книги из ГПНТБ / Роторные дробилки исследование, конструирование, расчет и эксплуатация

УДК 621.926.2-133

Роторные дробилки. Под ред. В. А. Б а у м а н а . М., «Машиностроение», 1973, 272 с.

Авт.: Бауман В. А., Стрельцов В. А., Косарев А. И., Слуцкер А. С.

В книге изложены результаты исследовании в об­ ласти теории ударного дробления,- расчета и конструи­ рования роторных дробилок. Даны рекомендации по выбору и расчету основных конструктивных и техно­ логических параметров. Показаны преимущества и не­ достатки различных конструкций дробилок. Особое внимание уделено проблеме изнашивания рабочих орга­ нов и вопросам аспирации с целью обеспыливания. Затронуты вопросы техники безопасности и промыш­ ленной санитарии при эксплуатации роторных дро­ билок.

Книга предназначена для конструкторов и научных работников, занятых исследованием ударного дроб­ ления и конструированием роторных дробилок, а также для специалистов, проектирующих дробиль­ ные цеха и эксплуатирующих дробильное оборудова­ ние.

Табл. 28, ил. 153, список лит. 29 иазв.

ч- .. ....

ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА

Рецензенты д-р техн. наук И. Б. Шлайн

иканд. техн. наук Р. А. Родин

©Издательство «Машиностроение», 1973.

Намеченное директивами XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. уве­

личение производства промышленной продукции за пятилетие на 42—46% должно быть осуществлено в основном в результате по­

вышения производительности труда на 36—40%. Выполнение такой задачи требует создания и внедрения принципиально новых орудий труда и технологических процессов, превышающих по своим технико-экономическим показателям лучшие отечественные и мировые достижения. Это в первую очередь относится к наиболее энергоемким и трудоемким производствам — горнодобывающей, угольной, металлургической и другим отраслям промышленности, использующим, в частности, дробильное оборудование.

В технике дробления и обогащения полезных ископаемых не­ обходимость значительного подъема производительности труда в свою очередь ставит новые важные проблемы: повысить произ­ водительность дробилок, сократить число стадий переработки, по­ высить качество и увеличить выход полезного продукта дробле­ ния, снизить удельную энергоемкость и др.

Щековые, конусные и валковые дробилки, работающие по прин­ ципу раздавливания, во многих случаях не могут в полной мере удовлетворить современные требования. Срйвнителы-ю новое дро­ бильное оборудование — роторные дробилки, реализующие прин­ цип ударного разрушения, давая более высокие производитель­ ность и степень дробления при улучшенном качестве продукта, меньшей металлоемкости, удельном расходе энергии и других положительных показателях позволяют более эффективно решить поставленные задачи в области дробильно-обогатительной тех­ ники. Поэтому необходимо резко повысить оснащенность дро­ бильных фабрик дробилками нового типа, к которым справедливо проявляется большой интерес широкого круга специалистов.

Авторы настоящей книги поставили перед собой цель — обоб­ щить и дополнить накопившийся за последние годы материал по

а также их расчета, конструирования и эксплуатации, и изложить все это в форме, удобной для практического использования.

Преобладающая часть книги является результатом работ, вы­ полненных авторами во ВНИИСтройдормаше, в котором с 1962 г. ведутся систематические исследования по созданию теории расчета и конструирования дробилок рассматриваемого типа. При опи­ сании методов обработки экспериментальных данных использо­ вались элементы теории вероятностей с соответствующими поясне­

гл. VIII написаны совместно А. И. Косаревым и В. А. Стрельцовым, §3 гл. IX — В. А. Стрельцовым и А. С. Слуцкером.

Роторные дробилки представляют собой машины ударного дей­ ствия, предназначаемые для дробления с помощью бил, жестко 'закрепленных на внешней поверхности ротора, вращающегося вокруг горизонтальной оси. Хотя первый патент на роторную дро­ билку был выдан в США в 1842 г., промышленное производство -и широкое применение их началось в 1939 г. В СССР роторные дробилки стали выпускаться с 1956 г.

Роторные дробилки применяют в нерудной промышленности для дробления осадочных и изверженных пород при производстве заполнителя для бетона [13, 23], в цементной и известковой про­ мышленности для измельчения сырьевых материалов и клинкера -[23, 24, 26]. Наиболее надежными показали себя роторные дро­ билки при переработке доменных и томасовских шлаков, содер­ жащих включения металла [22, 25].

При производстве грубой керамики дробилки применяют для измельчения шамота, клинкера, кирпичного и черепичного боя,

атакже обломков капселей, в результате чего получают продукт размером менее 2 мм. В асбестовой промышленности роторные дробилки успешно заменяют вертикальные молотковые дробилки типа «Фиберицер», сокращая число стадий дробления с шести до трех и повышая выход асбестового волокна, а также его качество. При этом расходы по дроблению сокращаются в несколько раз [211.

Вугольной промышленности рассматриваемые машины широко применяют для дробления вскрышных пород в открытых карьерах,

атакже для получения закладочного материала в шахтах при ис­ пользовании пневмо- и гидротранспорта [28]. В калийном произ­ водстве удалось успешно решить проблему выделения глинистых включений из калийной руды путем многоступенчатого дробления ее на роторных дробилках [27]. Многие заводы мира применяют роторные дробилки в рудной промышленности для дробления железных, марганцовистых, свинцовых, оловянистых, медных, сурьмяных, а также бокситовых, серных, фосфорных руд и анги­ дрита [23].

Благодаря малой металлоемкости роторные дробилки успешно применяют на передвижных дробильных установках. Это далеко не полный перечень примеров, где роторные дробилки оказались наиболее экономичными машинами. Роторные дробилки исполь­ зуют на различных стадиях дробления как в качестве основных машин, принимающих куски объемом до 2 м3, так и на последую­ щих стадиях дробления, вплоть до получения продукта, содер-

жащего 90% зерен класса — 2 мм (например, про дроблении коксу­ ющихся углей):

В различных областях использования дробилок, наряду с ос­ новной задачей — уменьшить размеры кусков дробимого мате­ риала, предъявляются и специфические для данного производства требования к продукту дробления: минимальное содержание мел­ ких фракций; наибольшая степень дробления при отсутствии кусков, превышающих заданный размер; ограничение выхода лещадных и иглообразных зерен; максимальная избирательность — т. е. максимальная разница в степени дробления двух компонен­ тов, дробящихся совместно; минимальный износ рабочих органов; дробление с одновременной подсушкой или промывкой продукта и др. Выполнение этих требований часто является решающим фак­ тором при выборе конструкции и режима работы роторных дро­ билок. Определение основных параметров роторных дробилок (производительности, качества продукта, расхода энергии, удар­ ных нагрузок, сроков службы рабочих органов и др.) с учетом выполнения столь различных требований представляет особые трудности, обусловленные значительным разнообразием и непо­ стоянством свойств дробимого материала, недостаточной их изу* ченностью, а также сложностью характера разрушения и движе­ ния материала при ударе, что требует знания теоретических основ этих процессов, изложенных в главах I, IV, § § 1, 2 гл. VIII и § 1—3 гл. X. Они позволяют понять физическую сущность явле­ ний, происходящих в роторных дробрлках, и оценить точность применяемых формул, практическое приложение которых при­ водится в остальных главах и параграфах.

дение с результатами обмеров кусков известняка Ковровского месторождения, проведенных ВНИИСтройдормашем:

V = 0,5d3, (1.3)

где à — минимальный диаметр круглого отверстия, через которое проходит кусок.

Объем куска принимается также приблизительно равным объ­ ему куба с ребром, равным 0,8d, или объему шара диаметром d.

Внешняя поверхность куска неправильной формы размером d в среднем принимается равной поверхности куба с ребром 0,8d. Следовательно, поверхность куска FK, выраженная через его

Обычно размер минимальной частицы не устанавливается и при­ нимается равным нулю, если расчетные формулы при этом не те­ ряют математической определенности. В противном случае мини­ мальный размер частицы принимают равным 0,1 —1 мкм, считая, что измельчение на более мелкие частицы маловероятно [1].

Размер максимального куска определяют при рассеве зерно­ вой смеси на ситах. При этом считают, что dmax равен размеру ячейки первого сита, на котором не осталось материала. Этот спо­ соб не обеспечивает достаточной точности. Более надежное зна­ чение dmax получают при построении графика зернового состава. При этом значение d,mx получают путем продолжения суммарной кривой зернового состава до пересечения с осью абсцисс.

Характеристика распределения зерен по крупности дается в виде таблиц или графиков. .Последние строятся по частным вы­ ходам фракций или суммарным остаткам на сите. Наиболее удоб­ ными для анализа и получившими наибольшее распространение являются суммарные графики. Графические суммарные характе­ ристики строят в прямоугольной системе координат: по оси абс­ цисс откладывают диаметры ячеек сит, по оси ординат — сум­ марный остаток на сите в %.

Важнейшими показателями зернового состава приняты сле­ дующие:

dCB— средневзвешенный размер, определяемый по результа­ там рассева зерновой смеси на отдельные фракции и рассчитывае­

мый по формуле

П

где dt — среднеарифметический размер узкой фракции; у,- — вы­ ход узкой фракции в %.

dM — размер ячейки сита, на котором остаток зерновой смеси равен 50%; этот размер используется в расчетах как средний (медианный) размер зернового состава, по которому смесь разде­ ляется иа две равные части по массе. d0^ d max— максимальный размер частицы. db — размер ячейки сита, суммарный остаток иа котором равен 5%; этот показатель зерновой смеси близок к по­ казателю dmax — только 5% материала имеет частицы размером больше d5; однако его практическое определение менее трудоемко и более достоверно, поэтому в расчетах иногда используют показа­ тель d5 вместо dmax. d%— размер ячейки сита, суммарный остаток на котором при рассеве зерновой смеси равен R. Суммарный оста­ ток на сите с ячейкой, равной d, принят Rd.

Для измерения степени разрушения материала основным по­ казателем принята степень дробления

где DQB и dca — соответственно средневзвешенные размеры ис­ ходного материала и продукта дробления.

Для ориентировочного сопоставления результатов дробления может использоваться показатель

где D50 и db0— соответственно отношение средних (медианных) размеров исходного материала и продукта дробления. Если наи­ более важной характеристикой продукта является наибольший размер кусков, то рекомендуется пользоваться величиной

Для характеристики результата дробления материала исполь­ зуется также показатель — удельная, вновь образованная поверх­ ность. Учитывая, что методы измерения действительной поверх­ ности смеси зерен материала представляют большую сложность, в практике пользуются приближенными способами, в которых

ляется обратная величина ее размера -j-. Эта величина численно

меньше удельной поверхности куба или шара в 6 раз, а для частиц неправильной формы в 8—16 раз [1 ].