МАШИНОСТРОЕНИЕ

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Оборудование для измельчения материа­лов по крупности частиц конечного продукта можно разделить натри группы:

1) для крупного измельчения (50... 200 мм) - дробилки;

2)для среднего измельчения (1... 50 мм);

3)для тонкого измельчения (менее 1 мм).

2.1.1. ДРОБИЛКИ

Оборудование для крупного измельчения по принципу создания в измельчаемой частице предельных напряжений подразделяют на две группы. В первой группе измельчающих ма­шин разрушение происходит за счет раздавли­вания, скола, истирания и частичного изгиба. К этой группе дробилок относятся щековые с простым и сложным качаниями щеки, конус­ные, валковые и зубовалковые дробилки.

Во второй группе измельчающих машин разрушение осуществляется либо свободным, либо стесненным ударом. К этой группе отно­сятся молотковые и роторные дробилки.

Из практики эксплуатации дробильно - размольного оборудования известно, что износ рабочих органов измельчителей пропорциона­лен скорости нагружения измельчаемых мате­риалов в третьей степени. Поэтому при из­мельчении абразивных материалов (когда их твердость по шкале Мооса более 4,5...5), как правило, используют дробилки первой группы, у которых скорость нагружения материалов при разрушении менее 1 м/с.

В то же время молотковые и роторные дробилки, у которых скорость ударного нагру­жения измельчаемых материалов более 20 м/с, а следовательно, скорость износа рабочих ор­ганов выше, имеют целый ряд преимуществ перед дробилками первой группы [1, 19].

Они отличаются высокими удельной производительностью и экономичностью. Стоимость их на единицу производительности в 1,5-2 раза (для молотковых) и в 3-3,5 раза (для роторных) ниже, чем у дробилок первой группы, а масса соответственно в 4 и в 4,5 раза меньше. Также соответственно в 1,2-1,5 и в 1,5-2 раза ниже установочная мощность при­вода. Кроме того, в них достигается значитель­но большая степень измельчения материалов (в молотковых дробилках с колосниками степень измельчения может быть более 40, в то время как в дробилках первой группы степень из­мельчения не превышает 10).

В связи с этим, несмотря на быстрый из­нос при измельчении твердого материала не­больших по габаритным размерам рабочих органов, молотковые и роторные дробилки часто используют для измельчения не только мягких материалов, но и материалов средней твердости и твердых.

Под степенью измельчения машины по­нимается отношение среднего начального раз­мера частиц dH к среднему конечному размеру частиц dK (размеру частиц продукта): і = dH/dK - степень измельчения.

Щековые дробилки. Щековые дробилки классифицируют по различным признакам [12, 27]: по характеру качания подвижной щеки, по методу подвеса подвижной щеки, по конструк­ции устройства, приводящего в движение под­вижную щеку. По характеру качания подвиж­ной щеки они подразделяются на дробилки с простым, сложным и комбинированным дви­жением щеки.

В дробилках с простым качанием под­вижной щеки подвижная щека подвешена или сверху, или шарнирно опирается снизу и со­вершает возвратно-поступательное движение за счет вращения эксцентрикового вала и пере­дачи колебаний шатуном и распорными плита­ми. Чаще всего применяются щековые дробил­ки с простым качанием подвижной щеки с верхним ее подвесом.

В дробилках со сложным движением ще­ки точки поверхности подвижной щеки 3 (рис. 2.1.1) описывают в средней части замкнутые эллипсы, в верхней - кривые, близкие к ок­ружностям, а в нижней - дуги, близкие к пря­мым линиям. Поэтому в них материал измель­чается не только раздавливанием и раскалыва­нием, но и истиранием с изгибом на ребрах футеровки.

Продольное перемещение подвижной щеки способствует продвижению материала вниз и увеличению производительности дро­билки. Такие дробилки имеют значительно меньшие (в 1,5-1,7 раза) габаритные размеры и массу, чем дробилки с простым качанием щеки при одинаковой производительности.

Дробилки с комбинированным движением щеки имеют два эксцентриковых вала: на один надета подвижная щека, а на другой - шатун. Подвижная щека получает не только сложное движение, как у описанной выше дробилки, но и колебательные движения, что увеличивает ее производительность по сравнению с дробилкой со сложным движением на 25 % и снижает интенсивность износа бронефутеровки в 2,5-3 раза. Техническая характеристика щеко - вых дробилок крупного дробления со сложным и простым качанием подвижной щеки пред­ставлена в табл. 2.1.1.

Расчет щековых дробилок. Ширина за­грузочного отверстия В должна обеспечить свободный прием кусков максимальной круп­ности flLmov • Обычно В = —нтах . Длина нтах 0,5...0,8

Рабочей камеры Z,=(l,5...3,5) В; глубина рабо­чей камеры принимается Н = (2,2.. .2,7) В.

Производительность щековых дробилок можно рассчитать по следующему выражению:

= 60ndKs\xpo6 tga

Где п - частота вращения вала дробилки, мин1; s - ход подвижной щеки, м; |a - коэффициент, учитывающий разрыхление материала; \х = = 0,25.. 0,6; Роб - плотность материала, кг/м3; a - угол наклона подвижной щеки.

Потребляемую мощность. кВт, обычно рассчитывают по одной из эмпирических фор­мул типа:

N =cLB,

Где с - коэффициент, зависящий от размера загрузочного отверстия; L, В - габаритные размеры входного отверстия, м.

Большим недостатком щековых дробилок является неравномерность работы привода, уменьшить которую можно например путем установки на приводном валу массивных махо­вика 8 и шкива (см. рис. 2.1.1). Этот недостаток отсутствует у конусных дробилок, в которых разрушение осуществляется непрерывно.

Конусные дробилки. Эти дробилки, также как и щековые, применяют для крупного и среднего измельчения материалов твердых и средней твердости [22]. Разрушение материа­лов в них осуществляется раздавливанием, раскалыванием, истиранием и изгибом между неподвижным и подвижным конусами, футе­рованными бронеплитами с ребрами, совер­шающими круговые эксцентричные или виб­рационные воздействия.

Конусные дробилки крупного дробления выполняются двух типов: с верхней опорой подвижного вала и с нижней гидравлической опорой подвижного вала и редукционным при­водом. В конусной дробилке среднего дробле­ния (dK « 20. ..35мм) дробящий конус 5 (в от­личие от дробилок крупного дробления) опи­рается через сферическую опору 8 на опорную чашу 4 (рис. 2.1.2). Ход качаний конуса 5 оп­ределяется смещением вертикального вала 7 в эксцентрике 6. Неподвижный конус 10 уста­новлен на корпусе 1 нежестко, с помощью пружин, позволяющих выбрасывать из зазора между конусами недробимые куски.

Техническая характеристика дробилок крупного и среднего дробления представлена в табл. 2.1.2 и табл. 2.1.3.

Производительность конусных дробилок крупного дробления, кг/ч, можно рассчитать по формуле [28]:

№\xpH(D2-dK)dKsn tgctj +tga2

Где (і - коэффициент разрыхления, ц = = 0,4...0,7; D2 - диаметр нижней части непод­вижного конуса, м; oti - угол наклона к верти­кали неподвижного конуса; - угол наклона к вертикали вращающегося конуса; рн - на­сыпная плотность, кг/м3; s - радиальный ход конуса, м; п - частота вращения конуса, мин-1.

Потребляемую мощность, кВт, можно рассчитать по формуле Л. Б. Левенсона:

748000

Где dp - предел прочности измельчаемых мате­риалов.

Для предварительных расчетов можно использовать следующую формулу:

N

Дв

Максимальная частота вращения ротора конусных дробилок рассчитывается по уравне­нию [28]:

G( tgoci +tga2)

25

Валковые дробилки. По конструктив­ному оформлению валков их можно подразде­лить на три группы: валковые зубчатые дро­билки (зубовалковые); камневыделительные вальцы; валковые дробилки с гладкими валка­ми.

Валковые зубчатые дробилки предназна­чены для крупного и среднего дробления. На­личие зубьев позволяет измельчать крупные куски при сравнительно малом диаметре валка. При этом различают одновалковые и двухвал­ковые зубчатые дробилки.

В двухвалковой зубчатой дробилке вра­щение валкам передается от цилиндрического редуктора 4 через открытую зубчатую переда­чу J с удлиненным зубом, позволяющим не выходить из зацепления при выводе недроби - мых кусков и изменении зазора е между вал­ками (рис. 2.1.3).

Для дробилок с зубчатыми валками при­нимают: диаметр валка DB = (i,5...4,5)JH,

Длину валка LB = (0,5... 1,3) DB .

В ряде случаев очень успешно крупное и среднее дробление осуществляется одновалко - вой зубчатой дробилкой (рис. 2.1.4). Зазор ме­жду зубчатым сегментом 2 и неподвижной