Борщёв В.Я. - Оборудование для измельчения материалов - дробилки и мельницы (1093777), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Исходный материал загружается через воронку на распределительный конус тарелки. Привращении тарелки материал попадает под валки, где измельчается.Измельченный материал выносится потоком воздуха, подаваемого поканалу 3, в сепаратор.Валковые мельницы изготовляют с тарелкой диаметром 0,6…1,7м, скорость вращения которой около 3 м/с.Рис. 3.5 Валковая мельница3.2.2 Расчет параметров мельницУгловая скорость тарелки определяется из условия исключениявыброса центробежной силой частиц материала с тарелки, т.е.
центробежная сила, действующая на частицу, должна быть меньше силы69В.Я. БОРЩЁВтрения. Для плоских тарелок (рис. 3.4, д) это условие будет обеспечено приmω2 r ≤ mgf, откуда ω ≤ fg / R ,где m – масса частицы, кг; r – радиус вращения частицы, м; f – коэффициент трения.Угловая скорость тарелки с наклонными бортами рассчитываетсяиз условия равновесия частицы на наклонной плоскости, которое может быть записано в следующем виде:f (Pи sin α + G cos α ) + G sin α − Pи cos α = 0 ,2где Pи = mω R – центробежная сила инерции, H; G – сила тяжести частицы, Н; α – угол наклона бортов; R – соответствующий радиус расположения частицы, м.Откуда угловая скорость тарелки с наклонными бортамиω ≤ g ( f + tg α) /[ R(1 − f tg α)] , рад/с.Мощность двигателя привода тарелки расходуется на перекатывание валков (N1) и на преодоление трения при проскальзывании валков (N2).
Для их расчета предложены следующие формулы [4]:N1 = P k v 0 z ⋅ 10 −3 ,кВт;N 2 = P f v e z ⋅ 10 −3 ,кВт,где Р – сила прижатия валка, Н; k – коэффициент сопротивления валкакачению, k = 0,06 … 0,1; v 0 – окружная скорость тарелки на среднемрадиусе дорожки катания валка, м/с; z – число валков; v c = ωB / 2 –скорость скольжения валка, м/с; В – ширина валка, м.Эффективный помол материала может быть осуществлен толькопри обеспечении определенных условий. Так, линейное давление валка (ролика) должно быть q = (0,1…0,2)·106 H/м, а соответствующаясила прижатия ролика при его ширине l равна P = ql.
В роликомаятниковой мельнице эта сила создается центробежной силой (см. рис. 3.4,е). Угловая скорость маятниковой подвески определяется из условияравенства силы прижатия ролика центробежной силе, т.е. ql = mp ω2 Rп .Откуда угловая скоростьω = ql /( mp Rп ) ,70В.Я. БОРЩЁВгде mр – масса ролика, кг; Rп – расстояние между осями ролика и вертикального вала, м.При выполнении ориентировочных расчетов производительностьвалковой и роликомаятниковой мельниц определяется по формуле:П = l h vρ z / k ц , кг/с,где l – ширина валка, м; h – высота слоя материала под валком(h = 0,02…0,025 м); v – окружная скорость валка, м/с; ρ – насыпнаяплотность материала, кг/м3; z – число валков; kц – кратность циркуляции (kц = 10…15).3.3 МЕЛЬНИЦЫ ДЛЯ ОСОБО ТОНКОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯПомол материалов может быть интенсифицирован за счет болеевысокой частоты воздействия рабочих органов машин на измельчаемый материал.
Такие режимы измельчения реализуются в вибрационных и струйных мельницах.3.3.1 Вибрационные мельницыВ вибрационных мельницах за счет высокочастотного воздействия удара и истирания на измельчаемый материал можно получатьпродукт с размерами частиц 1…5 мкм.
В качестве мелющих тел используют шары, которые изготовляют из стали, твердых сплавов илифарфора.Различают вибрационные измельчители периодического и непрерывного действия. В зависимости от способа возбуждения вибрацииих делят на машины гирационного и инерционного типов.Вибрационный измельчитель гирационного типа (рис. 3.6, а) состоит из электродвигателя 1, соединенного через муфту 2 с коленчатым валом 3, на котором эксцентрично на подшипниках закрепленкорпус 4 измельчителя. Корпус установлен на пружинах 7 и заполненшарами 5; коэффициент заполнения φ = 0,8…0,9.
При вращении валасчастотой1500…3000 об/мин корпус совершает гирационное движение. От корпуса колебания передаются шарам, которые начинают с соударениями медленно циркулировать в сторону, противоположную вращению вала.71В.Я. БОРЩЁВПри колебаниях шаров происходят их отрывы то корпуса. Для уравновешивания центробежных сил корпуса служат противовесы 6.Наиболее широко распространены вибрационные измельчителиинерционного типа (рис.
3.6, б). В них для создания вибраций используется вибровозбудитель, представляющий собой вал с дебалансноймассой 8. В измельчителях инерционного типа частота вращения валаи характер движения шаров обеспечиваются такими же, как и в измельчителях гирационного типа.Рис. 3.6 Схемы вибрационных измельчителейВибрационная инерционная мельница (рис. 3.7) состоит из корпуса 1, в котором в подшипниках 3 установлен дебалансный вал 2, приводимый во вращение двигателем 4. Корпус мельницы опирается на5.пружиныВ процессе работы корпус мельницы, мелющие тела и измельчаемыйматериал вибрируют с высокой частотой колебаний (1500…3000 мин–1).
Вследствие этого мелющие тела (шары, стержни) интенсивно воздействуют на материал и измельчают его.При измельчении материала в этих мельницах выделяется большое количество тепла, что может вызвать нагрев корпуса до 300 °С.Для снижения температуры нагрева корпус мельниц изготовляется срубашкой для охлаждения водой.Вибрационные мельницы сухого помола, как правило, работают взамкнутом цикле с воздушным сепаратором.Систему дифференциальных уравнений колебаний корпуса мельницы записывают при допущении, что центр масс корпуса совпадает сосью вращения дебалансного вала, а жесткости опорных устройств схи су в направлении соответствующих осей известны:m0 &x& + bx x& + c x x = mд ω2 R cos(ω t ) ;m0 &y& + b y y& + c y y = mд ω2 R sin(ω t ) ,72В.Я. БОРЩЁВгде m0 – масса колеблющейся системы (включает массу корпуса, загрузки и вибратора); x и y – координаты перемещения центра масс; bxи by – коэффициенты сопротивления диссипативных сил по осям; mд –масса дебаланса вибратора; R – радиус центра масс дебаланса; t – время.Рис.
3.7 Вибрационная инерционная мельницаДелением обеих частей исходных уравнений на m0 получают систему линейных неоднородных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами:&x& +2b x x& c x x m д ω R cos( ω t )+=m0m0m0;b y y& c y y m д ω 2 R sin(ω t )&y&.++=m0m0m0m0Установившиеся вынужденные колебания системы описываютсячастными интегралами исходных уравненийx = xa cos(ω t − ϕ x ) ;(3.5)y = y a sin(ω t − ϕ y ) ,где хa и ya – амплитудные значения перемещений; φ – угол сдвига фазмежду вынужденными колебаниями и вынуждающей силой.Дважды продифференцировав уравнения (3.5) по времени, находят73В.Я. БОРЩЁВxa =(cmд ω 2 Rx− m0 ω)2 2;− bx2 ω22ya =(cmд ω Ry− m0 ω)2 2− b y2.ω2В процессе эксплуатации вибрационных мельниц следует обеспечивать хорошие условия для их работы и упрощения виброизоляциинесущих конструкций.
Практически это сводится к тому, чтобы осьвращения вибратора совмещалась с центром масс, реакция опор проходила через центр масс пружин, т.е. l1 = l2 и а = 0, и собственные частоты всех форм колебаний были бы равны между собой, т.е. c x = c y ,поскольку собственные частоты колебаний системы ω0 = c / m0 .При обеспечении этих условий траектория колебаний будет близка к круговой. Сопротивлением диссипативных сил (сопротивлениевоздуха и др.) для упрощения расчетов пренебрегают, т.е. принимаютbx=by=0.2С учетом того, что c = m0 ω0 , амплитуды колебаний равны:xa = y a =mд ω2 Rm0 (ω02 − ω2 ).Для обеспечения эффективной виброизоляции несущих конструкций жесткость опорных пружин выбирают из условия ω0/ω = 1/4…1/5,т.е. мельница должна работать в зарезонансном режиме. Как правило,частоту и амплитуду колебаний назначают из технологических соображений.
Дебалансный момент вибратора рассчитывают из условияM д = mд R = m0 xa .Суммарная масса колеблющейся системыm0 = mк + mв + kп (mш + mм ) ,где mк и mв – масса корпуса и вибратора, соответственно; kп – коэффициент присоединения загрузки к колебаниям (kп = 0,2…0,3); mш иmм – масса мелющих тел и измельчаемого материала, соответственно.Энергия, необходимая для поддержания колебаний в системе завремя, равное периоду колебаний Т = 2π/ω,74В.Я. БОРЩЁВTA = ∫ mд ω2 R x& dt .0Интегрированием данного выражения получаютA = π mд ω2 R xa sin ϕ .Значение средней мощности, необходимой для поддержания колебаний, находят делением последнего выражения на период колебаний:N ср = mд ω2 R xa sin ϕ / 2 .Учитывая, чтоsin ϕ = 2 h ω /(ω20− ω2)2+ 4 h 2 ω2,получаютN ср =(mд ω6 R 2 hm0 ω02 − ω2)2+ 4 h 2 ω2 ,(3.6)где h = b/2m0 – коэффициент затухания колебаний.3.3.2 Струйные мельницыСтруйные измельчители применяются для измельчения материалов средней прочности с получением частиц до 2…5 мкм.Принцип действия струйных измельчителей основан на использовании энергии сжатого газа или пара.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
