Валковая дробилка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Назначение, область применения, классификация, индексация

Конструкция и принцип работы

Выбор основных параметров

Производительность и пути ее повышения

Техника безопасности при работе

Заключение

Список литературы

Введение

Строительные машины в настоящее время неотъемлемая часть в любой сфере косвенно или прямо связанной со строительством. Позволяют улучшить и проконтролировать качество строительства. Ускорить сроки строительства. Облегчить труд человека в как частично, так и в целом автоматизируя процесс производства в некоторых отраслях.

В строительстве ежегодно потребляется большое количество каменных материалов: щебня, гравия и песка. Большая часть этих материалов используется на приготовление бетона. Добыча песка и гравия производится в естественных отложениях механическим или гидравлическим способом, а щебня из естественного камня путем дробления взорванных скальных пород. Добываемые каменные материалы перерабатываются на камнедробильных и промывочно-сортировочных заводах, а затем в виде готового продукта стандартного качества доставляются потребителю.

Во многих отраслях промышленности строительных материалов керамической, стекольной, цементной и других широкое распространение получили валковые дробилки, предназначенные для крупного, среднего, мелкого и тонкого измельчения материалов малой и средней прочности, удаления из глины каменистых включений и т.д.

Область применения, назначение, индексация, классификация

Дробилка валковая -- обогатительное дробильное оборудование, оснащённое валками с закреплёнными на них зубчатыми сегментами, имеющими форму многогранника, жестко насаженного на вал. Дробилки валковые широко применяются для тонкого, среднего и мелкого измельчения различных горных пород, пищевых продуктов и химических материалов (глинистые материалы, шамот, кварц, шпат, и пр.).

Принцип действия этих мельниц состоит в измельчении материала в основном раздавливанием, частично - истиранием, ударом или изгибом между двумя параллельными цилиндрическими валками, вращающимися навстречу друг другу с одинаковой скоростью.

Для хрупких и мягких материалов (например, уголь, соль) применяют зубчатые валковые дробилки. Они захватывают куски, которые только в 1,5-4 раза меньше диаметра валка.

Дробилки с гладкими и рифлеными валками обычно применяют для дробления материалов средней прочности (до _сж = 150 МПа); дробилки с зубчатыми валками - для измельчения каменного угля и подобных материалов малой прочности (до _сж = 80 МПа). Крупность продукта дробления валковой дробилки зависит как от размера выходной щели между валками, так и от типа поверхности рабочих органов. В мировой практике валковые дробилки используют, как правило, на заключительных стадиях дробления (среднее и мелкое дробление).

Существенным недостатком валковых дробилок является интенсивное и неравномерное изнашивание рабочих поверхностей валков (бандажей) при обработке прочных и абразивных горных пород. Бандаж изнашивается в основном в средней части валка, что не дает возможности поддерживать стабильный размер выходной щели по всей ее длине. Кроме того, валковые дробилки обладают сравнительно невысокой удельной производительностью.

Тем не менее анализ зарубежного опыта показывает большое распространение валковых дробилок различных конструкций для дробления самых разнообразных материалов, особенно в составе передвижных дробильно-сортировочных установок. Это объясняется тем, что валковые дробилки наиболее приспособлены для переработки очень распространенных материалов, склонных к налипанию или содержащих липкие включения. Во время работы дробилок налипший на поверхность валков материал срезается очистными скребками и при необходимости отводится в сторону. Применение дробилок других типов на переработке таких материалов или вообще невозможно, или вызывает частые простои, связанные с длительной и трудоемкой работой по очистке камеры дробления. Возможность перерабатывать материалы, склонные к налипанию на рабочих органах, выгодно отличает валковые дробилки от других типов дробильного оборудования.

На все выпускаемые строительные машины распространяется единая система индексации, в соответствии с которой каждой машине разработчиком присваивается индекс (марка), содержащий буквенное и цифровое обозначения. Основные буквы индекса, располагающиеся перед цифрами, обозначают вид машины

Изготовляют двухвалковые дробилки ДГ с гладкими валками для среднего и мелкого, сухого и мокрого дробления материалов с пределом прочности при сжатии до 350 МПа; двухвалковые дробилки ДР с рифлеными валками для дробления материалов с пределом прочности при сжатии до 250 МПа; двухвалковые дробилки ДГР с гладкими и рифлеными валками; четырехвалковые дробилки Д4Г с гладкими валками для мелкого дробления кокса.

Классификация

Валковые машины для измельчения и переработки материалов подразделяются на следующие группы:1) валковые дробилки с зубчатыми, рифлеными и гладкими валками;2) вальцы для переработки глиняных масс;3) дырчатые и камневыделительные вальцы;4) валковые агрегаты для тонкого измельчения (распушивания) материала - бегуны. Валковые дробилки в свою очередь классифицируются следующим образом. По назначению и форм рабочей поверхности: а) для тонкого, мелкого и среднего дробления материалов - с гладкой поверхностью валков, с продольными полукруглыми выемками на одном из валков; б) для крупного дробления глинистых материалов с зубчатыми валками; в) для среднего и мелкого дробления глинистых материалов и удаления камней - с одним гладким и другим рифленым валками и с валками, имеющими винтовую поверхность.

По методу установки подшипников валков:

а) с одной парой подвижных и одной парой неподвижных подшипников;

б) с неподвижно установленными подшипниками;

в) с подвижно установленными подшипниками у двух валков.

По количеству валков в дробилках:

а) с одной;

б) с двумя;

в) с четырьмя.

По устройству привода:

а) с редукторным приводом и карданными валами;

б) с шестеренчатым приводом;

в) с ременной передачей

г) с редукторным приводом и ременной передачей

Конструкция и принцип работы

Дробилки с одним подвижным валком (рис. 1, а) наиболее распространены. Почти во всех существующих конструкциях валковых дробилок один из валков установлен в подвижных подшипниках, скользящих по направляющим. Подшипники удерживаются на месте пружинами, сжимаемыми при помощи специальных болтов. При попадании посторонних предметов пружины под увеличивающейся при этом нагрузкой дают осадку, зазор между валками увеличивается и инородное тело выпадает из дробилки. Далее, под действием пружин подшипники с валком возвращаются в исходное положение.

В дробилках с подвижно установленными подшипниками (рис. 1, б) обе пары подшипников подвижные, упираются в пружины, и поэтому при попадании посторонних предметов оба валка раздвигаются и пропускают инородные тела. Так как валки, расходясь, движутся в противоположном направлении с одинаковой скоростью, а возникающие при перемещении валков силы инерции взаимно уравновешиваются, то дробилки этого типа работа относительно спокойно и их называют уравновешенными. Однако этот тип дробилок вследствие сложности конструкции и дороговизны не нашел широкого применения.

Конструкция валковых дробилок весьма проста. Представление о принципе действия и устройстве валковых дробилок дают кинематические схемы, показанные на рис. 2. Дробилка состоит из двух валков 1 (рис. 2, а), вращающихся навстречу друг другу и закрепленных на валах 2, опирающихся на подшипники. Одна пара подшипников 3 закреплена на раме неподвижно, а вторая 4 может передвигаться вдоль рамы. При этом корпуса этой пары подшипников постоянно прижаты к упорам пружинами 5. Между упорами и корпусами подшипников ставятся сменные стальные прокладки, регулирующие величину зазора между валками.

Привод валков осуществляется от электродвигателя (или трансмиссии) через ременную передачу. При наличии зубчатой передачи (см. рис. 2, а) зубья второй пары делаются удлиненными по высоте, с тем чтобы можно было обеспечить зацепление при отходе подвижного валка.

На рис. 2, б представлена схема дробилки с самостоятельным приводом каждого из валков.

Как отмечалось выше, различают гладкие, зубчатые, рифленые и ребристые валковые дробилки. На рис. 3 представлена конструкция валковой дробилки с гладкими валками 1 и 2, предназначенной для мелкого дробления глиняных пластичных материалов (величина зерна до 4мм).

Зубчатые валковые дробилки предназначаются в основном для среднего измельчения различных пород. Они служат для предварительного измельчения глин сланцевых или особо плотных, а также для измельчения хрупких материалов. Валки дробилок данного типа состоят из чугунного корпуса (ступицы), на внешней поверхности которого закрепляется рабочая рубашка с зубьями. Рубашка обычно изготовляется из закаленного чугуна, углеродистой или марганцовистой стали и может быть цельной или составленной из сегментов. В ряде конструкций рабочая поверхность составлена из отдельных колец (рис. 4, а), отливаемых вместе с зубцами.

В керамической промышленности находят применение так называемые дифференциальные зубчатые валковые дробилки, в которых измельчение материала происходит в основном вследствие разницы между окружными скоростями валков. Окружная скорость валков зубчатых дробилок принимается обычно равной 2--3 м/сек. В зубчатых же вальцах дифференциального типа один из валков вращается со скоростью 0,3--0,4 м/сек, а второй -- 1,2--1,5 м/сек. Ширина валков в среднем равна 0,5-0,7 от диаметра валка.

В дробилках с ребристыми валками (рис. 4, б) вместо зубьев на рабочей поверхности имеются продольные ребра.

Двухвалковые дробилки. Наиболее распространена двухвалковая дробилка, принципиальная схема которой показана на рис. 1 (схема 5). По ней изготовляют большинство валковых дробилок. Валки вращаются навстречу один другому, захватывают и дробят попавший между ними материал, раздавливая его и частично истирая. Иногда для увеличения истирающего эффекта, необходимого при измельчении некоторых материалов, валкам сообщают разную окружную скорость.

Корпуса подшипников вала одного из валков опираются на пружины и могут перемещаться. В результате этого при попадании недробимого предмета один валок может отойти от другого и пропустить недробимый предмет, после чего под действием пружин возвратиться в исходное положение. Имеются конструкции, в которых подпружинены оба валка. Их применяют там, где в исходном материале много недробимых включений. Техническая характеристика двухвалковых дробилок приведена в табл. 2.

Привод валков осуществляется так, как показано на рис. 3.

Рис. 3. Варианты привода валков двухвалковых дробилок:

1 - шкив; 2 - шестеренчатая передача; 3 - редуктор; 4 - кардан; 5 - электродвигатель.

Таблица 2. Техническая характеристика двухвалковых дробилок

Показатели	Валковые дробилки
	с гладкими валками	с рифленым и гладким валками
Размер бандажа, мм: Диаметр длина	400 260	600 400	800 500	1000 550	1500 600	600 400
Максимальная крупность исходного материала, мм	20	30	40	50	75	60
Пределы регулирования выходной щели, мм	2-12	2-14	4-16	4-18	4-20	10-30
Частота вращения валков, об/мин	200	180	150	100	83	175
Окружная скорость валков, м/с	4,2	5,6	6,2	5,2	6,5	5,5
Мощность электродвигателя, кВт	24,5	27,5	28	40	55	20
Производительность, м3 /ч, не менее, при выходной щели: минимальной максимальной	2,7 16,2	4,3 30,2	10,8 43,0	11,9 53,5	13,0 65,0	18 54
Масса, т	2,2	3,4	12,5	15,9	32,4	3,33

Широко распространенная до последнего времени «традиционная» двухвалковая дробилка (рис. 4) выполнена по схеме, приведенной на рис.3, а.

Шкив 2 дробилки приводится во вращение электродвигателем, далее через одноступенчатый редуктор, закрытый кожухом 8, вращение передается первому рифленому валку 3, корпуса подшипников которого неподвижно прикреплены к раме 1 дробилки. Подшипники 7 второго гладкого валка 4 прижаты к упору амортизационными пружинами 5 и могут перемещаться, сжимая пружины, увеличивая зазор между валками и пропуская недробимый предмет. Вращение от первого (ведущего) валка передается второму (ведомому) валку с помощью шестерен с удлиненными зубьями, допускающими изменение межцентрового расстояния между валами валков. Шестерни вращаются в масляной ванне и закрыты кожухом 6.

В последнее время появились конструктивные решения, в которых каждый валок приводится от электродвигателя (см. рис. 3, б) или через редуктор 3 и карданные валы 4 (см. рис. 3, в).



Рис. 4. Двухвалковая дробилка с рифленым и гладким валками.

Валковая дробилка (рис. 5), выполненная по схеме, приведенной на рис. 3, б, имеет два валка, один из которых гладкий, другой - рифленый. Подшипники одного из валков прикреплены к корпусу 5 дробилки, подшипники другого - к подвижной раме 3, соединенной шарниром 4 с корпусом.

В верхней части корпус и рама связаны между собой предохранительным механизмом 1, состоящим из системы тяг и пружин, позволяющих регулировать зазор между валками, а также допускающих расхождение валков при попадании недробимого предмета.

В этом случае валок вместе с подвижной рамой и установленным на ней электродвигателем поворачивается вокруг шарнира, и зазор между валками увеличивается. После прохождения недробимого предмета пружины возвращают валок в первоначальное положение. Усилие, необходимое для дробления материала, обеспечивается предварительным поджатием пружин.

Рис.5. Двухвалковая дробилка с раздельным приводом валков.

Привод каждого валка осуществляется клиноременной передачей от индивидуальных электродвигателей 2, установленных на корпусе и подвижной раме, поэтому при расхождении валков межцентровое расстояние клиноременной передачи не изменяется.

Двухвалковая дробилка с короткозубчатыми валами выполнена по схеме, показанной на рис. 3, в. Валки оборудованы мелкими зубьями. Неподвижный валок приводится непосредственно электродвигателем через редуктор, второй подвижный валок - электродвигателем через редуктор и короткий шарнирный вал. Такие дробилки предназначены для дробления пород малой прочности, таких, как, например, глина, мергель, мягкий известняк, гипс, уголь.

Завод им. Э. Тельмана (ГДР) выпускал такие валковые дробилки трех типоразмеров для первичного и вторичного дробления (табл. 3).

В промышленности строительных материалов для перерабатывания глиняной массы и удаления из нее камней применяют так называемые дезинтеграторные вальцы (рис. 6). Они состоят из двух валков, из которых валок 1 большего диаметра имеет гладкую поверхность, а на рабочей поверхности валка 3 меньшего диаметра предусмотрены ребра высотой 8-10 мм. Ребристый валок совершает 500 - 600 об/мин, гладкий - 50 - 60 об/мин.

Исходный материал загружается в воронку 2 и поступает на быстроходный валок. Комок глины, ударяясь о ребро валка, деформируется, «теряет» скорость и затягивается в зазор между валками. Твердые включения, например камни, будут отбрасываться ребрами валка и попадать в отводной лоток. Таким образом, в дезинтеграторных вальцах измельчение глины сочетается с ее очисткой от твердых примесей.

Для переработки глиняной массы предназначены также дырчатые вальцы конструкции ВНИИстройдормаша. Рабочие поверхности валков дырчатые. Исходная масса подается в приемную воронку и затягивается между двумя валками, вращающимися навстречу один другому, где глиняная масса разминается, растирается благодаря разной окружной скорости валков и продавливается сквозь отверстия внутри валков. Далее она попадает на отводящий конвейер. При этом имеющиеся в глиняной массе твердые включения дробятся, так как сила предварительного натяжения пружин тихоходного валка рассчитана на такие усилия.

Рис. 6. Дезинтеграторные вальцы.

В некоторых литературных источниках двухвалковую зубчатую дробилку СМД-153 (рис. 7) называют дискозубчатой. Применяют ее обычно для грубого дробления угля в системе топливоподачи электростанций, а также для дробления других материалов с пределом прочности при сжатии до 45 МПа, в которых могут попадаться отдельные включения горных пород с пределом прочности при сжатии до 60 МПа. Эксплуатация дробилки допускается как в закрытых помещениях, так и на открытых площадках при температуре окружающего воздуха от - 40 до + 40 °С.

Для удобства демонтажа валков корпус дробилки выполнен разъемным и состоит из нижней 5 и верхней 4 частей. В боковых частях корпуса дробилки предусмотрены люки 11 для осмотра и ремонта рабочих органов дробилки. К верхней части корпуса прикреплена загрузочная воронка 3. Места разъемов уплотнены резиновыми прокладками.

Для устранения напряжений от изгиба в раме и разгрузки болтов крепления подшипников их корпуса в верхней части соединены между собой стяжками 1.

Каждый валок диаметром 1100 мм и длиной 1000 мм имеет индивидуальный привод от асинхронного двигателя. Крутящий момент от электродвигателя валкам передается с помощью клиноременной передачи 2.

Для исключения поломки механизмов дробилки при попадании недробимых тел в камеру дробления приводы дробилки снабжены такими же предохранительными устройствами, как и приводы описанных щековых дробилок.

Рис. 7. Двухвалковая зубчатая дробилка СМД-153.

Зубчатые валки расположены в горизонтальной плоскости, вращаются навстречу один другому с различной частотой (170 и 200 об/мин). Зубчатый валок представляет собой вал 9 квадратного сечения со смонтированными на нем зубчатыми дисками, состоящими из двух полузвездочек: 6 и 7, соединенных между собой болтами 10 из стали 40Х, что обеспечивает возможность замены дисков без демонтажа валка.

Материал поступает в дробилку сверху через загрузочную воронку 3, дробится и выходит через разгрузочное отверстие. В средней части станины дробилки под валками установлена балка 8, препятствующая прохождению кусков материала более 250 мм. Для обогрева дробилки в холодное время года, чтобы устранить намерзание материала на стенке корпуса, в раме дробилки смонтированы змеевики, в которые подается теплоноситель. На конце вала закреплен шкив с вмонтированным в него предохранительным устройством.

Для привода дробилки установлены два трехфазных короткозамкнутых электродвигателя мощностью 30 кВт, которые питаются от сети переменного тока (380 В; 50 Гц). Электросхемой предусмотрен раздельный пуск электродвигателей с помощью реле времени. Управление электроприводом дробилки дистанционное, кнопочное.

С помощью постов управления дробилки ее можно пустить с различных точек производственного помещения. Пусковая электроаппаратура смонтирована на отдельной панели открытого исполнения, которую устанавливают в электрошкаф.

Валково-зубчатые дробилки надежны в работе и имеют высокую производительность при сравнительно небольших габаритах и массе (табл.4).

Короткозубчатая двухвалковая дробилка СМД-175А с ротором размером 15001200 мм предназначена для дробления известняка, мергеля, угля, соли и других подобных материалов с пределом прочности до 120 МПа и температурой до 40 °С.

На сварную раму дробилки в подшипниках качения установлены два валка, подшипники одного из которых неподвижны, подшипники второго опираются на амортизационные устройства, и при попадании между валками недробимого предмета валок может отходить от неподвижного и возвращаться обратно.

К валу валка (рис. 8) прикреплены две ступицы, на которых болтами закреплены рабочие зубчатые сегменты. В нижней части рамы закреплены металлические гребенки для очистки рабочей поверхности валков от материала, налипшего на них в процессе дробления. Каждый валок имеет индивидуальный привод, состоящий из электродвигателя, эластичной муфты, редуктора и универсального шпинделя.

Таблица 4. Двухвалковые зубчатые дробилки

Показатели	Дробилки
	длиннозубчатая СМД-163	короткозубчатая СМД-175А
Размеры валков, мм: диаметр длина	1100 1000	1500 1200
Номинальная частота вращения валков, об/мин, не менее: первого второго	170 200	60 60
Производительность, т/ч, не менее	700	225
Размер загружаемого материала, мм, не более	900	600600900
Размер исходного материала, мм, не более	250	100
Мощность электродвигателей, кВт, не более	302	150
Размеры, мм: длина ширина высота	4300 2800 1600	5210 6200 2100
Масса дробилки без электродвигателей, т, не более	18,0	37,0

Многие известные зарубежные фирмы выпускают двухвалковые дробилки разных типоразмеров с зубчатыми, рифлеными и гладкими валками. Например, в проспектах фирмы «БШС» ФРГ за 1988 г. предложены двухвалковые дробилки с рифленым и гладким валками, привод которых осуществляется электродвигателем через конический редуктор и клиноременную передачу (рис. 3, г). Все узлы дробилки, в том числе редуктор и электродвигатель, собраны на общей раме. Второй валок (дальний от редуктора), опирающийся на амортизационную систему, может отходить от первого, увеличивая зазор между валками. Для обеспечения этого клиноременная передача валка оборудована натяжным роликом, позволяющим изменять межцентровое расстояние шкивов.

Для обеспечения равномерности загрузки дробилки над ее загрузочной воронкой установлен электромагнитный питатель.

Фирма «Бержо» (Франция) выпускает двухвалковые дробилки с зубчатыми, рифлеными и гладкими валками. Валки имеют индивидуальные приводы с помощью клиноременной передачи от электродвигателей, расположенных на общей раме с основными узлами дробилки.

Рис. 8. Валок двухвалковой зубчатой дробилки СМД-175А:

1 - корпус подшипника; 2 - ступица; 3 - болт крепления; 4 - сегмент; 5 - зуб; 6 - шпонка; 7 - вал.

Трехвалковые дробилки. Трехвалковая дробилка фирмы «Пайонир» (США) выполнена по схеме 6 (см. рис. 1). Подшипники ведущего вала прикреплены к раме дробилки неподвижно, подшипники двух других валков перемещаются в направляющих и прижимаются пружинами к упорам, регулирующим зазор между валками.

Фирма «Пайонир», так же, как и фирма «Универсал» (США), применяет для привода валков автомобильные шины. Упругая деформация шин обеспечивает их зацепление одно за другое как при регулировании зазоров, так и при отходе валков в случае пропуска недробимых предметов.

Верхний валок, как правило, снабжен гладким бандажом и совместно с левым нижним валком с рифленым бандажом осуществляют первую стадию дробления. Раздробленный материал, скользя по поверхности левого валка, попадает в следующую камеру дробления, образованную этим валком и третьим валком, также с гладким бандажом. По сведениям фирмы «Пайонир» трехвалковые дробилки по сравнению с двухвалковыми одинакового размера допускают увеличение крупности исходного материала на 60 - 65 % при увеличении мощности двигателя на 20%.

Фирмой освоен выпуск трех моделей подобных дробилок размерами 750460, 1020560 и 1370610 мм, идущих в основном для комплектации передвижных дробильно-сортировочных установок.

Трехвалковая дробилка СМД-130 (рис. 9), валки которой имеют диаметр 600 мм и длину 1000 мм, сделана специально для переработки сельскохозяйственных удобрений (нитроаммофоски) от начальной крупности 80 мм, до конечной - 3 мм. Но ее можно применять для дробления и других материалов, склонных к налипанию, с малым пределом прочности при сжатии, с теми же размерами начального и конечного продуктов.

Дробилку устанавливают в закрытых помещениях, имеющих системы аспирации и обеспечивающих эксплуатацию дробилки при положительной температуре окружающей среды (1 - 40 °С).

Сварной корпус дробилки состоит из трех частей: основания, средней части и кожуха. Части соединены между собою болтовыми креплениями. На основании 1 имеются опорные площадки, на которых смонтированы корпуса подшипников нижнего валка 2 и опоры для шарнирного крепления рычага 11 в сборе. На боковых стенках средней части корпуса расположены опорные площадки для установки корпусов подшипников верхнего валка 7 и кронштейна натяжного ролика 6. Сверху к средней части прикреплен сварной кожух 8, имеющий загрузочную воронку и аспирационную горловину с фланцем для присоединения к внешней аспирационной системе.

Рычаг 11 внизу шарниром 12 соединен с основанием дробилки, вверху - с амортизирующим устройством, состоящим из двух тяг 5, пружин 4 и маховиков 3 для регулирования натяжения пружин. К средней части рычага прикреплены корпуса подшипников среднего валка 10. К средней части корпуса также прикреплен механизм 9 регулирования размера щели между валками.

Рис. 9. Трехвалковая дробилка СМД-130.

Рычаг в сборе прижат к клиновым гайкам механизма регулирования размера щели пружинами амортизирующих устройств, что дает возможность при попадании недробимых предметов рычагу отклониться в сторону, увеличив тем самым зазор между валками.

После прохода недробимого предмета пружины возвращают рычаг в рабочее положение, а именно: зазор между верхним и средним валком 10 мм, между средним и нижним - 4 мм.

Механизм регулирования размера щели представляет собой клиновые гайки, перемещаемые винтом с правой и левой резьбой.

Винт вращается вручную с помощью рукоятки и одноступенчатого редуктора. Этот механизм в принципе аналогичен механизму регулирования щели в щековых дробилках.

Для удобства демонтажа валка и других ремонтных работ рычаг в сборе имеет возможность отклоняться, занимая почти горизонтальное положение. Для этого необходимо отсоединить тяги амортизационного устройства и, используя грузоподъемные средства, опустить рычаг на специальную опору на основании дробилки.

Техническая характеристика дробилки

Размеры валков, мм

диаметр........................…………………………………600

длина..........................……………………………….…1000

Наибольший размер загружаемых кусков, мм.........……..80

Крупность готового продукта, мм, не более……………..3

Производительность, т/ч...................………………………10-30

Влажность исходного материала, %, не более……………1,0

Температура исходного материала, °С, не более........……110

Предел прочности материала, МПа, не более…………….15

Частота вращения валков, об/с…………………………….9,16

Общая установочная мощность, кВт, не более …………..90

Размеры, мм, не более:

длина……………………………………………………3050

ширина …………………………………………………4150

высота........................…………………………………..2000

Масса (в комплекте с электродвигателем), кг, не более....12 200

Все валки литой конструкции насажены на валы по скользящей посадке и закреплены от продольного смещения гайками с двух сторон. Нижний валок на рабочей поверхности имеет кольцевые и продольные канавки. На один конец вала насажены два шкива, один из которых получает вращение от электродвигателя, со второго шкива с помощью клиноременной передачи передается вращение на верхний валок. Натяжение клиноременной передачи осуществляется натяжным роликом.

Средний валок также имеет кольцевые и продольные канавки, однако кольцевые канавки смещены относительно канавок нижнего валка. Вал среднего валка приводится во вращение от индивидуального двигателя.

Рабочая поверхность верхнего валка выполнена рифленой. Применение валков с гофрированными поверхностями позволяет очищать валки путем их сближения.

Валы валков вращаются на роликоподшипниках, смонтированных в литых корпусах с соответствующими уплотнениями, которые предотвращают попадание пыли в подшипники. Подшипники валков и натяжного ролика заполняют смазкой. На свободных концах валов насажены специальные втулки с отверстиями для возможности проворачивания валков рычагом при заклинивании или ремонтных работах.

На торцовой части корпуса дробилки и рычага имеется по две дверки (люки) с резиновыми уплотнениями, служащие для осмотра, очистки и ремонта дробилки.

Привод дробилки осуществляется двумя электродвигателями: один мощностью 30 кВт для среднего валка и другой - 55 кВт для нижнего и верхнего валков. Элементы привода дробилки закрыты ограждениями.

Управление дробилкой может быть местным и дистанционным, причем схемой управления предусмотрена блокировка со смежными механизмами - питателем и разгрузочным конвейером, а также защита от перегрузки.

Следует отметить, что трёхвалковые дробилки применяют сравнительно давно, например дробилка (рис. 10) выпуска двадцатых годов, предназначенная для дробления материалов малой прочности. Подлежащий дроблению материал подается сверху и попадает сразу в камеру дробления, образованную длиннозубчатым валком и неподвижной стенкой. Далее уже частично раздробленный материал попадает на нижнюю пару короткозубчатых валков, где окончательно измельчается.

Такие дробилки изготовлялись в Германии - 10 типоразмеров с валками диаметром 350 - 750 мм и длиной 500 - 1200 мм, производительностью 5 - 80 т/ч и массой 1,8 - 10,5 т.

Рис. 10. Трехвалковая дробилка для пород малой прочности.

Четырехвалковые дробилки. Дробилки, выполненные по схеме 7 (см. рис. 1), представляют собой две пары валков, расположенных одна над другой, т. е. их можно рассматривать как две двухвалковые дробилки, смонтированные в одном корпусе. Верхнюю пару валков выполняют чаще с рифленой или зубчатой поверхностью, нижнюю пару, как правило, гладкой. Этим достигается высокая степень дробления дробилки в целом. Подобную дробилку применяют на агломерационных фабриках для дробления кокса и угля.

Четырехвалковая дробилка по данной схеме со всеми гладкими валками диаметром 900 мм и длиной 700 мм изготовляется отечественной промышленностью и применяется в металлургии.

Дробилка (рис. 11) состоит из рамы 1, ленточного питателя 2, верхней 3 и нижней 4 пары валков и электродвигателей. Верхний правый валок и нижний левый имеют пружинную амортизацию и отходят от неподвижных валков, пропуская недробимые предметы. Дробилка оборудована специальными механизмами для обтачивания бандажей (по одному на каждую пару валков). При этом частота вращения валков составляет 58,5 об/мин, а перемещение суппорта с наждачным камнем за один оборот валка - 0,3 мм.

Материал, подлежащий дроблению, загружается в бункер и далее ленточным питателем-дозатором подается непосредственно на верхнюю пару валков.

Оригинальные решения четырехвалковых дробилок предложены фирмой «Универсал» (США). На рис. 12 приведена схема дробилки этой фирмы, у которой на двух валах смонтированы четыре валка различных диаметров, т.е. в одной дробилке как бы две параллельных (сдвоенных) дробилки среднего и мелкого дробления. В данной дробилке обе пары валков регулируются как одно целое, т. е. регулировать валки раздельно нельзя, что является недостатком такой конструкции.

Фирма считает, что данное техническое решение позволило осуществить трехстадийное дробление, не увеличивая значительно размеров установки и потребляемой энергии.

Данная схема по сравнению со схемой 7 (см. рис. 1) более эффективна, так как позволяет после каждой стадии дробления произвести рассев готового продукта и направить на последующее дробление только то, что требуется дробить.

Рис. 11. Четырехвалковая дробилка.

Ниже приведена техническая характеристика четырехвалковой дробилки, изготовляемой Катав-Ивановским литейно-механическим заводом.

дробилка зубчатый производительность валковый



Рис. 12. Схема четырехвалковой дробилки фирмы «Универсал» (США).

Рис. 13. Четырехвалковая дробилка «4-Моуст» фирмы «Универсал».

Техническая характеристика четырехвалковой дробилки

Размеры валков, мм: диаметр длина	900 700
Размер поступающих кусков, мм	До 40
Производительность при щели между верхними валками 10 мм, нижними - 2,5 мм, м3 /ч.	До 26
Пределы регулирования зазоров между валками, мм: верхних нижних	10 - 40 2 - 10
Частота вращения валков, об/мин: верхних нижних	116 179
Распределенная нагрузка на 1 см длины валка, кН	35
Отход валка при прохождении недробимых тел, мм	40
Мощность привода валков, кВт: верхних нижних	20/28 37
Размеры, мм: длина ширина (вместе с электродвигателем) высота	3040 4335 3635
Масса, т	25,4

На рис. 13 приведен новый вариант четырехвалковой дробилки той же фирмы «Универсал» - дробилка «4-Моуст». Эта дробилка представляет собою также сочетание двух отдельных дробилок в одной раме, однако конструкция обеспечивает независимое регулирование валков каждой дробилки и тем самым регулирование процессов среднего и мелкого дробления. Зазоры между валками регулируют с помощью гидравлической системы. Общая степень дробления на данной машине достигает семи. При необходимости валки грубого дробления и валки мелкого дробления могут быть использованы вместе для дробления материала в одну стадию с большой производительностью. Для привода валков используют автомобильные шины, что, как отмечает фирма, упрощает доступ к дробилке и ее эксплуатацию.

На рисунке дробилки «4-Моуст» показан привод на второй нижний валок. Из конструкции видно, что каждая пара валков может иметь независимое регулирование режима дробления. Дробилку «4-Моуст» выпускают с валками размерами 760 460 мм для среднего дробления и 760660 мм - для мелкого.

Четырехвалковые дробилки фирмы «Универсал» предназначены для монтажа на передвижные дробильно-сортировочные установки, где благодаря перечисленным особенностям они обеспечивают высокие технико-эксплуатационные показатели.

Принцип работы

Принцип работы состоит в измельчении материала в основном раздавливанием, частично - истиранием, ударом или изгибом между вращающимися навстречу друг другу валками с гладкой, рифленной или зубчатой поверхностью.

Внутри станины мельницы установлены два валка, валы которых смонтированы в подшипниках. Корпуса подшипников одного из валов жестко прикреплены к станине. Корпуса подшипников второго вала установлены с возможностью перемещения и удерживаются пружинами. При попадании в валковую дробилку не дробимого предмета пружины позволяют подвижному валку отойти от неподвижного и пропустить не дробимый предмет через щель между валками. Варьируя профилем и размером рифлей, их геометрическими параметрами, разностью числа оборотов валков можно измельчить материал с минимальным выходом мельчайших фракций, что важно при измельчении некоторых полезных ископаемых и материалов. Для обеспечения равномерной подачи материала валковые дробилки оснащаются валковым питателем. Предприятие выпускает валковые дробилки с диаметром валков от 200 мм до 600 мм и длиной рабочей части от 250 мм до 1500 мм.

Производительность и пути ее повышения

Производительность валковых дробилок определяется произведением окружной скорости валков u_окр = Dn и площади разгрузочной щели между валками La:

Q =

где D -- диаметр валка; n -- частота вращения валков; L -- длина валка; а -- ширина щели между валками;  -- плотность материала, -- объемная доля твердого в плоскости разгрузочной щели (коэффициент разрыхления).

При расчетах производительности валковой дробилки по формуле установленную ширину щели между валками увеличивают на 20-30 %, учитывая неизбежное перемещение подвижного валка при дроблении. Коэффициент разрыхления выбирают в диапазоне 0,2-0,3.

Производительность валковой дробилки зависит от физических свойств измельчаемого материала, его размеров на входе и требуемой крупности на выходе (расстояния между валками).

Производительность валковых дробилок (М³/Ч)П_T = 3600 aL s R , где а -- ширина разгрузочной щели, м; L -- длина валка, м; s -- окружная скорость, м/с; R -- коэффициент, учитывающий использование длины валков, степень разрыхления материала, неравномерность подачи; R = 0,1...0,3 для мягких и R = 0,4... 0,5 для твердых пород.

Производительность валковой дробилки можно регулировать изменением скорости вращения валов и расстояния между ними. Повышению производительности камнедробилки способствует увеличение в определенных пределах числа оборотов валов, приводящих в действие рабочие органы, однако это требует дополнительной затраты мощности. Повышать скорость вращения вала нельзя неограниченно. Для валков диаметром 600--1600 мм число оборотов не может превышать 230 -- 85 в минуту.

Начиная с 1976 г. успешно разрабатываются процессы измельчения с применением валковых мельниц. Важным является то, что с их помощью созданы условия для сверхвысокого давления на измельчаемые материалы. В это же время появились сообщения об измельчении в прослойках, например, в дробилке Autofine. Значительные давления в валковых дробилках позволили успешно их применять для измельчения сырья, содержащего алмазы.

Начало использования сверхвысокого давления положено работами предприятия Zementan Lagebau Dessau (бывш. ГДР).

Положительное влияние валковых мельниц на остаточные показатели измельчения обеспечивается за счет увеличения на 10--40 % производительности и снижения на 10--20 % удельных затрат энергии. На медном сырье при росте давления свыше 50 МПа удельные затраты энергии уменьшены в 2,74 раза, а расход шаров -- в 1,55--2,81 раза [160]. С помощью модели РК6 в заводских условиях Cormilles,

Франция, затраты энергии снижены на 44--55 % [161]. Использование в Англии 150 валковых дробилок под названием пресс-валков дополнительно повысило производительность на 25--100 % и увеличило эффективность на 15--37 %. Достигнута производительность 1000 т/ч при мощности привода 2,5 МВт.

В 1990 г. Техническим университетом г. Клаусталя, ФРГ, отработан новый класс дробилок с узкими гладкими валками, общим давлением на измельчаемый слой 90--270 МПа и удельными энергозатратами на 15--25 % меньшими по сравнению с шаровыми мельницами. Производительность дробилок в пределах 30--400 т/ч. Появилась информация о развитии давления в этих дробилках до 450--600 МПа. Несколько позднее фирмы Японии и ФРГ объявили о возможности получения продуктов с размером частиц до 1 мкм с одновременным увеличением производительности на 50 % и некоторым уменьшением энергозатрат. Фирмы Kaluanpur Cement Co., Индия, и KHD Humbolt Wedag AG, ФРГ, сообщили о выпуске 100 дробилок этого типа для измельчения угля, сланцев и других материалов. Размер валков -- 1,4?1,6 м, производительность -- до 800 т/ч и более, экономия энергии -- 40 %. Достигнутое давление в несколько сотен МПа значительно увеличивает количество мелких частиц измельченного материала, полученного в виде брикетов. Для повышения эффективности эксплуатации валковых прессов позже было предложено использовать их совместно с устройствами классификации. Известно и о сохранении естественной формы алмазов при использования валковой дробилки Policom, перспективах ее применения для измельчения хромистых и железорудных концентратов. Среди преимуществ дробилки -- снижение выхода сверхмалых частиц.

Для достижения высокого эффекта измельчения осуществляют несколько сжатий сырья до 50--250 МПа в разных направлениях [162], за счет этого удельные затраты энергии уменьшаются в 3--5 раз.

Техника безопасности при работе

К обслуживанию дробилок допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование для определения их пригодности к выполнению обязанностей дробильщика и имеющие необходимый уровень технических знаний и практических навыков в работе.

Все поступающие на предприятие рабочие проходят предварительное обучение правилам техники безопасности по специальной программе: не работавшие ранее - в течение трех дней, ранее работавшие - в течение двух дней.

Обучение по профессии проходят в учебных пунктах или, в отдельных случаях, в индивидуальном порядке путем прикрепления к опытным рабочим. Во время обучения дробильщик допускается к работе только совместно с опытным рабочим.

К самостоятельному обслуживанию дробилок допускают после окончания обучения по специальной программе и получения соответствующего удостоверения.

Перед допуском к работе дробильщик должен получить на рабочем месте инструктаж по технике безопасности с занесением в специальную карточку или журнал.

Не реже одного раза в квартал проводят повторный инструктаж и проверку по технике безопасности.

При изменении требований или введении новых инструкций по технике безопасности все рабочие проходят дополнительный инструктаж.

Если по организации труда дробильщик обязан обслуживать другие механизмы и агрегаты (питатели, грохоты, конвейеры и т. п.), то он должен быть обучен всем видам работ, предусмотренных организацией труда.

До начала работы дробильщик должен удостовериться в безопасном состоянии рабочего места, проверить наличие и исправность предохранительных устройств, инструмента, механизмов и приспособлений, требующихся для работы.

Все движущиеся части машин и механизмов и ременные передачи должны иметь ограждения, исключающие доступ к ним во время работы. Ограждения необходимо надежно закреплять.

Вращающиеся части (валы, муфты, шкивы, барабаны и пр.) должны иметь сплошные или сетчатые ограждения с ячейками не более 25 25 мм. Сетчатое ограждение барабанов конвейеров допускается с размером ячейки не более 40 40 мм.

Все монтажные проемы - приямки, колодцы, канавы и т. п. закрываются настилами заподлицо или ограждаются перилами высотой не менее 1 м со сплошной обшивкой по низу перил на высоту 0,14 м.

Плакаты по технике безопасности, предупредительные надписи и знаки должны быть очищены от пыли и грязи, не повреждены и хорошо видны. Перед пуском оборудования в работу должен быть подан предупредительный сигнал.

Если пуск оборудования осуществляется дробильщиком с местного пульта управления и при этом часть оборудования находится вне зоны видимости, то подают звуковой сигнал продолжительностью не менее 10 с, после которого делается выдержка во времени не менее 30 с, а затем после подачи второго сигнала продолжительностью 30 с производится пуск оборудования. Выдержка во времени должна обеспечиваться блокировкой.

В местах с повышенным уровнем шума должна быть предусмотрена дублирующая световая сигнализация.

Запрещается ремонт движущихся частей и ограждений при работе дробилки и другого оборудования, а также ручная смазка механизмов на ходу, если масленки не выведены в безопасную зону от движущихся частей.

При застревании больших кусков породы в камере дробления их удаляют подъемными средствами. Извлекать куски породы из дробилки вручную или разбивать их в камере дробления молотками и кувалдами запрещается.

Расчищать лотки электровибропитателей во время их работы, становиться на борта питателей, прикасаться к ним, очищать зазоры виброприводов запрещается.

Шуровка в выпускных отверстиях питателей, загрузочных и разгрузочных воронках при работающих питателях допускается только при наличии специальных шуровочных отверстий и соответствующем оборудовании рабочей площадки.

В случае аварийной остановки дробилки «под завалом» разбутовку и последующий запуск производят в соответствии со специально разработанной инструкцией, утвержденной главным инженером предприятия.

При спуске людей в камеру дробления обязательно применение предохранительных поясов и устройство над загрузочным отверстием временного настила, предохраняющего людей от случайного падения посторонних предметов. Извлечение металла, заклинивающего дробилку, производят по наряду-допуску в присутствии лица технического надзора.

При ремонте дробилки электрическая схема привода должна быть разобрана, а на пусковых устройствах вывешены плакаты «Не включать - работают люди!».

При выполнении ремонтных работ на дробилках люди должны подниматься и спускаться по лестницам. Запрещается спуск в камеру дробления без предохранительного пояса и страхующего каната.

Остановка и пуск дробилки в работу после ремонта должны производиться с соблюдением положений бирочной системы.

О каждом несчастном случае пострадавший или свидетель должны немедленно сообщать лицу технического надзора (мастеру, начальнику смены и т. д.).

Дробильщик обязан правильно вести записи в книге сдачи и приема смен, находящейся на его рабочем месте

Выбор основных параметров

Валковые дробилки характеризуются диаметром D и длиной L валков, при этом L / D = 0,4 ...1,0. Изготовляют двухвалковые дробилки ДГ с гладкими валками для среднего и мелкого, сухого и мокрого дробления материалов с пределом прочности при сжатии до 350 МПа; двухвалковые дробилки ДР с рифлеными валками для дробления материалов с пределом прочности при сжатии до 250 МПа; двухвалковые дробилки ДГР с гладкими и рифлеными валками; четырехвалковые дробилки Д4Г с гладкими валками для мелкого дробления кокса.

На рис. 2.9 показаны силы, действующие на кусок, зажатый, например, между вращающимися навстречу друг другу валками. Касательные AC и AB к окружностям в точках контакта куска с валками можно рассматривать как следы рабочих поверхностей камер дробления щековых и конусных дробилок. В то же время взаимодействие между левым валком, куском и неподвижной поверхностью AC иллюстрирует рабочий процесс в бегунах, когда каток перекатывается по поддону. Со стороны рабочих органов машины на кусок материала по нормали к контактирующим поверхностям действуют активные силы Q , равнодействующая которых равна P = 2Qsin(б / 2), где б - угол захвата.

Рис.2.9 Схема для расчета угла захвата

Эта сила стремится вытеснить кусок из камеры дробления. Силы трения между рабочими органами машин и куском должны удерживать его. Таким образом, гарантированный захват куска будет обеспечен при условии, что силы трения будут больше выталкивающих сил, т.е. при выполнении следующего неравенства:

где 2fQcos - проекция сил трения на вертикальную ось. Откуда

следует, что



Выразив коэффициент трения между куском и рабочей поверхностью машин через угол трения , т.е f=tg , получим, что суммарный угол захвата должен быть меньше двойного угла трения:

Следовательно, условие захвата справедливо и последующее дробление возможно, когда угол захвата равен или меньше двойного угла трения. Например, при коэффициенте трения f = 0,32 угол трения = 1740?и угол захвата 35.

В валковых дробилках и бегунах целесообразнее использовать прямые соотношения диаметров D валков (катков) с максимально допустимым размером куска d.

Из треугольника О2О1А (рис. 2.9) следует, что

откуда

где е - ширина выпускной щели.

Степень измельчения в валковых дробилках в среднем равна четырем. Следовательно, можно принять отношение e / d = 0.25. Практически установлено, что при имеющих место коэффициентах трения и принятых соответствующих значениях при дроблении прочных материалов для гладких валков D/d =17…20; для рифленых валков D/d =10; для зубчатых D/d = 2…4.

Частота вращения валков валковых дробилок не должна превышать некоторого значения, при котором создаются неустойчивые условия захвата материала и возникают нежелательные колебания нагрузок. Следовательно, частота вращения валков ограничена условием отбрасывания материала под действием центробежных сил. Левенсон Л.Б. для расчета частоты вращения валков предложил следующую формулу:

где f - коэффициент трения между валками и материалом; с - плотность материала, кг/м3.

Мощность привода валковых дробилок рассчитывают по следующей методике. При повороте валков на угол d? (рис. 2.10, г) совершается работа

где Q - распорное усилие, действующее на валки, Н; dx - перемещение точки приложения силы Q в направлении оси x, равное абсолютной деформации материала в данном сечении: (здесь - относительная деформация, ); s-расстояние между валками в данном сечении.

Сила, действующая со стороны валка на рассматриваемый элемент материала,

где Рср - среднее давление валков на материал, Па; B dy - площадь контакта валка с материалом (в проекции на вертикальную плоскость), м2.

Элементарная работа, совершаемая за время dt, соответствующее повороту валков на угол d?,

Откуда получим формулу для расчета мощности, необходимой для деформирования материала на всем угле захвата,

При этом имели в виду, что dy/dt = vy - это скорость продвижения материала в направлении оси y, а произведение B s vy - производительность П.

Подставляя в формулу значение производительности валков из формулы, получим

Заключение

Во многих отраслях промышленности строительных материалов керамической, стекольной, цементной и других широкое распространение получили валковые дробилки, предназначенные для крупного, среднего, мелкого и тонкого измельчения материалов малой и средней прочности, удаления из глины каменистых включений и т.д.

Анализ зарубежного опыта показывает большое распространение валковых дробилок различных конструкций для дробления самых разнообразных материалов, особенно в составе передвижных дробильно-сортировочных установок. Это объясняется тем, что валковые дробилки наиболее приспособлены для переработки очень распространенных материалов, склонных к налипанию или содержащих липкие включения. Во время работы дробилок налипший на поверхность валков материал срезается очистными скребками и при необходимости отводится в сторону. Применение дробилок других типов на переработке таких материалов или вообще невозможно, или вызывает частые простои, связанные с длительной и трудоемкой работой по очистке камеры дробления. Возможность перерабатывать материалы, склонные к налипанию на рабочих органах, выгодно отличает валковые дробилки от других типов дробильного оборудования.

Список литературы

1. Клушанцев Б. В. Дробилки. Конструкция, расчёт, особенности эксплуатации / Б. В. Клушанцев, А. И. Косарев, Ю. А. Муйземнек. М.: Машиностроение, 1990. 320 с.

2. Строительные машины / А.В. Раннев, В.Ф. Корелин, А.В. Жаворонков и др. М.: Машиностроение, 1991. 496 с.

3. Васильев А. А. Дорожные машины / А. А. Васильев. М.: Машиностроение, 1987. 416 с.

4. Степанов Л. П. Устройство и монтаж дробильно-обогатительного оборудования / Л. П. Степанов, А. И. Косарев. М.: Высш. шк., 1982. 192 с.

5. Фейгин П. А. Дробильные, сортировочные и транспортирующие машины / П. А. Фейгин. М.: Высш. шк., 1983. 223 с.

6. Строительные машины /Д.П. Волков, Н.И. Алешин, В.Я. Крикун и др. М.: Высш. шк., 1988. 319 с.

7. Сергеев В. П. Строительные машины и оборудование / В. П. Сергеев. М.: Высш. шк., 1987. 376 с.

Размещено на Allbest.ru