1 Пружина; 2  ручка; 3 – вибратор; 4 – ударная часть

2. Установление зависимости плотности и показателей прочности грунта от его влажности при постоянном времени уплотнения

2.1. Разметить опытный участок размером 0,5×0,5 м из среднезернистого песка, просушенного до воздушно-сухого состояния.

2.2. Увлажнить песок расчетным количеством воды (2% от мас-

сы воздушно-сухого грунта).

Р_в = , (14)

где Р_в – масса воды, добавляемой в грунт, кг; W – требуемая влажность грунта, %; Р_гр – масса воздушно-сухого грунта, кг.

2.3. Определить влажность грунта опытного участка весовым способом.

2.4. Подготовить грунт опытного участка (разрыхлить, увлажнить, выровнять поверхность).

2.5. Определить начальную плотность грунта прибором Ковалева.

2.6. Установить вибротрамбовку на грунт и произвести уплотнение грунта в течении 1 мин.

2.7. Определить плотность грунта прибором Ковалева и модуль деформации ударником СоюздорНИИ. Данные записать в табл. 14.

2.8. Последующие определения производить при изменении влажности грунта ступенями через 2% до 12%, время уплотнения вибротрамбовкой постоянное – 1 мин. После каждой серии уплотнения определить плотность грунта, модуль деформации.

2.9. Построить график зависимости плотности грунта при по-

стоянном времени уплотнения от влажности грунта δ = f(W).

3. Установление зависимости степени уплотнения и показателей прочности от вида грунта при постоянном времени уплотнения

3.1. Произвести закладку нескольких опытных участков размером 0,25×0,25м из мелкого, среднего и крупного песка.

3.2. Подготовить грунт опытного участка (разрыхлить, выровнять поверхность).

3.3. Грунт опытных участков довести до значения оптимальной влажности.

3.4. Дальнейшее выполнение работы произвести в последова-

тельности, приведенной в п. 2.52.7.

3.5. Произвести анализ полученных данных.

4. Содержание отчета

Привести характеристику вибротрамбовки, дать описание приборов с приведением эскизов. Результаты опытов представить в

табл. 14.

Таблица 14

Результаты измерений

Номер опыта	Вид грунта	Влажность грунта, %	Время уплотнения, мин	Модуль дефор-мации, МПа	Плотность грунта, г/см3
1	2	3	4	5	6

Лабораторная работа № 10

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДРОБЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

В ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЕ

Ц е л ь р а б о т ы: изучить конструкцию и принцип работы шаровой мельницы, определить параметры, исследовать процесс измельчения строительного материала с установлением оптимальных режимов работы.

О б о р у д о в а н и е и и н с т р у м е н т ы: лабораторная ша-

ровая мельница, технические весы, комплект стандартных сит.

1. Общие сведения

Мельницы предназначены для тонкого измельчения таких материалов, как цемент, минеральный порошок, известь, доломит и др.

Дисперсность помола таких материалов характеризуется размером частиц 0,074 мм и менее.

Мельницы классифицируют по следующим признакам: по форме рабочего барабана  цилиндрические и конические; по форме мелющих тел  шаровые с центральной разгрузкой, стержневые с центральной разгрузкой и мельницы самоизмельчения (без мелющих тел).

Принцип работы шаровой мельницы основан на дроблении материала свободно падающими телами (шарами). Шары, увлекаемые вращающимся барабаном, поднимаются до определенной высоты, а затем, отрываясь, падают на измельчаемый материал. Последний, кроме того, измельчается истиранием между подвижными шарами.

На рис. 16 показана схема лабораторной шаровой мельницы.

Рис.16. Схема лабораторной шаровой мельницы

Параметры шаровой мельницы. Основными параметрами шаровой мельницы являются рабочий (внутренний) диаметр D и длина барабана L. В обычных шаровых мельницах отношение L:D принимается в пределах 12. К параметрам шаровой мельницы относятся также оптимальная скорость вращения барабана, степень заполнения его шарами, мощность привода и производительность 8.

Оптимальная частота вращения барабана n. Измельчение материала в шаровой мельнице производится вследствие ударов падающих шаров и истирания между ними. При вращении барабана шары прижимаются центробежной силой к его стенкам и поднимаются на некоторую высоту. Для эффективной работы шары должны отрываться от стенки барабана, не доходя до верхней точки, в противном случае они будут вращаться вместе с барабаном, не производя полезной работы по измельчению материала.

Предельную частоту вращения барабана n_кр, при которой окружная скорость будет критической, определяют из условия равно-

весия силы тяжести и центробежной силы инерции по выражению:

n_кр  1(2 ), (15)

где R – рабочий радиус барабана.

Оптимальная частота вращения зависит от центрального угла : n = 12 . Наивыгоднейшее значение угла отрыва α равно 54º40´, при этом происходит наибольшая работа измельчения. Тогда оптимальная частота вращения барабана n = 0,38/

Степень заполнения барабана шарами. Степень заполнения рабочего объема барабана шаровой загрузкой оказывает существенное влияние на эффективность работы мельницы. При уменьшении количества мелющих тел будет снижаться частота и количество ударов падающих шаров, что приведет к ухудшению производительности машины. Такой же результат будет наблюдаться и при избыточном количестве шаров.

Для обеспечения оптимального режима работы мельницы при оптимальной частоте вращения, когда шары внешнего слоя отрываются при α = 54º40´, коэффициент заполнения барабана шарами определяют по формуле

φ = S , (16),

где S = 0,4 R² = 1,26R²  площадь сечения шаровой загрузки при неподвижной мельнице. Коэффициент заполнения барабана шарами рекомендуется принимать φ = 0,4.

Для контроля степени заполнения определяется размер а от

оси барабана до верхнего уровня шаровой загрузки (рис. 17).

Рис.17. Расчетная схема для определения степени заполнения

барабана шарами

Полный вес шаровой загрузки определяют по формуле

G =     R² L, (17)

где μ – коэффициент разрыхления шаров; γ – удельная масса материала шаров.

Производительность шаровой мельницы. Производительность шаровой мельницы зависит от ряда факторов: свойств измельчаемого материала, равномерности питания, тонкости помола, состояния шаров, степени заполнения барабана шаровой загрузкой и т. д.

Для приближенного определения производительности П, т/ч,

рекомендуется следующая формула:

П = 6,15 ^0,8q П_уд, (18)

где D – рабочий диаметр мельницы, м; m – масса мелющих тел, т; V – рабочий объем мельницы: V = ; q – поправочный коэффициент на тонкость помола, q = 0,77 при 5%-ном остатке на сите № 0080, q = 1,0 при 10%-ном остатке и q = 1,42 при 20%-ном остатке; П´_уд – удельная производительность, т/кВтч, П´_уд = 0,0350,05 соответствен-

но для цементного клинкера и известняка.