Конструктивные схемы мельниц

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Конструктивные схемы мельниц

2. Конструкция вращающихся шаровых и стержневых мельниц

3. Конструкция мельниц самоизмельчения

4. Конструкция вибрационных мельниц

5. Кинематические и энергосиловые режимы работы мельниц

6. Прочностные расчеты основных рабочих деталей мельниц

7. Виды мельниц

7.1 Роторные мельницы

7.2 Режущие мельницы

7.3 Механические ступки

7.4 Дисковые мельницы

7.5 Шаровые мельницы

Список использованной литературы

1. Конструктивные схемы мельниц

Измельчение -- процесс уменьшения крупности твердых частиц породы, аналогичный процессу дробления, и отличается только крупностью измельченного продукта -- менее 5 мм. Измельчение осуществляется в барабанных, вибрационных, кольцевых мельницах, па бегунах и др.

В последнее время разработаны процессы струйного измельчения, использующего энергию сжатого воздуха или горячего газа, электрогидравлического, термического типов и т. п. Однако они не совсем совершенны.

На современных металлургических заводах широко распространены барабанные мельницы с разным отношением внутреннего диаметра D к его длине L. Например, трубная мельница отличается отношением L/D > 4. Для коротких мельниц L/D = 0,65 ч 2,0. В зависимости от вида подаваемой породы мельницы работают в условиях сухого и мокрого измельчения. На обогатительных фабриках в мельницу вместе с рудой подают воду -- 15-50% от общей загрузки. В качестве дробящих тел в мельницах используют шары, стержни, природную гальку и крупные куски руды. Соответственно этому барабанные мельницы разделяются на шаровые, стержневые, рудно-галечные и самоизмельчения. Для увеличения вскрытия полезных минералов требуется внедрение многостадийных схем измельчения, поэтому при крупном измельчении на первой стадии используют стержневую мельницу, на второй -- шаровую мельницу с разгрузкой через диафрагму в паре (в замкнутом цикле) с классификатором или гидроциклоном, на третьей -- при тонком измельчении и на четвертой стадии применяют шаровую мельницу с центральной загрузкой пульпы через цапфу в замкнутом цикле с гидроциклоном. Для сверхтопкого измельчения (<0,01 мм) применяют вибрационные и струйные мельницы.



2. Конструкция вращающихся шаровых и стержневых мельниц

Шаровая мельница с центральной разгрузкой МШЦ (рис. 1) состоит из барабана 3, сфланцованного по торцам с загрузочной и разгрузочной крышками 7,14. Крышки и барабан футерованы для защиты от износа, футеровка 4 укреплена с помощью болтов 13. Крышки барабана заканчиваются полыми цапфами, установленными на самоустанавливающихся опорах 2 с вкладышами из свинцовисто-оловянистой бронзы. Для осмотра состояния барабана имеется люк 5. На загрузочной цапфе укреплен питатель 1. Для создания направленного движения руды полые цапфы имеют футеровку с внутренними спиралями и большое сечение на выходной цапфе 8. Спираль на разгрузочной стороне мельницы имеет такое направление, чтобы возвращались в зону измельчения шаровая загрузка и крупные куски материала.

Вращение мельницы осуществляется от электродвигателя 9 через муфты 10,11, редуктор (для мельниц с диаметром менее 2.1 м) и открытую зубчатую передачу 12, 6. Мельница имеет централизованную систему смазки подшипников барабана, ведущей шестерни и редуктора. Данные мельницы выполнены с отношением длины к диаметру: 1,5 < L/D < 2.

Рис. 1. Шаровая мельница с центральной разгрузкой

Шаровая мельница с разгрузкой через решетку МШР (рис. 1.32) отличается от предыдущей конструкции узлом разгрузки измельченного продукта. Разгрузка осуществляется через щели 1 решетки 3, составленной из отдельных секторов, закрепленных радиальными клиньями 5 при помощи болтов. Центральный диск 4 зажат решетками. В пространстве между решеткой и разгрузочной крышкой установлены вычерпыватели (лифтеры) 2, 6, которые зачерпывают и переливают пульпу в разгрузочную цапфу. Проходное сечение в решетке значительно превышает площадь выходного сечения цапфы на загрузочной стороне мельницы для устранения переизмельчения продукта и повышения производительности агрегата.

Вследствие этого производительность мельницы МШЦ на 10-15% ниже, чем у мельницы МШР.

Стержневая мельница типа МСЦ отличается диаметром разгрузочных и загрузочных цапф из-за увеличения производительности по исходному материалу. Применяют стержневые мельницы как агрегат грубого измельчения руды и для измельчения мелковкрапленных руд перед их обогащением. Стержневые мельницы, используемые в паре с шаровыми позволяют повысить эффективность работы шаровых мельниц. Внутреннюю поверхность футеровки крышек делают плоской, чтобы дробящие стержни не перекашивались при работе. С этой целью стержни делают на 25-50 мм короче длины барабана. При работе мельницы дробимая руда раздвигает стержни, позволяя мелким зернам проваливаться между ними и не переизмельчаться. Более крупные частицы задерживаются стержнями и интенсивно измельчаются. Для всех указанных выше мельниц применяются стальные (из 110Г13Л для барабана и ст. 35А для цапф) и резиновые футеровочные плиты. В мельницах второй стадии используется высокохромистый чугун ВУ-5 и ВУ-10. Резиновая футеровка выполняется из резины марок 1801-6, 6252 и 4-54. Она долговечнее и уменьшает уровень шума. Однако использовать ее можно только со второй стадии измельчения. По форме футеровка бывает гладкой, волнистой, каскадной, ребристой и т. п. Гладкая футеровка применяется, когда необходим истирающий эффект измельчения -- дробящие тела должны перемещаться без ударов, плавно. Волнистая поверхность футеровки приводит к добавочному ударному воздействию. Наконец, ступенчатая и каскадная форма футеровки (треугольного сечения) создает условия ударного измельчения. Срок службы футеровки рудоразмольных мельниц при работе на первой стадии измельчения составляет 6- 10 месяцев, на второй стадии срок службы увеличивается примерно вдвое.

Дробящую шаровую загрузку изготовляют из хромистых, хромо-молибденовых, марганцовистых сталей, а также из сталей марок ст. 3, ст. 5. Расход шаров из ст. 3 и ст. 5 на тонну руды составляет 300 г, для хромомолибденовых шаров этот показатель уменьшается в 7-7,7 раз. В мельницу загружают шары диаметра от 25 до 125 мм. Исследования показали, что для мельниц МШР оптимальная загрузка первой стадии, определяемая по производительности и удельному расходу электроэнергии, составит: 30 % для шаров диаметром 100 мм, 20 % для шаров диаметром 75 мм, 30 % для шаров диаметром 62,5 мм и по 10% для шаров с диаметром 50 и 25 мм.

Материалом стержневой загрузки служат твердые износостойкие стали (типа стали 7, хромомарганцевистой и др.). Диаметр стержней зависит от крупности куска руды и колеблется в интервале 50-120 мм.



3. Конструкция мельниц самоизмельчения

В этих мельницах используется дробящее воздействие самой руды. При этом для увеличения кинетической энергии удара соответственно повышается высота падения руды в результате увеличения диаметра барабана (до 10,5 м) и повышения размера питающих кусков руды для чего увеличивается диаметр цапф. Как правило, на мельницах самоизмельчения проходят обработку все руды за исключением легкоизмельчаемых, высоко пластичных, глинистых и легко шламующихся.

Процесс самоизмельчения делят на сухое и мокрое. На рис. 1.33 показана мельница сухого измельчения типа «Аэрофол», изготовляемая с диаметром барабана от 5 до 9 м. Руда подается транспортером 1 через воронку 8 в цапфу 2, установленную на подшипниках скольжения 6. К цапфе жестко закреплен барабан 5 облицованный по образующим поперечными балками (лифтерами) служащими для подъема руды, и с торцевых крышек -- кольцевыми плитами 3. Воздушным потоком измельченный продукт выносится из барабана через разгрузочную цапфу и направляется через патрубок 7 в воздушный сепаратор и осаждается в циклонах. Исследования опытной мельницы подтвердили возможность ее эксплуатации на крепких железных рудах при заполнении барабана на 25-30%.



Мельница мокрого самоизмельчения типа «Каскад» (рис. 1.34) имеет свои особенности. Так, отношение длины барабана L к диаметру D равно 0,3. Дробимая руда подается в откатную загрузочную воронку 1, что позволяет упростить эксплуатацию и ремонт мельницы. Загрузочная цапфа имеет спиральные лифтеры для транспортировки руды в барабан. Корпус барабана 4 сварной. Его футеровка по цилиндрической образующей выполнена в виде плит с лифтерами (вычерпывателями) для подъема руды, Набоковых конических крышках 2 плиты 3 снабжены отражателями 5. Разгрузочная сторона имеет решетку 6', через которую измельченный продукт с помощью лопастей (вычерпывателей) 7 попадает в разгрузочную цапфу 8 с лифтерами. К лифтерам примыкает бутара 10, не дающая неизмельченному продукту переместиться из мельницы. На торце разгрузочной цапфы крепится зубчатый венец 9, которому передается крутящий момент от электродвигателя.

В описанной конструкции баббитовые подшипники скольжения цапфы, зубчатых передач и электродвигателя снабжены автоматической централизованной подачей жидкой смазки. Открытая зубчатая передача смазывается от автоматической системы густой смазки.



4. Конструкция вибрационных мельниц

Стремление повысить съем продукта с 1 м³ объема привело к новым принципам построения мельниц. На рис. 1.35 показана вибрационная мельница. Корпус мельницы с люком для загрузки 3 установлен на мощном пружинном амортизаторе 9 и раме 7. Внутри корпуса на двух самоустанавливающихся роликовых опорах 1 смонтирован вал 4 вибратора 2, снабженный двумя противовесами 5 с приводом, осуществляемым через муфту 6. За счет подбора масс противовесов G_n1 и С_П2 корпусу придаются колебания, передаваемые дробящим шарам. Под действием импульсных нагрузок шары непрерывно отрываются от корпуса, падают на руду и перекатываются с ней в нижнее положение. В основном дробящее действие шаров приводит к истирающему воздействию на руду, поэтому данные мельницы используют для тонкого и сверхтонкого помола.

По характеру загрузки руды вибромельницы делятся на периодические и непрерывные В непрерывных мельницах руда загружается через одну цапфу, а разгружается через другую. Параметры мельниц: частота импульса до 50 Гц, амплитуда 3-12,5 мм, мощность двигателя до 75 кВт. Экономически вибромельницы выгодны при эксплуатации барабанов малой емкости (до 1200л). Технические характеристики мельниц приведены в табл.1.

Таблица 1 - Техническая характеристика барабанных мельниц

Тип мельниц	Размер барабана	Рабочий объем V, м3	Частота вращения барабана n, мин	Электродвигатель	Масса, т
	D, мм	L, мм			N, кВт	nдв, мин-1	мельницы	дробящей загрузки
МШЦ-18-30	1800	3000	6,4	26	130	--	30	--
МШЦ-21-30	2100	3000	9,0	24	200	--	50	20
МСЦ-21-40	2100	3000	8	16,5	200	600	50	24
МШЦ-27-36	2700	3600	16	21	400	187	85	37
МСЦ-27-36	2700	3600	16	15,6	400	187	85	44
МШЦ-32-45	3200	4500	32	19,8	900	167	145	67
МСЦ-32-45	3200	4500	32	14,6	900	167	145	75
МШЦ-36-55	3600	5500	50	18,2	1250	187	170	--
МСЦ-36-55	3600	5500	50	13,6	1250	167	170	--
МШЦ-40-55	4000	5500	60	17,4	1600	150	205	--
МСЦ-40-55	4000	5500	60	12,9	1600	150	205
МШР-21-22	2100	2200	6,3	24,6	1600		44	--
MШР-27-21	2700	2100	10	21	300	187	72	20
МШР-27-27	2700	2700	14	21	380	--	76	--
МШР-32-31	3200	3100	22,4	19,8	630	250	98	47
МШР-36-40	3600	4000	35,5	18	1000	167	154	76
МШР-36-50	3600	5000	45	18	1250	187	180	96
МШР-40-50	4000	5000	55	17,4	1600	--	220	117
МШР-45-50	4500	5000	69	16,5	2500	153	264	158

5. Кинематические и энергосиловые режимы работы мельниц

При работе мельниц поведение дробящих тел зависит от скорости вращения барабана и степени заполнения ими его объема. Различают три вида измельчения. Водопадный режим работы характеризуется значительным подъемом дробящей загрузки выше оси барабана и ее последующим свободным полетом до падения в пульпу. При этом измельчение материала создается в основном ударным воздействием дробящих шаров. При каскадном режиме дробящая загрузка после подъема отрывается от стенок барабана и скатывается в исходное положение по руде без свободного полета. Смешанный режим -- переходный между каскадным и водопадным. Аналитически решение параметров движения отдельного дробящего тела можно осуществить по методу Л.С. Кохана. В общем случае (рис. 1.36) на дробящее тело действуют центробежная сила

F_n = = т(?)²R. + mR 4- 2т?щ₀К,

тангенциальная сила инерции F_r = mR, сила трения F_Tр = Nѓ, сила тяжести G = mg, нормальная реакция от барабана N, сила F_K = та_к, вызываемая кориолисовым ускорением а_к = 2uiq6cR.. В этих зависимостях ѓ -- коэффициент трения движения, т -- масса загрузки, ? -- угловая скорость проскальзывания загрузки по барабану, -- угловое ускорение проскальзывания загрузки по барабану, R -- радиус барабана, щ₀ -- угловая скорость барабана.

Для вычисления характера движения загрузки спроектируем указанные силы вначале на направление радиуса, проходящего через центры загрузки и барабана, а затем на направление перпендикулярное первому:

N = F_u -- G sinб и F_т -- F_Tp + F_K -- G cosб.



Определим из первого уравнения нормальную реакцию и подставим во второе. После сокращения на mR. получим основную зависимость скорости проскальзывания

- (?)²ѓ - 2?щ₀ -- - (g/R)(cosa + ѓsin а).

Решение полученной зависимости проведем методом последовательных приближений. Учитывая, что на определенном угле ао контакта загрузки с барабаном произойдет ее отделение от стенки, представим первое решение угловой скорости проскальзывания в виде ?₁ = щ₀ sin (б₀ -- б).

Тогда первоначальная зависимость примет вид

- (?)²ѓ = + 2 sin (?₀- б) - (g-R)(cosб + ѓsinб).

Для решения воспользуемся методом вариации постоянной. С помощью замены =-- решается левая часть уравнения - (?)²ѓ = 0. Откуда определяем

? = Сехр ѓб и = Сехр (2ѓб)(dC/da + Cѓ).

Подставим полученный результат в основное уравнение. После алгебраических преобразований и интегрирования:

?С dC = ? [e^-2ѓa-(g/R^-2ѓa)(cosб+ ѓ sinб) + 2e^-2ѓa sin (б₀ - б)] dб,

находим второе приближение:



= + [2g/R(l + 4ѓ²)][3ѓcosб - (1 - 2ѓ²) sinб]+[4ѓ/(l + 4ѓ²)][cos (б₀ - б) - 2/ sin (б₀ - б)].

Различие между первым и вторым приближением составляет 30-40%, поэтому, используя второе приближение для решения основного уравнения, аналогично предыдущему подходу получаем третье приближение:

= +[2g/R(1 + 4ѓ²)][3ѓcosб - (1 - 2ѓ²)sinб]+[6,4/(l + 4ѓ²)][cos (б₀ - б) - 2/ sin (б₀ - б)].

Отличие третьего приближения от второго не превышает 3-5%, что позволяет ограничиться для базового решения третьим приближением. В момент отрыва загрузки от барабана при угле a = Qo нормальная реакция

N -- mR( + щ₀)²- mg-sinб = 0. Откуда ?(б₀) = - щ₀.

В момент отрыва величина проскальзывания ? = 0, откуда sinб₀ = R/g. Из уравнения для третьего приближения находим

- + [2g/R(1 + 4ѓ²)]·[3ѓcosб - (1 - 2ѓ²)sinб₀]+6,4/(l + 4ѓ²) = 0.

Решение этих зависимостей позволяет вычислить cosб₀ и затем tgб₀ = 6ѓ/(3 -- 6,4ѓ).

Анализ полученной зависимости показывает, что критическое положение загрузки, когда она не отрывается от барабана в наивысшем положении (б₀ = 90°), может быть получено при коэффициенте трения ѓ , определенном из отношения tgб_Kp =?, или ѓ_кр6,4 = 3. Окончательно находим ѓ_кр = 0,47, sinб_Kp = 1 и критическая скорость барабана щ_Kp =

Для общего случая угловая скорость барабана по исследованиям Л.С. Кохана определится через угол «о и будет равна:

Данное уравнение также позволяет определить щ и для любых ѓ < ѓ_кр

Ниже приведены результаты вычислений угловой скорости и угла отрыва б₀ при разных ѓ:

Коэффициент трения ѓ	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,47
Угловая скорость	0	0,497	0,757	0,927	0,993	1
Угол отрыва б0, град	0	14,2	35	59,1	79,5	90

На практике величину коэффициента трения при проскальзывании определить довольно сложно. Поэтому основное уравнение решается в предположении отсутствия скольжения загрузки по барабану.

Данная зависимость позволяет вычислить максимальную координату свободного полета загрузки по высоте, соответствующую абсциссе

х_м =4,

и координаты точки падения загрузки на стенку барабана. Были построены многочисленные траектории возможных движений загрузки при вариации коэффициента трения от 0 до 1 (соответственно ѓ от 0 до 0,47). Анализ полученных кривых показал, что водопадный режим обеспечивается в диапазоне изменения коэффициента трения покоя ѓ_п = 0,35 ч 0,40 (ѓ = 0,205ч0,215), каскадный -- при ѓ_п = 0,22ч0,25 (ѓ = 0,15ч0,165). При этом для водопадного режима оптимальная частота вращения мельницы п₀ = 33,4/vD, а для каскадного n₀ = = 28,4/vD.

Другая характерная особенность траекторий движения загрузки -- после перехода максимального положения нисходящая ветвь параболы с большой точностью может быть аппроксимирована прямой. Тогда для водопадного режима траекторией будет хорда, проходящая под углом 70ч72° к горизонту через точку с координатами х = --0,38R и у = 0. Для каскадного режима хорда наклонена к горизонту под углом 72° и проходит через точку с координатами х = 0.04R и у -- 0. Данное упрощение позволяет определить периметр П шаровой нагрузки, примыкающей к барабану, соответственно при водопадном П_80д = 2,57D и каскадном П_каск = 2,15D. а также количество шаров z на этом периметре по всей длине L барабана:

Z = ПL/d²,

где d -- диаметр шара. Расчеты показывают, что количество рядов загрузки бывает не менее четырех. В этом случае суммарные периметры УП_вод = 8,62D и УПка_СК ~ = 7,84D. Для первых стадий измельчения диаметр шара d ?0,04D и его объем равен 0,523d³. Тогда, принимая плотность материала шаров y = 7,85 т/м³, вычисляем массу шаровой загрузки G_ш на 1 м³ объема мельницы

V -- 0,785D²L: G_ш/V = 1,69 т/м³

при каскадном режиме и G_ш/V = 1,86 т/м³ при водопадном режиме. Отметим, что на основании исследований ряда авторов оптимальная относительная загрузка G_ш/V принимается в пределах 1,7ч9 т/м³ и совпадает с нашими результатами. Установлено, что оптимальная работа мельницы зависит от степени или коэффициента заполнения ц барабана шарами: для шаровой загрузки ц = 0,4 ч 0,5, для стержневой ц-- 0,3 ч 0,45. По нашим данным при полученных величинах относительной загрузки барабана коэффициент заполнения ц при каскадном режиме равен ц_каск = 1,69/7,85 * 0,523 = 0,41 и при водопадном режиме ц_вод = 0,475, что удовлетворительно сходится с рекомендуемыми параметрами.

Таким образом, в конечном счете, степень заполнения дробящей загрузкой барабана определяет возможный режим работы мельницы. Степень заполнения также является одним из основных факторов, от которых зависит выбор мощности привода агрегата. Общий момент на венце барабана состоит из момента преодоления нессиметричности загрузки М_заг и момента сил трения М_тр барабана в опорах. Положение центра тяжести загрузки при заданной выше ее геометрии равно Х_{ц т} = 0,21D при ц= 0,475 и X_ц.т. = 0,27Ј> при ip = 0,41. Откуда соответственно момент М_тр = 0.2lG_mD или 0,27G_шD. Момент трения в опорах мельницы подсчитывается по формуле

M_Tp = (G_a + Gs)ѓsDs/2,

где Gs -- сила тяжести барабана, и загрузки, ѓs -- коэффициент трения на опорных поверхностях диаметром D_д

На основании опытных данных Ds и 0,5D, Gs = (2 - 2,l)G_ш, и ѓ_д=0,08, откуда М_тр = (0,06 - 0,062)G_шD Суммарный момент на барабане М = 0,26G_mD при ц = 0,475 и М = 0,33G_ш D при ц =0,41. Откуда определяется мощность привода, кВт:

N = 8,9G_mvD при ц = 0,475,

N = 9,7vD, при ц= 0,41.

Преобразуем данные зависимости с учетом массы дробящей загрузки и получим N = 8,9 * 1,86 * VvD = 16,6VvD, кВт, при ц=0,475. N = 9,7 * 1,69 * VvD, кВт, при ц = 0,41.

Ниже приведены расчетные значения мощности привода ряда мельниц для водопадного режима работы:

Тип мельницы	Рабочий объем, м3	Мощность, кВт
МШЦ 18-30	6,4	142
МШЦ 21-30	9	217
МШЦ 27-36	16	435
МШЦ 32-45	32	965
МШЦ 36-55	50	1380
МШЦ 40-55	60	1980
МШЦ 36-40	35,5	1120
МШЦ 36-50	45	1420
МШЦ 40-50	55	1830
МШЦ 45-50	69	2430

Анализ приведенных в табл. 8 экспериментальных и расчетных мощностей показывает удовлетворительное совпадение результатов.

Ориентировочно часовая производительность мельниц вычисляется по эмпирической зависимости [1]:

Q = KD^2,6L,

где К = 0,5 ч 2,93 -- опытный коэффициент, зависящий от шаровой загрузки, свойств руды.

Расчеты показывают, что при изменении цс 0,41 до 0,475 энергия соответственно меняется от 0,0225D³L до 0,0264D³L. Полное количество энергии, получаемое рудой в единицу времени, определяется числом воздействий (ударов) дробящей загрузки в единицу времени: N_уд = (202 ч 218)D^2,5L т/ч при = 0,41 ч 0,475. Из теоретических исследований принимают, что производительность мельницы Q_p = AN_уд, т/ч, где А -- коэффициент пропорциональности (табл.).

В табл. 2 приведены расчетные значения производительности мельниц Q_p и их каталожные величины Q_кат при водопадном режиме работы.

Таблица 2 - Характеристики производительности мельниц

Тип мельницы	D2,5L	Qкат т/ч	Nуд, м/ч	А	Qp, т/ч
МШР-18-15	6,55	9	1430	0,0063	9,4
МШР-21-15	9,6	15	2100	0,00715	13,8
МШР-21-30	19,20	28	4200	0,0067	27,6
МШР-15-31	8,5	12	1850	0,0065	12,2
MIIIP-27-21	25,2	36	5470	0,0066	36,2
MIIIP-27-36	43	62	9400	0,0066	62
MIIIP-32-31	57	82	12400	0,0066	82
MIIIP-36-50	123	175	26800	0,0066	177
MII1P-40-50	160	230	35000	0,00660	230
МШР-45-50	216	310	47200	0,0066	310

Анализ полученных данных показывает, что для мельниц производительность, т/ч, может быть вычислена по формуле: Q -- (1,37-ѓ 1,44)D^,5L, где первое число относится к каскадному режиму, второе -- к водопадному.

При расчете основных параметров мельниц самоизмельчения следует иметь в виду, что для них D/ L = 2,8 ч 3, масса загрузки G_n ? (0,135 4 0,14)m_б (m_б -- масса барабана). Данные результаты уточняют расчетные зависимости для мельниц самоизмельчения. Так, мощность двигателя вычисляют по зависимости N = 7,8VvD, производительность Q = 0,32D^2,5L, т/ч

В табл. 3 приведены расчетные и каталожные данные некоторых параметров мельниц мокрого самоизмельчения.

Таблица 3 - Мельницы мокрого самоизмельчения

Тип мельницы	Vраб м3	кВт	кВт	Qpacч, т/ч	Qкат, т/x
МРС 70-23	80	1650	1600	95,5	-
МРС 50-18	29	510	540	23,2	-
МРС 90-32	170	3980	4000	248	250
МРС 105-38	300	7600	7000	436	-

6. Прочностные расчеты основных рабочих деталей мельниц

мельница шаровой стержневой кинематический

Наиболее нагруженным элементом мельницы является открытая зубчатая передача и корпус мельницы. Открытая зубчатая передача состоит из венца и ведущей шестерни и рассчитывается по обычным зависимостям, приводимым в курсе «Детали машин».

В соответствии с принятыми методиками расчета большие открытые передачи проверяются двумя способами:

1. С помощью максимального крутящего момента М_кр, исходя из допущения пластической деформации зубьев, соответствующей максимальному контактному напряжению [у_?]_max?4,2у_т.

2. По максимальному изгибу М_к.и., исходя из усталостной прочности зубьев на изгиб, КОГДа [у_и]_max?0,84у_т

3. Зубчатая передача работоспособна, если любой из указанных выше моментов больше крутящего момента

М_кр = 10⁴N_дв/in_х кН-м,

где N_nB -- мощность двигателя, n_х -- число оборотов колеса, i -- передаточное отношение.

Максимальный крутящий момент на колесе (венце) по первому методу определяется по зависимости [10]:

М_к._п. = {([у_?]_max/Ccosв)·( (i+1))}, Н м;

где [c_K]max -- допустимое нормальное контактное напряжение, МПа; /3 -- угол наклона зубьев; z_K -- число зубьев; 6_К -- ширина зубьев; К_П -- коэффициент загрузки, К_п -- 1,5 -rl,7; С -- коэффициент, зависящий от материала контакта, -- при контакте «сталь по стали» С = 214, «чугун по стали» С = 167, «чугун по чугуну» С = 140; т_н -- нормальный модуль, см.

При второй проверке допустимый момент на изгиб определяется по формуле [10]:

М_к.и. = [у_о.и.]у_к, Н· м;

где у_к -- коэффициент формы зубьев венца:

Число зубьев	12	16	20	24	28	35
Ук	0,30	0,34	0,37	0,40	0,41	0,43
Число зубьев	40	50	100	150	300	Рейка
Ук	0,44	0,46	0,48	0,49	0,50	0,52

[у_о.и.] = 0,84у_т -- предел усталости материала при изгибе; К_е -- коэффициент перекрытия, для прямозубых колес К_€ = 1, для косозубых и шевронных К_е = 1,3; К_и -- коэффициент нагрузки при изгибе,

К_н = К_п +0,1;

Ц_у -- коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и масштабный фактор, (Ц_у- = 1,8ч2,5 при изменении т_и от 5 до 50 мм); [n_и] -- коэффициент запаса прочности относительно предела усталости при изгибе, для литых деталей [n_и] = 2 до модуля m_и ? 18 мм, при т_н > 18 мм коэффициент [п_и] = 2,2; для поковок при m_и ?18 мм коэффициент [n_и] = 1,8 и [m_и] = 2 при т_н > 18 мм.

Прочность корпуса мельницы рассчитывают на изгиб но центральному сечению, условно считая корпус мельницы однородным цилиндрическим телом весом G_б, опирающееся на две опоры и нагруженным по длине барабана равнораспределенной нагрузкой (от веса руды и шаров G_з). В этих условиях напряжение изгиба



у_из = 0,l6(L/D)(G_б + G₃)/Dд,

где S -- толщина стенки барабана.

Корпус барабана рассчитывают на растяжение по формуле Ляме

у_Р.1. = (G₆ + G₃)/(2Lд).

Дополнительное растяжение корпуса вызывается центробежной силой

(Gб + G₃)щ²D/2g, откуда у_Р = (G_б + G₃)щ²D/(4gдL).

Суммарное напряжение

у_Р = у_из + у_Р.1. + у_р.2. < [у],

где [у] = 80 ч 90 МПа -- допустимое напряжение.



7. Виды мельниц

7.1 Роторные мельницы

В роторных мельницах для измельчения материалов применяется комбинация удара и резки. Сырье попадает в центр размольной камеры; за счет высокого центробежного ускорения оно отбрасывается на зубья ротора и при ударе измельчается. Чем больше зубьев (клиньев) у ротора, тем меньше размер конечного продукта. Окончательное измельчение происходит между ротором и ситом, и когда размер частиц становится меньше ширины отверстий, они ссыпаются в приемник.

Роторные мельницы подходят для предварительного или тонкого измельчения мягких, волокнистых и даже твердых материалов. Они могут применяться для измельчения химикатов, угля, конструкционных материалов, лекарств и специй, пищевых гранул, удобрений, золы, семян и зерен, почв.

7.2 Режущие мельницы

Ротор режущих и ножевых мельниц представляет собой ножи и режущие пластины. Материал попадает между ножами ротора и неподвижными режущими пластинами (если такие имеются); чем больше ножей, тем лучше измельчается материал. Как только размер частиц будет меньше размеров ячеек сит, материал ссыпается в приемный сосуд.

Режущий эффект производимый ротором с ножами, особенно подходит для измельчения и гомогенизации мягких и средне-твердых, сухих, влажных и мокрых материалов. Режущие мельницы подходит для работы с таким сырьем, как продукты питания, таблетки, кофе, чай, сигареты, и т. д., корма для животных, биологические и микробиологические препараты.



7.3 Механические ступки

Механические ступки измельчают, перемешивают и истирают давлением и трением. Функцией скребка является подача материала в область между ступкой и пестом. Эта принудительная подача гарантирует, что весь материал непрерывно измельчается и истирается, а также интенсивно перемешивается.

В механических ступках можно измельчать мягкие и твердые, хрупкие и пастообразные материалы, такие как зола, почвы и шлаки, химикаты и соли, лекарства и специи, пищевые продукты, замороженные клетки дрожжей, маслосодержащие семена и т.п.

7.4Дисковые мельницы

Вращающийся измельчающий диск захватывает материал, измельчение происходит между вращающимся и неподвижным дисками за счет давления и сил трения. Благодаря зубьям, помещенным в центральной зоне измельчающих дисков, происходит предварительное измельчение материала, а после этого под воздействием центробежных сил материал попадает во внешнюю зону, где происходит тонкое измельчение. Измельченный материал просыпается из щели между дисками и собирается в приемный сосуд.

Дисковые мельницы используются для измельчения порционного или непрерывного предварительного или тонкого измельчения от средне-твердых до твердых и хрупких материалов, например, руды, уголь, кокс, керамика, кварц, гипс, мел, стекло и стеклоцемент, сухие почвы, осадки сточных вод и керны.



7.5 Шаровые мельницы

Принцип действия шаровых мельниц основан на размалывании (растирании) материала с помощью размольных шаров. За счет постоянного движения (вращения) камеры размольные шары приобретают высокую энергию и ударяются о стенки стакана, тем самым измельчая пробу за счет давления и трения. Степень измельчения может быть увеличена за счет использования нескольких шаров меньшего диаметра.

Шаровые мельницы (планетарные или вибрационные) нашли применение для сухого, мокрого или криогенного измельчения мягких, волокнистых, твердых и хрупких материалов. Шаровые мельницы используются в сельском хозяйстве, фармацевтике, геологии и минералогии и др. областях.

Список использованной литературы

1 Кохап Л. С., Навродский А .Г. Механическое оборудование цехов по производству цветных металлов. -- М.: Металлургия, 1986. -- 312 с.

2 Донченко А.С., Донченко В.А. Справочник механика рудообогатительной фабрики. - М.: Недра, 1975. - 558 с.

3 Справочник по обогащению руд / Под ред. А.С.Богданова. Т. I, II. -- М.: Недра, 1972. - 447 с.

4 Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик. -- М.: Недра. 1970. -- 337 с.

5 Машины и агрегаты металлургических заводов / А.И.Целиков, И.И. Полухии, В.М. Гребенник и др. Т. 1. -- М.: Металлургия, 1976. -- 414 с.

6 Кохан Л.С., Сапко А.И., Жук А.Я. Механическое оборудование цехов для производства цветных металлов. -- М.: Металлургия, 1988. -- 328 с.

7 Машины и агрегаты металлургических заводов / А.И.Целиков, П.И.Полухин, В.М.Гребенник и др. Т. 2. -- М.: Металлургия, 1988. -- 431 с.

8 Сапко А.И. Механическое и подъемно-транспортное оборудование электрометал- лургических цехов. -- М.: Металлургия, 1986 . -- 328 с.

9 Воскобойников, В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия. -- М. Металлургия, 1998. -- 768 с.

10 Тарасов А.В., Уткин Н.И. Общая металлургия. -- М.: Металлургия, 1997. -- 590 с.

Размещено на Allbest.ru