Борщёв В.Я. - Оборудование для измельчения материалов - дробилки и мельницы (1093777), страница 2
Текст из файла (страница 2)
По числу ударов, выдерживаемыхобразцами, твердые материалы делят на очень хрупкие (до 2), хрупкие(2…5), вязкие (5…10), очень вязкие (более 10).Абразивность – способность перерабатываемого материала изнашивать рабочие органы машины. Ее оценивают в граммах износа эталонных бил, отнесенных к одной тонне измельченного материала.1.2 КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯМАТЕРИАЛОВВ зависимости от назначения и принципа действия в машинах дляизмельчения могут использоваться различные виды нагрузок: раздавливание (сжатие куска), излом (изгиб), раскалывание (эквивалентнорастяжению), истирание и удар (рис.
1.1).Рис. 1.1 Способы механического разрушения материалов, реализуемыев дробилках и мельницах:---- – преобладающие; - - - - - – сопутствующие8В.Я. БОРЩЁВКак правило, перечисленные виды силовых нагрузок в процессеизмельчения действуют одновременно, например, раздавливание иистирание, удар и истирание и др.
Необходимость в различных видахнагрузок, а также в различных по принципу действия конструкциях иразмерах машин вызвана многообразием свойств и размеров измельчаемых материалов и различными требованиями к крупности исходного материала и готового продукта. Однако при работе измельчителей в зависимости от их конструкций преобладает тот или иной способ измельчения.Имеются практические рекомендации по использованию соответствующих видов нагрузок в зависимости от типа измельчаемого материала.
Так, дробление прочных и хрупких материалов целесообразноосуществлять раздавливанием и изломом, а прочных и вязких – раздавливанием и истиранием. Крупное дробление мягких и хрупких материалов предпочтительно выполнять раскалыванием, среднее и мелкое – ударом. В промышленности дробление материалов проводят,как правило, сухим способом. Реже применяют мокрое дробление, когда в загрузочные устройства машин разбрызгивают воду для уменьшения пылеобразования.Помол твердых материалов осуществляют ударом и истиранием.Также как и дробление, помол может быть сухим и мокрым. По сравнению с сухим, мокрый помол экологически более совершенен и более производителен.
Однако мокрый помол может применяться только тогда, когда допускается контакт измельчаемого материала с водой.По способу воздействия на измельчаемый материал различаютдробилки, разрушающие материал сжатием (щековые, конусные ивалковые дробилки) и ударом (роторные и молотковые дробилки).В щековых дробилках измельчение материала происходит, в основном, раздавливанием в камере между щеками при периодическомих сближении. При отходе подвижной щеки от неподвижной измельченный материал выпадает из дробилки. Одновременно при сжатиикусков имеет место их относительное перемещение, вследствие чегокуски истираются.
При рифленых рабочих поверхностях щек измельчение кусков материала может сопровождаться также раскалываниеми изломом.В конусных дробилках разрушение материала происходит раздавливанием, изломом и истиранием при обкатывании подвижного кону9В.Я. БОРЩЁВса внутри неподвижного. При этом происходит периодическое сближение и отход от рабочих поверхностей конусов, в принципе, как вщековых дробилках.В валковых дробилках материал измельчается в сужающемся пространстве между вращающимися навстречу друг другу валками путемраздавливания.
При использовании рифленых и зубчатых валковматериал измельчается также раскалыванием и изломом.В роторных и молотковых дробилках ударного действия измельчение материала происходит за счет удара по кускам вращающихсябил или молотков, а также соударения отброшенных кусков с отражательными элементами машин.В шаровых барабанных мельницах материал измельчается вовращающемся барабане путем удара мелющих тел, падающих с некоторой высоты. Кроме того, при относительном движении мелющихтел и частиц материала происходит истирание последних.В вибрационных мельницах измельчение материала осуществляется в барабане, заполненном мелющими телами, ударом и истиранием при высокочастотных колебаниях корпуса.В струйных мельницах измельчение материала происходит истиранием при соударении частиц между собой и со стенками рабочейкамеры при хаотическом движении частиц в газовом потоке высокойтурбулентности.Машины для измельчения делят на дробилки и мельницы.По конструктивным признакам различают дробилки: щековые,валковые, конусные, ударного действия (роторные и молотковые).Пальцевые измельчители и бегуны занимают промежуточное положение между дробилками и мельницами, так как их можно применятькак для мелкого дробления, так и для крупного помола.Мельницы делят на барабанные (тихоходные), роликовые, маятниковые, кольцевые и другие (среднеходные), молотковые, вертикальные, шахтные (ударные), вибрационные и струйные.1.3 ТЕОРИИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯОсновной вопрос теорий измельчения состоит в установлениисвязи между затратами энергии и размерами конечных и начальныхкусков материала, их формой, взаимным расположением, физикомеханическими свойствами и т.п.
В связи с многочисленностьювлияющих факторов существующие теории измельчения характери10В.Я. БОРЩЁВзуют энергозатраты в общем виде с учетом лишь наиболее важныхпараметров процесса и материала.Согласно гипотезе П. Риттингера работа при измельчении материала пропорциональна площади вновь образованной поверхности∆F :A = K1∆F,(1.1)где K1 – коэффициент пропорциональности.Величину ∆F можно выразить через начальные dн и конечные dкразмеры кусков измельчаемого материала. Если предположить, чтокуски имеют форму куба с размером ребер d н до и d к = d н / i после измельчения, то можно определить∆F = Fк − Fн = 6i 3 (d н / i ) 2 − 6d н2 = 6d н2 (i − 1) .При дроблении Q (м3) материала со средним размером кусков d нобщее число измельчаемых частиц равно Q / d н3 , а работа дробления всоответствии с формулой (1.1)A = 6 K1Q(i − 1) / d н .При массе измельчаемого материала Qм (кг)A = 6 K1Qм (i − 1) /(ρd н ) = K R Qм (i − 1) / d н ,где ρ – плотность материала; K R –коэффициент пропорциональностимежду затраченной работой и вновь образованной поверхностью.Теория Риттингера не учитывает изменения формы тел при измельчении.
Вследствие этого она не пригодна для описания процессовдробления в случаях, когда готовый продукт имеет малую удельнуюповерхность.Кирпичев В.Л. (1874) и Ф. Кик (1885) установили, что энергия,необходимая для одинакового изменения формы подобных и однородных тел, пропорциональна их объемам, т.е.A = k 2 d н3 ,где k 2 – коэффициент пропорциональности.При измельчении Qм (кг) материала со средним размером кусковd н общее количество измельчаемых кусков равно Qм /(ρ d н3 ) , соответственно, работа измельчения11В.Я.
БОРЩЁВ3A = k 2Qм / ρ ,где ρ – плотность куска, кг/м .Рассмотренные гипотезы измельчения отражают только частьсложных процессов, происходящих при измельчении.Теория Кирпичева-Кика оценивает энергию, расходуемую на деформирование материала, и не учитывает затраты на образование новых поверхностей. Ее целесообразно применять при крупном и среднем дроблении, когда влияние вновь образованных поверхностей незначительно. Теория Риттингера не учитывает затраты энергии на упругую деформацию кусков. Она наиболее применима при мелкомдроблении и помоле материалов.В реальном процессе измельчения деформирование кусков и образование новых поверхностей происходит одновременно.
В связи сэтим многие ученые стремились оценить эти явления в комплексе.Так, П.А. Ребиндер (1940) и Ф. Бонд (1951) предложили определятьэнергозатраты при дроблении с учетом работы как деформации кусков, так и образования новых поверхностей.На основании опытных исследований предложена эмпирическаяформула для расчета мощности электродвигателя дробилок:N = 0,13Ei K м Qм ( i − 1) / d н , кВт,где Ei – энергетический показатель, зависящий от физикомеханических свойств измельчаемого материала; K м – коэффициентмасштабного фактора (определяется в зависимости от d н [3]); d н –средневзвешенный размер кусков исходного материала, м; Qм – производительность, кг/с.212МАШИНЫ ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВВ.Я.
БОРЩЁВ2.1 ДРОБИЛКИ, РАЗРУШАЮЩИЕ МАТЕРИАЛ СЖАТИЕМ2.1.1 Щековые дробилкиЩековые дробилки применяют для крупного и среднего дробления различных материалов во многих отраслях народного хозяйства.Они способны разрушать нерудные материалы практически всех разновидностей. Главным параметром щековых дробилок является размер (ширина и длина, В×L) приемного отверстия камеры дробления,образуемой подвижной и неподвижной щеками.
Отечественная промышленность выпускает дробилки с размерами приемного отверстияB × L (мм): 160 × 250, 250 × 400, 250 × 900, 400 × 900, 600 × 900, 900× 1200,1200 × 1500, 1500 × 2100, 2100× 2500.Классификацию щековых дробилок осуществляют по характерудвижения основного рабочего органа (подвижной щеки), так какименно это определяет важнейшие технико-эксплуатационные параметры дробилок. По принципиальным кинематическим схемам различают дробилки с простым и со сложным движением щеки. В дробилках с простым движением щеки движение от кривошипа к подвижнойщеке передается кинематической цепью. При этом траектории движения подвижной щеки представляют собой или прямые линии или части дуги окружности. В дробилках со сложным движением щеки кривошип и подвижная щека образуют кинематическую пару.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
