allbest.ru/

При работе мельницы в открытом цикле отверстия 8 и 11 перекрывают, и материал из первой камеры переходит во вторую через отверстия в перегородке 7 в кожух, а затем лопастями и конусом 12 продвигается во вторую камеру. Разгрузочное устройство состоит из решетки 13, спиральных лопастей 14, конуса 15, трубошнека 16 и барабана 17 с отверстиями 18. Пройдя через сито 19, материал через патрубок 20 поступает к месту использования или складирования, а случайно попавшие на сито крупные включения, например осколки мелющих тел, отводятся патрубком 21 в сборник.

3. Основы теории трубных мельниц

Скоростные режимы работы мелющей загрузки.

Эффективность процесса измельчения в трубных мельницах и дисперсные характеристики цемента определяются скоростным (энергетическим) режимом работы мелющих тел (СРМТ), зависящим от относительной скорости вращения барабана, степени заполнения мелющими телами. В зависимости от значения этих параметров различают следующие основные режимы работы мелющей загрузки.

Скоростные режимы работы мелющей загрузки:

Размещено на http://www.allbest.ru/

а - каскадный;

б - водопадный;

в - смешанный.

Каскадный режим.

Осуществляется при пониженной скорости вращения. Шаровая загрузка повернута на некоторый угол относительно вертикали и остается примерно в одном положении. Шары движутся по замкнутым траекториям, поднимаются по круговым траекториям и скатываются вниз. В центральной части шаровой загрузки образуется малоподвижное ядро. Измельчение происходит преимущественно раздавливанием или истиранием. Режим целесообразен для получения продукта повышенной дисперсности.

Водопадный (катарактный) режим.

Шары поднимаются на некоторую высоту, затем отрываются от барабана, совершая далее полет по параболическим траекториям, после чего снова движутся по круговым. Измельчение осуществляется преимущественно ударом и отчасти истиранием. Режим целесообразен при измельчении крупного материала.

Каскадно-водопадный (смешанный) режим.

Шары движутся частично по параболическим траекториям, частично - по круговым. Режим целесообразен для получения продукта с умеренной дисперсностью.

Основные расчетные параметры.

Частота вращения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Загрузка мелющих тел

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размер мелющих тел;

Размещено на http://www.allbest.ru/

d - размер кусков измельчаемого материала.

Расчет угловой скорости

Размещено на http://www.allbest.ru/

При вращении шаров вместе с барабаном на каждый шар действует сила тяжести, неизменная по величине и направленная вертикально вниз, и центробежная сила инерции, направленная по радиусу и непрерывно меняющая свое направление при вращении барабана. В точке В шар прижат к барабану центробежной силой и радиальной составляющей силы тяжести.

Тогда из условия равновесия шара, находим оптимальную частоту вращения барабана:

Размещено на http://www.allbest.ru/

т -- масса шара, кг;

G -- сила тяжести шара, равная тg, Н;

g -- ускорение силы тяжести, м/с²;

R -- радиус окружности, описываемой центром тяжести шара, м;

щ -- угловая скорость шара, рад/с.

Мельницы самоизмельчения.

Аэрофол.

Мельница с самоизмельчением для сухого помола представляет собой короткий цилиндрический барабан 6 большого диаметра, опирающийся цапфами 4 и 9 торцовых днищ 8 на подшипники. Днища барабана футерованы бронеплитами 7, расположенными концентричес-кими кольцами.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Форма плит способствует направлению кусков материала в среднюю часть барабана. Материал подают ленточным конвейером 3 в загрузочную воронку на лоток 2, поддерживаемый стойками 1. Падая с большой высоты, куски материала самоизмельчаются.

Процесс измельчения идет более интенсивно, когда наряду с основным материалом в барабан подают некоторое количество крупных кусков. Достаточно измельченный материал уносится воздушным потоком в трубу 10. Барабан вращается электродвигателем через венцовое зубчатое колесо 5. Материал при самоизмельчении получается весьма неоднородный и мельница должна работать в замкнутом цикле.

Гидрофол.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мельница для мокрого самоизмельчения состоит из сварного барабана 5, имеющего ребра жесткости 4, полых цапф и привода. Цапфа 3 примыкает к откатной загрузочной воронке 1, опирается на самоустанавливающийся подшипник 2, внутри имеет конус со спиральными лопастями. Удлиненная полая цапфа 8 также опирается на подшипник, имеет внутри конус, облегчающий разгрузку, но завершается дырчатым колпаком 10, имеющим отверстия для выхода жидкой массы с мелкими частицами и спиральные лопасти 11, обеспечивающие разгрузку. К цапфе крепят венцовое зубчатое колесо 9, которое вращает барабан от электродвигателя 12. Барабан футерован бронеплитами 6 и снабжен разгрузочной решеткой 7 с лифтовыми лопастями и направляющим конусом.

Мельница работает в замкнутом цикле с классификатором (устройством, разделяющим выходящий из барабана материал на мелкую и крупную фракции).

Тема 8. Мельницы ударного действия

Аэробильная мельница.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для помола мягких пород и пород средней прочности таких, как высушенная глина, мел, гипс, каменный уголь, асбест, мягкий известняк, применяют быстроходные молотковые мельницы с жестко закрепленными билами и шарнирно подвешенными молотками. К таким мельницам относят дезинтеграторы, аэробильные и шахтные мельницы, работающие в открытом и замкнутом циклах.

В мельницах ударного действия материал измельчается под действием ударов вращающихся рабочих органов - бил по частицам материала, повторных соударений частиц с отражательными элементами, а также между собой.

Рабочие органы мельниц ударного действия работают при окружных скоростях, достигающих 80 м/с. В виду этого в камерах дробления создается вентиляторный эффект, т. е. подпор воздуха по периферии камеры и разрежение в ее центре. Такое явление удобно использовать для питания мельницы материалом и для транспортирования измельченного продукта.

На схеме показана мельница с жестко закрепленными билами в комплекте с питателем, сепаратором и вентилятором. Иногда саму мельницу, работающую по такой схеме, называют аэробильной.

Тарельчатым питателем 5 материал подается со стороны торцовой стенки в центральную часть мельницы 1. Ротор выбрасывает измельченный материал в трубу 2 над горловиной мельницы.

В результате разрежения, создаваемого вентилятором 7, материал поступает в сепаратор 3. Крупные частицы материала по лотку 4 направляются в мельницу на домол, мелкие отсасываются по трубе 6 вентилятором и направляются в осадительные устройства.

Шахтная мельница.

Мельницы с шарнирно подвешенными молотками в специальной шахте, ввиду чего ее называют шахтной.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Материал 4 подается по трубе 1 в шахту по направлению вращения ротора 3. Частицы, измельченные ударами бил, подхватываются потоком газов, поступающих в корпус мельницы, и выносятся в шахту, в которой отсеиваются под действием сил тяжести. Крупные частицы падают в мельницу на доизмельчение, а мелкие выносятся в осадительные устройства. Тонкость помола в некоторых пределах возможно регулировать изменением положения отбойных плит 5.

При подаче в мельницу газов, нагретых до 300ч400° С, она может быть использована как сушильно-помольный агрегат.

Дезинтеграторы.

Дезинтеграторы работают в открытом цикле и обеспечивают грубый помол с преобладающим размером частиц до 0,5 мм. Их используют также в качестве смесительных машин, например, для получения известково-песчаных масс, а также для распушки сухого асбеста.

Дезинтеграторы бывают одно- и двухроторные, с двусторонним и односторонним расположением привода.

Двухроторный дезинтегратор

Двухроторный дезинтегратор состоит из станины, роторов и привода. Станина представляет собой фундаментную плиту 15 с укрепленными на ней двумя стойками 4 и 14.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На стойках укреплены корпуса роликовых подшипников, служащих опорами для двух валов. На конце вала 13 на шпонке укреплена ступица 12, к которой прикреплен сплошной диск 10, изготовленный из листовой стали. К диску по концентрическим окружностям прикреплены три ряда молотков-пальцев 9, имеющих форму цилиндрических стержней. Для придания жесткости концы каждого ряда пальцев объединены узкими кольцами 7. Диск с рядами пальцев имеет форму корзины, поэтому такие мельницы иногда называют корзиночными. Второй ротор несколько отличается от первого. На конец вала 5 надета конусная ступица 11, к которой по окружности прикреплен первый ряд пальцев. Противоположные концы пальцев первого ряда поддерживает широкое кольцо -- диск, к которому крепят два других ряда пальцев 8. В центральное отверстие кольца проходит течка загрузочного устройства 6, по которой материал, огибая вал 5, поступает в среднюю часть роторов под ступицу 11.

Роторы вращаются с большой скоростью в противоположных направлениях, благодаря чему материал проходит через первый ряд пальцев левой корзины, дробится и отбрасывается на двигающиеся навстречу пальцы правой корзины, затем проходит через второй ряд и т. д., пока в измельченном виде он не высыпается в разгрузочное отверстие станины.

Привод роторов может осуществляться прямой и перекрестной ременной передачей от общего приводного вала, но обычно устанавливают индивидуальные электродвигатели с клиноременными передачами к каждому ротору. Роторы в рабочем состоянии размещают так, что ряды пальцев одной корзины расположены между рядами пальцев второй. Корзины закрыты кожухом. Для облегчения смены корзин один из роторов может отодвигаться вместе со стойкой 4 при вращении штурвалом 2 винта 1 в неподвижно закрепленной гайке 3.

Применяют также однороторные дезинтеграторы, у которых от электродвигателя через клиноременную передачу со шкивом 15 в подшипниках 14 вращается вал 16. На консольную часть вала одета ступица с диском 17, к которому прикреплены била 3, расположенные по трем концентрическим окружностям. Каждое кольцо бил ротора при закрытой крышке 6 корпуса 1 располагается между рядами неподвижных бил 5, по центру которых через загрузочную течку 7 поступает материал на измельчение.

Для равномерной подачи материала в кожухе 8 размещают специальное устройство (питатель) с приводом от вала ротора через клиноременную передачу 12. Поступление материала из бункера 11 регулируют заслонкой, имеющей фиксатор 10. Электромагниты, расположенные под кожухом 9 препятствуют попаданию в мельницу металлических предметов. Подшипники вала ротора защищены от попадания пыли уплотнением 13. Нижняя часть помольной камеры выложена плитами 2 с отверстиями. Для облегчения ремонта крышка с кожухом соединена шарниром 4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дезинтеграторы имеют роторы диаметром от 400 до 2500 мм при сравнительно небольшой длине пальцев -- от 100 до 700 мм. Дезинтеграторы обеспечивают высокую степень измельчения и тонкость помола, которые зависят от скорости вращения корзин и количества рядов пальцев, а также от первоначальной крупности дробимого материала. Их производительность зависит от размеров дезинтегратора, крупности загружаемого материала, требуемой степени измельчения и физических свойств материала. Большое влияние на производительность оказывает равномерность питания материалом.

Дезинтеграторы просты по конструкции и имеют малую металлоемкость, но требуют балансировки роторов (уравновешивания относительно оси вращения) и частой замены пальцев, которые быстро изнашиваются. Для облегчения смены изношенных пальцев целесообразно вместо цельных, прикрепленных к диску пальцев применять составные пальцы, представляющие собой болты с надетыми на них трубками. Изношенные трубки легко и быстро заменяют при ремонте корзин.

К недостаткам дезинтеграторов относится также налипание материала на пальцы, особенно при измельчении глины влажностью свыше 12%. Очистку пальцев наиболее просто производить периодическим изменением направления вращения роторов.

Тема 9. Мельницы для сверхтонкого помола

Вибрационные мельницы

Принцип действия вибромельниц заключается в том, что материал и мелющие тела загружают в барабан, которому сообщают колебательные движения с ускорениями, значительно превосходящими ускорение силы тяжести. Колеблющиеся (вибрирующие) мелющие тела соударяются и измельчают материал.

Вибрация характеризуется частотой и амплитудой колебаний.

Частота -- это число полных колебаний в единицу времени, обозначается буквой п и измеряется в сек^-1 (для вибромельниц обычно 25 и 50 кол/сек).

Амплитуда-- расстояние крайних положений колеблющегося элемента от его среднего положения; обозначается буквой А и измеряется в мм (для вибромельниц от 2 до 4 мм).

Классификация

1. По принципу и схеме работы

- периодического и непрерывного действия

- сухого и мокрого измельчения

- открытого и замкнутого цикла работы.

2. По конструкции

- однобарабанные,

- двухбарабанные

3. По способу возбуждения колебаний

- эксцентриковый,

- коленчатым валом,

- электромагнитами.

(наиболее широко используют инерционный способ -- путем вращения неуравновешенных масс).

Мельница периодического действия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мельница периодического действия состоит из закрытого крышкой 4 и опирающегося на пружины 8 барабана 3, по оси которого проходит труба 5 с подшипниками 6 и дебалансным валом 7 (валом, имеющим неуравновешенный груз).

При быстром вращении от электродвигателя 1 через гибкую муфту 2 дебалансный вал приводит в колебательные движения корпус барабана и находящиеся в нем мелющие тела.

Вибрационная мельница М200

Состоит:

Станина 2 -- сварная рамная, опирается на фундамент через резиновые прокладки 1. Цилиндрический барабан 7 имеет приваренные к косынкам площадки 21, которыми опирается на пружины 22. В отверстия торцовых стенок барабана вставлена труба 12, в которой укреплена внутренняя труба 13 с подшипниками 6 и 16 дебалансного вала 10. Трубы закрыты крышками 5 и 17. Барабан и труба футерованы слоем резины 8 или стальными листами.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Барабан имеет загрузочный, разгрузочный (в нижней части) и аспирационный люки герметично закрываемые крышками 9. В процессе работы мельницы энергия соударения мелющих тел в значительной мере превращается в тепловую энергию, которая отводится охлаждающей водой. Для охлаждения подшипников вибратора воду подают через патрубок 3, она проходит между трубами в полости 11 и удаляется через патрубок 15. Для охлаждения барабана имеется кожух и трубопроводы 14.

Колебания барабана и находящихся в нем мелющих тел возникают при быстром вращении дебалансного вала, соединенного с валом электродвигателя 19 упругой муфтой 18. Вал, кроме главного неуравновешенного груза (дебаланса) в средней части, имеет сменные дебалансы 4 и 20, которые позволяют регулировать амплитуду колебаний.

2. Струйные мельницы

Принцип действия Струйных мельниц заключается в самоизмельчении частиц материала, двигающихся с большой скоростью (до нескольких сотен метров в секунду) в воздушном потоке по пересекающимся или встречным направлениям.

Их используют для сверхтонкого измельчения материала, особенно в тех случаях, когда недопустимо загрязнение конечного продукта металлическими примесями, образующимися при износе мелющих тел и футеровки.

Классификация

1. По виду энергоносителя

- воздухоструйные,

- пароструйные

- газоструйные.

2. По конструкции

- с вертикально замкнутой трубчатой камерой,

- горизонтальной камерой,

- противоточной помольной камерой.

Струйная мельница с вертикальной трубчатой камерой

Материал из бункера 1, питателем 2 равномерно и без нарушения герметичности подается в трубу 3. В сужающейся насадке 4 материал захватывается воздухом, подаваемым по трубке 5, и вносится в нижнюю часть помольной камеры 9.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Воздух под давлением подается от компрессора по трубе 6 в коллектор 5, а из него через сопла 7 в помольную камеру. Сопла расположены под углом так, что струи воздуха, вырывающиеся из них со сверхзвуковой скоростью, захватывают частицы материала, ударяют их с большой силой друг о друга и интенсивно измельчают.

Воздух из верхней части камеры 10 через жалюзи 11 уходит в трубу 12, унося с собой в осадительные устройства частицы материала требуемой крупности (2ч6 мк и менее), тогда как более крупные под действием центробежных сил инерции отбрасываются к периферии и продолжают двигаться и измельчаться в камере. Границу раздела материала по крупности регулируют наклоном створок жалюзи, которые изменяют скорость воздушного потока в камере.

Струйная мельница с плоской горизонтальной камерой

Размещено на http://www.allbest.ru/

Энергоноситель по горизонтальной трубе 1 поступает в коллектор 2, из которого с большой скоростью через сопла 3 врывается в камеру 4. В неё же по вертикальной трубе 6 подается материал, который измельчается при соударении в пересекающихся струях и в вихрях между ними.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Достаточно тонко измельченные частицы уносятся потоком энергоносителя, преодолевающим центробежные силы, действующие на частицы, через кольцевую щель между осадительной трубой циклона 7, соединенной с бункером 8 и центральной трубой 5, отводящей энергоноситель из камеры. Энергоноситель уносит с собой наиболее мелкие частицы, которые осаждаются в специальных фильтрах.

Конструкция плоской помольной камеры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Плоская помольная камера представляет собой массивные верхнюю 1 и нижнюю 9 крышки, стянутые болтами 8. Между крышками зажато кольцо 2 с соплами 10. Материал попадает в камеру 11 из трубы 5 через зазор 6 между внутренним диском 4 и направляющим кольцом 7. Под действием струй воздуха материал двигается по кольцу камеры со скоростью до 100 м/сек, измельчается и выносится в зазор между трубами 12 и 3. Готовый продукт по трубе 13 поступает в бункер, а отработанный воздух по трубе 3 -- в фильтр.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В кольцевых камерах сочетается помол и разделение материала по крупности, так как материал испытывает, с одной стороны, центробежные силы инерции, направленные от центра, а с другой стороны, силы аэродинамического напора, направленные к центру.

При уменьшении размера частиц наступает момент преобладания силами аэродинамического напора центробежных сил и частицы выносятся из камеры через кольцевую щель.

Противоточная струйная мельница

Принцип работы: измельчение материала происходит за счет соударения частиц, летящих с большой скоростью навстречу друг другу.

Мельница состоит: из двух загрузочных воронок 1 со смотровыми люками 2, эжекторов 4 с вставленными в них трубопроводами 3 с соплами 5, разгонных труб 7, вставленных в держатели 6, и помольной камеры 8 с корпусом 9, футеровкой 10, фланцами 11 и крышками 12.

Работа:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сжатый воздух или перегретый пар поступает по трубопроводу в эжектор, захватывает материал, разгоняет его в трубе и с большой скоростью вдувает в камеру навстречу второму потоку. При соударении материал измельчается и поступает в сепаратор, из которого мелкая фракция уносится в осадительные устройства и используется, а крупная возвращается на домол.

Тема 10. Мельницы с повышенной энергонапряженностью рабочих органов

Общие сведения

На разрушение материала затрачивается лишь часть энергии, остальная ее часть, как отмечалось, теряется в виде тепла. Это обстоятельство объясняется спецификой процесса тонкого измельчения материалов. С уменьшением размеров частиц количество микротрещин уменьшается, и прочность частиц резко возрастает.

В зоне упругих деформаций при снятии напряжений микротрещины могут смыкаться под действием молекулярных сил сцепления. Так может происходить, пока трещины значительно не увеличатся и частицы не разрушатся.

При увеличении частоты воздействия сил на измельчаемую частицу, когда период между воздействиями станет меньше времени, необходимого для смыкания микротрещин, эффект «самозалечивания» частиц может быть снижен, что приведет к более интенсивному их разрушению.

Высокая частота воздействия приводит также к интенсивному помолу в результате усталостных явлений.

Смыкание микротрещин может быть предотвращено применением поверхностно-активных веществ (пленок жидкостей), адсорбирующихся на поверхностях частиц и проникающих в трещины. Такие пленки экранируют молекулярные силы, стремящиеся сомкнуть трещины.

Рассмотренный механизм разрушения материалов послужил теоретической основой для совершенствования помольного оборудования и, в частности, для создания машин, работающих на повышенных скоростях движения мелющих тел. К таким машинам можно отнести среднеходные шаровые, валковые, ролико-маятниковые и центробежные мельницы.

Шаровые кольцевые среднеходные мельницы

Размещено на http://www.allbest.ru/

В шаровых кольцевых мельницах, применяемых для помола глин, мела, талька, извести материал измельчается в результате раздавливания и истирания при относительном перемещении шаров 2 и колец 1 и 8. Измельчаемый материал питателем 6 по лотку 7 подается в желоб нижнего кольца 1, приводимого во вращение от двигателя через редуктор 10.

Шары прижимаются к нижнему кольцу пружинами 3 через верхнее кольцо 8.

Измельченный материал, пересыпается через внешнюю кромку нижнего кольца и уносится потоком воздуха, подводимым по патрубку 9, со скоростью 20--30 м/с в сепаратор 5, где разделяется по крупности. Готовый продукт выносится по трубе 4, а материал, требующий доизмельчения, поступает снова в мельницу. Диаметр шаров должен в 10ч12 раз превышать размер наибольшего куска поступающего материала.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Угловая скорость кольца выбирается несколько меньшей той величины, при которой за счет центробежных сил материал будет выбрасываться из кольца

Производительность мельницы зависит от тонкости помола и свойств измельчаемого материала. Для конкретных условий она определяется опытным путем.

Валковые среднеходные мельницы

В валковых мельницах материал измельчается между тарелкой 2, приводимой во вращение от электродвигателя через редуктор 1, и валками 4. Валки установлены на осях, закрепленных на рычагах 5. Последние стянуты пружинами 4, благодаря чему валки прижимаются к тарелке.

В мельницах рассматриваемого типа обычно имеются два валка. При вращении тарелки валки под действием трения начинают вращаться, при этом материал затягивается между ними и измельчается в результате раздавливания и частично истирается.

Измельченный материал выносится потоком сжатого воздуха, подаваемого по каналу 3, в сепаратор.

Валковые мельницы изготовляют с диаметром тарелки 0,6ч1,7 м. Скорость тарелки около 3 м/с.

Ролико-маятниковая мельница

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ролико-маятниковые мельницы применяют для измельчения мягких пород, а также пород средней прочности (глины, гипса, мела, графита). В таких мельницах материал измельчается между неподвижным кольцом 5 и роликами 6, которые перекатываются по кольцу при вращении крестовины 1, закрепленной на вертикальном валу 2.

Ролики установлены на маятниках 3, шарнирно подвешенных к крестовине. При вращении крестовины под действием центробежных сил инерции ролики прижимаются к размольному кольцу. Материал подается на размольное кольцо питателя 7. Потоком газов, подводимых по коллектору 4, измельченный материал выносится в сепаратор.

Если в мельницу подавать подогретый воздух, то она будет работать как размольно-сушильный агрегат.

Расчет угловой скорости

Расчет угловой скорости тарели

Угловая скорость тарелки (кольца) рассчитывается из условия, при котором частицы не должны выбрасываться центробежной силой с тарелки.

Для плоских тарелок (кольца) это обеспечивается равенством:

Размещено на http://www.allbest.ru/

R - радиус тарели, м

f - коэффициент трения между материалом и тарелкой (кольцом)

Для тарелок с наклонными бортами следует рассматривать равновесие частицы материала на наклонной плоскости:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

б - угол наклона борта тарелки.

Расчет угловой скорости ролико-маятниковой мельницы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сила давления роликом на кольцо находится из уравнения моментов всех сил, действующих на ролик, относительно точки подвеса:

если угол б принять равным нулю, тогда

Размещено на http://www.allbest.ru/

m - масса ролика,

щ - угловая скорость крестовины,

R - расстояние от оси вращения до оси ролика.

тогда

Размещено на http://www.allbest.ru/

В - ширина валика.

Практическое занятие

Тема: Расчет оборудования для измельчения.

Примеры решения задач

Задача 1. Измерение кусков материала по трем взаимно перпендикулярным направлениям до дробления в среднем дало следующие результаты: L = 457 мм; H = 436 мм; В = 383 мм, а после измельчения - соответственно l = 84 мм, h = 79 мм, b = 81 мм. Рассчитать степень измельчения i по одному, двум и трем размерам при использовании для определения среднеарифметических и среднеквадратичных значений величин.

Дано:

L = 457 мм.

H = 436 мм.

В = 383 мм.

l = 84 мм.

h = 79 мм.

b = 81 мм

Найти:

i - ?

Решение

Определяем средний размер кусков до и после измельчения по одному, двум и трем размерам:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Средний размер кусков до измельчения:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Средний размер кусков после измельчения:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определяем степень измельчения:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ответ:

Задача 2 . Определить частоту вращения эксцентрикового вала, щековой дробилки с простым движением щеки при следующих данных:

S - ход подвижной щеки, 20 мм;

f - коэффициент трения скольжения дробимого материала о дробящие плиты, 0,3

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дано:

S=20 мм

f=0,3

Найти:

n-?

Решение

Определяем угловую скорость эксцентрикового вала:

Размещено на http://www.allbest.ru/

б - угол захвата, град.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определяем частоту вращения эксцентрикового вала:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ответ:

Задача 3. Определить, производительность щековой дробилки со сложным движением щеки при следующих данных:

Размещено на http://www.allbest.ru/

L - длина загрузочного отверстия, м; (1,6)

S - ход подвижной щеки, м; (0,35)

d - наименьший размер разгрузочного отверстия, м; (0,2)

б - угол захвата, 20 гр.

Литература

Г.С. Константопуло Примеры и задачи по механическому оборудованию заводов. Учеб. пособие для техникумов, М., 1975.

Размещено на Allbest.ru

...