Строительные машины и оборудование

Расчет дробилок ударного действия

При ударном измельчении материала энергия расходуется на раз­рушение кусков, на деформацию молотков (бил), отражательных и колосниковых плит, причем количество и распределение энергии зависят от физико-механических свойств и крупности исходного материала, массы, формы, скорости вращения рабочих органов, степени измельчения и особенностей конструкции дробилок.

Для разрушения материала в дробилках ударного действия необходимо, чтобы куски получали определенное количество энер­гии, которое зависит от характеристики горной породы.

Исследования показали, что критерием оценки ударного воз­действия на горную породу является зависимость

Dvz=c, (5.1)

Где d — размер куска, м; v—скорость удара, м/с; г—показатель степени (z<2); с — константа, характеризующая горную породу (определяется опытным путем). Если dvz<Zc, материал не разру­шается, если dvz>c, то происходит разрушение материала. Ана­лиз формулы (5.1) показывает, что при данной скорости удара существует граничный размер куска dKp (м), ниже которого час­тицы разрушаться не будут:

DKp=230- 10-5сГр/ (pf p1,s), (5.2)

Где Op — предел прочности материала на растяжение, Па; р — плотность дробимого материала, кг/м3; ир — скорость удара, при­нимаемая равной окружной скорости ротора, м/с. 5* 67

На основании зависимости (5.1) можно также определить кри­тическую скорость вращения ротора (м/с) для разрушения кусков крупностью d и имеющих определенные значения аир:

Укр=1,75.10-г^1^/Й)Г. (5.3)

Молотковые дробилки. Расчет ведется по эмпирическим фор­мулам, связывающим производительность и мощность машин с линейными размерами ротора и скоростью его вращения. Диа­метр (м) ротора (диаметр окружности, описываемой молотками) Dp=3d+0,55, где d — наибольший размер кусков исходного мате­риала, м. Длина (м) ротора Lp=(0,8 ... 1,2)DP. Длина молотка (от оси подвеса до бойка) принимается равной (0,2 ... 0,25)£>Р. Длина бойка равна 0,5 длины молотка.

Ширина щели между колосниками решетки должна быть в 1,5...2 раза больше требуемого наибольшего размера готового продукта.

TOC o "1-3" h z Производительность (м3/ч) молотковых дробилок при Dv>Lp П= (0,36... 0,54) Dp2Lp(o, (5.4)

При Z)p<Lp

П= (0,36... 0,54) DpLp2(o, (5.5)

Где (о — угловая скорость вращения ротора, рад/с. Мощность (кВт) молотковых дробилок

N=l, l8DpLp(o, (5.6)

Или

IV=l,34DP2Lpto. (5.7)

Производительность, потребляемая мощность молотковых дро­билок, качество готового продукта, долговечность деталей маши­ны во многом зависят от конструкции молотков — их размеров, массы и окружной скорости вращения. Измельчение материала в молотковых дробилках происходит в результате соударений мо­лотков е отдельными кусками, причем работа, производимая од­ним молотком, зависит от его кинетической энергии (Дж): Е=та2/2, где т — масса молотка, кг; v — окружная скорость враще­ния молотка, м/с.

При соударении молотка. с куском ма­териала возникает импульс удара, в ре­зультате которого молоток теряет первона­чальную скорость и отклоняется назад. От­клонение молотка (угол поворота после соударения) зависит от его массы и раз­меров и не может быть чрезмерным, так как при этом нарушится работа дробилки и повысится износ молотков. Допустимый угол поворота молотка определяется в за - 68
висимости от изменения окружной скорости молотка до и после удара и не может превышать 80 .., 90 % максимально возможного угла поворота молотка.

Долговечность деталей рабочего органа (подшипников ротора) зависит от величины удара, передаваемого на вал ротора при ра­боте дробилки. Для повышения долговечности подшипников рото­ра необходимо обеспечить уравновешивание молотков, при кото­ром ударный импульс, передаваемый на ось подвеса молотка и подшипники ротора, был бы равен нулю. Это достигается созда­нием определенной формы молотков, при которой момент инерции (кг-м2) молотка относительно оси подвеса Jz-z—m(h2--hl2), где її — расстояние от оси подвески до центра масс молотка, м; 1% — расстояние от центра масс молотка до точки приложения импуль­са удара при соударении с куском материала, м.

Роторные дробилки. Главными параметрами дробилки явля­ются диаметр и длина ротора. Диаметр ротора Dv (м) зависит главным образом от крупности исходного материала d (м). £)ля однороторных ДРК Dp=(l,5 ... 3,0)rf, для двухроторных—Dp= = 1,2d, дробилки среднего дробления имеют 1>р=(3... 10)d, мел­кого дробления — Dp^slQd. Длина ротора Lp (м) зависит от его диаметра: Lp= (0,5 .. 1,5)/)р. Производительность роторной дро­билки (м3/с)

LD.i. i

Где Ур — окружная скорость вращения ротора, м/с; z — число ря­дов бил; Ар — коэффициент, зависящий от положения отражатель­ной плиты (£р=1,3... 5,2). Производительность роторных дроби­лок может быть также определена на основании расчетной схемы (рис. 5.7), согласно которой над камерой дробления находится плотная масса материала, опускающаяся под действием силы тя­жести на ротор со скоростью vB - При вращении ротора последний каждым билом срезает слой материала толщиной h (по вертика­ли). Объем срезаемого материала V=ALvh (м3), где А — гори­зонтальная проекция дуги КС, м. Отсюда производительность дро­билки (м3/с) H=Vnz==ALphnz, "где п — частота вращения ротора, об/с; z — число рядов бил.

Мощность привода роторной дорбилки (кВт)

ЛМУдрП {і— 1) /(£>свЛдрЛп100) ,

Где №др — энергетический показатель (затраты электроэнергии на измельчение 1 м3 материала), Вт-ч/м3, ,№ДР= (2,53...40); П — производительность дробилки, м3/ч; і — степень измельчения; Dcb — средневзвешенный диаметр исходного материала, м; їідр — КПД дробилки (їідр=0,75...0,95); Лп—КПД привода (при кли- ноременной передаче тіп=0,92... 0,96).