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

При определении максимальной производительности при­ нимаем Qo = 1900 м3/ч (см. § 2, гл. III).

Находим максимальную производительность по формуле (3.21):

Коэффициент крупности KD выведен из предположения, что в загружаемом материале содержится до 50% кусков максималь­ ной крупности Dm от общей массы. Однако иногда куски макси­ мальной крупности составляют незначительную часть, в то время как основная масса материала представляет собой сравнительно мелкие куски. В этом случае при поступлении массы мелкого ма­ териала производительность может быть значительно выше, так как для такого материала коэффициент KD увеличивается.

Рассмотрим приведенный выше пример при условии, что доля всей массы загружаемого материала а = 0,55 содержит куски размером не более 200 мм, что составляет

ô200 — 0,125.

1600

Для такого материала поправочный коэффициент крупности согласно формуле (3.19) равен

KDa = 1 — 3,46 = 1 -3,4-0,125 = 0,575.

и ß загружаемой массы будут дробиться при различной произво­ дительности, то средний поправочный коэффициент крупности следует подсчитывать по формуле

~аКоп+$Коа '

Для рассматриваемого примера

Следовательно, максимальная производительность

В отдельные периоды времени, когда будет загружаться более мелкий материал, производительность возрастает до значения, соответствующего напвысшему коэффициенту /(D = 0,575, т. е,

равна

Qm— 195 = 374 м3/ч,

В данном случае расчет мощности электродвигателя должен быть произведем с учетом периодической работы на повышенной производительности, т. е. на Qm = 374 м3/ч.

В рассмотренном примере радиус закругления кромки била г = 0,03 м принят с учетом его износа. Если же дробилка перера­

била в заостренном состоянии, не допуская ее притупления более

Приближенное определение производительности по главным параметрам. Для сопоставления с дробилками зарубежных фирм можно пользоваться статистическими формулами.

На основе данных проспектов зарубежных фирм были выведены среднестатистические зависимости производительности от пло­ щади проекции ротора 5пр = LpDp. При этом рассматривалось около 80 типоразмеров дробилок крупного дробления. Для дро­ билок, изображенных на рис. 72, отличающихся небольшими уг­ лами установки первой отражательной плиты ßx = 0-^20° и модулем ротора тг = 170-Г-400 мм,

В этих формулах Qmax и Qmin отвечают предельным значениям производительностей, указываемых фирмами для различных ус­ ловий дробления, коэффициенты при 5пр соответствуют модальным значениям, а коэффициенты в скобках — вероятным отклонениям от этих значений, обусловленным конструктивными различиями.

Для рассмотренного выше примера модальные значения произ* водительностей

Qmax = 47(1,25.1,6)1.6 = 145 м3/ч;

Qmm — 22 (1,25 1,6)>.« = 54 м3/ч,

а вероятные их отклонения

<2,,»х = (87-т- 189) м3/ч;

Qmm = (33т-76) М3/ч.

Так как в проспектах указываются эксплуатационные произ­ водительности, то по формулам (6.3) и (6.4) можно определить эксплуатационную, а не максимальную производительность. Фор­ мулы (3.21), (3.22), (6.3) и (6.4) справедливы для дробилок со свободной разгрузкой и с контрольной колосниковой решеткой, частично охватывающей нижнюю полуокружность ротора.

Определение производительности дробилок других типов. В дро­ билках однороторных с контрольной колосниковой решеткой, полностью охватывающей нижнюю полуокружность ротора, раз­ грузка продукта дробления лимитируется площадью живого се­ чения решетки и зависит от соотношения размера зерен, поступаю­ щих на решетку, и ширины зазоров между колосниками, а также от плотности потока материала н его равномерности. Произво­ дительность такой дробилки не может быть выше, чем получается по формуле (3.21).

Известно, что контрольная колосниковая решетка снижает производительность приблизительно на 40%. Этой цифрой можно пользоваться для ориентировочных расчетов.

Нужно учитывать, что производительность двухроторных дро­ билок одноступенчатого дробления независимо от раздельности камер дробления следует рассчитывать как сумму двух одноро­ торных дробилок. Производительность двухроторных дробилок двухступенчатого дробления при наличии раздельных камер необходимо рассчитывать по одной камере, дающей минимальную производительность. При наличии же объединенных камер нужно принимать в расчет производительность ротора второй ступени дробления.

Отражательные колосниковые решетки (см. § 2, гл. Ill) не влияют на максимальную производительность, поэтому для опре­ деления производительности в этом случае можно также поль­ зоваться формулой (3.21).

4. УСТАНОВОЧНАЯ МОЩНОСТЬ

Существующие формулы и рекомендации для определения уста­ новочной мощности электродвигателя дробилки в разной степени учитывают конструктивные и технологические параметры и пока­ затели машины. Наиболее простой способ расчета получается по формулам, выведенным в результате обработки каталожной инфор­ мации.

Наибольшие и наименьшие установочные мощности, вычис­ ленные как среднестатистические зависимости, определяются сле­ дующими выражениями:

где N — мощность электродвигателя в квт; Dp и Lp в м.

В некоторых источниках приводятся формулы для расчета мощности привода молотковых дробилок, которые используются

где n — число оборотов ротора в минуту; і — степень дробления; Q — производительность в т/ч.

Формулы (6.5)—(6.8) устанавливают зависимость мощности от размеров дробилки и числа оборотов. Поэтому они удобны для расчета установочной мощности электродвигателя определенного типоразмера, режим работы которого неизвестен или будет уточ­ нен. Формула (6.9) устанавливает связь с технологическими пока­ зателями дробилки, однако для надежного расчета мощности тех­ нологических параметров і и Q недостаточно.

Более полной является формула (3.24), которая учитывает основные технологические параметры, влияющие на расход энергии. Входящие в эту формулу к. п. д. дробилки и к. п. д. клиноременной передачи могут быть определены по графикам рис. ПО и 111.

Для сопоставления в табл. 14 приведены значения мощностей, подсчитанных по приведенным формулам и по ГОСТу 12375—70.

приводится метод расчета распределения прочности в продукте дробления роторной дробилки. Этот метод является составной частью расчета избирательности дробления независимо от при­ нятой технологии работы предприятия. Для расчета используются зависимости (3.7) и (3.8).

Распределение прочности в исходном материале устанавли­ вается путем обследования месторождения или по геологическим данным. Показателем прочности принимается предел прочности при растяжении сгр. Метод расчета распределения прочности в продукте дробления рассмотрим на примере дробления из­

вые. По кривым зернового состава определяется процентное со­ держание групп прочности в каждой фракции крупности. Данные расчетов сведены в табл. 15. Как видно из табл. 15, содержание материала разных прочностных групп во фракциях неодинаковое. Например, во фракцию 0—5 мм материала из первой группы по­ падает 16%; второй — 13%; третьей — 12%; четвертой — 10%; пятой — 9%, что свидетельствует об избирательности процесса дробления.

Для подсчета эффекта, к которому приводит избирательное дробление, необходимо располагать содержанием прочностных групп в исходном материале. Для примера примем содержание каждой группы, равное 20%. Умножив выход каждой фракции прочностной группы (данные табл. 15) на ее содержание в исходном материале, определим выход прочностных групп материала по фракциям. Результаты расчета сведены в табл. 16.

Для анализа распределения прочностных групп во фракциях удобно пользоваться гистограммами.

ходного материала, что приводило к обязательному принуди­ тельному разрушению всех камней независимо от их прочностных показателей, а скорость бил ротора была принята такой, при ко­ торой происходит разрушение самого прочного компонента ис­ ходного материала.

Полученные результаты распределения прочностных групп по фракциям продукта дробления следует рассматривать как наи­ меньший гарантированный результат, который получается при нормальной работе роторных дробилок и заданном распределении прочностных групп в исходном материале.

6. МОМЕНТ ИНЕРЦИИ ВРАЩАЮЩИХСЯ МАСС

Время удара (см. § 1, гл. IV) при окружных скоростях 20— 40 м/с составляет 1,1—0,8 мс, в то время как промежутки вре­ мени между отдельными ударами равны 24—12 мс даже при самых

малых модулях ротора mz = ^~ = 150 мм. Следовательно, энер­

гия от ротора к дробимому материалу передается не непрерывно, а за весьма короткие отрезки времени с длительными промежут­ ками холостого пробега, превышающими в десятки раз время ра­ боты. Ротор при ударе о куски дробимого материала передает часть накопленной им кинетической энергии, которая по мере потери скорости вращения восполняется двигателем. Так как время действия ударных нагрузок чрезвычайно мало, то можно пре­ небречь энергией, получаемой ротором от двигателя за время удара, и принять, что вся энергия, поглощаемая камнем, используется только из запаса кинетической энергии ротора и всех вращающихся с ним масс. Очевидно, запас энергии должен быть достаточным для того, чтобы ротор при попадании наибольших кусков не снизил скорость вращения больше, чем допускает двигатель.

Рассмотрим взаимодействие вращающихся масс ротора и дви­ гателя. Обычно в качестве привода роторных дробилок исполь­ зуют асинхронные трехфазные электродвигатели. Если предпо­ ложить, что электродвигатель подобран правильно, т.е. его номи­ нальный момент Ми отвечает средней мощности, потребляемой дробилкой, то вследствие неравномерной нагрузки на ротор ве­ личины момента (а также и мощности), снимаемые с вала элек­ тродвигателя, будут колебаться около значений Мп, как около средних. При этом минимальные значения нагрузки могут сни­ жаться до величины момента холостого хода Мх, а отдельные пики достигать критического Мк. Этим предельным величинам моментов соответствуют скольжения sx и sK, отвечающие угловым скоростям ротора дробилки сох и сон. Если загрузка наиболее крупных кусков производится, когда камеры дробления освобо­ дились от продукта дробления и ротор набрал скорость сох, то при попадании наиболее крупных кусков можно принять умень­ шение скорости до OJk. Это допустимо, если наиболее крупные куски

Попадают весьма редко. Для дробилок же универсального назна­ чения, которые могут работать на материале, содержащем 50% и более куски размером от 0,5Д„ до Dm, следует учитывать возмож­ ность попадания наибольших кусков, когда угловая скорость на­ ходится на уровне номинальной скорости со,,. Исходя из этих соображений момент инерции вращающихся масс можно найти на основании соотношения

где со,, — номинальная угловая скорость ротора дробилки в 1/с;

рость ротора дробилки, отвечающая синхронной скорости элек­

на валу электродвигателя к номинальному. Указанные харак­ теристики обычно приводятся в каталогах электродвигателей.

Когда исходный материал содержит незначительное количе­ ство кусков максимальной крупности, можно использовать вы­ ражение

в котором скольжение холостого хода

(6-12)

где Nx и тѴ„ — мощность соответственно холостого хода и номи­ нальная.

При использовании электродвигателей с «мягкой» характери­ стикой величина критического скольжения может быть больше 20%. Соответственно величина окружной скорости ротора будет колебаться примерно в тех же пределах. Но непостоянство ско­ рости удара увеличивает неравномерность зернового состава про­ дукта дробления. Если требуется получить продукт дробления с максимально стабильным зерновым составом, то момент инерции ротора следует рассчитывать с учетом выбранной неравномерности

хода ô = -тах- (йтШ В данном случае момент инерции враCûlf

Если дробилка предназначена для работы на нескольких окруж­ ных скоростях, то моменты инерции следует определять для всех скоростей и примять наибольший. Для выбранных момента инер­ ции вращающихся масс и типа электродвигателя следует проверить время разгона при двигателе с короткозамкнутым ротором и рас­ считать пусковые сопротивления и число ступеней переключений при двигателе с фазовым ротором.