5.6. Валковые дробилки

5.6.1. Принцип действия и устройство валковых дробилок

В

а)

валковых дробилках материал дробится между двумя валками, вращающимися навстречу один другому (рис. 5.11). Один из них вращается в неподвижно закрепленных подшипниках 1, другой - в подвижных 2, удерживаемых в направляющих спиральными амортизирующими пружинами 4, предохраняющими дробилку от поломки при попадании в нее недробимых предметов. При гладкой поверхности валков дробление материала производится раздавливанием и частично истиранием при зубчатой и рифленой поверхности раскалыванием, разламыванием и раздавливанием. Дробимый материал, поступает в пространство между валками сверху, затягивается ими и дробится. Дробленый продукт выпадает из дробилки под действием силы тяжести.

1 2 3

б) 3 4 5 6 7 9 8 2 1

Рис. 5.11. Принцип действия (а) и общий вид (б) двухвалковой дробилки, типа ДВГ –2М

1 – станина; 2 – прокладки регулировочные; 3.8 – пружины прижимные; 4 – шкив неподвижного валка; 5 – загрузочная воронка; 6 – шкив подвижного валка; 7 – клиноременная передача; 9 – электродвигатель.

Валки изготавливаются из чугуна и футеруются по внешней поверхности бандажами из углеродистой или износостойкой марганцовистой стали. Окружная скорость валков составляет от 2 - 4,5 м/сек до 7 м/сек. Приводной механизм валковой дробилки состоит из двух ременных передач - на шкив каждого валка от отдельного двигателя.

В зависимости от конструктивных особенностей и назначения применяют валковые дробилки следующих типов: одновалковые - для дробления агломерата и угля; двухвалковые (с гладкими и рифлеными валками) - для дробления горных пород и руд; двухвалковые с зубчатыми валками - для дробления угля и мягких пород; четырехвалковые с гладкими валками - для дробления кокса и известняка (на аглофабриках). Валковые дробилки высокого давления (ВДВД) отличаются тем, что исходный материал в камеру дробления подается через питающую трубу высотой до 3 м, что обеспечивает «объемное» сжатие кусков руды и получение более равномерного по крупности дробленого продукта.

5.6.2. Технологические параметры валковых дробилок

Валковые дробилки компактны и надежны в работе; вследствие однократного сжатия материал в них не переизмельчается и содержит мало мелочи. Эти дробилки наиболее эффективны для измельчения материалов умеренной твердости (степень измельчения i = 10 - 15); для твердых материалов i ≤ 3 - 4.

Основными технологическими параметрами механического режима работы валковых дробилок являются: угол захвата ; окружная скорость вращения валков n; производительность Q; потребляемая мощность двигателей N_дв.

Углом захвата валковых дробилок с гладкими валками назы­вается угол, образованный двумя касательными, проведенными к поверхностям валков в точках соприкосновения с дробимым куском (рис. 5.12).

Рис. 5.12. Угол захвата валковых дробилок с гладкими валками

Угол захвата изменяется в зависимости от диаметра валка, размера дробимого куска и ширины выходной щели. Коэффициент трения горной породы по стали в статических условиях в среднем можно принять равным 0,3, т. е. tg  = 0,3 и   16°. Это соответствует предельному углу захвата  33°.

Практически в валки подают более мелкий материал, чем в предельном случае, и угол захвата составляет от 11º до 25°. Для таких углов захвата и той же степени дробления (d : s = 4) отношение D : d лежит в пределах от 150 до 30.

При выборе валковых дробилок с гладкими валками считают, что диаметр валка должен быть больше диаметра максимального куска в 20 раз. Условия захвата куска в зубчатых двухвалковых дробилках другие по сравнению с условиями захвата в гладких валках, поэтому для них отношение D : d принимается в пределах 1,2 - 2. Для дробилок с рифлеными валками отношение D : d > 10.

Окружная скорость определяется с учетом свойств дробимого материала, влияющих на значение коэффициента тре­ния (влажность, абразивность и т. п.), диаметра валков, степени дробления, крупности исходного материала и способа питания. В дробилках с большими диаметрами валков условия захвата кусков лучше, чем в дробилках малого размера, поэтому в дробилках большого диаметра допускаются большие окружные скорости. Практически для валков диаметром меньше 1000 мм окружные скорости обычно не выше 5 м/с, для валков диаметром 1500—1800 мм - не выше 7,5 м/с. В отечественной практике (ГОСТ 18266-72) предусматри­вается изготовление дробилок с гладкими валками всех типоразмеров - с малой (3 м/с), средней (4,5 м/с) и большой (6 м/с) окружной скоростью.

Максимальная частота вращения валков определяется по формуле:

n_max = 616 m [мин^-1]

Производительность. Объем продукта, выходящего из дробилки за один оборот валков, соответствует объему параллелепипеда с основанием, равным площади щели, и высотой, равной длине окружности валка (в м³):

V = πDLS, (5.30)

где D, L - диаметр и длина валка, м; S - ширина зазора между валками, м.

При n оборотах валков в минуту и плотности измельчаемого материала δ (кг/м³) производительность дробилки составит (в кг/ч):

Q = 60πnDLSδκ, (5.31)

где κ - коэффициент разрыхления материала, выходящего из дробилки (κ = 0,2 - 0,3); δ – плотность дробимого материала, т/м³.

Степень дробления дробилки с гладкими валками в открытом цикле чаще всего составляет 3 – 4, для дробилок с зубчатыми валками - от 4 до 6.

Характеристика крупности продуктов дробления изменяется в зависимости от прочности материала, способа его подачи в дробилку и схемы дробления (открытый или замкнутый цикл). Примерная характеристика крупности дробленого продукта валковой дробилки при дроблении в открытом цикле и подаче материала без завала показана на рис. 5.13.

100

80

60

40

20

0

0.4

0,8

1,2

1,6

2,0

2,4

2,8

3,0