книги из ГПНТБ / Роторные дробилки исследование, конструирование, расчет и эксплуатация

До 0,05x0,18«=; 0,01 (см. § 4, гл. П), что обычно удовлетворяет большинству условии эксплуатации. Поэтому для дробилок дан­ ного типа ограничиваются одной— двумя камерами дробления.

2. РЕЖИМЫ ДРОБЛЕНИЯ

Одной пз характерных особенностей роторных дробилок яв­ ляется сравнительно большое число переменных параметров, не­ обходимых для настройки на оптимальный режим работы: ско­ рость ротора, размеры выходных щелей, зазор между колосниками колосниковой решетки, число камер дробления и число отража­ тельных плит. Оптимальный режим работы роторной дробилки определяется технологией производства, требованиями к про­ дукту дробления и особенностями работы машины.

В настоящем разделе даются рекомендации по выбору режима работы роторных дробилок на основе анализа влияния переменных параметров на показатели процесса дробления.

Выбор окружной скорости бил ротора для дробилок типа ДРС. Основное условие, из которого выбирается величина ир, заклю­ чается в том, что энергия удара по камню размером больше d,mx должна быть достаточна для его разрушения, но не должна при­ водить к дополнительному дроблению частиц, достигших размера продукта дробления, т. е. частиц менее d,mx.

чивающего передачу наибольшего количества энергии, т. е. при прямом центральном ударе.

Этим условиям соответствует уравнение (2.14). Формула дей­

размеры выходных щелей дробилки типа ДРС-ІОХІО при дроб­

95% мельче 40 мм.

Подставляя в уравнение (2.14) исходные значения, получим

Для обеспечения заданной крупности продукта дробления кроме выбранного значения скорости необходимо установить раз­ меры выходных щелей s = dKp

Если при расчете величина ѵр оказалась выше максимально допустимой окружной скорости для данной дробилки, то полу­ чить необходимый размер кусков можно, если уменьшить ширину выходной щели. Для этого по формуле (2.13) подсчитывают ве­ личину критического размера куска, отвечающего максимально допустимой окружной скорости, а затем по формуле (2.15) на­ ходят необходимую ширину щели s, подставляя в формулу вме­

сто d5 заданный размер (в нашем примере 40 мм), а вместо dKp полученный размер по формуле (2.13). Если окажется, что s < 0, то при данной скорости получить столь мелкий продукт на данной дробилке не удастся.

Выбор соотношения размеров выходных щелей первой и по­ следующих камер дробления. Если требуется использовать выход­ ные щели камер дробления как средство ограничения наибольшей крупности продукта дробления, необходимо учесть, что степень влияния ширины выходных щелей первой и последующих камер, образуемых отражательными плитами, имеющими разные углы установки ß в пределах 0—90°, различна. С увеличением угла

des, мм

Рис. 102. График для определения размеров выходных щелей:

1 — р, = 10°; 2 — Р = 50°; 3 - (1 = 90°

установки ß в указанных пределах крупность продукта дробле­ ния возрастает в результате увеличения глубины проникновения кусков в рабочую зону ротора. Следовательно, чтобы выходные щели первой и последующих плит ограничивали выход кусков одинакового размера, должно соблюдаться условие sx > s2 > s3. Такие размеры выходных щелей будем называть равнодействен­ ными.

Чтобы установить соотношение равнодействеиных щелей, вос­ пользуемся уравнением (3.3). Зависимости dca = / (s), построен­ ные применительно для первой, второй и третьей отражательных плит, имеющих углы установки ß соответственно 10, 50 и 90°, показаны на рис. 102. Линии, параллельные оси абсцисс, прове­ денные, например, через точки А или В, отвечающие выходным щелям третьей плиты s3 = 0 мм и соответственно s3 = 40 мм, в пересечении с графиками для второй и первой плит дают равно­ действенные размеры щелей s2 = 14,8 мм и sa = 37 мм в первом случае и s2 = 52 мм и sx = 70,5 мм во втором.

Соотношение равнодейственных размеров щелей непостоянно и зависит от величины щелей. Максимальное соотношение отве­ чает s3 = 0.

Из понятия о равноденственных размерах выходных щелей следуют практические выводы по настройке дробилок на требуе­ мый режим дробления. Если в сравнении с равнодейственными размерами щелей одну пли две из них увеличить, сохранив размер третьей, то существенного увеличения крупности продукта дроб­ ления не обнаружится, но если уменьшить, то влияние этого изменения будет существенным. Чтобы увеличить производи­ тельность дробилки, целесообразно, сохранив ширину последней выходной щели в качестве контрольной — определяющей макси­ мальную крупность продукта дробления, увеличить выходные щели предыдущих камер. Для снижения удельного износа бил иногда целесообразно использовать в качестве определяющей выходную щель первой камеры дробления, а последующие увели­ чивать в сравнении с равнодейственными по отношению к первой.

Графики, изображенные на рис. 102, построены применительно к дробилке СМД-75 (ДРС-10x10) для дробления турдейского известняка при окружной скорости бил ротора 38,2 м/с. Для других дробилок м режимов работы при расчете аналогичных за­

нимать равным 0,3; 0,27 и 0,25 для отражательных плит с углом установки соответственно 10, 50 и 90°.

Выбор размера зазоров между колосниками колосниковых решеток. Через зазоры колосниковых решеток в зависимости от режима работы может проходить значительное количество про­ дукта дробления. Например, при переработке единичных камней через колосниковые решетки дробилки модели С-643 в зависимости от размеров зазоров и выходной щели проходит 30—60% про­ дукта дробления. Размер кусков, прошедших через колосниковые решетки, достигает 1,5—1,7 величины зазоров между колосни­ ками.

Очевидно, при настройке дробилки на режим работы, обеспе­ чивающий выход продукта крупностью до dimx, величина зазора

drnax

должна принимать ,sK= ■ 5-у Y Ï )~ .

Выбор режима в целях уменьшения выхода фракции 0—5 мм. Рассмотрим выбор режима работы дробилки из условия мини­ мального выхода фракции 0—5 мм, которая для большинства предприятий нерудной промышленности является отходом про­ изводства.

На рис. 103 показаны кривые зернового состава продукта дробления роторной дробилки модели СМД-75, настроенной на режим дробления для получения мелкого щебня размером 5—20 мм. Из графиков видно, что продукт дробления размером 5—20 мм можно получить в открытом цикле при режиме 1 (рис. 103). При

этом содержание фракции 0—5 мм составляет 78%. Если фракция О—5 мм является отходом, то вряд ли данный режим будет рен­ табельным.

При работе роторной дробилки в режимах 2 и 3 (рис. 103)

воткрытом цикле выход фракции 0—5 мм равен соответственно 44

и18%. Однако при этом появляются сверхмерные зерна в коли­ честве 20 и 50% от массы исходного материала.

Примем схему работы дробилки в замкнутом цикле при эф­ фективности грохочения, равной единице.

Рис. 103. Кривые зернового состава продукта дробления дробилки типа СМД-75 при режимах:

где а — выход фракции 0—5 мм при работе дробилки в открытом цикле определяется по графику зернового состава в %; q — объем материала, возвращаемого в циркуляцию в долях от всего объема, определяется по графику зернового состава.

Отсюда выход фракции 0—5 мм для режимов 2 и 3 соответ­ ственно равен

Y = T = 7 = ÜTÖ^ = 55%

и

7 = т Д ^ = Збо/0.

Таким образом, при работе роторной дробилки в замкнутом цикле с минимальным выходом мелких фракций необходимо вы­

бирать режим с наименьшей степенью дробления за один проход материала через дробилку. При этом производительность питания дробилки возрастет за счет циркуляционной нагрузки и составит

<?ц ~ Т-^Г

где Qn — производительность питания дробилки без учета цир­ куляционной нагрузки.

Производительность Qu не должна превышать допустимую производительность дробилки, определенную по Qm и рассчитан­

максимальной производительности Qm для данной дробилки и со­ ставляет некоторую долю от ее значения, равную

Q — KQQIIU

где KQ — коэффициент использования максимальной производи­ тельности.

Коэффициент KQ определяется технологическими требованиями работы предприятия и эффективностью машины. При выборе значений KQ учитывается следующее.

При эксплуатации дробилок крупного дробления бывает трудно обеспечить равномерное питание исходным материалом. Чтобы исключить завал камеры дробления, при котором появ­ ляется склонность крупнокускового материала к сводообразова­ нию, целесообразно использовать максимальную производитель­ ность с коэффициентом KQ = 0,8. Характерно, что при этом же значении KQ достигается наибольшая величина показателя удель­ ной, вновь образованной поверхности, определяемая выражением

AF = ~ ■■, т. е. совершается наибольшее разрушение материала

в единицу времени. Зависимость относительной величины AF от производительности питания изображена на рис. 104.

Исследованиями установлено (см. § 1, гл. Ill), что степень дробления существенно зависит от производительности питания дробилки. К этому способу прибегают (если экономически вы­ годно), когда степень дробления не удается увеличить другим путем. При этом размер наибольших кусков продукта дробления изменяется меиее значительно, чем степень дробления, подсчитан­ ная по средним взвешенным размерам кусков исходного материала и продукта дробления. На рис. 105, а, б показаны кривые зерно­ вого состава продукта дробления, полученного на дробилке с диа­ метром ротора 980 мм (рис. 105, а) при производительности питания 100 и 20 м3/ч и дробилке с диаметром ротора 250 мм (рис. 105, б) при производительности питания 5 и 0,5 м3/ч. Из графиков сле­ дует, что с уменьшением KQстепень дробления повышается в 1,5 и 2 раза, а размер наибольшего куска продукта дробления умень­ шается в 1,1 раза.

При дроблении высокоабразивных горных пород срок службы бил может составлять несколько смен. Чтобы избежать частых простоев дробилки в связи с заменой изнашивающихся деталей, в ряде случаев экономически оправдано эксплуатировать дробилку при пониженных значениях KQ

Выбор производительности роторной дробилки необходимо также согласовывать с мощностью установленного электродвига­ теля. Роторная дробилка поставляется с двигателем, указанным в паспорте машины, или по договору с заказчиком с двигателем уменьшенной или увеличенной мощности. Во всех случаях энер­ гозатраты дробилки не могут превышать мощность, допускаемую для установленных электродвигателей. Так как отечественные роторные дробилки имеют большой диапазон регулирования ре­ жима работы, то и расход энергии на единицу продукта дробления значительно колеблется в зависимости от режима работы. В соот­ ветствии с этим производительность дробилки определяется не

только рекомендуемым» значениями производительности, зави­ сящими от Q,mK, но и энергетическими данными двигателя.

Допустимая производительность дробилки в м3/ч .

гетический показатель в квт-ч/м2; і — степень дробления; ц — к. п. д. дробилки и привода; сгр — предел прочности при растяже­ нии исходного материала в кгс/см2.

Если допустимая производительность определяется при пере­ стройке работы дробилки с одного режима на другой, при дроб­ лении исходного материала с теми же физико-механическими по­ казателями, то для расчета может быть использована следующая формула:

Qi (*і - 1) = Q2 (/s - 1).

где индекс обозначает номер режима.

Выбор режима работы дробилки в целях улучшения формы зерен продукта дробления. В соответствии с требованиями, предъ­ являемыми к форме зерен щебня, используемого в бетоне, содер­ жание лещадных и игольчатых зерен (в дальнейшем их будем на­ зывать лещадными) не должно превышать 15%.

На содержание лещадных зерен в продукте дробления влияют различные факторы, важнейшими из которых являются петро­ графические и физико-механические свойства горных пород, тип дробилки и режим ее работы. Установлено, что лещадных зерен в продукте дробления роторных дробилок содержится значительно меньше, чем в продукте дробления щековых и конусных дробилок, и в основном отвечает требованиям стандарта. Однако выход лещадных зерен в продукте дробления роторных дробилок за­ висит и от режима их работы. Эта особенность дает возможность управлять процессом образования формы зерен продукта дроб­ ления.

Зависимость содержания лещадных зерен от режима работы роторной дробилки еще недостаточно изучена, но имеющиеся материалы позволяют сделать некоторые выводы и дать рекомен­

Характерно сопоставление продукта дробления дробилки ЩКД-1200 ХІ500 мм, являющегося исходным материалом ротор­ ной дробилки типа СМД-94, и продукта дробления последней. Из табл. 13 видно, что те же фракции после дробления материала в роторной дробилке содержат лещадных зерен в 2—5 раза меньше, чем после щековой дробилки. Содержание лещадных зерен за­ висит от скорости вращения бил ротора. С увеличением последней содержание лещадных зерен уменьшается почти по всем фракциям

Чтобы определить поправочные коэффициенты иа ширину выходной щели и закругления передней кромки била, вычислим относительные их размеры:

0,03

р = і г = ^1,6 = 0-019-

По графику на рис. 107 или по формуле (3.16) находим

Ks = 1 + 1,9е = 1 -I- 1,9-0,1 = 1,19.

По графику на рис. 108 или по формуле (3.17) устанавливаем

Кг = 1 — 7,9р = 1 — 7,9-0,019 = 0,85.

Для определения поправочного коэффициента на прочность дробимого материала подсчитываем критерий прочности (см. § 2, гл. Ill):

По графику на рис. 109 или по формуле (3.20) находим

Чтобы вычислить поправочный коэффициент на ширину внеш­ ней поверхности била, найдем относительную величину ширины внешней поверхности: