Разработка технического предложения на модернизацию конусной дробилки ККД-1200 (стр. 2 из 6)
Степень измельчения и производительность конусных дробилок регулируют подъемом и опусканием конуса путем навинчивания разрезной гайки на резьбу верхнего конца вала у дробилок крупного дробления или поворотом регулировочного кольца относительно опорного у дробилок среднего и мелкого дробления. Имеются также конусные дробилки крупного дробления с гидравлическим регулированием размера щели.
Валковые дробилки измельчают материал посредством раздавливания и истирания между двумя цилиндрическими поверхностями валков, вращающихся навстречу друг другу (рис. 3, а).
Применяют также одновалковые дробилки (рисунок 3, б). Так как степень измельчения у валковых дробилок невелика (для дробилок с гладкими валками - 4...6), для лучшей обработки массы иногда применяют последовательно две дробилки (рис. 7, в) или многовалковые дробилки (рис. 3, г). При вращении одного из валков с большей скоростью кроме раздавливания происходит также и истирание материала. В случае применения рифленых поверхностей материал испытывает в какой-то мере раскалывающее действие, а при быстром вращении ребристого валка - действие удара.
Зубчатые валковые дробилки измельчают мягкие материалы путем резания и как бы разрывают куски на части.
Благодаря различной конструкции рабочих поверхностей валковые дробилки в промышленности строительных материалов широко применяют для дробления как прочных и средней прочности пород и искусственных материалов (известняк, шамот), так и мягких и вязких материалов (уголь, мел, глина). В производстве теплоизоляционных материалов дырчатые вальцы, например, используются не только для измельчения глины, но и для попутного формования из нее гранул. Вальцы с углублениями на рабочей поверхности применяют для получения брикетов.
Рисунок 3 Схемы расположения валков в валковых дробилках
На бегунах материал дробят между цилиндрическими поверхностями катков и плоской поверхностью чаши. Так как катки катятся по кольцевым дорожкам чаши, то наряду с раздавливанием происходит и интенсивное истирание материала. Бегуны используют как для мелкого дробления, так и для грубого помола, обеспечивая крупность частиц от 0,1 до 8 мм. По технологическому назначению и действию выпускают бегуны для сухого и мокрого измельчения, для измельчения с перемешиванием; периодического и непрерывного действия.
Молотковые дробилки измельчают материал ударом быстровращающихся молотков, шарнирно или жестко закрепленных на роторе. Куски материала разрушаются от удара молотков, а также от удара о дробящие плиты, колосники решеток и друг о друга. Молотковые дробилки применяют для дробления пород средней прочности и мягких пород с естественной влажностью не более 10% (известняк, мергель, гипсовый камень, мел, асбестовая руда, сухая глина, шамот, каменный уголь). Степень измельчения от 10 до 50. По способу крепления молотков молотковые дробилки подразделяют на дробилки с шарнирно подвешенными молотками (для крупного, среднего и мелкого дробления) и с жестко закрепленными молотками (для мелкого дробления и помола).
По количеству валов молотковые дробилки бывают одновальные (однороторные) и двухвальные (двухроторные).
По расположению молотков молотковые дробилки подразделяют на дробилки одно- и многорядные. У однорядных молотки на роторе располагают по окружности в одной плоскости в количестве от 2 до 8 молотков массой до 70 кг каждый. Энергия удара таких тяжелых молотков чрезвычайно велика, и куски дробятся без образования пылевидных частиц. Многорядные дробилки имеют ротор, выполненный в виде многих параллельных дисков, на каждом из которых подвешено от 2 до 8 сравнительно легких (3...10 кг) молотков. Всего на роторе располагают до 300 молотков.
1.3 Сущность и основные закономерности процесса дробления
Под измельчением понимается последовательный ряд операций, имеющих целью уменьшить размеры кусков твердого материала от начальных до конечных, необходимых для промышленного использования продукта измельчения.
Процесс измельчения в зависимости от размеров кусков или частиц конечного продукта подразделяются на дробление и помол (таблица 1).
Таблица 1 Границы разделения на дробление и помол
| Дробление | крупное | среднее | мелкое |
| Размер кусков после дробления, мм | 100-350 | 40-100 | 5-40 |
| Помол | грубый | тонкий | сверхтонкий |
| Размер частиц после помола, мм | 5-0,1 | 0,1-0,05 | менее 0,05 |
Методы измельчения материалов разнообразны. Основными из них являются:
1) раздавливание (рисунок 4, а). Кусок материала зажимается между двумя поверхностями и раздавливается при сравнительно медленном нарастании давления;
2) удар (рисунок 4, б). Материал измельчается путем: удара по кускам материала, лежащего на какой-либо поверхности; удара быстродвижущейся детали (молотка, била) по кускам; удара куска материала движущегося с относительно большой скоростью, о неподвижную плиту; удара кусков материала друг о друга;
3) раскалывание (рисунок 4, в). Кусок материала измельчается в результате раскалывающего действия клиновидных тел;
4) излом (рисунок 4, г);
5) истирание (рисунок 4, д). Материал измельчается путем трения между движущимися поверхностями, а также при трении кусков материала друг о друга.
Рисунок 4 Схемы методов измельчения
В большинстве случаев различные нагрузки действуют одновременно, например, раздавливание и истирание, удар и истирание и т. д.
За последние годы были предложены новые способы измельчения: электрогидравлический, ультразвуковой, гравитационный способ применения высоких быстроменяющихся и низких температур и, наконец, измельчение световым лучом, получаемым при помощи квантового генератора.
Необходимость использования различных нагрузок, а также различных по принципу действия и габаритным размерам машин связана с многообразием свойств и размеров измельчаемых материалов, а также с различными требованиями к крупности готового продукта.
Процесс измельчения сочетается с одновременным перемещением материала к выходному отверстию. Материал перемещается под действием сил тяжести. Внешние силы сначала деформируют кусок, а затем, когда превзойден предел прочности, вызывают его разрушение на ряд более мелких кусков. При измельчении кусков последние сначала разрушаются по наиболее слабым сечениям. Полученные мелкие куски содержат значительно меньше слабых сечений, следовательно, при дроблении больших кусков удельный расход энергии должен быть ниже, чем при дроблении мелких кусков. Закон поверхностей Риттингера. Основан на гипотезе, что работа W, затрачиваемая на измельчение тела, пропорциональна величине вновь полученных - обнаженных поверхностей А (м2) тел, т.е.
(1.1 [1])где: ∆А - суммарная поверхность материала; k - коэффициент пропорциональности.
Закон Кирпичева-Кика. Энергия необходимая для измельчения прямо пропорциональна вновь образованному объему.
(1.2 [1])где: k - коэффициент пропорциональности, равный работе деформирования единицы объема твердого тела; ∆V - изменение объема разрушаемого куска.
Закон Кирпичева-Кика учитывает затраты энергии на упругую, а затем пластическую деформацию тела и совершенно не учитывает расхода энергии на образование новых поверхностей, на преодоление сил внешнего и внутреннего трений, на потери энергии, связанные с акустическими, электрическими и тепловыми явлениями Закон Риттингера наоборот не учитывает затрат энергии на упругую и пластическую деформацию тела, и учитывает только затраты энергии для образования новых поверхностей и связанных с этим явлений. Закон Бонда может рассматриваться как промежуточный между законами Риттингера и Кирпичева-Кика. Теорией Бонда предполагается, что энергия, передаваемая телу при сжатии распределяется сначала по его массе и, следовательно, пропорциональна D3, но с момента начала образования на поверхности трещины эта энергия концентрируется на поверхности у краев трещины, и тогда она пропорциональна D2. На этом основании принимают, что работа разрушения тела пропорциональна D2,5.
(1.3 [1])где: W – работа затраченная на измельчение.
Закон Рибиндера. При деформации твердых тел в период непосредственного предшествования его разрушению, то есть в период пластических и упругих деформаций, накапливается объемная энергия, которая при достижении критического значения приводит к разрушению твердых тел. Физически этот процесс выражается в образовании трещин в местах дефектов структуры материала, по которому и происходит разрушение материала. Закон Рибиндера выражается формулой.
(1.4 [1])где: k1 и k2 - коэффициенты пропорциональности, Н/м2 и Н/м: V - часть объема тела подвергшаяся деформации, м3 S - вновь образующаяся поверхность, м2
1.4 Показатели оценки качества конечной продукции производимой дробилкой ККД 1200
Под степенью измельчения понимают отношение размера кусков исходного продукта. Существуют различные количественные оценки степени измельчения. Ее (степень измельчения) можно представить как отношение размера максимального куска в исходном материале к размеру максимального куска в готовом продукте: