14, В чем заключается технологический расчет дробилок, разрушающих материал сжатием?

1.3. Основные конструкции и расчеты дробилок

 

Щековые дробилки (рис.1.3) применяются для крупного и среднего дробления. Куски сырья дробятся между подвижной и неподвижной щеками, на которых крепятся броневые плиты, часто рифленые в продольном направлении. Крупность кусков продукта определяется величиной зазора между плитами, которая регулируется перемещением распорных клиньев. Для предотвращения разрушения дробилки при попадании недробимых предметов (кусков металла) одну из нажимных плит делают клепаной. Различают дробилки с простым качанием подвижной щеки (ЩДП), где материал измельчается преимущественно раздавливанием, - и со сложным качанием (ЩДС), где кроме раздавливания происходит истирание материала. ЩДС более компактны, более производительны и менее энергоемки.

Достоинства щековых дробилок: простота конструкции, надежность, широкая область применения, компактность, удобство обслуживания. Недостатки: периодичность воздействия рабочего органа на материал, неполная уравновешенность движущихся масс. Для уменьшения шума и ударов, связанных с неуравновешенностью, дробилки устанавливают на тяжелых фундаментах и снабжают массивными маховиками.

Технологический расчет щековой дробилки.По заданной объемной () или массовой () производительности, начальной () и конечной () крупности кусков, насыпной плотности () материала определяются: угол захвата (), частота вращения приводного вала (), геометрические размеры, потребляемая мощность. На основе результатов расчета выбирается типоразмер стандартной дробилки и их необходимое количество.

Угол между щеками дробилки должен быть таким, чтобы куски материала при сжатии не выбрасывались из приемного отверстия (пасти) дробилки без разрушения, т.е. (см. рис.1.4) чтобы выталкивающая сила не превышала суммы удерживающих+, которые являются проекциями силы трения на направление действия силы, т.е., где- коэффициент внешнего трения материала, следовательно:, т.е.. Учитывая, что(- угол внешнего трения материала), получим:, т.е. угол захвата дробилки должен быть меньше удвоенного угла внешнего трения. Не рекомендуется выбирать машины с, т.к. при этом снижается степень измельчения материала. Угол захвата стандартных дробилок 15-25.

В большинстве стандартных дробилок используется шарнирно-рычажный привод и частота вращения приводного вала совпадает с частотой качаний подвижной щеки, которую определяют из следующих соображений:

- для высыпания из рабочей камеры материала, объем которого соответствует высоте , необходимо время;

- должно быть равно времени половины качания подвижной щеки=, где- число полных качаний в секунду;

- пренебрегая изменением угла захвата при качании, примем где- размах качаний щеки, тогда из равенства=следует:.

Основные размеры дробилки - это ее длина , ширина пасти, ширина выходной щелии высота передней стенки. Величинадолжна на 15-20% превышать размер наибольших кусков сырья:. Согласно рисунку,(обычно принимают),. Для определения величиныв мм рекомендована формула(для ЩДС=7,=0.1; для ЩДП=8,=0.26). Необходимая длина дробилки определяется заданной производительностью: за одно качание щеки из дробилки высыпается объем материала, равный, следовательно ее объемная производительность, где=0.2-0.6 - коэффициент разрыхления, а массовая -.

Потребляемую щековой дробилкой мощность рекомендуют определять по формуле: , где- к.п.д. дробилки (0.5-0.75).

Конусные дробилки(рис.1.5) применяют для крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления. Дробление осуществляется раздавливанием и истиранием в пространстве между двумя усеченными конусами - неподвижным корпусом и дробящей головкой, вал которой закреплен в стакане-экcцентрике. При вращении головка с одной стороны приближается к корпусу, разрушая куски сырья, а с другой - удаляется от него, обеспечивая высыпание продукта. Головки дробилок КМД имеют форму полного конуса, поэтому их называют грибовидными.

Дробилки ККД не имеют устройства, обеспечивающего безаварийный пропуск недробимых тел. Корпуса дробилок КСД и КМД соединяются с рамой мощными пружинами, которые при попадании в рабочую камеру недробимого тела растягиваются, увеличивая таким образом размер выпускной щели.

Преимущества конусных дробилок перед щековыми: непрерывное воздействие на материал, большая производительность, уравновешенность. Недостатки - большие габариты, повышенная энергоемкость.

Технологический расчет конусной дробилкиоснован на тех же исходных данных, что и щековой, и сводится к определению аналогичных характеристик (рис.1.6). Угол захвата (угол между образующими корпуса и головки) также должен быть меньше двух углов внешнего трения , частота вращения дробящей головки также определяется из условия равенства длительностей половины ее оборота и высыпания объема продукта, соответствующего высоте:. В данном случае, где амплитуда возвратно-поступательного движения головкипримерно равна удвоенному эксцентриситету вращения ее вала (10-40 мм), а углыив сумме образуют угол захвата, т.е.(в расчетах их обычно принимают равными (/2). Отсюда необходимая частота вращения вала дробящей головки.

Основные размеры дробилки, т.е. диаметры верхней и нижней части корпуса (,), головки (,) и их высота (), связаны с заданной производительностью. Объемная и массовая производительности конусной дробилки вычисляются по тем же формулам, что и для щековой с учетом того, что за одно круговое качание головки из рабочей камеры высыплется объем материала, равный, где- средний диаметр кольца материала сечением. Таким образом, определив по известным значениямиширину выходного кольца, можно по заданной производительности найти диаметр нижней части корпуса, а затем - диаметр нижней части головки. Значениевычисляется по одной из двух формул, аи- из решения системы уравнений.

Потребляемую конусной дробилкой мощность рекомендуют определять по формуле: , где,- предел прочности кусков материала при сжатии и модуль их упругости,. К.п.д. конусных дробилок=0.7-0.85.

Валковые дробилки применяют для среднего и мелкого дробления. Различают дробилки с гладкими (ДГ), рифлеными (ДР) и зубчатыми (ДДЗ) валками. ДР и ДДЗ применяются для среднего дробления, ДГ - для мелкого.

Наиболее распространены двухвалковые дробилки (рис.1.7), где материал измельчается в пространстве между вращающимися навстречу друг другу валками одинакового размера (в ДР и ДДЗ - раздавливанием и раскалыванием, в ДГ - раздавливанием и истиранием). Куски материала удерживаются между валками силами трения. Один из валков подвижен и прижимается к другому системой тяг с пакетом пружин (для безаварийного пропуска недробимых тел).

В одновалковых дробилках материал измельчается в пространстве между валком (зубчатым) и неподвижной плитой, многовалковые - это комбинации двух- и одновалковых, в которых материал дробится в несколько приемов. В валковых дробилках происходит однократное сжатие материала, что позволяет избежать переизмельчения продукта. Основной недостаток валковых дробилок - возможность перекоса зубчатой передачи при неравномерной загрузке и пропуске недробимых тел.

Технологический расчет валковой дробилкивключает определение угла захвата , диаметраи длинывалков, частоты их вращенияи потребляемой мощности. Значениенаходят из треугольника АВС (рис.1.8):, т.е., где- коэффициент захвата сырья. Максимально допустимое значениеопределяется условием отбрасывания частиц материала центробежными силами:, где- плотность материала. Величинунаходят по заданной производительности дробилки, полагая, что из выпускной щели выходит непрерывная лента продукта толщинойи шириной. Тогда за один оборот валков из дробилки выйдет объем материалаи ее объемная производительность составит, где 1.25 - коэффициент, учитывающий расхождение валков при дроблении. Потребляемую мощность рекомендуют определять по формуле:. К.п.д. дробилок с гладкими и рифлеными валками= 0.7, с зубчатыми -= 0.5.

Дробилки ударного действия применяют для измельчения материалов малой и средней прочности (известняков, гипса). Куски материала в них измельчаются механическим ударом, в результате которого кинетическая энергия движущихся тел переходит в энергию деформации и разрушения. Их отличает простота конструкции, малая металлоемкость, удобство обслуживания, высокая степень измельчения (до 50), что позволяет уменьшить число стадий дробления. Наиболее распространенные машины этого семейства - молотковые дробилки и пальцевые измельчители.

Куски сырья, подаваемые в молотковую дробилку (рис.1.9), подвергаются ударам молотков, шарнирно подвешенных к вращающемуся ротору. В процессе дробления частицы материала отбрасываются на отражательные плиты, соударяются между собой, вновь отскакивают к молоткам. Удаление продукта через колосниковую решетку сопровождается его истиранием. Шарнирная подвеска молотков предотвращает поломку дробилки при попадании недробимых тел.

Рабочие органы пальцевых измельчителей (дисмембраторов и дезинтеграторов) - два диска (корзины) с установленными по их периферии пальцами, причем пальцы одного диска проходят между пальцами другого (см.рис.1.10). В дисмембраторах вращается один диск, в дезинтеграторах - оба навстречу друг другу, частота вращения 500-900 1/мин. Их недостатки: повышенная энергоемкость, быстрый износ пальцев, большое пылеобразование, отсутствие устройств, предотвращающих поломки при попадании недробимых тел.

 16. Абсо́рбция (лат. absorptio от absorbere — поглощать) — поглощение сорбата всем объёмом сорбента. Является частным случаем сорбции.

В технике и химической технологии чаще всего встречается абсорбция (поглощение, растворение) газов жидкостями. Но известны и процессы абсорбции газов и жидкостей кристаллическими и аморфными телами (например, абсорбция водорода металлами, абсорбция низкомолекулярных жидкостей и газов цеолитами, абсорбция нефтепродуктов резинотехническими изделиями и т.п.).

Часто в процессе абсорбции происходит не только увеличение массы абсорбирующего материала, но и существенное увеличение его объема (набухание), а также изменение его физических характеристик – вплоть до агрегатного состояния.

На практике абсорбция чаще всего применяется для разделения смесей, состоящих из веществ, имеющих различную способность к поглощению подходящими абсорбентами. При этом целевыми продуктами могут быть как абсорбировавшиеся, так и не абсорбировавшиеся компоненты смесей.

Обычно в случае физической абсорбции абсорбировавшиеся вещества могут быть вновь извлечены из абсорбента посредством его нагревания, разбавления неабсорбирущей жидкостью или иными подходящими способами. Регенерация химически абсорбированных веществ также иногда возможна. Она может быть основана на химическом или термическом разложении продуктов химической абсорбции с высвобождением всех или некоторых из абсорбированных веществ. Но во многих случаях регенерация химически абсорбированных веществ и химических абсорбентов бывает невозможной или технологически/экономически нецелесообразной.

Явления абсорбции широко распространены не только в промышленности, но и в природе (пример - набухание семян), а также в быту. При этом они могут приносить как пользу, так и вред (например, физическая абсорбция атмосферной влаги приводит к набуханию и последующему расслоению деревянных изделий, химическая абсорбция кислорода резиной - к потере ею эластичности и растрескиванию).

Следует отличать абсорбцию (поглощение в объёме) от адсорбции (поглощения в поверхностном слое). Из-за схожести написания и произношения, а также близости обозначаемых понятий эти термины часто путают.

17. Классификация машин для помола материалов.

КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Для получения каменной крошки, щебня, дробленого песка или минерального порошка горные породы после их добычи из месторождений подвергают дроблению и измельчению при помощи специального оборудования. Там же, на перерабатывающих фабриках, осуществляют операции по фракционированию, обогащению, промывке заполнителей. При получении крупно-, средне - и мелкозернистых минеральных материалов образуются отходы. Особенно ценными отходами считаются побочные продукты при распилке и разделке природного декоративного камня (мрамора, гранита, кварцита и др.). На бетонных заводах при смешивании цемента с мраморной или гранитной крошкой изготавливают крупные блоки и декоративные плиты.

 

Измельчение горных пород осуществляют механическим, физическим и химическим путем. Механический способ наиболее распространен, в результате него материал разрушается в машине под воздействием рабочего органа. Нагрузки на материал могут действовать от раздавливания, истирания, излома удара и раскалывания. При раздавливании материал сжимается между двумя плоскими дробящими органами(а), при ударе — материал сталкивается с дробящим органом(б), при раскалывание — материал сжимается между расположенными друг напротив друга острыми гранями дробящих органов(в), при разламывании — материал сжимается между расположенными в шахматном порядке острыми гранями дробящих органов(г), при истирании происходит трение разрушаемого материала о дробящий орган(д). В реальных условиях эти нагрузки действуют на материал в различных сочетаниях. Механическим способом материалы измельчаются в дробилках и мельницах — это зависит от размеров исходного материала.

 

Классификация дробилок по конструкции и принципу действия:

а) щековые — материал дробится между двумя щеками под действием раздавливающих, раскалывающих и истирающих нагрузок;

б) конусные — дробление материала происходит между двумя коническими поверхностями, одна из которых совершает колебательные движения эксцентрично по отношению к другой под действием изламывающих, раздавливающих и истирающих нагрузок;

в) валковые — материал дробится между вращающихся навстречу друг другу валками под действием раздавливающих и истирающих нагрузок;ударного действия подразделяются на две группы : молотковые(г) и роторные(д). В молотковых дробление материала происходит вследствие ударов шарнирно подвешенных молотков, а также истиранием о стенки корпуса и колосниковую решетку. В роторных дробилках дробление материала происходит под ударами билов, которые жестко закрепляются на роторе, при ударе кусков об отбойные плиты, а также при соударении кусков.

 

Помольное строительное оборудование(мельницы) различно по конструкции и принципу действия. Барабанные мельницы — в них материал измельчается внутри вибрирующего или вращающегося барабана с помощью мелких тел (шары, стержни, ролики) или при соударении частиц материала между собой под действием истирающих и ударных нагрузок. Для них с повышенной скоростью движения рабочих органов — валковые, среднеходовые шаровые и роликомаятниковые, в которых процесс измельчения материала происходит между рабочим органом мельницы и каким-либо основанием путем частичного истирания и раздавливания. Мельницы для тонкого и сверхтонкого помола в строительстве не применяют.

18.Тепловые процессы Способы переноса тепла.