17. Характеристика процесса измельчения, его энергоемкость, критерии оценки качества измельчения. Классификация машин для дробления.

Измельчение – это процесс последовательного уменьшения размеров кусков твердого материала от первоначальной (исходной) крупности до требуемой.

В зависимости от конечной крупности кусков материала различают следующие основные виды измельчения, мм.

Дробление:

крупное 100…350

среднее 40…100

мелкое 5…40

Помол:

грубый 5…0,1

тонкий 0,1…0,05

сверхтонкий менее 0,05

Основным параметром, характеризующим процесс измельчения, является степень измельчения i, под которой понимают отношение средневзвешенных размеров кусков исходного материала к размерам кусков готового продукта:

. (1)

Средневзвешенный размер

, (2)

где d₁, d₂,…,d_n – средний размер классов;

m₁, m₂,…, m_n – содержание данных классов, %.

Любое производство СМ можно представить в виде сочетаний определенного количества технологических операций.

Классификация машин для измельчения

Дробилки – машины для измельчения крупнокусковых материалов (300-1200мм) до размера 20-400мм.

Мельницы предназначены для измельчения материалов крупностью 3-20 мм до 1-0,001 мм и менее.

Дробилки:

• Щековые

• Валковые

• Конусные

• Ударного действия

• Бегуны

Мельницы:

• Барабанные

• Среднеходные

• Быстроходные

• Ударного действия

• Вибрационные

• Струйные.

В машинах, предназначенных для измельчения материалов, в зависимости от ее назначения и принципа действия могут быть использованы следующие нагрузки (рис. 2): раздавливание, удар, раскалывание, излом, истирание.

Рис. 2. Схемы методов измельчения:

а – раздавливание, б – удар, в – раскалывание, г – излом, д – истирание

В большинстве случаев различные нагрузки действуют одновременно, например, раздавливание и истирание, удар и истирание и т.д.

Принудительные схемы измельчителей показаны на рис. 3. В щековых дробилках материал измельчается раздавливанием, раскалыванием и частичным истиранием в пространстве между щеками при их сближении. Конусные дробилки основаны на принципе излома,

Рис. 3. Принципиальные схемы измельчителей:

I – дробилки; а – щековая; б – конусная; в – валковая; г – шнековая; д – молотковая; II – мельницы; а – шаровая; б – шаровая вибрационная; в – дезинтегратор; г – аэромобильная; д – струйная; е – бегуны; 1 – материал; 2 – воздух

частичного истирания и раздавливания между двумя конусами. В валковых дробилках материал раздавливается между валками, вращающимися навстречу друг другу, а также в случае различной скорости вращения валков имеет место и истирание. Измельчение материала в шнековых дробилках происходит за счет среза и частичного истирания куска рабочим органом агрегата. В дробилках ударного действия (молотковых, роторных) материал измельчается ударом молотков и бил, а также истиранием.

Шаровые мельницы применяются в основном для тонкого и сверхтонкого помола материала. Измельчение кусков происходит во вращающимся или вибрирующем барабане с помощью загруженных в него мелющих тел ударом и истиранием частиц материала мелющими телами и друг с другом. Дезинтеграторы и аэромобильные мельницы относятся к аппаратам ударного действия, в которых материал измельчается ударом быстро вращающихся рабочих органов по частицам материала, повторным соударением частиц с отражательными элементами, а также между собой. Особенностью аэромобильных мельниц является то, что разгрузка материала происходит восходящим потоком воздуха, подаваемого в рабочую камеру агрегата. Струйные мельницы предназначены для сверхтонкого измельчения материала. Помол материала происходит в результате трения и соударения частиц материала одна о другую, а также о стенки камеры при движении материала в воздушном потоке большой скорости.