Расчет конусных дробилок

Конусные дробилки применяют для крупного, среднего и мелкого дробления горных пород различной прочности.

Камера дробления конусных дробилок образуется двумя усеченными конусами, вставленными один в другой. Наружный конус – неподвижный, а внутренний – подвижный, дробящий. Камера сужается сверху вниз и имеет одновременно зону сближения (сжатия) и зону отхода конусов (разгрузки). Обе зоны диаметрально противоположны и меняют свое положение в соответствии с вращением эксцентрикового вала дробилки. Верхнее сечение камеры дробления – приемное (загрузочное) отверстие, нижнее – выходная (разгрузочная) щель. Процесс дробления в конусных дробилках происходит непрерывно.

Основные параметры, характеризующие типоразмер конусной дробилки, совпадают с параметрами, характеризующими щековую дробилку. К ним относят нижний диаметр дробящего конуса D_К, средний диаметр дробящего конуса в зоне параллельности D_СР, нижний диаметр неподвижного конуса D_Н, угол захвата (угол между подвижным и неподвижным конусами) α, высота дробилки Н, минимальная ширина разгрузочной щели е, ход подвижного S, эксцентриситет r (рис. 2).

Методика расчета основных параметров конусных дробилок аналогична щековым дробилкам, так как условия дробления материала в них одинаковые. Для облегчения расчета примем D_СР = D_К, r = e, α = β₁ + β₂, причем β₁ > β₂ [2, 3] .

1. Определение объема материала, выходящего из дробилки за один оборот вала

, м³,

где D_К – нижний диаметр дробящего конуса, м; е – минимальный размер выходной щели, м; β₁ – угол наклона образующей внутреннего конуса, град; β₂ – угол наклона образующей наружнего конуса, град.

β₁

β₂

φ

α

D_К

D_СР

D_Н

Рис. 2. Схема к расчету конусной дробилки

2. Определение числа оборотов вала дробилки

– для конусных дробилок крупного дробления

, с^–1,

– для конусных дробилок среднего и мелкого дробления

, с^–1,

где φ – угол между образующей дробящего конуса и основанием, град; f – коэффициент трения материала о футеровку конусов, f = 0,3…0,35.

3. Определение объемной и массовой производительностей

, м³/ч,

, кг/ч,

где ρ^нас – насыпная плотность материала, кг/м³; k_Р – коэффициент разрыхления материала, k_Р = 0,3…0,4 – для прочного материала, k_Р = 0,41…0,65 – для непрочного материала.

4. Определение усилия дробления

, Н,

где S₁ – поверхность дробящего конуса, м²,

β₁

Рис. 3. Схема расчета поверхности дробящего конуса

, м²,

где l – образующая дробящего конуса, м; Н – высота дробилки, м.

Тогда

, Н.

5. Определение мощности электродвигателя конусной дробилки

, кВт.

Исходные данные к расчету конусных дробилок приведены в приложении 2.

Расчет роторных дробилок

Роторные дробилки относятся к дробилкам ударного действия. Они применяются в основном для крупного, среднего и мелкого дробления малоабразивных материалов малой и средней прочности (σ_СЖ ≤ 200 МПа).

Материал разрушается под действием механического удара рабочих органов (бил), которые насажены на ротор. Эти дробилки характеризуются высокой степенью дробления, высокой производительностью, простотой конструкции и более высоким качеством готовой продукции.

Роторные дробилки подразделяются одно- и двухроторные, нереверсивные и реверсивные, одно- и двухступенчатые.

Основными параметрами дробилок ударного действия являются диаметр D_Р и длина L_Р ротора.

Расчет проводится на основе движения и импульсов сил при соударении двух абсолютно упругих или неупругих тел [2, 3].

1. Определение критической окружной скорости ротора

, м/с,

где σ_Р – прочность материала на растяжение, Па; ρ^НАС – насыпная плотность дробимого материала, кг/м³; d – предельный минимальный размер, загружаемого в дробилку, материала, м.

2. Определение объемной и массовой производительностей роторной дробилки

, м³/ч,

, кг/ч,

где D_Р – диаметр ротора дробилки, м; L_Р – длина ротора дробилки, м,

, м;

υ_Р – окружная скорость ротора дробилки, м/с,

, м/с,

n – частота вращения ротора дробилки, об/мин; z – число рядов бил на роторе; k_β – коэффициент, учитывающий положение отражательной плиты роторной дробилки, k_β = 1,3 – при опущенной плите; k_β = 5,2 – при полностью поднятой.

Если значение υ_Р больше значения υ_КР, тогда в формулу расчета объемной производительности необходимо подставить значение υ_КР, т.к. окружная скорость ротора не должна превышать критическую.

3. Определение мощности электродвигателя роторной дробилки

, кВт,

где W_ДР – энергитический показатель, зависящий от вида дробимого материала, (Вт·ч)/м²; i – степень дробления роторной дробилки, i = 10…15 – для однороторной дробилки, i = 30…40 – для двухроторной дробилки; D_СВ – средневзвешанный диаметр дробимого материала, м; η_ДР – КПД дробилки, η_ДР = 0,75…0,95;η_ПР – КПД привода дробилки, η_ПР = 0,9…0,95.

Исходные данные к расчету роторных дробилок приведены в приложении 3.