1363
.pdfПример 11. Определить наивыгоднейшую частоту вращения эксцентрикового
вала дробилки ЩДС-1-4Х9 при |
максимальной ширине выходной щели" и угле |
|
захвата 18° |
|
|
Решение. По данным табл. |
17 у дробилки ЩДС-1-4Х9 со сложным движением |
|
щеки ширина выходной щели 6 = 60±§g мм, т. е. максимальная ширина |
||
^шах == 60 -J- 30 = |
90 ММ. |
|
По формуле (34) определяем ход сжатия |
плиты в нижней точке |
|
S n = 7 + |
0,1 -90 = 16 мм = 0,016 м. |
Наивыгоднейшую частоту вращения вала определяем по формуле (33):
|
30 |
30 |
- = 300 об/мин. |
|
Т / |
] / 2-0,016 |
|||
|
||||
V |
g£ tgaа |
УV ! 9,81 tg 18° |
|
Производительность дробилки зависит от количества выпада ющего из выходной щели раздробленного материала К, равного объему призмы (в м3) трапецеидального сечения (рис. 22, в): V = FL (где F — площадь трапеции, м2; L — длина выходной щели, м). Подставив соответствующие значения, получим
V = |
— + •S". hi, |
где |
ft = |
SH |
|
|
tg a |
|
|||||
Тогда объем призмы (в |
м3) |
|
|
|
|
|
|
у |
26 -f- *SH S п |
г |
|
|
|
|
|
2 |
tg a |
|
|
|
Производительность |
дробилки |
составит |
(в м3/ч) |
|
||
л _ |
^ „6 0 =, m s,u(2b+s„) _ |
(36) |
где р, — коэффициент разрыхления породы в дробилке, р ~ 0,3-н0,65 (меньшие зна чения р принимаются при большой степени измельчения и более прочной породе); L — длина выходной щели, м; п — частота вращения эксцентрикового вала, об/мин.
Пример 12. Рассчитать производительность дробилки ЩДС-1-4Х 9^ при ширине выходной щели b — 90 мм, ходе сжатия подвижной щеки в ее нижней ^части 5 Н= = 16 мм, частоте вращения вала п = 300 об/мин; угле захвата а = 18 Дробилка
работает на стадии среднего дробления.
Решение. По данным табл. 17 для дробилки 1ДДС-1-4Х9 длина выходной щели
L = 900 мм. Учитывая, что порода прошла стадию крупного дробления, |
прини |
||||||
маем р = 0,3. |
|
|
производительность дробилки |
|
|
||
Тогда в соответствии с формулой (36) |
|
|
|||||
п |
30pSHL/t (26 + |
S„) |
30-0.3-0.16 |
-0,9-300 (2-0,09 + |
0,016) _ „ f |
9 м3/и |
|
И ------------ t g |
a |
----------------------- tglS8 |
~ |
’ |
' ' |
При определении необходимой мощности (в кВт) для дробления прочных пород используют следующие эмпирические (эксперимен тальные) зависимости:
для дробилок с простым движением щеки |
|
N = 700mLHSati\ |
(37). |
для дробилок со сложным движением щеки |
(38) |
N = 720LHne, |
71
где rh — конструктивный коэффициент, т — 0,56-т-О,6; L и Н — ширина й высока неподвижной дробящей плиты, м; SH— ход сжатия плиты в нижней части, м; п — частота вращения эксцентрикового вала, об/с; е — эксцентриситет вала, м.
Для повышения надежности выбирают двигатель мощностью, превышающей расчетную на 50 %, что позволяет учесть КПД при вода г) = 0,8 и преодоление пиковых нагрузок при пуске загруженной дробилки.
Пример 13. Рассчитать мощность дробилок с простым и сложным движением щек для дробления твердой породы при следующих параметрах: L = 800 мм; Я = = 1500 мм; SH= 15 мм; п = 360 об/мин (6 об/с); е = 35 мм.
Решение. Для дробилки с простым движением щеки по формуле (37)
N = 700 0,6-0,8-1,5-6-0,015 = 45,3 кВт. Для дробилки со сложным движением щеки по формуле (38)
N = 720-0,8-1,5-6-0,035 = 181,4 кВт.
§ 28. Роторные дробилки
Роторные дробилки — это машины ударного воздействия на дробимую породу (рис. 23). Загружаемую предварительно из мельченную породу подают на быстровращающийся с окружной скоростью до 80 м/с массивный барабан — ротор 1 с жестко закреп ленными на нем билами 2. Куски породы дробятся под действием ударов бил 2 об отражающие плиты 3, а также ударов куска о кусок. В результате этого в таких дробилках обеспечивается получение степени измельчения породы до 70.
Взависимости от числа роторов дробилки делят на однороторные (рис. 23, а) и двухроторные (рис. 23, б). В двухроторных дробилках при расположении роторов на одном уровне дробимый материал попадает на оба ротора и они самостоятельно выполняют дробление. Имеются конструкции двухроторных дробилок с размещением рото ров на разных уровнях, в которых первый по ходу материала ротор работает на стадии крупного дробления, а второй — на доизмельчении кусков до заданных размеров.
Воднороторных дробилках, выпускаемых отечественной про мышленностью (рис. 24), ротор 1 представляет собой массивную цилиндрическую отливку с продольными пазами, в которых с по мощью клиньев закреплены билы 10 из высокомарганцовистой из носостойкой стали. Подшипниковые узлы, в которых вращается вал ротора, расположены снаружи корпуса дробилки. Вал приво дится во вращение от электродвигателя клиноременной передачей через сменные шкивы, позволяющие изменять окружную скорость ротора в зависимости от свойств дробимой породы.
Отражательные плиты 5 и 9 шарнирно прикреплены к корпусу дробилки и удерживаются в заданном положении относительно ро тора с помощью пружинных подвесок 6. Места интенсивного изна шивания плит облицованы сменными износостойкими элементами 7
Сварной корпус дробилки состоит из |
станины 2 и |
прикрепленной |
|
к ней верхней |
части 3. Задняя стенка с прикрепленными к ней от |
||
ражательными |
плитами откидывается |
с помощью |
домкратов. Это |
72
5
Рис. |
23. Роторные дробилки: |
Рис. 24. Однороторная дробилка СМД-86 |
|
а _ |
однороторная; |
б — двух ротор |
|
ная |
|
|
|
обеспечивает |
доступ к |
рабочим органам при ремонтных работах. |
В зоне дробления верхнюю часть корпуса облицовывают сменными плитами 3 и 8.
Дробилка имеет две камеры дробления (А и Б), образованные отражательными плитами 5 и 9. Куски породы, попадая в первую камеру через загрузочное отверстие 4, дробятся до размеров, опре деляемых зазором между билами ротора и отражательной плитой,
ипопадают во вторую камеру, где благодаря регулированию за зора Ь2 разрушаются до необходимых размеров. Для крупного дроб ления породы плиту 5 поднимают, в результате чего образуется одна камера дробления. При этом производительность дробилки увели чивается. При попадании в дробилку недробимых кусков породы или металлических предметов отражательные плиты откидываются
ивозвращаются в исходные положения пружинами подвески. Размеры бил и их число на роторе выбирают в зависимости от
нужной степени дробления породы. Чем меньше высота бил над ротором и больше их число, тем выше степень измельчения породы. В то же время производительность дробилки снижается.
При производстве цементного сырья роторные дробилки исполь зуют, как правило, на стадии среднего дробления пород повышенной твердости. Отечественной промышленностью выпускаются одноро торные дробилки трех типов: крупного дробления (ДРК), рассчи танные на прием кусков, размером, не превышающим 0,6 диаметра ротора, среднего дробления (ДРС)— для кусков размером 0,1 — 0,3 диаметра и мелкого дробления — для кусков размером до 0,1 диа метра ротора.
Главными параметрами роторных дробилок, входящими в их условное обозначение, являются диаметр и длина ротора: например, однороторная дробилка крупного дробления с ротором диаметром 2000 мм и длиной 1600 мм — дробилка ДРК-20Х16. Техническая
|
|
|
|
|
|
Для1 крупного дробления |
|
|
||||||
|
|
|
|
-* |
ю |
|
|
|
|
о |
<м |
СО |
о |
|
Показатель |
|
СО |
|
X |
|
X |
X |
X |
X |
|||||
|
X |
X |
X |
|
|
|||||||||
|
|
о |
|
<м |
СО |
о |
ю |
|||||||
|
|
|
|
ю |
СО |
00 |
|
— |
|
|
|
<м |
см |
|
|
|
|
|
X |
X |
* |
|
* |
|
а |
X |
* |
а |
|
|
|
|
|
а |
0 |
а |
|
а |
|
а. |
а |
|||
|
|
|
|
ЕС |
|
Е [ |
|
ЕС |
|
ЕС |
ЕС |
ЕС |
ЕС |
|
Производительность, |
|
13 |
25 |
50 |
|
70 |
125 |
200 |
370 |
560 |
||||
м3/ч |
|
мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Размеры ротора, |
|
500 |
630 |
800 |
1000 |
1250 |
1600 |
2000 |
2500 |
|||||
диаметр |
|
|
||||||||||||
длина |
скорость |
бил |
400 |
500 |
630 |
|
800 |
1000 |
1250 |
1600 |
2000 |
|||
Окружная |
|
|
|
20; |
26,5; |
35 |
|
|
|
|||||
ротора, м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
размер |
250 |
300 |
400 |
500 |
600 |
800 |
1100 |
1500 |
||||||
Максимальный |
||||||||||||||
куска загружаемого ма |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
териала, |
мм |
|
кВт |
10 |
22 |
40 |
|
55 |
100 |
160 |
250 |
400 |
||
Мощность |
привода, |
|
||||||||||||
Масса дробилки, |
т |
|
2 |
3,2 |
6 |
|
9 |
|
15 |
30 |
68 |
100 |
||
|
|
|
|
|
|
Для среднего и мелкого дроблений |
|
|||||||
|
|
|
|
ю |
|
|
|
|
|
о |
СМ |
со |
о |
|
Показатель |
|
|
СО |
|
00 |
|
X |
X |
X |
X |
||||
|
X |
|
X |
|
X |
|
||||||||
|
|
|
|
о |
<м |
СО |
о |
|||||||
|
|
|
|
ю |
|
со |
|
00 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
|
O I |
||||
|
|
|
|
и |
|
и |
6 |
|
и |
и |
и |
и |
||
|
|
|
|
а |
|
а |
|
а |
|
а |
CL |
CU |
а |
|
|
|
|
|
еС |
|
ЕС |
|
ЕС |
|
ЕС |
ЕС |
ЕС |
ЕС |
|
Производительность, |
|
25 |
|
35 |
|
65 |
|
125 |
200 |
310 |
500 |
|||
м3/ч |
|
мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Размеры ротора, |
500 |
|
630 |
800 |
|
1000 |
1250 |
1600 |
2000 |
|||||
диаметр |
|
|
|
|
||||||||||
длина |
скорость |
бил |
500 |
|
630 |
800 |
|
1000 |
1250 |
1600 |
2000 |
|||
Окружная |
20 |
|
24 |
|
28 |
|
34,6 |
41,5 |
|
50 |
||||
ротора, |
м/с |
размер |
150 |
|
190 |
240 |
|
300 |
375 |
480 |
600 |
|||
Максимальный |
|
|
||||||||||||
куска загружаемого ма |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
териала, |
мм |
|
кВт |
30 |
|
40 |
|
75 |
|
125 |
200 |
320 |
400 |
|
Мощность привода, |
|
|
|
|||||||||||
Масса дробилки, |
т |
|
2,2 |
|
3,5 |
|
6,5 |
|
10 |
18 |
30 |
50 |
характеристика |
однороторных дробилок приведена в |
табл. 1М. |
Для расчета |
роторных дробилок исходными данными |
являются |
крупность раздробленных кусков породы и ее прочностные харак теристики. Критический размер dKp (в м) куска породы, менее ко торого он не дробится в роторной дробилке, зависит от окружной скорости бил ротора и определяется по следующей эмпирической формуле:
dKp = 230-1 0_5<7р/(оир’5), |
(391 |
где а р — предел прочности породы при растяжении, Па; р — насыпная плотносп дробимой породы, кг/м3; ир — окружная скорость бил ротора, м/с.
74
Месторождение |
Насыпная |
плот |
Прочность |
при |
Энергетический пока |
ность, |
т/м3 |
растяжении, |
кН/м* |
затель, Вт-ч/м3 |
|
Шуровское |
1,48 |
1 850 |
|
8,6 |
|
Ковровское |
1,52 |
7 000 |
|
21,0 |
|
Турдейское |
1,54 |
12 000 |
|
19,0 |
Окружная скорость бил ротора дробилки (в м/с), необходимая для дробления породы до заданных размеров,
1>р - 1,75-10"2 |> р /И ) ] 2- |
(40) |
где d — требуемый размер куска после дробления породы, м.
Производительность однороторных дробилок (в м3/ч)
L D1,5
(41)
vp 2
где Lp — длина ротора, м; Dp — диаметр ротора, м; vp — окружная скорость бил ротора, м/с; z — число рядов бил на роторе, z = З-т-4; /Ср — коэффициент, зависящий от положения отражательной плиты, при опущенной первой плите /Ср = 1,3, при полностью приподнятой плите 7Ср = 5,2.
Размер щели (в м) между ротором и выходной (второй) отражатель ной плитой (й2 на рис. 24), определяющий максимальный размер dmax выходящих кусков породы из дробилок среднего и мелкого дроб ления,
S |
— 2dmax ^кр- |
(42) |
Мощность электродвигателя привода дробилки (в кВт) |
||
|
WnDfl(i — 1) |
|
" |
= |
<4 3 > |
где Г др — энергетический показатель дробления, |
определяемый в результате экс |
перимента, Вт-ч/м3 (табл. 19); i — степень дробления; D — средний размер кусков дробимой породы, м; Т1др — КПД дробилки, г)др = 0,75-^0,95; г)пр — КПД клино ременной передачи привода, т]пр = 0,92-^0,96.
Пример 14. Подобрать рациональную роторную дробилку из имеющихся в на личии (ДРС-10Х10 или ДРС-12Х12) для стадии среднего дробления дробильного отделения производительностью 350 м3/ч с последующей при необходимости модерни зацией привода. При исходной средней крупности кусков 300 мм максимальная круп ность раздробленных кусков не должна превышать 20 мм. Дробимый сырьевой мате
риал — известняк Шуровского месторождения. |
|
350 м3/ч, dmах = 20 мм = |
||
Решение. |
Уточняем |
исходные данные: П0бш = |
||
= 0,02 м, D = 300 мм = |
0,3 м; по данным табл. |
19 для известняка Шуровского |
||
месторождения |
р = 1,48 т/м3 = 1,48-103 кр/м3, |
а р = |
1850 кПа = 18,5-106 Па, |
^ ДР = 8,6 Вт-ч/м3.
Рассмотрим возможность использования этих дробилок для данного материала. В соответствии с техническими характеристиками роторные дробилки ДРС-10Х 10 и ДРС-12Х 12 подходят по максимальному размеру загружаемых кусков.
По формуле (40) определяем рациональную окружную скорость бил ротора дро билки для дробления кусков породы до размера 20 мм:
1,75-10-2 У [\8,Б -Ю5/(1,48- 103 0,02)f = 27,5 м/с.
Значение ир ниже, чем у дробилок типа ДРС. Значит, этот показатель не ограни чивает выбор дробилки. Принимаем ир = 28 м/с и число рядов бил на роторе обеих дробилок одинаковым: z = 4. Для получения дробленых кусков заданных размеров дробилки должны работать при опущенной первой отражательной плите. Принимаем
* 0 = 1 , 3 .
Подставляя в формулу (41) принятые величины, определяем производитель ность:
для дробилки ДРС-1ОХ 10
п = 480 28о.з5^б;г 1,3 = 97,2 ^
для дробилки ДРС-12,5Х 12,5
19^.1
П= т 280 35 4о.5 - 1'3 = 169,1 мз/ч.
Определяем необходимое число дробилок
п — П общ/П •
При производительности дробильного отделения 350 м3/ч необходимое число дробилок ДРС-10Х10 п = 350/97,2 = 3,6, дробилок ДРС 12,5X12,5 — п = = 350/169,1 = 2,06. Учитывая металлоемкость дробилок и упрощения компоновоч ных схем дробильной установки принимаем для стадии среднего дробления две дро билки ДРС-12Х12.
По производительности двух дробилок определяем коэффициент запаса
К3 = |
100% = |
1 100% = 96,6%. |
|
Я общ |
бои |
Недостаток производительности двух дробилок в объеме 3,4 % невелик и его можно компенсировать повышением эффективности дробления путем подбора опти мального расположения отражательных плит, размеров щелей между ротором и
отражательными плитами и др. В дальнейших расчетах принимаем Я = |
П0бЩ/2 = |
|||||
= |
175 м3/ч. |
|
|
|
|
принимаем |
i = |
Для бпределения мощности электродвигателя привода дробилки |
|||||
Dldmax = 0,3/0,02 = 15, |
т)лр = 0,8, т)пр = |
0,92. |
После подстановки этих |
|||
значений в формулу (43) получаем |
|
|
|
|
||
|
8,6-175(15— 1) |
= |
95,4 |
кВт, |
|
|
|
0,3-0,8-0,92-1000 |
|
|
|
||
что значительно меньше мощности привода |
дробилки |
ДРС-12Х12. |
|
|||
|
Критический размер куска известняка Шуровского месторождения при задан |
|||||
ной рабочей скорости ротора |
в соответствии |
с формулой (39) |
|
230-10~б-18,5-105 = 0,019 м. 1,48-103-281,5
Тогда размер щели по формуле (42) должен составить
5 = 2-0,02 — 0,019 = 0,021 м = 21 мм.
§29. Молотковые дробилки
Кдробилкам ударного действия относятся и молотковые дробилки. В них в отличие от роторных дробилок молотки шарнирно закреплены на роторе. При ударе о материал быстро вращающиеся молотки откидываются назад, а затем под действием центробежных сил возвращаются в исходное положение.
76
Т а б л и ц а 20. Техническая характеристика молотковых однороторных дробилок
Показатель |
М -6 -4 М -8 -6 М -13 -16 М-20 — 20 М-20— 30 |
Производительность, т/ч |
15 |
10—20 |
150—200 |
|||||
Размеры ротора (в рабочем по- |
|
|
|
|||||
ложении), |
мм: |
|
600 |
800 |
1300 |
|||
диаметр |
~ |
|
||||||
длина |
вращения |
ротора, |
400 |
600 |
1600 |
|||
Частота |
|
|
|
|||||
об/мин, |
для |
исполнений: |
1250 |
1000 |
600 |
|||
Б |
|
|
|
|
|
|||
В |
|
|
|
|
|
1500 |
1300 |
750 |
Г |
|
|
|
размер |
куска |
2000 |
1500 |
1000 |
Максимальный |
150 |
250 |
400 |
|||||
загружаемого материала, мм |
|
|
|
|||||
Мощность |
|
электродвигателя, |
|
|
|
|||
кВт, |
для |
исполнений: |
20 |
55 |
210 |
|||
Б |
|
|
|
|
|
|||
В |
|
|
|
|
|
28 |
75 |
260 |
Г |
т |
|
|
|
|
40 |
100 |
350 |
Масса, |
|
|
|
|
1,5 |
3 |
И |
600—800 900—1200
2000 |
|
Ю о о о |
2000 |
Г |
СО О о |
|
|
о |
— |
|
500 |
500 |
|
|
600 |
|
600 |
600 |
|
600 |
——
630 |
1000 |
800 |
1250 |
46 |
60 |
Молотковые дробилки используют при среднем дроблении из вестняков средней прочности, а также для дробления мела, сухой глины, добавок и др. Их разделяют на одно- и двухроторные, ре версивные (ротор вращается в обе стороны) и нереверсивные. Сте пень измельчения однороторных дробилок составляет i = 10-г-12 , двухроторных i = 15-1-20. В цементной промышленности в основ
ном применяют молотковые однороторные дробилки.
Основными параметрами молотковых дробилок, входящими в ус ловное обозначение, являются диаметр ротора (в рабочем положе нии) и длина его; например, молотковая дробилка однороторная с ротором диаметром 800 мм и длиной 600 мм — дробилка М-8—6. Техническая характеристика однороторных молотковых дробилок
приведена в табл. 20.
В молотковой однороторной дробилке (рис. 25) корпус 1 сварной из листовой^стали, состоит из нижней части, устанавливаемой и закрепляемой на фундаменте, и верхней, к отверстию в крышке которой прикреплена загрузочная воронка. Внутри нижней части на торцовых стенках закреплены опорные дуги 4 и 12 с колоснико выми решетками. Нижняя часть дуг опирается на эксцентриковые втулки 2 , поворотом которых можно приблизить колосниковую решетку к ротору дробилки или отдалить ее. Положение эксцентри ковых втулок фиксируют специальными стопорными болтами. На опорных дугах в пазах установлены колосники 3> между которыми размещены прокладки определенной толщины, обеспечивающие за данный зазор между колосниками. Колосники имеют трапецеидаль ное сечение; меньшее основание трапеции расположено по периферии колосниковой решетки, через расширяющуюся щель свободно вы-
77
Основные характеристики молотковых дробилок определяют по
эмпирическим зависимостям. |
дробилки |
|
При дроблении известняка производительность |
||
(в м3/ч) |
|
|
П = (304-45) DpLp п; |
(44) |
|
мощность электродвигателя |
привода (в кВт) |
|
N = |
(0,14-0,15) Ш, |
(45) |
где Dp — диаметр ротора, м; Lp — длина ротора, м; п — частота вращения ротора, об/мин; i — степень измельчения; Я — производительность дробилки, т/ч.
Пример 15. Определить производительность и необходимую мощность электро двигателя привода молотковой дробилки с ротором диаметром 2 м и длиной 3 м при дроблении известняка со степенью измельчения 10.
Решение. В соответствии с формулой (44)
Я = (30н-45) 2-3 = 180-г-270 м3/ч = 266-400 т/ч.
Мощность электродвигателя определяем по формуле (45);
N = (0,1 ч-0,15) 10 (266-400) = 266-600 кВт.
При расчете дробилок принимаем во внимание максимально требуемую мощность
§ 30. Мельницы самоизмельчения «Гидрофол»
Основным агрегатом по предварительному измельчению и размучиванию мягких сырьевых пород при мокром способе произ водства цемента являются мельницы «Гидрофол». Благодаря высокой производительности и надежности в эксплуатации они нашли ши рокое применение на ряде действующих цементных заводов, заменив собой традиционные схемы приготовления шлама с использованием валковых дробилок и болтушек.
В мельнице ММС-70-23С «Гидрофол», оборудованной дополни тельной стержневой камерой (рис. 26) сырьевой материал одновре менно с водой подается в загрузочное устройство У, откуда с помощью винтовых лопастей полой цапфы 2 входного подшипника он транспор тируется в камеру 3 самоизмельчения — полость барабана 18. Барабан облицован стальными плитами 4 с лифтерами-выступами 6 и с помощью двух полых цапф установлен на опорах 16 и 19 с под шипниками скольжения. Футеровка образует камеру дробления со скошенными сторонами, способствующими направлению материала к середине барабана И интенсивному измельчению. К разгрузочному торцу барабана крепит выгодную решетку 5 с отверстиями, служа щими для вывода из камеры пульпы с требуемыми частицами зерен измельчаемого материала.
В выхддной полой цапфе подшипника размещена стержневая камера 7, облицованная плитами 9 с выступами — лифтерами 10 и загружаемая металлическими стержнями. Торцовая часть камеры закрыта решеткой 11, предохраняющей выпадание стержней и кон тролирующей степень измельчения выгружаемой из мельницы пульпы. К торцовой части выходной цапфы прикреплен венец 8 открытой зубчатой передачи, получающий вращение от электродви гателя 13 через редуктор /9 и подвенцовую шестерню с огражде-