Бігуни. Для дрібного подрібнення (кінцевий розмір зерен 3...8 мм) і грубого
Рис. 3.21. Схеми барабанних млинів
люк (рис. 3.21, а), через порожнисті цапфи (рис. 3.21, б, г-є), з периферійним вивантаженням (рис. 3.21, в);
• за конструкцією приводу — з центральним (рис. 3.21, є) і периферійним (рис. 3.24, є) приводами.
Визначальними параметрами барабанних млинів є діаметр D і довжина L барабана. Вважається, що при відношенні L/D- 2...3 млини називають барабанними з відповідними молотильними тілами (кульовими, стрижневими), а при L/D = 3...6 — трубними млинами. Ці параметри входять і в позначення млинів. Наприклад, млин 0,9 х 1,8 — це млин, який має діаметр 0,9 м і довжину 1,8 м.
Конструкції основних вузлів різних барабанних млинів багато в чому аналогічні. На рис. 3.22 показано типову конструкцію двокамерного трубного млина. Установлений у підшипниках 2 барабан 3 приводиться в обертання двигуном 9 через редуктор 7 і проміжний вал 5. Матеріал, що подрібнюється, подається в барабан завантажувальним пристроєм /, а готовий продукт вивантажується за допомогою вивантажувального пристрою 6. У середній частині барабана розміщена вивантажувально-завантажувальна міжкамерна секція 4. Млин має систему централізованого змащення 11 для обслуговування редуктора і підшипників барабана. Для виконання ремонтних робіт у млині передбачено допоміжний привід 8.
Для зниження температури і зняття статичної електрики, що виникає в другій камері при стиранні клінкеру з добавками, у млин розподільною системою труб і форсунок насосом 10 подається вода.
Розрахунок основних параметрів барабанних млинів. Вихідними даними для розрахунку є кутова швидкість барабана, маса молотильних тіл, продуктивність і потужність електродвигуна.
Кутова швидкість барабана визначає характер руху молотильних тіл, від якого залежить інтенсивність подрібнення матеріалу в млині.
Рис. 3.22. Двокамерний трубний млин
У разі малої кутової швидкості барабана молотильні тіла і матеріал, що подрібнюється, зсуваються в бік обертання барабана і разом з ним піднімаються на таку висоту, де кут підйому а дорівнює куту тертя (рис. 3.23). Звідси паралельними шарами молотильні тіла і матеріал скочуються каскадом униз. За каскадного режиму подрібнюється матеріал роздавлюванням і стиранням тілами, що перекочуються. Якщо кутова швидкість млина підвищується до певного значення, то кут повороту завантаження молотильних тіл дещо збільшується. Тоді молотильні тіла (кулі або стрижні) піднімаються на певну висоту, сходять з колової траєкторії і починають рухатися параболічною траєкторією. Такий водоспадний режим забезпечує подрібнення не тільки стиранням, а й ударами падаючих тіл, що сприяє інтенсивності помелу. За надмірної кутової швидкості барабана значно зростають відцентрові сили, які стають більшими, ніж вага. Завдяки цьому молотильні кулі разом з матеріалом притискуються до стіни барабана й обертаються, не відриваючись навіть у точці В. Проте робота подрібнення в цей час дорівнює нулю. Кутову швидкість, яка виникає при цьому, називають критичною wкр і визначають з умови
Fвц = G, (3.38)
де Fвц =mw2крR — відцентрова сила, Н; m — маса кулі, кг; R — радіус барабана, м; G = mg — вага кулі; g — прискорення вільного падіння, м/с2.
Підставивши в умову (3.38) значення і G, дістанемо mw2крR = mg, звідки
Рис. 3.23. Схема для визначення кутової швидкості млина
критична кутова швидкість
wкр =
Теоретично оптимальну кутову швидкість барабана можна отримати за умови забезпечення максимальної висоти падіння кулі, яка визначається координатами точки відриву кулі від стінки (точка А) і точки зіткнення її з барабаном після падіння (точка С) (див. рис. 3.23).
У точці А на кулю діють такі сили: відцентрова гт, ваги G і тертя ковзання по стінці барабана Т. (Значенням сили Т можна знехтувати, оскільки верхні частинки підпираються нижніми.) З урахуванням цього відрив кулі від стінки барабана в точці А виникатиме, якщо Fвц£G cosa (де a = 35...40 - кут підйому кулі, град).
З урахуванням Fвц =mw2крR , а G = mg
wопт=
Теоретично доведено, що найвигіднішим кутом відриву кулі є кут 54°40', оскільки за більшого кута куля закидатиметься на протилежну стінку, не здійснивши подрібнення, а за меншого — не матиме достатньої енергії для руйнування матеріалу. Якщо a= 54°40', то оптимальна кутова швидкість
wопт=
На ефективність роботи барабанних млинів значно впливає маса молотильних тіл. За малої кількості молотильних тіл не забезпечуватиметься достатній підпір і кулі скочуватимуться, не піднявшись на оптимальну висоту. За надмірної кількості молотильних тіл подрібнення матеріалу знижується через малий простір для переміщення тіл. Ступінь завантаження барабана молотильними тілами характеризується коефіцієнтом завантаження k3 — відношенням площі поперечного перерізу шару завантаження S (у спокійному етапі) до площі поперечного перерізу барабана, тобто
k3 = або k3=
де m — маса молотильних тіл, кг; R — внутрішній радіус барабана млина, м; L — внутрішня довжина барабана млина, м; Kр — коефіцієнт розпушення завантаження (для сталевих куль і гальки Kр = 0,575, для сталевих циліндрів Kр = 0,55); р — щільність матеріалу молотильних тіл (для сталі р = 7850 кг/м3 , для гальки р = 2600кг/м3).
Звідси оптимальна маса молотильних тіл, кг:
m=pR2K3KpLp (3.39)
Найкращі результати подрібнення забезпечуються при k3 = 0,26...0,32.
Продуктивність барабанних млинів залежить від багатьох факторів: фізико-механічних властивостей матеріалу, тонкості подрібнення, розмірів молотильних тіл, конструктивних особливостей млинів, режимів роботи, виду помелу (сухий чи мокрий) тощо. Через це теоретично розрахувати продуктивність фактично неможливо, тому використовують емпіричні формули
П =6.45
де D — внутрішній діаметр млина, м; m —маса молоткових тіл, т; V-внутрішній об’єм млина, м3; q-питома продуктивність млина, що залежить від матеріалу та способу помелу (при помелі клінкеру q = 0,04...0,06 т/(кВт год)); k = 0,86... 1,17 — коефіцієнт, що залежить від тонкості помелу 0,09 мм.
Продуктивність млинів, що проектуються, можна розрахувати на основі подібності їх до вже запроваджених у виробництво механізмів з відомими конструктивними характеристиками і технологічними показниками:
П=
де a, b — вміст розрахункового класу відповідно в подрібненому та вихідному
продуктах; kд -коефіцієнт зміни діаметра млина; kд= Dп — діаметр
барабана млина, що проектується; DB - діаметр барабана відомого млина; kр — коефіцієнт крупності живлення; kкр — коефіцієнт подрібнення порівнюваних матеріалів (для м'яких порід kдр = 1.5...2 0, для порід середньої міцності kдр = 1, для твердих порід kдр = 0,5...0,7); kт — коефіцієнт, що враховує відмінність у порівнюваних млинах (при переході від млина з центральним завантаженням до млина з вивантаженням крізь щілину kт = 1,15... 1,25, при переході навпаки kт = = 0,8...0,87); q0 — питома продуктивність відомого млина за розрахунковим класом, т/(м3год); V— об'єм млина, що проектується, м3.
Потужність двигуна барабанних млинів визначається за енергією на піднімання молотильних тіл і матеріалу, надання їм кінетичної енергії і подолання сил тертя в механізмах приводу та опорах барабана.
Робота Ах, що витрачається на піднімання, Дж:
A1=(m+mм)gh, (3.40)
де m — визначається за формулою (3.39);
mм— маса матеріалу, що подрібнюється, становить близько 14 %, тобто mм = 0,14 т. Для визначення висоти h потрібно знати радіус і середній кут відриву. Для цього скористаємося такими міркуваннями. Без значних похибок можна всі шари завантаження, які рухаються на своїх радіусах (див. рис. 3.23), замінити одним зведеним (редукованим) шаром радіуса
де R і R1 — відповідно внутрішній радіус барабана і відстань від центра барабана до внутрішнього шару завантаження. Якщо ступінь заповнення барабана становить 0,3, то радіус R0 = 0,86R. Кут відриву частинок зведеного шару соsa =
= . Ураховуючи, що R0 = 0,8R i wопт= маємо
де a0 = 60°. Тоді висота підйому завантаження зведеного шару h = 4Rsin2a0 cosa0 = 1,3R.
Остаточно формулу (3.40) запишемо так, Дж:
А1 =1,3(m+ mм)gR.
Робота А2, що витрачається на надання молотильним тілам і матеріалу кінетичної енергії,
А2=
або з урахуванням R0 і a0, Дж:
А2 =0,214(m+ mм)gR.
Отже, загальна робота на один цикл циркуляції завантаження, Дж:
А=А1+А2=l,514(m +mм)gR.
Потужність двигуна, що потрібна для роботи подрібнення, Вт:
Рподр=
де Z — кількість циркуляцій.
Експериментальні дослідження і розрахунки доводять, що за один оберт барабана здійснюється Z = 1,64 циркуляції.
Потужність двигуна на подолання сил тертя визначають за відомою залежністю
де Fн — навантаження на підшипнику, Н; f — коефіцієнт тертя в підшипниках; rц - радіус цапфи, м.
Загальна потужність двигуна, Вт:
Рдв=
де h — ККД приводу.
Рис. 3.24. Млини підвищеною швидкістю руху робочих органів:
а - кульовий б - валковий; в - ролико-маятниковий
На особливу увагу заслуговують млини з підвищеною швидкістю руху робочих органів. Це кульовий кільцевий (рис. 3.24, а) валковий (рис. 3.24, 6) і ролико-маятниковий (рис. 3.24, в) млини їх використовують для тонкого помелу матеріалів середньої та малої міцності (каолін, шпат, магнезії). У таких машинах подрібнення досягають роздавлюванням і частково стиранням матеріалу між циліндричними, конічними або кульоподібними поверхнями роликів 2 і плоскими або криволінійними поверхнями кільця 1 при їх взаємному розміщенні та обертанні від приводу 4. Оскільки маса роликів невелика, в деяких конструкціях вони притискуються до матеріалу, що подрібнюється, за допомогою пружин З або відцентровими силами інерції. Кутова швидкість обертання привідного вала в таких млинах становить 10...30 рад/с.
Кутову швидкість, рад/с, визначають так:
• для кульових млинів (див. рис. 3.24, а)
де k = 1,2 — коефіцієнт, що враховує увігнутість жолоба кільця; f— коефіцієнт тертя матеріалу об метал; R — радіус кільця, м;
• для валкових млинів (див. рис. 3.24, б)
де r - радіус тарілки, м;
• для ролико-маятиикових млинів (див. рис. 3.24, в)
де B — ширина ролика, м; m — маса ролика, кг; R — відстань від осі обертання хрестовини до осі ролика, м.
Тонкість помелу матеріалів має важливе значення для інтенсифікації різних технологічних процесів. Так, збільшення тонкості помелу цементу па 60.. .70 % дає змогу майже вдвічі підняти його марку і скоротити час твердіння, що сприяє істотній економії матеріалу при виготовленні виробів на основі цементу. Машини, які забезпечують таку топкість помелу, називають машинами для надтонкого помелу.
Серед таких машин найпоширенішим є вібраційний млин. Цей млин (рис. 3.25, а) складається з корпусу у в якому на підшипниках 3 встановлений зрівноважений (дебалансовий) вал 2, що обертається двигуном 4. Корпус млина віброізолюють від фундаменту пружинами 5. При обертанні вала за рахунок його дебалансу (рис. 3.25, б) виникає відцентрова сила F0, що спричинює вібрацію корпусу, всередині якого розміщуються молотильні тіла. Завдяки великій кутовій швидкості (w = 25...50 рад/с) молотильні тіла інтенсивно діють на матеріал і подрібнюють його. Характерним з погляду роботи машини є те, що тіла і матеріал, які містяться у млині, поволі повертаються в бік, протилежний напряму обертання дебалансного вала. Цей рух пояснюється тим, що прискорення ам > g. Параметри цих млинів розраховують на основі розгляду млинів як динамічних систем (див. рис. 3.25, б), рух яких описується диференціальним рівнянням виду
mх + bх + сх = Fо соswt. (3.41)
Рівняння (3.41) складене на основі розгляду сил, що діють у системі (див. рис. 3.25, б). Нагадаємо, що m — маса системи, яка і враховує масу корпусу mк, матеріалу mм, молотильних тіл mт і дебалансного вала mд, тобто
m = mк + mд + a ( mм+mт ).
Коефіцієнт а враховує приєднання завантаження до коливань (a = 0,2...0,3).
Коефіцієнт опору b оцінює сили розсіяння енергії і в реальних умовах роботи млинів не впливає на динаміку машини. Коефіцієнт пружності с визначають з умов роботи млина: відношення частоти вібрації w до частоти власних коливань w0 беруть у межах w/w0 = 4...5. Такий режим називають зарезонансним, оскільки власна частота менша від частоти вібрації. Тоді c= mw20.
Силу F0 називають вимушеною і визначають за формулою
F0=m0r0w2
де m0r0 - неврівноваженої маси mо дебалансного вала; г0 — відстань від центра обертання до центра неврівноваженої маси (див. рис. 3.25, б). Слід зазначити, що рівняння (3.41) описує рух млина за умов, коли вісь обертання вала збігається з віссю центра мас системи, а реакції опор проходять через центр мас пружин. У цьому разі траєкторія коливань наближатиметься до колової. Якщо ці умови н е виконуються, потрібно розглянути коливання і по осі у. Для сталих коливань рівняння (3.41) має такий вигляд:
x=x0cos(wt-j) (3.42)
де хо, j — відповідно амплітуда і початкова фаза коливань.
Підстановкою рівняння (3.42) у (3.41) і після відповідних перетворень матимемо
x0= (3.43)
Рис. 3.25. Схеми вібраційного млина:
а - конструктивна: 6 – розрахункова
З урахуванням реального робочого режиму млила (b = 0) формула (3.43) набере вигляду
(3.44)
За відомих x0 і w послідовно визначають m, с і woro. Потужність млина дається з потужності па коливання Рк і тертя в опорах РТ. Потужність на коливання, Вт, визначають як добуток сили F0 на швидкість ,xоw
Pk= (3.45)
а потужність на тертя в опорах — за відомою залежністю в подібних механізмах. Загальна потужність двигуна
P=
де h — ККД приводу.
Бігуни. Для дрібного подрібнення (кінцевий розмір зерен 3...8 мм) і грубого
Рис. 3.26. Схеми бігунів :
а — з нерухомим піддоном; 6- з обертовим піддоном; в - вантажний пристрій
помелу (0,2...0,5 мм) вапняку, глини та інших матеріалів, коли потрібно також забезпечити розтирання, гомогенізацію, ущільнення й знеповітрювання маси, застосовують бігуни (рис. 3.26).
Масивні котки цих машин, перекочуючись по шару матеріалу, що є па піддоні, подрібнюють його роздавлюванням і стиранням. Це відбувається внаслідок того, що широкі котки, переміщуючись по колу невеликого радіуса, безупинно розвертаються відносно піддона і їхній зовнішній бік сковзає юзом, а внутрішній буксує.
Бігуни випускають для мокрого і сухого помелу матеріалів. Основними параметрами бігунів є діаметр D і ширина b котків. Для мокрого помелу випускають бігуни з розмірами D x b від 1200 х 300 до 1800 х 550 мм із котками масою відповідно від 2 до 7 т. Для сухого помелу призначені бігуни з розмірами D x b від 600 х 200 до 1800 х 450 мм.
Бігуни виготовляють за двома принциповими схемами: з нерухомим піддоном (чашею), по якому перекочуються котки, і з обертовим піддоном.
Схему бігунів з нерухомим піддоном, призначених для мокрого (вологістю понад 15 %) помелу матеріалів, показано на рис. 3.26, а. При обертанні вертикального вала 1 котки 5, що установлені па підшипниках на водилах 6, шарнірно закріплених у цапфі 7, перекочуються на піддоні 4 і одночасно обертаються навколо власних осей. Колінчасті водила дають змогу коткам підніматися чи опускатися залежно від товщини шару матеріалу і перебирати предмети, що не дробляться. Котки встановлюють па різних радіусах від центра піддона для того, щоб вони перекривали велику площу. На піддон настилають плити з овальними отворами розміром від 6 х 30 до 12 х 40 мм. Подрібнений матеріал продавлюється крізь отвори в піддоні і потрапляє обертову тарілку 8, з якої скребком 3 скидається у розвантажувальний лотік 2. До вала 1 прикріплені повідки зі скребками 9, що очищають борти і поверхню чаші від налиплого матеріалу і рівномірно направляють його під котки.
У бігунах для сухого помелу (рис. 3.26, б) піддон 4, що обертається разом з валом 1, під дією сил тертя приводить в обертання котки 5, установлені вільно на осі 10, яка залежно від товщини шару матеріалу може разом з котками переміщатися по вертикальних напрямних 11. Піддон у центральній частині виконаний із суцільних плит, а по його периферії розташоване кільцеве сито. Матеріал, що пройшов крізь сито, випадає в кільцевий жолоб 12, з якого скребком скидається в розвантажувальний лотік.
Для забезпечення потрібної сили натискання котків на матеріал, при зменшеній їхній масі застосовують спеціальні вантажні пристрої (рис. 3.26, в). Вісь 10, на якій обертається коток 5, закріплена на важелі 13. Один кінець важеля шарнірно спирається на станину, а другий прикріплений до штока гідроциліндра 14, за допомогою якого здійснюється необхідне натискання котка на піддон. В інших конструкціях застосовують пружинні вантажні пристрої.
Порівняно з валковими дробарками бігуни мають перевагу в тому, що дають змогу дробити більші куски вихідного матеріалу, просто й у широких межах регулювати ступінь подрібнювання; значно поліпшують пластичні властивості глин, що переробляються, завдяки багаторазовому виливу роздавлювальних і стиральних зусиль котків.
До недоліків бігунів належать громіздкість машини, складний ремонт і велика витрата енергії на подрібнювання одиниці маси матеріалу.
На рис. 3.27 подано схему бігунів СМ-365 мокрого помелу. Ці бігуни призначені для топкого помелу, перемішування, розтирання і зволоження керамічних мас. Чавунне кільце станини складається із шести секцій, скріплених болтами. Сталева лита чаша бігунів, укріплена на станині, має форму зрізаного конуса, що розширюється доверху. Виливок чаші викопаний без днища. Днищем є сталеві сегментоподібні суцільні плити,
Рис. 3.27. Бігуни СМ-355 мокрого помелу
що утворюють у зібраному вигляді внутрішню кільцеву доріжку, якою перекочується коток, розміщений ближче до осі вертикального вала. Навколо суцільних сегментних плит покладені дірчасті сегментні плити, що утворюють зовнішню кільцеву доріжку, якою перекочується інший коток, розміщений далі від осі вертикального вала.
Матеріал, що переробляється, завантажується в центр чаші, потрапляє під ближній коток, роздавлюється, стирається і скребком, укріпленим на спеціальному кронштейні, направляється на другу доріжку з отворами в поду. На ній матеріал потрапляє під другий коток, домелюється, продавлюється крізь отвори решітчастих плит і просипається під чашу на тарілку, з якої скидається на лотік для подрібненого матеріалу. Отвори в дірчастих плитах конічні, що збільшуються донизу для забезпечення вільного просипання продавлених в отвори кусочків матеріалу.
На вертикальному валу бігунів укріплена хрестовина з горизонтальними півосями, на яких обертаються котки. Для ефективнішого помелу матеріалу котки обладнують спеціальними пружинними притискачами. Силу притиску котків регулюють регулювальними гайками.
Котки бігунів складаються з двох частин: чавунного корпусу і міцно посадженого на нього сталевого бандажа. Бігуни дістають рух від електродвигуна через фрикційну муфту, редуктор, горизонтальний привідний вал з конічною шестірнею. Конічне колесо, що зачіплюється із шестірнею, насаджено на вертикальний вал.
Для рівномірності завантаження бігуни комплектують обертовою завантажувальною лійкою, що забезпечує подачу подрібнюваного матеріалу на внутрішню доріжку поду бігунів.
Щоб убезпечити обслуговуючий персонал і запобігти виділенню пилу, бігуни вкривають кожухом із кришкою. Для огляду бігунів і регулювання сили притиснення котків до поду в кожусі передбачені люки, що закриваються дверцятами. До люка на кришці кожуха приєднано аспіраційний пристрій для відсмоктування пилу.
Максимальної продуктивності бігунів при оптимальному подрібнюванні досягнуть тоді, коли весь об'єм матеріалу, по якому пройшов коток, розміщений ближче до осі вертикального вала, за час кожного півоберту вала переміститься під другий коток бігунів. Швидкість переміщення матеріалу з однієї доріжки на іншу регулюють зміною положення скребків і кронштейнів, па яких вони закріплені. Зазор між лезом скребка і подом чаші бігунів не повинен перевищувати 3...5 мм. Поворотом кронштейна скребка можна змінити кут між радіусом чаші та скребком. При максимальному куті дістають найбільшу продуктивність бігунів, але при цьому подрібнювання може бути незадовільним; при зменшенні кута ступінь подрібнювання підвищується, а продуктивність знижується.
Крутний момент можна регулювати привідною фрикційною муфтою. При подрібнюванні крупніших і міцніших матеріалів муфта має передавати більший крутиий момент, і навпаки.
Бігуни мокрого помелу безперервної дії СМ-268 з обертовим вертикальним валом і нерухомою чашею з нижнім приводом (рис. 3.28) призначені для оброблення глиняної маси вологістю 15... ...16%.
Станина бігунів має вигляд чотирьох масивних литих колон 4, зв'язаних унизу литою хрестовиною 1 з кульовим підп'ятником 2 у центрі, а зверху чавунною литою чашею 9. Для більшої міцності й жорсткості від маточини чаші до її борта влаштовані ребра жорсткості, розміщені радіально. Через центр чаші проходить вертикальний вал 19, що вільно обертається з жорстко закріпленою на верхньому кінці центральною головкою 11. Центральна головка є сталевим виливком складної конфігурації, у центрі якої проточено вертикальний отвір для посадки на вал. У приливках головки проточені горизонтальні отвори для осей 12, на конічних кінцях яких закріплені кривошипи 22. В отворах кривошипів укріплені осі 14 котків 10. Щоб збільшити площу, по якій котяться котки, їхні осі виконують різної довжини.
Під чаші 9 перекритий сталевими решітчастими плитами з ребрами жорсткості, що спираються на радіальні ребра жорсткості самої чаші.
За допомогою кривошипів осі котків можуть переміщатися у вертикальній площині, що важливо для вилучення з-під котків кусків, які не дробляться.
Для більш вільного продавлювання через плити глиняної маси овальні отвори розмірами 16 х 50 виконують конусними з розширенням донизу. Для перемішування глиняної маси і забезпечення кращого продавлювання її через решітчастий під чаші на приливках центральної головки влаштовують чотири скребки. Скребки 5 (рис. 3.29) і 6 призначені для очищення борта чаші та борта маточини, а скребки 4 і 7 — для очищення поду чаші й спрямування маси під котки.
Щоб збільшити термін експлуатації котків, їх складають з двох частин: центральної З, що відливається зі звичайного сірого чавуну, і бандажа 1. Бандаж до центральної частини котка кріплять за допомогою клинів 2, що стягуються бол-
Рис. 3.28. Бігуни СМ-268
тами 13 (див. рис. 3.28). Зовнішня поверхня бандажа зміцнюється на глибину не менш як 30 мм, що подовжує термін його використання.
Така конструкція бігунів передбачає можливість зволоження глиняної маси. Вода подається по водопроводу 8 (див. рис. 3.29), до якого приварений зонт 9, у резервуар 10. Із резервуара вода по трубах 12 надходить у поливальні трубки 11, що мають ряд дрібних отворів. Резервуар і поливальні трубки закріплені па центральній головці й обертаються разом з вертикальним валом, рівномірно розподіляючи воду по всій площі поду чаші. Водопровідна труба не зв'язана з рухомими частинами бігунів, тому залишається нерухомою.
Вертикальний вал бігунів приводиться в рух через конічну зубчасту пару 3 (див. рис. 3.28) і 18, горизонтальний вал 5, на якому жорстко закріплено муфту 7, фрикційну муфту 20 і редуктор, зв'язаний з електродвигуном 2 1 потужністю 40 кВт.
На конічному зубчастому колесі 18 жорстко закріплено розвантажувальну
Рис. 3.29. Вузли бігунів:
а — коток; 6 - центральна головка; в - система зволоження
тарілку 17, обгороджену кожухом 6, у якому влаштовано розвантажувальне вікно. Для вивантаження глини з тарілки у вікно на кронштейні 15 шарнірно укріплено скидальну дугу 16. Шарнірне з'єднання дає змогу змінювати положення скидальної дуги по висоті над тарілкою і за кутом повороту її щодо радіуса чаші бігунів. Фрикційну муфту вмикають поворотом відводки 8 з робочої площадки для обслуговування бігунів. Перероблена в бігунах глина, продавлена крізь отвори в подових решітках, потрапляє на обертову розвантажувальну тарілку і по скидальній дузі спрямовується в розвантажувальне вікно в кожусі тарілки.
Продуктивність бігунів і ступінь подрібнювання матеріалу в них залежать переважно від маси котків, тобто від сили роздавлювання. Проте зі збільшенням маси котків значно підвищується встановлена потужність привідного двигуна. Для підвищення продуктивності бігунів без збільшення маси котків у сучасних бігунах застосовують гідравлічні чи пневматичні притискачі.
Бігуни СМ-568 призначені для одночасного розмелювання і перемішування напівсухої глини, шамоту, вугілля та інших матеріалів. Ці бігуни періодичної дії. Місткість чаші бігунів для одноразового завантаження становить 0,7 м3,після розмелювання і перемішування матеріал вивантажується із чаші за допомогою спеціального розвантажувального скребка, що опускається на днище обертової чаші.
Бігуни цієї конструкції мають ресорний притискач котків. Силу притискання котків регулюють гвинтовими стяжками.
У виробництві фарфору, де не допускається наявність залізистих домішок у фарфоровій масі, застосовують бігуни СМ-401Мз гранітними котками і гранітною чашею (рис. 3.30). Бігуни комплектують елеватором і віброситом. Чаші надає руху електродвигун через клинопасову передачу, привідний шків, фрикційну муфту, горизонтальний вал, що обертається в підшипниках кочення, із закріпленою на ньому конічною шестірнею, що зачіплюється з конічним зубчастим колесом на чаші. Вал закріплений у підшипнику кочення і спирається па підп'ятник.
Рис. 3.30. Бігуни СМ-401М
Чаша має вигляд чавунної литої тарілки, на якій влаштовують гранітний під. Під кріплять до чаші дерев'яними клинами, потім заливають розчином цементу з рідким склом. По периферії чаші закріплені в рамках 12 секцій просіювальних листів. До рамок прикріплено шість вивантажувальних скребків. Котки бігунів виготовлені з граніту і закріплені на втулках, що обертаються на шарикопідшип-никах. Котки прикріплені до вертикального вала на кривошипах, що дає змогу кожному котку підніматися й обертатися. Між траверсою і щоками кривошипів установлені пружини, що створюють додатковий тиск на матеріал, який подрібнюється.
Для переміщення матеріалу, що розмелюється, на кронштейнах улаштовують скребки. Кронштейни, у свою чергу, прикріплюють до корпусу, змонтованого на вертикальному валу. Бігуни закривають циліндричним кожухом, що перешкоджає розкиданню матеріалу, який подрібнюється, і виділенню пилу.
Розмелений матеріал потрапляє на вібросито, що належить до комплекту постачання, просіюється, і залишок па ситі елеватором знову повертається в чашу бігунів. Вібросито і елеватор приводяться у рух електродвигуном бігунів через зірочки і привідний ланцюг. Чаші бігунів надає обертання цей самий електродвигун через клииопасову передачу, фрикційну муфту і конічну шестірню, закріплену на привідному валу.
Рис. 3.31. Схеми зусиль у бігунах:
а — розподіл зусиль; б — співвідношення розмірів котка і матеріалу, що подрібнюється; в — для визначення відцентрових сил
Розрахунок основних параметрів бігунів. Для спрощення розрахунків вважатимемо, що куски матеріалу, які подрібнюються, мають форму кулі, а їх масою, оскільки вона незначна порівняно із силою роздавлювання, знехтуємо.
Зі схеми розташування зусиль при роздавлюванні кусків матеріалу (рис. 3.31, а) бачимо, що силу нормального тиску F, напрямлену вздовж діаметрів котка і куска матеріалу в точці а їхнього зіткнення, можна розкласти на горизонтальну F sin a і вертикальну F cos a складові.
У точці дотику куска матеріалу з чашею виникають сили протитиску F1 і тертя F1f. Для збереження рівноваги куска матеріалу сума проекцій усіх діючих сил на осі Ох і Оу має дорівнювати нулю, тобто
Sх = 0 або Fsina-Ffcosa-F1f = 0,
звідки
Fsina = F1f + Ffсоsa;
Sу = 0 або F1 -Ffsina -Fсоsa =0.
Після математичних перетворень дістанемо
tga= або .
Отже, щоб забезпечити роздавлювання куска матеріалу в бігунах, його кут захвату має бути меншим або дорівнювати подвійному куту тертя. При коефіцієнті тертя f= 0,3...0,5 кут захвату становить 30…50°.
Співвідношення діаметра котка і розміру матеріалу, що подрібнюється, визначаємо зі схеми, наведеної на рис. 3.31, б:
Визначивши з цього виразу діаметр котка D, дістанемо
D=d
Для кута a = 30°
D=d
Для кута a = 50°
D=d
Отже, діаметр котка
D= (4.6...14)d.
Частоту обертання чаші бігунів і кутову швидкість можна визначити за умови, що матеріал не викидається із чаші відцентровою силою, яка виникає при обертанні чаші з матеріалом (за винятком бігунів із відцентровим розвантаженням матеріалу).
Зі схеми, показаної на рис. 3.31, в, видно, що матеріал, який міститься на обертовій чаші, зазнає дії двох сил: сили тертя F1f, що утримує матеріал на чаші, і відцентрової сили mv2/r3, де r3 -радіус, по якому рухається зовнішня площина котка.
Матеріал не відкидатиметься до борта чаші за умови
F1f ³ mv2/r3 або F1f ³ mv2r3
де v=wr3
Отже,
F1f ³ v2r3 ; F1f ³
де G = mg
Звідси
рад/с
об/хв.
При коефіцієнті тертя f = 0,3 (для твердих порід)
рад/с
об/хв.
При коефіцієнті тертя f= 0,5 (для вологої глини)
рад/с
об/хв.
Продуктивність бігунів залежить від багатьох факторів: маси котка і його розмірів, ступеня подрібнювання, фізичних властивостей матеріалу, що дробиться, його вологості, конструкції чаші та іп. Теоретично обґрунтованої залежності продуктивності від цих факторів поки що не встановлено. Тому продуктивність бігунів визначають за емпіричними формулами, зокрема для бігунів з дірчастим подом, м3/с:
П = або П= ,
де S — площа перерізу одного отвору в дірчастому поді, м2; l - висота стовпчика матеріалу, що продавлюється крізь отвір поду за один оберт вертикального вала, мм (для глини вологістю 20...22 % l = 25...35 мм); а — кількість отворів, що перекриваються одним котком за один оберт вертикального вала; b — кількість отворів, що перекриваються іншим котком за один оберт вертикального вала; w — кутова швидкість вертикального вала, рад/с; m = 0,8...0,9 — поправковий коефіцієнт; n — частота обертання вертикального вала, об/хв.
Для визначення продуктивності, кг/год, бігунів при подрібнюванні польового шпату інженер Є. В. Шейман установив таку залежність:
де D — діаметр чаші бігунів, м; mk - маса котка, кг; n — частота обертання вертикального вала або чаші бігунів, об/хв.
Потужність двигуна приводу бігунів, що витрачається на подрібнення матеріалу, складається з потужності Р1, що витрачається па подолання сил тертя кочення котка, потужності Р2 . що витрачається на подолання сил тертя ковзання котків по поду, і потужності Р3 ,що витрачається на подолання сил тертя в усіх ланках приводу бігунів і враховується ККД машини. Отже,
Р = Р1+Р2 + Р3,
Потужність, кВт, що витрачається на подолання сил тертя кочення котка,
P1= або Р1= (3.46)
де G — вага котка, Н; fk — коефіцієнт тертя кочення; wcp — середня кутова швидкість котка, рад/с; vcp — середня колова швидкість котка, м/с; rcp — середній радіус кочення котка, м; і — кількість котків, що працюють.
Дата добавления: 2015-12-16; просмотров: 3125;