Файл: Авилов Г.В. Изготовление магнитных лент для кинематографии.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 0
снижению электроакустических свойств, ухудшает каче ство отдачи высокой частоты и приводит к общей низкой чувствительности.
Флоккулядия (хлопкование) или агломераты частиц приводят к повышенным собственным и модуляционным уровням шумов.
Основная цель процесса диспергирования — создание хорошей дисперсии порошка в суспензии. При дисперги ровании ферромагнитного порошка происходит дезагре гация его частиц и адсорбция на их поверхности связую щего вещества и других ПАВ, находящихся в системе, а также более или менее сильно выраженное структурообразование, которое может зависеть от взаимодействия частиц ферропорошка как между собой, так и с молеку лами связующего вещества.
Качество диспергирования и свойство суспензии — важнейшие предпосылки для создания однородной кон систенции слоя и обусловливающие величину коэффици ента объемного заполнения и качество поверхности рабо чего слоя ленты.
Выбор размалывающего аппарата для диспергирова ния имеет большое значение.
Тонкое диспергирование можно производить механиче ским помолом, используя струйные, вибрационные, валь цевые, коллоидные, шаровые мельницы, мельницы колло идно-вибрационного помола [97].
Для осуществления тонкого и тончайшего помола при меняют машины, в которых используются различные ме ханические воздействия: раздавливание, удар, сдвиг, ис тирание, резание, разрыв. В измельчателях практически всегда сочетаются два и более видов указанных воздей-" ствий. Как правило, для измельчения хрупких материа лов используют раздавливание и удар, пластичных — сдвиг, вязких —истирание, волокнистых — разрыв и ре зание.
Рациональная область применения вибрационных мельниц — измельчение материалов до частиц размером 0,1—30 мкм при мокром помоле. Вибромельница пред ставляет собой корпус, заполненный на 70—90% мелю щими телами и измельчаемым материалом. Корпус ее опирается на упругую подвеску и приводится в частые круговые колебания в плоскости, перпендикулярной оси вращения приводного вала. Стенки корпуса сообщают частые импульсы мелющим телам, и последние соверша ют сложные движения со значительными ускорениями,
69
что обусловливает высокую интенсивность рабочего про цесса.
В струйных мельницах (рис. 19), где измельчение осу ществляется без мелющих тел за счет энергии потока сжатого газа или перегретого пара, почти полностью ис ключается загрязнение измельчаемого материала. Эти мельницы способны выдавать продукты с дисперсностью, измеряемой десятками микрон и микронами в узких гра ницах гранулометрического состава.
Вследствие большого расхода сжатого газа и необхо димости установки мощных пылеулавливающих устройств
Рис. 19. |
Установка |
с |
противоточной |
струйной мельницей: |
|
/ — бункер, |
2 —дозатор, |
3 — сопло, 4 — |
электронная |
камера, |
|
5—помольная камера, |
|
6 — классификатор, |
7— циклон |
со сбор |
|
|
ником, |
8— фильтр, Р — вентилятор |
|
||
область применения струйных мельниц ограничивается измельчением относительно дорогостоящих материалов.
Как указывают Т. Дэдель [49], Е. Шмидт и Е. Франк [174], для достижения требуемой дисперсности ферромаг нитной суспензии наиболее эффективен способ размола ферропорошка в металлической шаровой мельнице со стальными шарами различного диаметра или в фарфоро вой мельнице с шарами из флингласа. Рабочее время размола может значительно изменяться в зависимости от величины шаровой мельницы, типа размалываемого фер ропорошка, вязкости смеси и т. п.
Ч. Киттель указывает, что постепенное возрастание коэрцитивной силы по мере уменьшения размеров частиц установлено опытным путем, однако в процессе дисперги рования ферропорошка в шаровой мельнице этого не на-
' 7 0
блюдается. Сила удара стальных шаров в шаровой мель нице оказывает очень небольшое влияние на изменение величины ферромагнитных частиц, так как размеры час тиц уже сами по себе настолько малы, что уменьшать их каким-либо механическим способом почти невозможно. В шаровой мельнице происходит процесс тщательного диспергирования и увлажнение частиц ферропорошка.
Наряду с диспергированием находящегося в мельнице материала может иметь место износ металла трущихся частей мельницы, что сильно засоряет суспензию.
В литературе имеются указания о том, что при цир куляции воздуха износ больше, чем в случае, когда перетир производится без доступа воздуха. Значительно мень ше износ получается при перетире в атмосфере инертного газа, что и используется на практике большинством пред приятий.
Эффективность работы шаровой мельницы зависит также от выбора материала и формы шаров. Приведем результаты некоторых исследований [143]. Оказалось, что лучшим материалом для шаров является не сталь, а окись алюминия. Этот материал очень тверд, обладает высоки ми абразивными свойствами и, следовательно,' меньше засоряет порошок веществом перемалываемых шаров. Поверхность шаров из окиси алюминия гладкая, без тре щин и в случае загрязнения легко поддается очистке.
Вместе с тем оказалось, что шаровая форма далеко не лучшая. Более эффективна форма, близкая к цилиндри ческой, так как область соприкосновения между отдель ными цилиндриками значительно превосходит возможные участки соприкосновения между шарами.
В. О. Солиенко с сотрудниками [148] провели исследо вание химического состава, объемного веса, геометриче ских параметров, механических свойств (устойчивость к износу и удару), а также определения pH ряда неметал лических мелющих тел, представляющих собой синтетиче ские сплавы (табл. 17).
Знание качества мелющих тел позволяет избежать применения тех из них, которые отрицательно влияют на качество изготовляемой продукции. Факторы, влияющие на эффективность работы шаровых мельниц, согласно указанию Г. Ф. Пэйна [129]), следующие:
1)скорость вращения шаровых мельниц,
2)относительный объем шаров и суспензии,
3)размер и плотность шаров,
4)вязкость суспензии.
71
Материал мелющих тел
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СИНТЕТИЧЕСКИХ МЕЛЮЩИХ ТЕЛ
Содержание в материале, %
g |
d |
d |
О |
о |
О |
о |
о |
о |
X |
< |
и. |
S |
|
||||||
5> |
в |
|
|
N |
с? |
а. |
Т а б л и ц а 17
|
ОЗъемный вес, г/см3 |
Коэффициент истирания |
Бакор |
11,1 |
63,2 |
0,1 |
0,1 |
0,9 |
— |
— |
21,7 |
— |
0,8 |
8,40 |
3,50 |
0,025 |
Мак |
5,88 |
7,1 |
1,6 |
19,8 |
19,8 |
— |
— |
— |
— |
1,4 |
8,20 |
2,75' |
0,065 |
Диопсцидит |
56ѵ 37 |
0,84 |
0,55 |
31,21 |
9,46 |
0,12 |
0,42 |
— |
2,8 |
— |
9,25 |
2,85 |
0,100 |
Литой базальт |
58,7 |
0,2 |
1,2 |
23,3 |
8,6 |
— |
— |
— |
1,4 |
0,8 |
8,45 |
2,90 |
0,150 |
Уралит |
22,6 |
70,1 |
0,82 |
1,6 |
1,88 |
1,06 |
0,42 |
— |
— |
— |
8,30 |
3,00 |
0,02 |
Фарфор |
66,4 |
26,46 |
0,69 |
0,9 |
0,4 |
3,72 |
1,33 |
|
|
|
9,20 |
|
|
На размалывающее действие шаров влияет скорость вращения мельницы. При очень большой скорости шары прижимаются к стенкам, и размола не происходит, при малой скорости шары перемещаются лишь по нижней ча сти барабана, при этом их размалывающее действие не значительно.
Оптимальной будет такая скорость вращения, при ко торой шары поднимаются до верхней точки барабана и падают на размалываемый материал. В этом случае раз мол происходит наиболее интенсивно.
Скорость вращения шаровых мельниц составляет 50—60% от критической скорости, т. е. скорости, при которой центробежные силы, действующие на загрузку, уравновешиваются центростремительными силами.
Н. Фишер [196] выражает отношение между критиче ской скоростью и диаметром мельницы следующим урав нением:
Yd
где |
S — критическая скорость; |
К — постоянная; |
D — |
|||
диаметр. |
|
|
|
|
||
|
В. Н. Когхилл и Ф. Д. Деванез [197] рассчитали |
крити |
||||
ческую скорость |
вращения в |
зависимости |
от радиуса |
|||
мельницы по формуле: |
|
|
|
|||
|
|
54,18, |
|
|
||
|
|
VT |
|
|
42,2 |
|
где |
г — р а д и у с в |
футах, что |
соответствует |
5— |
||
^_ |
||||||
у D ,
если D — диаметр мельницы в метрах. Это означает, что критическая скорость вращения мельницы диаметром 1,83 м должна быть:
S = _ ^ L = |
31,3 об/мин. |
/1,8 3 |
|
50% от 31,3=16 об/мин, |
60% от 31,3 = 19 об/мин. Если |
такая мельница вращается со скоростью, превышающей Гб—19 об]мин, то центробежная сила будет отбрасывать загрузку к периферии мельницы и диспергирование про исходить не будет.
А. Я. Дринберг [51] указывает, что шаровые мельницы (по Вильсону) при изготовлении эмалевых лаков враща^ ются обыкновенно со скоростью от 30 д*о 40 об/мин. Для
73
расчета числа оборотов мельницы в минуту приводится формула:
200
/ 2 , 5 4 d
где d— внутренний диаметр шаровой мельницы в метрах. Объем мелющих тел и объем суспензии в мельнице влияет на время перетира. Объем, занимаемый загружен ными в барабан мелющими шарами, масса и количество загружаемых шаров, а также общая поверхность их име
ют |
существенное значение для диспергирования суспен |
||
зии и определяются по формулам [148]. |
|||
|
Объем, занимаемый загруженными в барабан шарами: |
||
|
Ѵш = ——• |
N, |
|
|
|
6 |
|
где |
d — средний диаметр шара, |
см; N — количество за |
|
гружаемых шаров. |
|
|
|
|
Масса загружаемых шаров равна: |
||
|
|
6 |
|
где / — объемный вес шара, |
кг/см3. |
||
|
Количество загруженных |
шаров: |
|
|
Общая рабочая поверхность |
шаров: |
|
|
|
6 Р Ш |
|
•>обш dj
Для ускоренного перетира до определенной степени дисперсности стальные шаровые мельницы заполняют на 45—50% стальными шарами; суспензия должна слегка покрыть мелющие тела. Объем пустот между сфериче скими мелющими телами не изменяется в зависимости от их размера.
На практике минимальная загрузка суспензии состав ляет 40—45% от объема мельницы и может быть увели чена до 60%, но время перетира при этом значительно удлиняется. Установлено, что 40%-ная загрузка мельни цы суспензией требует удвоенного времени перетира по сравнению с минимальной загрузкой в 25%, а при 60%)-ной загрузке затрата времени на перетир увеличи вается в четыре раза.
74
