Файл: Силенок, С. Г. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии учеб. для студентов вузов.pdf

материала с наибольшим размером кусков 400—450 мм. После грохочения сверхмерные куски (не прошедшие сито грохота 3) поступают в щековую дробилку 2 для повторного дробления. Как видно из схемы, работа совершается по замкнутому циклу.

Двухстадийную схему дробления (рис. 1-2, б) применяют на заводах средней и большой мощности и при переработке кусков исходного материала размером до 700—1000 мм. Величина кусков

Рис. 1-2. Схемы стадий дробления

не позволяет осуществить в одной машине (стадии) дробление до крупности 10—20; 20—40; 40—70 мм (см. главу 2 настоящего раз­ дела). Количество сверхмерных кусков в дробимом камне и в этом случае будет значительным, и это потребует установки дробилки для вторичного дробления (вторая стадия). Окончательная сорти­ ровка осуществляется на втором грохоте, куда поступает продукт вторичного дробления, а также материал, отсортированный на пер­ вом грохоте. В этой схеме работа совершается также по замкнутому циклу.

Трехстадийную схему дробления (рис. 1-2, б) применяют на за­ водах большой производительности и при переработке исходного материала с размером кусков до 1000—1200 мм.

8 Глава 2. Способы дробления. Классификация оборудования

Трехстадийная схема является более гибкой и рациональной, так как обеспечивает выпуск в требуемых пределах как крупных, так и мелких фракций и применяется в качестве основной при дроб­ лении прочных каменных пород.

При дроблении малоабразивных (осадочных) каменных пород, когда снижается износ рабочих органов, находящихся в контакте с дробимым материалом, рекомендуется применять роторные дро­ билки (вместо щековых и конусных). Они имеют сравнительно боль­ шую степень измельчения, что позволяет осуществлять в одном агрегате две стадии дробления. Схема с роторными дробилками имеет преимущества перед схемой со щековыми и конусными: уменьшается вес установленного оборудования, сокращается расход энергии и улучшается форма конечного продукта.

Г л а в а 2

СПОСОБЫ ДРОБЛЕНИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

§ 1. Способы дробления

Основными способами дробления, осуществляемыми рабочими органами дробильных машин, являются раздавливание (сжатие), удар, истирание и раскалывание.

Часто эти способы сочетают друг с другом, например, раздавли­ вание с ударом, удар с истиранием и т. п., при этом комбинируется действие сил изгибающих, срезающих и разрывающих.

Выбор способов дробления зависит от физико-механических свойств материала (твердости, хрупкости, вязкости, загрязненности глиной, склонности к замазыванию дробильной камеры), началь­ ной величины кусков и требуемой степени измельчения.

Твердые материалы наиболее эффективно измельчаются ударом или раздавливанием, пластические (глина) — раздавливанием в со­ четании с истиранием, хрупкие материалы (уголь) — раскалыва­ нием.

От правильного выбора типа дробильной машины, а следова­ тельно, и способа дробления в значительной степени зависят каче­ ство готового продукта и производительность агрегата. Никогда не надо стремиться осуществлять полное измельчение в одной ма­ шине, всегда выгоднее и целесообразнее стадийное дробление по­ следовательно на нескольких соответствующих по размерам и кон­ струкциям дробильных машинах.

В настоящее время созданы и успешно эксплуатируются дро­ билки различных конструкций. Основные требования, которым должна удовлетворять любая дробилка, сводятся к следующему.

1. Конструкция и размеры загрузочного отверстия должны соответствовать прочности дробимого материала и размерам его отдельных кусков: так, например, дробилка, измельчающая твер­ дый материал, должна иметь достаточно большой запас прочности конструкции и ширина загрузочного отверстия должна быть больше размера наибольших кусков в поперечнике на 30—40%. Это пре­ дотвращает явление «зависания» кусков в приемном отверстии, сни­ жает простои оборудования, связанные с извлечением «негабарита», и создает благоприятные условия для автоматизации технологиче­ ского процесса.

2.Для технологической увязки последовательно работающих дробилок и надежной работы систем автоматизации необходимо, чтобы приемное отверстие дробилок последующей стадии было на 60—80% больше разгрузочной щели дробилок предыдущей стадии.

3.Дробилка должна иметь некоторый запас (15—20%) произво­ дительности, чтобы в случае увеличения количества поступающего материала не было перегрузки.

4. Дробление — весьма энергоемкий процесс, поэтому удель­ ный расход энергии должен быть небольшим. Следует помнить об­ щее свойство всех дробилок: при увеличении степени измельчения уменьшается производительность машины и увеличивается расход энергии.

5.Необходимо сводить к минимуму количество пыли, образую­ щейся в процессе дробления. Пыль и каменная мелочь играют роль амортизатора (подушки). Заполняя пространство между крупными кусками, они смягчают удар и тем самым снижают эффективность дробления: уменьшается производительность, увеличиваются рас­ ход энергии и износ дорогостоящих деталей дробилок. Пыль вредна для здоровья обслуживающего персонала.

6.Раздробленный материал следует из дробилки выгружать быстро и непрерывно во избежание его переизмельчения, чрезмер­ ного пылеобразования и усиления износа деталей.

7.Конструкция дробилки должна позволять быстро и легко заменять износившиеся или поломавшиеся детали.

8.Раздробленный материал должен состоять из кусков по воз­

можности одного размера и кубообразной формы, что особенно важно при дроблении щебня для бетонных работ.

9. Дробилка должна иметь легкие и недорогие предохранитель­ ные детали. В случае попадания недробимых предметов (кусков рельсов, зубьев ковша экскаватора и др.) такие детали деформи­ руются или ломаются, тем самым предохраняя основные дорого­ стоящие детали дробилки от поломки.

Как и всякая машина, дробилка должна быть прочной, дешевой, простой в изготовлении и эксплуатации, не требовать высококвали­ фицированного обслуживания и потреблять минимальное количе­ ство энергии.

10 Глава 2. Способы дробления. Классификация оборудования

§ 2. Классификация машин для дробления

Дробилки классифицируют на щековые, конусные, валковые, молотковые и роторные. К дробилкам следует также отнести бе­ гуны, являющиеся дробильно-помольной машиной.

Щековые и конусные дробилки применяют как для первичного (грубого), так и для вторичного или среднего (и мелкого) дробле­ ния каменных пород любой прочности.

Валковые и молотковые дробилки используют для среднего и мелкого дробления каменных пород средней прочности и хрупких. Валковые дробилки применяют для обработки глин.

Роторные дробилки предназначены для дробления неабразивных материалов (известняков). Они характеризуются самой высокой степенью дробления.

Принципиальные схемы основных дробилок представлены на рис. 1-3.

Вщековых дробилках (рис. 1-3, а) раздавливание происходит между неподвижной / и подвижной 2 щекой в результате периоди­ ческого нажатия; в отдельных конструкциях раздавливание соче­ тается с истиранием.

Вконусных дробилках (рис. 1-3, б) раздавливание материала и частичное его изгибание происходит между двумя конусами. Внеш­ ний конус / неподвижен, а внутренний (дробящий) 2, посаженный на вертикальный вал 3, движется по окружности — эксцентрично по отношению к внешнему конусу. В конусных дробилках процесс дробления непрерывный.

Ввалковых дробилках (рис. 1-3, в) материал раздавливают валки 1 и 2, вращающиеся навстречу друг другу. В отдельных кон­ струкциях материал измельчается раздавливанием и истиранием, возникающим вследствие различного числа оборотов валков. В вал­ ковых дробилках так называемого камневыделительного (дезинтеграторного) типа при измельчении вязких и влажных материалов (обработка глин в, керамической промышленности) происходит не только измельчение, но и отделение твердых включений (камни, металлические предметы).

Вмолотковых дробилках (рис. 1-3, г) материал дробится уда­ рами и отчасти истиранием молотками (билами) /, свободно подве­ шенными на быстровращающемся роторе 2. Раздробленный мате­

неподвижно закрепленными билами 1 на быстровращающемся ро­

укрепленными на двух дисках 2 и 3, вращающихся навстречу друг

другу.

Бегуны (рис. 1-3, ж) в зависимости от величины куска в конеч­ ном продукте и свойств материала предназначены для мелкого дробления и помола. Измельчение материала происходит между вра­ щающимися катками 1 и чашей 2 путем раздавливания и истирания.

§ 3. Основные законы измельчения

Каменные породы разрушаются под действием усилий, величина которых должна быть достаточной для преодоления молекулярных сил сцепления. С повышением твердости и вязкости дробимого материала увеличивается и величина усилия, необходимого для измельчения.

Дробление — сложный процесс, зависящий от многих факторов, заранее не поддающихся математическому расчету: твердости ма­ териала, его влажности, вязкости, состояния поверхности, вели­ чины и формы кусков, поступающих на дробление, и их взаимного

но. Сложность явлений, наблюдающихся при дроблении, исклю­ чает возможность создания единой универсальной теории. Суще­ ствует несколько законов (теорий) измельчения.

Остановимся вкратце на основных из них — на законе поверх­ ностей, предложенном П. Риттингером в 1867 г.; законе объемов, предложенном проф. В. Л. Кирпичевым в 1874 г.; законе Ф. Бонда, предложенном в 1950 г., и законе акад. П. А. Ребиндера.

собой неправильные кубики, зерна разнообразной формы, обнажен-

-ную поверхность которых измерить довольно трудно. Допустим, что для разделения кубика со стороной 1 см по одной плоскости

потребуется работа А кгс-см. При разделении кубика (рис. 1-4, а) по трем плоскостям на восемь кубиков со сторонами Ѵ2 см нужно затратить работу, равную ЗЛ кгс-см. При разделении кубика по шести плоскостям — на 27 кубиков (рис. 1-4, б) со сторонами 1 / 3 см потребуется работа, равная 6А кгс -см, а при разделении по девяти плоскостям (на 64 кубика) — работа, равная 9Л кгс-см. Таким