Машины и оборудование для измельчения материалов

     Главными  параметрами дробилки ударного действия являются диаметр и длина ротора, которые входят в ее условное обозначение.

     Билы  и молотки роторных и молотковых дробилок должны обладать высокой износостойкостью, выдерживать большие ударные  нагрузки и нагрузки от центробежных сил и легко заменяться. При  разработке конструкции бил и  молотков обеспечивается возможность их многократного использования.

     Машины  и оборудование для помола материалов. Важным технологическим процессом  при производстве минерального порошка, цемента, извести, исходного продукта для керамических изделий и др. является измельчение различных материалов до частиц размером не более десятых долей миллиметра. Энергоемкость процесса помола большая. Однако на измельчение материалов расходуется лишь часть энергии, потребляемой помольной машиной. Значительная часть ее теряется в виде теплоты, на изнашивание рабочих органов и др. Тонкому измельчению подвергаются большие массы материалов (сотни миллионов тонн). Поэтому важны работы по совершенствованию этого оборудования.

     В современном производстве для помола используют барабанные (шаровые и  стержневые), среднеходные, ударные, вибрационные и струйные машины. В барабанных мельницах материал измельчается внутри полого вращающегося барабана, в котором помещены мелющие тела (шары, стержни). При вращении барабана мелющие тела и материал сначала движутся по круговой траектории, а затем, отрываясь от стенки, падают по параболе. Помол материала осуществляется в результате истирания при относительном перемещении мелющих тел и частиц материала, а также ударов тел по материалу при падении их с некоторой высоты.

     Барабанные  мельницы классифицируют: по режиму работы - на мельницы периодического и непрерывного действия; по способу измельчения - сухого и мокрого помола; по способу  загрузки и разгрузки материалов - с загрузкой и разгрузкой через  люк, с загрузкой и разгрузкой через пустотелые цапфы, с загрузкой через цапфу и разгрузкой через стенки барабана.

     Барабан мельницы приводится во вращение через  зубчатый венец или через центральную  цапфу. Они могут работать в открытом или замкнутом цикле. В последнем  случае выведенный из мельницы материал подвергается сортировке (сепарации), и крупные частицы (негабарит) возвращается в мельницу на домол. Шаровые мельницы характеризуются внутренним диаметром барабана и его рабочей длиной.

     Вибрационные  мельницы могут работать в режимах сухого и мокрого помола. При непрерывном измельчении вибрационная мельница работает в замкнутом цикле.

     Струйные  мельницы целесообразно использовать для одновременной сушки и  помола сырьевых материалов, а также  для среднего измельчения хрупких  материалов с размерами частиц менее 5 мм до 10-40 мкм (остаток l...5% на сите № 0060) с производительностью 5...20 т/ч. Особенно 1ффективно их применение, когда недопустимо загрязнение материала металлическими частицами износа мелющих тел. Струйные мельницы классифицируют по технологическому назначению: с последовательным измельчением и разделением материала или с одновременным измельчением и разделением в одной камере; по виду энергоносителя: воздухо-струйные, пароструйные и газоструйные; по конструктивному признаку: сверхтонкого измельчения материала с вертикальной трубчатой или с плоской помольными камерами, а для тонкого измельчения с противоточной (эжекторной) камерой.

     В струйных мельницах частицам материала  кинетическая энергия передается совместным потоком газа, воздуха, пара или продуктов сгорания. Измельчение осуществляется либо при столкновении встречных потоков частиц, либо при их ударе об отбойную плиту. Некоторая доля частиц измельчается касательными ударами о внутренние поверхности установки при разгоне или транспортировке по трактам пневмоклассификационной системы. Сообщение частицам требуемой для разрушения скорости (200 - 400 м/с) осуществляется на относительно коротких участках. Поэтому струйные мельницы имеют сравнительно малые габариты. Их размеры и вес определяются в основном генератором энергоносителя, а также размерами классифицирующих и пылеосадительных устройств. Для струйных мельниц характерен значительный износ разгонного аппарата и отбойной плиты. С целью уменьшения износа участки, подвергающиеся интенсивному локальному воздействию, выполняются из высокопрочной абразивостойкой керамики или твердых сплавов. Простота устройства, отсутствие движущихся частей и существенных механических напряжений делает эти машины весьма долговечными.

     Мельницы  истирающе-срезающего действия. Процесс  измельчения в таких мельницах  основан на принципе самоизмельчения  истиранием (срезом). Измельчаемый материал располагается во вращающихся вокруг вертикальной оси камерах или  при вращающемся роторе по периферии неподвижной камеры и под действием центробежных усилий "прилипает" к стенкам, одновременно подвергаясь давлению. В контактной зоне происходит самоизмельчение материала срезом (истиранием).

     К достоинству таких мельниц следует  отнести: энергетически экономичный способ - самоизмельчение срезом; нечувствительность к крупным кускам материала, твердым включениям; сравнительно небольшие габариты; отсутствие фундаментов.

     В связи с высоким износом стенок помольных камер и рабочих  органов не рекомендуется применение мельниц истирающе-срезающего действия для измельчения высокоабразивных материалов. 
 

3. МАШИНЫ  И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ  И ОБОГАЩЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ 

     Машины  для сортирования материалов. Исходное сырье производства строительных материалов представляет собой неоднородную по крупности смесь, содержащую различные примеси и включения. В процессе переработки сырье необходимо разделить на сорта по крупности, удалить из материала примеси и включения. Принципы действия основного оборудования для этого механический, гидравлический и аэрационный. Наиболее распространенный способ сортирования сыпучих материалов - механический.

     Сортирование  производят на плоских или криволинейных  поверхностях с отверстиями определенного  размера. Такой процесс называется грохочением, а машины и устройства для этого - грохотами. Сыпучая смесь, поступающая на грохот, называется исходным материалом. Зерна материала, размер которых превышает размер отверстий поверхности грохочения, остаются на этой поверхности и называются надрешетными, или верхним классом; зерна материала, прошедшие через отверстия, - подрешетными, или нижним классом. Одна поверхность грохочения разделяет исходный материал на два класса. Если сортируемый материал последовательно проходит n поверхностей грохочения, то в результате получают n+1 классов.

     Просеивающей  поверхностью грохотов является колосниковая решетка, решето или сито, которые  располагаются горизонтально или  под углом к горизонту и  приводятся в колебательное состояние. Благодаря колебательным движениям  просеивающей поверхности материал, поступающий на нее, перемещается к разгрузочному концу грохота.

     Различают сухой и мокрый способы грохочения. При мокром способе исходный материал поступает на грохот в виде пульпы или в сухом виде и на грохоте  орошается водой. При таком грохочении материал не только разделятся по крупности, но и промывается.

     Процесс грохочения принято оценивать двумя  показателями: производительностью, т. е. количеством поступающего на грохот исходного материала в единицу  времени, и эффективностью грохочения - отношением массы материала, прошедшей сквозь отверстия сита, к массе материала данной крупности, содержащейся в исходном продукте.

     Грохоты с плоскими рабочими органами. Рабочей  частью грохота является просеивающая поверхность, которая может быть выполнена в вид сита (плетеной проволочной сетки), решета (стального листа с отверстиями или колосниковой решетки).

     Сита  различают по способу плетения, форме  ячейки (квадратная и прямоугольная), сечению проволоки (круглая и  специального профиля), форме проволоки (предварительно изогнутая и прямая). Сварное сито изготавливают на месте эксплуатации из стальных прутков диаметром 7-8 мм и размером ячеек 60-100 мм.

     Вибрационные  грохоты бывают легкие, средние и  тяжелые. По конструкции грохоты разделяют на гирационные, инерционные, самобалансные и резонансные.

     В промышленности строительных материалов используют средние и тяжелые  грохоты.

     Наиболее  эффективными опорами грохотов являются пневмобаллонные амортизаторы. Пневмобаллонные  опоры имеют нелинейную упругую характеристику, и с возрастанием колебаний при резонансе жесткость увеличивается. Один тип пневмобаллонной опоры при изменении внутреннего давления может быть использован для различных нагрузок при различных параметрах колебаний.

     Находят применение грохоты, у которых колебания просеивающей поверхности вызываются электромагнитным вибратором. В таких грохотах отсутствуют вращающиеся части, колебание сообщается только просеивающей поверхности, а короб (рама) остается неподвижным.

     Теория  грохочения базируется на вероятностном характере процесса прохождения зерна сквозь отверстие просеивающей поверхности. Шарообразное зерно вертикально падает на просеивающую поверхность с квадратными отверстиями. При этих условиях вероятность прохождении зерна сквозь отверстие будет определяться как отношение числа случаев m прохождения зерна сквозь отверстие к общему числу всех случаев n.

     Просеивание зависит от соотношения размеров зерна d и отверстия l зависит от их абсолютных размеров. Незначительное увеличение диаметра зерна d более 0,75l вызывает необходимость существенного увеличения числа отверстий на сите для прохождения его сквозь сито. 
 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 
 

1. Бауман  В. Л., Клушанцев Б.В., Мартынов  В.Д. Механическое оборудование  предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. – М.: Машиностроение, 1981. – 324 с.