58

Дробильно-сортировочное оборудование

Назначение, способы измельчения и применяемое оборудование

Для использования добытого сырья в производстве строительных материалов и изделий его подвергают измельчению. Измельчением называют процесс разрушения твердого тела путем воздействия на него механических сил. В зависимости от крупности кусков измельченного материала процесс измельчения называют либо дроблением либо помолом.

Назначение измельчения

– для получения материала, имеющего заданные размеры;

– для получения большой удельной поверхности, при которой получаются новые свойства материалов;

– для получения однородных многокомпонентных смесей;

– для извлечения полезных ископаемых из добытых материалов.

Степень измельчения i определяется по формуле:

, где

D_СР – средний размер куска до измельчения, мм;

d_СР – средний размер куска после измельчения, мм.

По тонкости измельчения дробление делят на 3 группы:

– крупное, размер куска после дробления до 200 мм;

– среднее – до 20 мм;

– мелкое – до 0,5 мм.

Помол также делят на 3 группы:

– грубый размер частиц после помола до 0,1 мм;

– тонкий – до 0,01 мм;

– сверхтонкий – менее 0,01 мм.

При крупном и среднем дроблении i = 2…6, при мелком i =10…30, при помоле i = 500…1000.

С пособы измельчения

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

1) раздавливание;

2) истирание;

3) удар;

4) раскалывание;

5) изгибание;

6) резание;

7) взрывное дробление.

При крупном дроблении применяется раздавливание, при помоле – истирание в сочетании с ударом.

Классификация дробильно-помольных машин

1. По крупности частиц конечного продукта:

– дробилки;

– мельницы.

2. По технологическому применению:

– машины сухого измельчения;

– машины мокрого измельчения.

3. По режиму работы:

– закрытого цикла;

– открытого цикла.

4. По конструкции и принципу действия:

– щековые дробилки;

– конусные дробилки;

– валковые дробилки;

– глинорезки;

– бегуны;

– дезинтеграторы;

– шаровые и другие мельницы.

Щековые дробилки с простым качанием щеки

Кинематическая схема

Схема щековой дробилки

Описание работы:

На станине крепится неподвижная щека, облицованная бронеплитами, а подвижная щека свободно подвешена на оси, которая опирается на два подшипника, укрепленных на боковых стенках станины. Рабочее пространство образуется боковыми клиньями и щеками. Подвижная щека качается на оси под действие шатуна, насаженного на эксцентриковую ось. Шатун совершает вращательное движение по эксцентриситету, а также возвратно-поступательное в вертикальной плоскости распрямляет распорные плиты, что приводит к качению щеки. Привод от электродвигателя через клиноременную передачу. Тяга с пружиной служит для обжатия распорных плит, чтобы они не выпадали из гнезд во время работы.

При движении щеки влево происходит дробление, вправо – раздавленные куски просыпаются через нижнюю разгрузочную щель. При перемещении узла регулировки щели влево ширина ее уменьшается, уменьшается размер кусков и производительность, следовательно, производительность зависит от размеров получаемых кусков.

Щековые дробилки со сложным качанием щеки

Кинематическая схема

Схема щековой дробилки

Описание работы:

На станине закреплена неподвижная щека и боковые клинья. Отличие – подвижная щека подвешена на эксцентриковой оси, которая приводится во вращение шкивом через клиноременную передачу от электродвигателя. Нижний край подвижной щеки качается на шарнире распорной плиты, а она упирается в механизм регулировки щели.

При вращении эксцентрикового вала, когда верхняя часть подвижной щеки опускается и приближается и одновременно опускается, что проводит к интенсивному дроблению за счет дополнительного истирания. При подъеме подвижной щеки нижняя часть ее отходит, обеспечивая выгрузку материала.

Преимущества: Эти дробилки при равной производительности с простой дробилкой имеют меньшие размеры и мощности.

Недостатки: Эксцентриковая ось испытывает большие нагрузки и быстро изнашивается.

Щеки футеруются ребристыми плитами из марганцовистой, что способствует раскалыванию материала. Эксцентриковый вал делают из легированной стали.

Расчет производительности щековых дробилок

1. Объем материала выпадающего за 1 оборот экс-

центрикового вала (объем призмы трапецевидного

сечения):

, где

d₁ – ширина разгрузочного отверстия, мм;

S – ход щеки, мм;

h – наибольший путь, который могут пройти куски

раздробленного материала, мм

,

α – угол захвата между щеками, град;

В – ширина (длина) загрузочного отверстия, мм.

2. Производительность щековой дробилки:

, м³/ч

k_Р – коэффициент пустотности, k_Р = 0,3…0,7;

n – число оборотов эксцентрикового вала в минуту.

Приняв tgα = 0,4 и средний размер куска, выпадающего из дробилки равный



, м³/ч, или

, т/ч

Конусные дробилки

В конусных дробилках материал измельчается путем раздавливания и изгиба при качании внутреннего конуса по материалу, защемленному между поверхностями внутреннего и наружного конуса.

Вал с внутренним конусом (1) двигается так, что его ось описывает коническую поверхность с вершиной в т.А. При этом этом, диаметрально противоположные образующие внутреннего конуса с одной стороны приближаются к поверхности наружного конуса (2) и дробят материал, а с противоположной стороны – удаляются от него, обеспечивая разгрузку дробилки. За один оборот вала этот процесс происходит по всей окружности и непрерывно повторяется, что обеспечивает плавную работу и высокую производительность дробилки.

Размер загружаемых кусков материала 300…1500 мм, разгружаемых – 50…220 мм.  i = 6…7.

Классификация конусных дробилок

1. По назначению:

– для крупного дробления;

– для среднего дробления;

– для мелкого дробления.

2. По способу подвесу вала:

– с верхним подвесом вала;

– с нижним подвесом вала;

– эксцентриковые с неподвижным валом.

3. По конструкции подвижного конуса:

– конусовидный конус;

– грибовидный конус.

Степень измельчения и производительность конусных дробилок регулируют подъемом и опусканием конуса.

Валковые дробилки

Валковые дробилки измельчают материал путем раздавливания и истирания между двумя цилиндрическими поверхностями валков, вращающихся навстречу друг другу. i = 4…6.

Классификация валковых дробилок

1. По назначению:

– для среднего дробления;

– для мелкого дробления;

– для дробления с попутным выделением каменистых включений;

– для формования.

2. По конструкции рабочей поверхности:

– с гладкой рабочей поверхностью;

– с рифленой;

– с ребристой;

– с зубчатой;

– с винтовой;

– с дырчатой.

3. По количеству валков:

– одновалковые (а);

– двухвалковые (б);

– многовалковые (в).

а ) б) в)

Валковые дробилки применяют для дробления известняка, шамота, угля, мела, глины. Валковые дробилки с винтовой поверхностью применяют для дробления глины и выделения из нее каменистых включений (СМ-231).

Описание работы:

Быстро вращающийся валок (1) имеет стальные

ребра, и его диаметр меньше, чем у гладкого мед-

ленно вращающегося валка (2). Ребристый валок

упругим ударом перебрасывает камни через глад

кий валок в сборник, в то время как комья глины

попадают в пространство между валками.

Дырчатые вальцы, которые не только измельчают

Глину, но и одновременно формуют гранулы или

брикеты.

Расчет производительности валковых дробилок

, т/ч, где

L – длина валков, м;

d₁ – зазор между валками, м;

υ – окружная скорость валков (скорость движения материала), м/с,

k_Р – коэффициент разрыхления материала, k_Р = 0,3…0,6;

D – диаметр валков, м.

, т/ч

Молотковые дробилки

Материал измельчается ударом быстровращающихся молотков, шарнирно или жестко закрепленных на роторе. При этом материал разрушается не только от удара молотков, но и от удара материала по корпусу, и друг о друга.

Рекомендуется для дробления пород средней прочности и мягких пород с естественной влажностью не более 10% (известняк, мергель, гипсовый камень, мел, шамот). i = 10…50.

Классификация молотковых дробилок.

1. По способу крепления молотков:

– с шарнирно подвешанными молотками (для крупного, среднего и мелкого дробления);

– с жестко закрепленными молотками (для мелкого дробления и помола).

2. По количеству валов:

– одновальные (однороторные);

– двухвальные (двухроторные).

3. По расположению молотков:

– однорядные;

– многорядные.

У однорядных молотки на роторе располагают по окружности в 1 плоскости от 2 до 8 молотков весом до 70 кг каждый. У многорядных ротор собран из параллельных дисков, на каждом из которых подвешено от 2 до 8 молотков весом 3…10 кг каждый. Всего может быть до 300 молотков.

Однороторная однорядная молотковая дробилка

1. шарнирно закрепленные молотки;

2. ротор

3. ребристые дробящие плиты;

4. загрузочная воронка;

5. вал ротора;

6. пружинная опора;

7. колосниковая решетка;

8. шарнирное соединение колосника

Описание работы:

Однороторная молотковая дробилка имеет 6 П-образных молотков, которые свободно входят в отверстия ротора. Корпус футерован ребристыми дробящими плитами. В нижней части установлена колосниковая решетка, положение которой регулируется шарнирным соединением и пружинной опорой. К молоткам крепят сменные ударные головки, которые и осуществляют дробление материала.

Однороторная дробилка с жесткозакрепленными молотками

1. жестко закрепленные молотки;

2. ротор;

3. корпус;

4. цепная завеса загрузочного отверстия;

5. колосник;

6. предохранительная пружина.

Описание работы:

Данная дробилка предназначена для первичного дробления неабразивных горных пород.

Цепная завеса необходима для предварительного разрыхления материала. Материал при дроблении отбрасывается вверх и в сторону, пока не пройдет через отверстия между колосниками.

Расчет производительности роторной дробилки

– при D_Р > L_Р

, м³/ч;

– при D_Р < L_Р

, м³/ч,

D_Р – диаметр ротора, м

L_Р – длина ротора, м

n – число оборотов ротора, об/мин.

Бегуны

На бегуна дробят материал между двумя цилиндрическими поверхностями катков и плоской поверхностью чаши. Катки катятся по дорожкам чаши и вместе с раздавливанием, происходит интенсивное истирание породы. Используют и для мелкого дробления или грубого помола влажной или сухой глины, кварца, шамота. Крупность помола 0,1…8,0 мм. Кроме того бегуны очень часто используют для перемешивания.

Классификация бегунов

1. По конструктивному исполнению:

– с неподвижной чашей;

– с подвижной чашей.

2. По технологическому назначению:

– мокрого помола (ω = 15…18%);

– сухого или п/сухого помола (ω = 10…11%);

– смесительные бегуны (ω = 10…12%).

3. По виду материала используемому при изготовлении бегунов:

– с металлическими катками;

– с каменными катками;

– с металлической чашей;

– с каменной чашей;

4. По размещению привода:

– с нижним приводом;

– с верхним приводом.

Бегуны мокрого помола

1. Катки;

2. Полуоси;

3. Неподвижная чаша;

4. Приемная тарель;

5. Станина из 4-х колен;

6. Венцовая шестерня;

7. Привод;

8. Вал.

Описание работы:

Эти бегуны предназначены для обработки глины или других материалов с влажностью до 18 %. Масса катков от 2 до 7 тонн. Ширина катков 0,3…0,8 м, диаметр 1,2…1,8 м. Катки одеты на полуоси, которые могут подниматься и опускаться по шлицам вала, если под катки попадаются не дробимые куски. Полуоси вращаются от вертикального вала, на который насажена приемная тарель, имеющая снизу венцовую шестерню, соединенную с приводом. Чаша установлена неподвижно на 4-х коленах станины и имеет отверстия в плитах пода для выгрузки материала. Отверстия могут открываться и закрываться при помощи механическим или пневматическим приводом. Через эти отверстия измельченный материал продавливается на приемную тарель, откуда сбрасывается скребком в приемный лоток, вмонтированный в станину.

Бегуны сухого помола

Описание работы:

Бегуны сухого помола полевого шпата, кварцита, глины и др. Имеют верхний привод. Чаша бегунов вращается через вал, коническую и клиноременную передачи от электродвигателя. Катки свободно сидят на полуосях, при этом могут подниматься и опускаться за счет того, что один конец полуоси может перемещаться по вертикали в станине. Материал дробится на чаше, выгружается через дырчатые плиты чаши, а не измельченный материал сдвигается скебками вновь под катки. Для катков небольшой массы применяется дополнительное прижатие механическим путем (рессоры с пружинно-винтовым натягом, гидравлическим или пневматическим способом), но это усложняет конструкцию, однако, снижает металлоемкость и удельный расход энергии.

1. Вращающаяся чаша;

2. Вал;

3. Венцовая шерстня;

4. Привод;

5. Катки;

6. Станина;

7. Подпятник.

Машины для помола

Для помола чаще всего используют дезинтеграторы, шахтные и шаровые мельницы. Измельчение материала производится ударами молотков, которые в дезинтеграторах закреплены жестко, а в шахтных мельницах – шарнирно. В шаровых мельницах измельчение производится мелющими телами. Кроме того, дезинтеграторы служат для грубого помола, а мельницы – для тонкого помола глины, мела, трепела и подобных мягких материалов.

Дезинтегратор