Технологічне обладнання підприємств скла та кераміки

Практичне заняття №3

I. Бігуни

3.1. Загальні відомості

Бігуни широко застосовують для дрібного і тонкого подрібнення матеріалів м’якої і середньої твердості.

Принцип дії бігунів (рис. 22) полягає в подрібненні матеріалів роздавленням і стиранням між циліндричною поверхнею котків 1 і плоскою поверхнею чаші 5. Котків за допомогою кривошипів 2 шарнірно сполучені із закріпленим на вертикальному валу 3 хомутом 4, завдяки цьому котки усією тяжкістю спираються на матеріал, що знаходиться під ними, і вільно підводяться при збільшенні шару матеріалу і попаданні під них міцних предметів.

Рис. 1. Схема бігунів з нерухомим подом і котками, що обертаються, навколо вертикальної осі

Бігуни класифікують за наступними основними ознаками.

За способом дії : періодичної (рис. 23, а) і безперервної дії (рис 22 і 23, б, в, г).

За технологічним призначенню: для мокрого, сухого і напівсухого подрібнення; для подрібнення і перемішування і тільки перемішування; для брикетування сировинної суміші; з металевими котками і металевим подом; з кам'яними котками і кам'яним подом.

За конструктивним оформленням: з нерухомою чашею (рис. 22 і 23, а, б); б) з чашею (рис. 23, в, г, д), що обертається; в) з верхнім (рис. 23, а, в, г, д) і нижнім приводом(при нижньому приводі складніше розбирання, складніший ремонт, але маса не забруднюється); з котками, що спираються на матеріал своєю масою (рис. 22 і 23, а, б, г) з додатковим гідравлічним, пневматичним (рис. 23, в) або з пружинним (рис. 23, д) натисненням на котки.

За способом розвантаження : з ручним розвантаженням (рис. 23, а); продавлюванням через подові решітки (рис. 22 і 23,6); з відцентровим розвантаженням (рис. 23, в); з розвантаженням через периферичні подові решітки (рис. 23, г) і з розвантаженням по відвалу (рис. 23, д), що опускається в чашу.

У бігунах з котками, що обертаються, навколо вертикальної осі (см. рис. 22) відцентрові сили прагнуть зірвати котки, а у разі їх неурівноваженості вертикальний вал може зігнутися, але відцентрові сили при цьому не чинять впливу на матеріал, що знаходиться в чаші.

У бігунів з чашею, що обертається, спокійніший хід, але відцентрові сили відкидають матеріал до периферії, крім того, у цих бігунів велике навантаження на упорний підшипник (маси котків і чаші).

Переваги бігунів в порівнянні з валковими дробарками: можна завантажувати значно великі шматки матеріалу; простіше регулювати тонкість подрібнення; покращуються пластичні властивості глиняних матеріалів із-за багатократної дії котків. Недоліки бігунів : громіздкість; складніший ремонт; підвищена питома витрата енергії на одиницю маси матеріалу, що переробляється.

Рис. 2. Типи бігунів

3.2. Конструкції бігунів

До бігунів з нерухомою чашею і котками, що обертаються навколо вертикальної осі, відносяться бігуни безперервної дії (рис. 24, а і б), вживані для подрібнення, перемішування і зволоження глиняних мас з вологістю 15-16%.

На чавунних колонах 4 (рис. 24, а), пов'язаних хрестовиною 1, встановлена чавунна чаша 11, маточина якої сполучена з бортом радіальними ребрами. До ребер кріпляться сталеві плити 16 з овальними отворами перерізом 16(50 мм. До центрального валу 21, що спирається на підп'ятник 2, прикріплена головка 13 (рис. 24, а і б), яка передає обертання від валу 21 каткам 12. Головка має отвори для вертикального валу 21, осей 32 і 14, кривошипів 24. На різних відстанях від вертикального валу на осі 15 кривошипів надіті котки 12. Каток (рис. 24, б) складається з корпусу 26 і чавунного бандажа 27, який кріпиться клинами 28, стягуваними болтами. Бандаж вибілюється на глибину до 30 мм. скребки, закріплені на кронштейні 25, очищають поверхню котків. Ширина b_к катка бігунів може бути визначена із співвідношення , а діаметр чаші .

До головки 13 прикріплені: скребки 29, що очищають борт, скребок 31, що очищає маточину чаші, а скребки 33 і 30, що амортизуються пружинами 34, очищають плити і направляють глину під котки. Вода по водопроводу 35 (рис. 24, б), до якого приварена запобіжна зона 36, поступає в резервуар 37 і по трубах 39 і 38 через ряд дрібних отворів подається на глину. Резервуар і поливальні труби кріпляться до головки 13 і обертаються разом з нею, а водопровідна труба нерухома.

Рис. 24. Бігуни з нерухомою чашею і котками, що обертаються навколо

вертикальної осі: а - загальний вигляд; б - вузли

Рис. 24. (Продовження)

Привід бігунів (рис. 24, а і б) складається з електродвигуна 8, редуктора 9, конічних шестерень 3 і 20, валу 5 пружної втулкової муфти 22, зрівняльної муфти 7 і багатодискової муфти зчеплення 23. Включення здійснюється ручкою 10. На шестерні 20 закріплена тарілка, що складається з двох напівдисків, 19, .що має перегородку 6 з вікном для розвантаження. Скидаючу дугу 18, прикріплену до кронштейна 17, можна опускати, піднімати і повертати. Маса, оброблена і продавлена крізь отвори в подових решітках, поступає на тарілку 19 і по скидаючій дузі 18 виходить через розвантажувальне вікно.

Бігуни з рухливою чашею і котками, що обертаються тільки навколо власних осей, бувають з кам'яними і металевими котками і подом.

Бігуни (рис. 25) безперервної дії з металевим подом і котками призначені для подрібнення сухих (напівсухих) глин, шамота, польового шпату, доломіту, кварцу і інших матеріалів. Чаша 13 бігунів закріплена на вертикальному валу 4 і приводиться в обертання від електродвигуна 10 через клинопасову передачу 9 і пару конічних шестерень 5. Котків 6 надіті на горизонтальні осі 7, кінці яких встановлені в повзунах 8 і втулці 11. Повзуни 8 переміщаються по направляючих 1 станини 2. Під котками чаша викладена плитами, а по периферії - решітками 12 з отворами діаметром 5-10 мм.

Подрібнений матеріал скребками 18 направляється на решітки 12. Матеріал, що не пройшов крізь отвори в решітках, скребками 17 підгрібається під котки, а що пройшов крізь решітки потрапляє в кільцевий піддон 15, закріплений на кронштейнах 16. Скребки 14 переміщають матеріал до розвантажувального отвору. Бігуни закриті металевим кожухом 3. У цих бігунах міра подрібнення регулюється установкою решіток з необхідною величиною отворів і тривалістю перебування матеріалу під котками.

Рис. 25. Бігуни безперервної дії з чашею, що обертається

Бігуни (рис. 26, а) безперервної дії з кам'яними котками і подом застосовують в тих випадках, коли забруднення подрібнюваних матеріалів залізною тирсою абсолютно неприпустимо. Вони мають литу станину 1, кам'яний під 2 і кам'яні котки 3. Останні надіті на осі кривошипів, протилежні осі 4 яких шарнірно сполучені із станиною. У іншому бігуни як по пристрою, так і по роботі подібні розглянутим.

Рис. 26. Бігуни з рухливою чашею і котками, що обертаються тільки навколо власної осі, :

а - з розвантаженням через решітки і натисненням котків на матеріал; б - з відцентровим розвантаженням матеріалу через щілину і з додатковим пневматичним або гідравлічним натисненням на котки

У бігунах (рис, 26, б) з додатковим пневматичним або гідравлічним натисненням на котки і відцентровим розвантаженням сила Р, що створюється в результаті подачі під тиском води або повітря в циліндр 2, через поршень 1 і шток 3 передається важелю 4, при цьому сила Р\ натиснення катка, надітого на вісь 5, зростає:

(Н, кгс)

(11)

де а і b - плечі важеля.

У таких бігунах можна застосовувати котки значно меншої маси і регулювати силу їх натиснення на матеріал. Бігуни витрачають приблизно на 50% менше енергії, чим бігуни інших конструкцій. Кутова швидкість подової тарілки складає 40-60 об/хв. Відцентрове розвантаження призводить до значного збільшення продуктивності бігунів (40-70 т/ч). Болти 6 утримують над чашею котки, що зменшує пусковий момент бігунів і знос котків при холостому ході. Подрібнений матеріал відцентровою силою відкидається до борту 8. При цьому скребки направляють під котки великі шматки матеріалу для повторного .подрібнення, а частки потрібної тонкості проходять через регульовану щілину 7 в кільцевий піддон 10 і віддаляються з нього скребкими 9.

Бігуни змішувачі з регульованим пружинним натиском на котки (рис. 27) знайшли широке поширення для змішування компонентів різних керамічних і вогнетривких мас, напівсухих глин, шамота, польового шпату, бокситової руди, мартенівського шлаку, динасового бою і інших матеріалів.

Рис. 27. Бігуни змішувачі з регульованим пружинним натиском

До зварної опорної рами 1 кріпляться стійки 17 з рамою 13 і корпус 3 опорні підп'ятники, на які спирається вертикальний вал 9; протилежний кінець валу встановлений в підшипнику 8. На валу 9 двома шпонками закріплена сталева чаша 2, броньована зносостійкою сталлю. До стійок 17 жорстко прикріплені масивні осі 16 і 4, з вільно надітими на них важільними рамами 22, кінці яких регулювальними болтами 23 спираються на осі 16 і 4. Котки 14 із змінними сталевими бандажами надіті на підшипники, закріплені на осях 15, кожна з яких жорстко закріплена в підшипниках важільної рами. З кришкою підшипника стержнем 10 шарнірно сполучений пакет ресор 11, які гвинтовими стягуваннями 12 скріплені з нерухомими осями 16 і 4. Обертаючи гайки стягувань, можна регулювати тиск пружин через осі 15 на котки, а котків - на матеріал. Додатковий тиск на кожен каток, що передається ресорами, вказується на стягуваннях: 0; 500; 1000; 1500 і 2000 кгс.

Привід вертикального валу і чаші бігунів здійснюється від електродвигуна 5 через клинопасову передачу, пару конічних шестерень 6 і пару циліндричних шестерень 7. Передача обертання від чаші до котків відбувається в результаті виникаючих сил тертя.

Скребки 21 подають матеріал під котки, а скребок 20 розвантажує чашу. При включенні електродвигуна 18 черв'ячне колесо редуктора 19 піднімає або опускає шарнірно закріплений скребок 20. Суміш, упираючись в нерухомий скребок, перевалюється через борт чаші, що обертається. На Семилукском вогнетривкому заводі для підйому і опускання скребка змонтований пневмо-підйомник.

Бігуни герметично закриті кожухом, в якому є два патрубки для подачі матеріалу і один для аспірації.

Завдяки тому, що між котками і подом чаші регулювальними болтами 23 залишають зазор 1-75 мм, полегшується пуск бігунів, знижується витрата енергії, зменшується знос плит і бандажів, унеможливлюється роздавлення часток або шматків необхідної фракції. В результаті застосування регульованого ресорного (пружинного) натиску матеріал в бігунах ретельно перемішується і до необхідної міри ущільнюється. У бігунах деталі, що обертаються, спираються на підшипники кочення і мають верхній спрощеніший привід.

На сучасних заводах бігунні установки змішувачів працюють автоматично. Шість-сім бігунних установок обслуговуються одним оператором. З бункерів окремо глина і шамот шнековими живильниками подаються в мірні вагові бункери, які при опусканні включають механізми. Останні здійснюють наступні операції: 1) відкривають затвори вагових бункерів, з яких глина і шамот висипаються в чашу бігунів; 2) через певний час в суху перемішувану масу автоматично подають шлікер. За даними Семилукского заводу, тривалість перемішування багатошамотної суміші складає 6-7 хв, а масу одного замісу - 700 кг (у бігунів СМ- 115 200-300 кг). Розвантаження бігунів автоматичне: маса через борт чаші поступає в бункер, потім тарілчастим живильником подається на транспортер, а транспортером - в бункери пресів. Технічні характеристики бігунів дані в таблиці. 7.