Дробилки 2 (курсовая, расчёт)

V = 60πnblD = k0nbD2 , м3/ч,

бенно если профиль специально так запроектирован. Следует также учитывать разное разрыхление материала в рабочей зоне по мере понижения уровня сечений, в незабивающихся профилях коэффициент разрыхления непрерывно возрастает к разгрузочному уровню.

Следовательно, максимальная производительность дробилки определяется произведением объемной пропускной способности критического сечения и насыпной плотности дробимого материала. Если критическое сечение находится на уровне входа в параллельную зону, то производительность должна зависеть от площади этого сечения и, следовательно, от ширины выпускной щели. По каталогам заводов-изготовителей производительность дробилок ставится в прямую зависимость от ширины выпускной щели и поэтому для данного типоразмера дробилки можно говорить об удельной производительности на 1 см ширины щели.

Упрощенно объемную теоретическую производительность можно рассчитать из следующих соображений. Если обозначить продвижение материала в рабочей зоне за один оборот эксцентрика через x, то из дробилки выпадет кольцо материала объемом

V = xbπDc

где b – ширина выходной щели;

Dc – диаметр окружности, описываемой центром тяжести прямоугольника ABCD (рис. 9).

Для упрощения можно принять Dc = D , где D – диаметр основания конуса, что даст незначительную ошибку. Если принять, что длину параллельной зоны l

материал проходит за один или два оборота, т. е. x = l или x = 2l , а l можно при-

нять пропорциональной диаметру конуса, т. е. l = kD, где k – конструктивный параметр дробилки, то теоретическая объемная производительность дробилки

(23)

где n – частота качаний конуса в 1 мин; b, l и D – взяты в метрах;

31

k и k0 – коэффициенты пропорциональности.

Переход к массовой производительности затруднен неизвестностью коэффициента разрыхления в момент разгрузки. Действительная производительность дробилок типов КСД и КМД колеблется в широких пределах в зависимости от крепости и крупности руды, ее влажности, глинистости и схемы дробления. Приводимые в каталогах производительности относятся к усредненным условиям. Средние удельные производительности дробилок приведены в табл. 5, в которой производительность для замкнутого цикла дана по материалу, прошедшему через дробилку, т.е. по исходному питанию плюс циркулирующая нагрузка.

Зависимость удельной производительности от частоты качаний и диаметра основания конуса приблизительно прямо пропорциональна произведению nD2 , входящему в формулу (23). Ориентировочные поправки к производительности на крепость руды, влажность и крупность даны в табл. 6.

Таблица 5 Удельная производительность конусных дробилок типов КСД и

КМД [7], м3/(см·ч)

Типоразмер	Открытый	Типоразмер	Открытый	Замкнутый цикл по ма-
дробилки	цикл	дробилки	цикл	териалу, проходящему
				через дробилки
КСД-1200	35	КМД-1200	60	80
КСД-1750	60	КМД-1750	110	145
КСД-2200	110	КМД-2200	205	270
КСД-2500	130	КМД-2500	270	350
КСД-3000	175	КМД-3000	390	500

Примечание. Влияние крепости, влажности и крупности руды учитывается поправочными коэффициентами (табл. 6).

32

													Таблица 6
			Поправочные коэффициенты на условия дробления
					Крепость руды по шкале проф. Протодьяконова
	Поправочный		Некрепкая (мяг-			Средней крепо-			Крепкая (твер-			Особо крепкая
	коэффициент		кая) 5-10			сти 10-15			дая) 15-18			(весьма твердая)
													18-20
	Поправка	на		1,2			1,0			0,95			0,90
	крепость	ру-
	ды kf
	Влажность		4-5		6	7		8	9		10	11
	руды, %
	Поправка	на	1		0,95	0,9		0,85	0,8		0,75	0,65
	влажность
	(при наличии
	комкующейся
	мелочи) kвл
	Содержание в		5			20			40			60		80
	питании
	классов
	крупнее	по-
	ловины	при-
	емного	от-
	верстия, %
	Поправка	на	1,10			1,05			1,0			0,95		0,89
	крупность kкр

Потребная мощность электродвигателя

Для дробилок типов КСД и КМД мощность двигателей приблизительно прямо пропорциональна производительности, т.е. произведению nD2 [см. формулу (23)]:

N ДВ ≈ 0,21nD2 ,

(24)

где D дано в метрах, а n в оборотах в минуту.

Средняя потребляемая мощность составляет от 50 до 75% мощности электродвигателя.

Дробилки выбираются по ширине загрузочного отверстия и по производительности при заданной ширине выходной щели.

Дробилки типов КСД и КМД поставляются с электродвигателями, мощность которых определяется заводом для каждого типоразмера. Поэтому проверка мощности, как это делается для дробилок крупного дробления, не производится.

33

							Таблица 7
		Результаты измерений и расчетов
ККД	α, град	γ1, град	γ2, град	n, мин-1	Q, т/ч	NДВ, кВт
КСД	α, град	γ, град	n, мин-1	Q, т/ч	NДВ, кВт	l, м	b, м
КМД	α, град	γ, град	n, мин-1	V, м3/ч	NДВ, кВт	l, м	b, м

Последовательность выполнения лабораторной работы

1.Ознакомиться с описанием работы и инструкцией по технике безопасности.

2.Изучить устройство и принцип действия конусной дробилки.

3.Начертить кинематическую схему конусной дробилки.

4.Произвести все необходимые замеры: диаметра подвижного конуса D, угла захвата α, угла между образующей подвижного конуса в параллельной зоне и его основанием γ, ширины разгрузочного кольцевого отверстия дробилки b, м.

5.Произвести расчеты основных параметров конусной дробилки.

6.Все измерения и расчетные данные занести в табл. 7.

7.Привести в порядок рабочее место.

34

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МОЛОТКОВЫХ ДРОБИЛОК

Цель работы: изучить область применения, конструкцию и принцип действия молотковой дробилки; ознакомиться с методикой расчета производительности и потребляемой мощности молотковой дробилки и определить данные величины.

1.Область применения, устройство и принцип действия

молотковых дробилок

Молотковые дробилки относятся к дробилкам ударного действия, т.е. материал разрушается механическим ударом, причем кинетическая энергия движущихся тел (в данном случае молотков) полностью или частично переходит в энергию их деформации и разрушения.

Молотковые дробилки в ПСМ используют для среднего и мелкого дробления материалов средней прочности. Размер готового продукта регулируется изменением частоты вращения ротора, количеством и формой молотков, зазором между колосниками и расстоянием между молотками (в нижнем положении) и окружностью колосниковой решетки.

Молотковые дробилки классифицируются по следующим признакам:

-по количеству валов: дробилки однороторные, у которых диски с молотками посажены на один горизонтально расположенный вал, и двухроторные – диски с молотками посажены на два горизонтально расположенных вала, вращающихся навстречу друг другу,

-по расположению молотков: дробилки однорядные (для мелкого дробления твердых пород и грубого помола мягких материалов), молотки которых располагаются в одном ряду, а также дробилки однорядные, одновальные и двухвальные, с молотками, подвешенными на ротор в несколько рядов.

35

Из молотковых дробилок различных типов наибольшее распространение получили однороторные нереверсивные дробилки. Технические характеристики некоторых типов однороторных молотковых дробилок приведены в табл. 8.

Таблица 8 Технические характеристики однороторных молотковых дробилок

	Показатель	С-218А	СМ-431	СМД-97А	МД-90А
	Производительность при дробле-	4	23	19	28
	нии каменного угля, кг/с
	Диаметр ротора, мм	600	800	2000	2000
	Длина ротора, мм	400	600	2000	3000
	Наибольший диаметр загружаемо-	150	250	600	600
	го материала, мм
		21	17	8	6
	Частота вращения ротора, с-1	25	22	10	10
		33	25
		20	55	630	1000
	Мощность электродвигателя, кВт	28	75	800	1250
		40	100
	Габаритные размеры, мм:
	длина	1100	1350	4000	4000
	ширина	1100	1400	4200	5500
	высота	1150	1250	3100	3100
	Масса (без электродвигателя), кг	1,5	3	45	60

Устройство молотковой дробилки

Молотковая дробилка состоит: из корпуса 1, ротора 2, молотков 3, отбойных плит 4, колосниковой решетки 5 и привода, включающего электродвигатель и клиноременную передачу (рис. 10).

36

Рис. 10. Схема молотковой дробилки

Корпус изготовлен из стальных листов. Внутренние стенки корпуса в зоне камеры дробления облицованы сменными плитами из износостойкого материала.

Для регулировки крупности готового продукта использован отбойный брус, установленный в специальных направляющих, перемещаемый и фиксируемый с помощью винтов. Колосниковая решетка шарнирно подвешена на оси, укрепленной в корпусе дробилки. Щели между колосниками делают расширяющимися в сторону разгрузки под углом 10–20° и наклоненными к радиусу ротора под углом 40–50° в сторону движения материала. Это обеспечивает переработку в дробилках материалов повышенной влажности, без забивания щелей колосниковых решеток. Число рядов молотков на роторе определяется размерами и его назначением. Вал ротора опирается на два вынесенных из корпуса дробилки и установленных на специальные кронштейны подшипника.

Принцип действия дробилки

Исходный материал загружается в дробилку сверху, под действием силы тяжести свободно скользит по лотку и попадает на быстро вращающийся ротор. Под действием силы удара кусок разрушается и его части отбрасываются на футеровку и колосники, образующие камеру дробления. Ударяясь о футеровку, материал дополнительно измельчается и вновь попадает в зону действия мо-

37

лотков. Это повторяется многократно, до тех пор, пока куски, достигнув определенной крупности, не выйдут из щели колосниковой решетки.

Кроме того, кусок материала под воздействием эксцентричного удара начинает вращаться вокруг своего центра тяжести со скоростью, близкой к скорости рабочего органа дробилки, и разрушается от действия центробежных сил, так как при этом в куске материала возникает напряжение, превышающее предел прочности при растяжении.

Таким образом, в молотковых дробилках куски материала измельчаются, во первых, от удара быстродвижущихся молотков, во вторых, от соударения кусков материала друг о друга, в третьих, от удара о неподвижную футеровку камеры дробления и под действием центробежных сил, в четвертых.

2.Расчет основных параметров молотковых дробилок

Процессы взаимодействия рабочих органов с измельчаемым материалом в мельницах ударного действия весьма сложные. Энергия при работе этих мельниц расходуется на удар молотка о материал, на преодоление трения молотка о слой материала, на работу ротора как вентилятора и другие потери. Математически описать эти процессы трудно из-за неопределенности вида удара (упругий или неупругий, центральный или скользящий и т. д.), непостоянства режимов работы вследствие изменяющихся условий подачи материала, крупности кусков и неоднородности физико-механических свойств дробимого материала.

Для расчета параметров молотковой дробилки целесообразнее пользоваться приближенными эмпирическими зависимостями.

Производительность молотковой дробилки Q, т/ч, определяется по формуле

V = L D e ,

(25)

где L – длина ротора, м;

D – диаметр ротора (диаметр окружности, описываемой концами молотков), м;

e – ширина щелей, мм.

38

Мощность двигателей молотковых дробилок находят по эмпирической зависимости

N = (0,1 0,15) i Q ,

(26)

где N – мощность двигателя, кВт;

i – степень измельчения материала;

Q – производительность дробилки, т/ч.

По тем же причинам трудно точно рассчитать рабочие органы молотковых дробилок на прочность. При ориентировочных расчетах в дробилках с шарнирными молотками нагрузка (Н) на стержень молотка и пальцы

T = K Д PИ ,				(27)
где KД – коэффициент динамичности приложения нагрузки;
PИ – центробежная сила инерции вращающейся массы молотка, Н;
P	=	G	ω 2 R ,	(28)
И		g

где G – сила тяжести массы молотка, Н ω – угловая скорость молотка, рад/с;

R – радиус центра тяжести массы молотка от центра вращения вала, м

При соударении молотка и материала молоток теряет скорость, а затем быстро разгоняется до номинальной. Ввиду этого нагрузка прикладывается, как бы мгновенно. При режимах, имеющих место при работе дробилок, коэффициент KД можно принять равным 1,8–2,0.

Замеры и расчеты заносят в табл. 9.

							Таблица 9
			Результаты замеров и расчетов
Диаметр ро-		Длина ро-		Производитель-	Мощность	i – степень		e – ширина
	тора D, м	тора L, м		ность Q, т/ч	N, кВт	измельчения		щелей, мм

Последовательность выполнения лабораторной работы

1.Изучить методические указания.

2.Изучить устройство и принцип действия молотковой дробилки.

39

3.Начертить кинематическую схему молотковой дробилки.

4.Произвести необходимые замеры, рассчитать производительность и мощность привода молотковой дробилки.

5.Все измерения и расчетные данные занести в табл. 9.

6.Привести в порядок рабочее место.

40