Файл: Басов, А. И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов учебник.pdf

деление из корыта. Через отверстие 4 разгружается смешанный ма­

териал.

Подшипники валов 1 и 9 находятся снаружи корыта, на его тор­

цовых стенках. Создать герметичное уплотнение и избежать попада­ ния материала внутрь подшипника промежуточной опоры, установ­ ленной в зоне перемешивания, практически невозможно. Поэтому такие, подшипники малоработоспособны, быстро выходят из строя.

Валы изготовляют из круглой и квадратной стали марки Ст.5; валы длинных смесителей — из стальных труб, что позволяет при сравнительно малом весе иметь большой момент сопротивления по­ перечного сечения вала. Цапфы соединяют с трубой сваркой.

Производительность шнекового смесителя с плоскими лопастями ориентировочно определяют по формуле

в пределах 0,55—0,60;

г— число лопастей, приходящихся на один шаг винта; для двухвального смесителя прямоточного типа число лопастей удваивают;

b — средняя ширина лопасти, м;

352

а— угол поворота лопастей относительно оси вала;

п— число оборотов вала в 1 мин;

k— коэффициент, учитывающий частичный возврат массы в про­ цессе ее перемешивания, принимаемый обычно равным

0,85—0,90.

Производительность смесителя зависит также от свойств переме­ шиваемого материала, его зернового состава и однородности.

Качество перемешивания материала в шнековом смесителе об­ ратно пропорционально его производительности. Для более тщатель­ ного перемешивания уменьшают скорость прохождения шихты через смеситель, не снижая числа оборотов лопастных валов. В прямоточ­ ных смесителях это достигается уменьшением угла наклона лопастей. При необходимости более тщательного перемешивания пользуются противоточными смесителями, отличие которых состоит в том, что лопатки поставлены на валах таким образом, чтобы один вал (более быстроходный) подавал материал к разгрузочному отверстию, а дру­ гой — в обратную сторону. Производительность противоточных сме­ сителей значительно меньше, чем прямоточных.

В цветной металлургии применяют прямоточные смесители. Их конструкция проста в изготовлении и надежна в работе, имеет малое количество легко сменяемых деталей; характеризуется сравнительно легкой регулировкой производительности и качества смешения шихты; их можно хорошо герметизировать, поэтому они работают без выделения пыли. Значительная длина установки и сравнительно малая производительность. — недостатки существующих конструк­ ций лопастных смесителей.

Открытая зубчатая передача снижает к. п. д. привода (примерно иа 3—5%), усложняет и ухудшает обслуживание. Передача должна быть тщательно укрыта. В последних конструкциях предусматри­ вается самостоятельный привод для каждого вала, состоящий из электродвигателя и редуктора.

На рис. 187 показаны конструкции лопастей и их крепления. Литые лопасти 1 закреплены на трубе 2 (рис. 187, а) стержнем 3 с гайкой и защитным (от истирания) кольцом 5. Конструкция на рис. 187, б имеет сборные лопасти 4. Стержни лопастей закреплены

на валу гайками. При износе лопасть можно заменить, не снимая стержни. В зависимости от абразивности смешиваемого материала лопасти изготавливают из серого чугуна, высокохромистого износо­ стойкого сплава, углеродистой стали литыми или штампованными. Лопасти для увеличения стойкости наплавляют твердыми износо­ стойкими материалами.

Для обеспечения бесперебойной работы смесителей необходимо иметь неснижаемый запас рабочих узлов и деталей: один-два ком­ плекта лопастей и один-два лопастных вала в сборе (в зависимости от числа работающих смесителей).

При работе на сильно абразивных материалах днище короба футеруют листовой сталью, так как корпус истирается, несмотря на то, что между лопастями и днищем имеется слой материала, являю­ щийся как бы самофутеровкой днища,

23 А. И. Басов

Во избежание пылеобразовання короб смесителя закрывают плот­ ной крышкой. Загрузочная и разгрузочная воронки и их соединения с коробом смесителя также должны быть уплотнены.

Рис. 187. Лопасти смесителя:

а — литые на пустотелом валу: б — разъемные

Барабанный смеситель

Барабанный смеситель представляет собой широко распростра­ ненную конструкцию,основными частями которой являются цилиндри­ ческий барабан, вращающийся с небольшой скоростью; барабан установлен на опорных цилиндрических роликах. По такому прин­ ципу работают барабанные грохоты, сушилки, окомкователи, труб­ чатые вращающиеся печи и др.

Смеситель (рис. 188) состоит из цилиндрического барабана 7, свободно опирающегося двумя стальными бандажами 6 на опорные ролики 12. Ролики напрессованы на оси, установленные каждая

на двух подшипниках качения или скольжения (устаревшая кон­ струкция). Ролики с подшипниками находятся на общей сварной стальной раме под углом к вертикальной оси 30° (симметрично). С обеих сторон одного бандажа закрепляют упорные ролики 10,

которыми барабан удерживается от сползания с роликов, от падения. Привод смесителя представляет собой унифицированную кон­ струкцию: электродвигатель 1, редуктор 2 и зубчатая передача —

354

ведущая (подвенечная) шестерня 11 и зубчатый венец 5. Последний

закрепляется на барабане или, как показано на рис. 188, прибалчивается к бандажу, который жестко закреплен на барабане. Более подробно эта конструкция рассмотрена при описании трубчатых вра­ щающихся печей.

Материал барабанов — Ст.З, а бандажей и роликов — стальное литье 25Л—45Л. Для бандажей назначают более твердую, более

углеродистую сталь, чтобы повысить срок их службы. Ширина опор­ ных роликов должна быть на 20—40 мм (в зависимости от диаметра барабана) больше ширины бандажей.

Смеситель работает следующим образом. В горизонтально или слегка наклонно (под углом 2—5°) расположенный барабан подается материал по загрузочной воронке 4. Под воздействием силы трения

между материалом и барабаном, а также внутри самого материала, последний поднимается внутри вращающегося барабана на опреде­ ленную высоту; падая, он перемешивается. Готовый продукт выходит из барабана через противоположный конец в разгрузочную камеру 13 и транспортируется на дальнейшую переработку. По трубе 8 по­

дается вода, которая при помощи насадок (отверстий) разбрызги­ вается внутри барабана и увлажняет шихту.

Для повышения качества смешения материала устанавливают внутри барабана лопастной вал (шнек) 9 или закрепляют на барабане

лифтеры. В рассматриваемой конструкции смесителя шнек вра­ щается от общего привода через промежуточный вал 3. Устройство

шнека сходно с описанным ранее (см. рис. 16).

Опыт эксплуатации показывает, что при работе на глинистых вязких материалах шнеки и лифтеры забиваются, замазываются, а поэтому их применение рационально только при смешении нелипких материалов. Шнек и барабан должны вращаться в разные стороны, навстречу друг другу.

Опорные ролики воспринимают вертикальную и горизонтальную составляющие от веса барабана и материала. Горизонтальная сила стремится раздвинуть ролики. Для закрепления и регулировки роли­ ков предусматривают упорные болты.

Скорость вращения барабана выбирают в зависимости от физико­ механических свойств и гранулометрического состава шихты. Наи­ более эффективное смешение достигается тогда, когда поднятый материал отрывается от барабана, т. е. когда создается водопадный режим. Предельная скорость вращения, при которой возможен водопадный режим, определяется из равенства.

(67)

где п — число оборотов барабана в 1 мин; R — радиус барабана, м.

При дальнейшем повышении числа оборотов материал под дей­ ствием центробежной силы будет прижиматься к барабану и вра­ щаться вместе с ним. При малой скорости вращения материал будет перекатываться внутри барабана, т. е. создастся, так называемый, каскадный режим работы. В таком режиме работают при окатывании материалов.

При работе барабанных смесителей с зубчатым приводом и сталь­ ными опорными роликами создаются большие вибрации, усили­ вающиеся в результате неравномерного изнашивания поверхностей и неправильной эксплуатации. Основными причинами вибраций являются отклонения от геометрической формы рабочих поверхно­ стей бандажей, опорных роликов и зубчатой передачи; системати­ чески повторяющееся удары в зацеплении этой передачи; эксцен­ тричное расположение и периодическое осыпание материала внутри барабана. Устранить эти причины практически невозможно, так как они в той или иной степени неизбежно появляются, что обусловлено изготовлением, монтажом и эксплуатацией машины.

Вибрации опасны в смесительных установках, расположенных на большой высоте, например в агломерационных цехах на отметке 35—45 м выше уровня земли. В несущих конструкциях здания могут появиться недопустимые повреждения: трещины в сварочных швах, обрывы и др. Поэтому прибегают к различным средствам, понижа­ ющим влияние вибраций. Одно из них — применение предварительно напряженных резинометаллических амортизаторов, которые уста-

356

йайлйвают между барабайоМ й бандйЖамй, В соединениях зубчатого венца и между основной опорной рамой смесителя и дополнительной. В приводе устанавливают специальные упругие компенсирующие соединительные муфты с предварительно напряженными аморти­ заторами. Введение в конструкцию смесительной установки пере­ численных элементов, безусловно, усложняет и удорожает конструк­ цию и ее обслуживание.

Резина обладает замечательным свойством — поглощает энергию

Рис. 189. Схема барабанного смесителя с фрикционным приводом

дается фрикционной передачей в результате возникающего трения между барабаном и обрезиненными роликами 2. Ролики диаметром

1000 мм устанавливают под углом 30° к вертикали. С одной стороны барабана располагают восемь ведущих роликов, с другой — шесть поддерживающих опорных роликов (тоже обрезиненных). Ролики приводятся в движение от электродвигателя 7 через редуктор 6, эластичную муфту 5 и зубчатую 3. Оси роликов уложены на под­ шипниках качения 4.

Барабан установлен под углом 1—2° к горизонту. Продольное осевое усилие при перемещении барабана воспринимается упорным роликом, закрепленным на раме сгустителя между центральными ребрами 8 и 9.

Сцепление (тяговое усилие) создается между ведущими роликами

икорпусом барабана. Поэтому он должен воспринимать всю нагрузку от собственного веса и веса материала, а также усилие от сцепления. Для этого барабан смесителя (2800x8000 мм) имеет толщину 40 мм

ишесть ребер жесткости. Кроме прочности и жесткости, к барабану предъявляют повышенные требования в отношении геометрии —

357

концентричности и соосности царг с тем, чтобы обеспечить нормаль­ ную спокойную работу фрикционного привода. Резина должна иметь высокие показатели по износостойкости, фрикционным свойствам и в то же время иметь высокую эластичность.

Многолетний опыт использования подобных смесителей подтвер­ ждает их хорошие эксплуатационные качества — высокую степень надежности, спокойную без вибраций работу, малый износ резины и барабана. Срок службы резины превышает 7 лет при непрерывной работе в условиях агломерационного цеха.

Производительность смесителя можно ориентировочно подсчитать

у — объемная масса материала, т/м3.

Для агломерационной шихты коэффициент заполнения барабана принимают в- пределах 0,15—0,25, а время пребывания материала —

где GM— вес материала, находящегося в барабане, Н (кгс);

а— расстояние (по горизонтали) между центром тяжести сегмента шихты в нижнем положении и поднятом на угол а (рис. 190); при водопадном режиме а принимается на 5—

10° больше угла естественного откоса материала внутри

барабана.

Массу материала, находящегося в барабане, можно определить по формуле

G« = Fly,

358