4740
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А.А. Мольков, Н.И. Ханова
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ДРОБЛЕНИЯ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторной работы по дисциплине
«Процессы и аппараты в технологии строительных материалов» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль
Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А.А. Мольков, Н.И. Ханова
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ДРОБЛЕНИЯ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторной работы по дисциплине
«Процессы и аппараты в технологии строительных материалов» для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль
Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
УДК 666.9.022.3 : 691.2
Мольков, А. А. Изучение процесса дробления каменных материалов учебно-методическое пособие / А.А. Мольков, Н.И. Ханова ; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 9 с. : ил. – Текст : электронный.
Приведены указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Процессы и аппараты в технологии строительных материалов и изделий», рассмотрены содержание и последовательность выполнения лабораторной работы, даны сведения об устройстве щековых дробилок.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения лабораторной работы по теме «Изучение процесса виброуплотнения бетонной смеси» по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций.
© А. А. Мольков, Н.И. Ханова, 2021 © ННГАСУ, 2021
3
Содержание
Введение ............................................................................................................................................. |
4 |
|
1 |
Описание щековых дробилок ........................................................................................................ |
5 |
2 |
Методика проведения работы........................................................................................................ |
6 |
Список использованных источников ............................................................................................... |
9 |
|
4
Введение
Процесс уменьшения размеров кусков твердых материалов механическим путем -
путем преодоления силы сцепления частиц – называется процессом измельчения. Обычно процесс измельчения крупных кусков называют дроблением, а процесс измельчения мелких кусков – помолом.
При дроблении и размоле расходуется много энергии, и поэтому важно правильно выбрать способ измельчения. На всех измельчающих установках имеются технические условия на готовый продукт, в которых указывается зерновой состав готового продукта.
Распределение частиц по величине определяется ситовым анализом в соответствии с нормативным документом на материал.
Основным показателем работы дробильно-размольных машин является степень измельчения, представлявшая отношение поперечных размеров кусков исходного материала к величине поперечных размеров кусков, полученных после измельчения.
Т.к. исходный и измельченный продукты полидисперсные для опенки качества измельчения принято определять степень измельчения по среднему диаметру смеси кусков с применением ситового анализа по формуле
(1)
где Dср – средний размер кусков до измельчения, мм; dср – средний размер кусков после измельчения, мм.
|
Dср |
|
D1 x1 D2 x2 ... Dn xn |
|
|
|
x1 x2 ...xn |
(2) |
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
где |
D1, D2, Dn – средние размеры зерен отдельных фракций ситового анализа; |
|
|||
|
х1, х2, хn – массовые проценты для каждой фракции зерен смеси, причем ∑хi = 100 %. |
||||
dср – рассчитывают аналогично.
Степень измельчения большинства дробилок не превышает 10, поэтому процесс
измельчения часто проводят в несколько стадий. Для каждой стадии измельчения применяют свои конструктивные типы машин.
Принято различать:
Дробление:
крупное – до кусков размерами не менее 250 мм,
среднее – до кусков размерами 20-250 мм,
5
мелкое – до кусков размерами 3-20 мм.
Помол:
грубый – до частиц крупностью 0,1-3 мм,
тонкий – до частиц крупностью 0,05-0,1 мм,
сверхтонкий – до частиц крупностью 0,001 - 0,05 мм.
В данной работе производится практическое ознакомление с устройством и работой щековой дробилки.
Целью работы является расширение и закрепление знаний, полученных студентами на лекционном курсе.
1 Описание щековых дробилок
Щековые дробилки в промышленности строительных материалов чаще всего применяются для грубого (предварительного) и среднего дробления кусковых материалов.
Они отличаются простотой и надежностью конструкции и несложны в обслуживании.
По характеру движения подвижной щеки дробилки бывают с простым и со сложным качанием.
Устройство щековой дробилки с простым качанием щеки (рисунок 1а). На раме
(корпусе) 1 дробилки укрепляется неподвижная дробящая плита. В подшипниках,
монтируемых на корпусе дробилки, установлена ось, на которой подвешивается подвижная щека 2 с укрепленной на ней дробящей плитой. В других подшипниках корпуса вращается эксцентриковый вал с подвешенным на нем шатуном 3. У задней стенки корпуса дробилки установлен клин с примыкающим к нему вторым клином. Шатун 3, подвижная щека 2 и клин связаны между собой распорными пиитами 4.
а |
б |
6
Рисунок 1 – Устройство щековых дробилок:
а– с простым качанием щеки; б - со сложным качанием щеки
Кподвижной щеке шарнирно прикреплена штанга, которая при помощи пружины оттягивает нижний конец подвижной щеки. Когда эксцентриковый вал перемещает шатун вверх, распорные плиты стремятся распрямиться и нажимают при этом на подвижную щеку,
которая приближается к неподвижной щеке.
Кусок материала, поданный в загрузочное отверстие, дробится при сближении щек.
При последующем отходе подвижной щеки, оттягиваемой пружиной, раздробленные куски опускаются. При новом сближении щек материал снова дробится до тех пор, пока он в достаточной степени не измельчится и не выпадет через выходное отверстие. Ширину последнего регулируют при помощи клиньев.
Конструкция дробилки со сложным качанием щеки представлена на рисунке 1б.
Подвижная щека 3 подвешена к эксцентриковой части приводного вала 2. При вращении вала подвижная щека с дробящей плитой совершает сложное движение, при котором верхняя часть плиты описывает эллипс, а нижняя часть — дугу.
Нижняя часть подвижной щеки притягивается к распорно-предохранительной плите 4
пружиной 6. Ширину разгрузочного отверстия регулируют при помощи клина 5.
Недостаток дробилок со сложным качанием щеки — повышенный износ дробящих плит вследствие истирания их материалом.
2 Методика проведения работы
Учебное дробильное оборудование состоит из лабораторной щековой дробилки со сложным качанием щеки, стандартного набора сит для рассева измельченного продукта и амперметра посредствам которого определяется потребляемая электродвигателем дробилки мощность.
Лабораторная установка смонтирована на металлической раме, стойки которой опираются на фундамент через вибрагасящие прокладки. Установка снабжена также закрытым выгрузочным устройством, исключающем пылевыделение при дроблении.
Лабораторные испытания дробилки проводятся на двух пробах каменных материалов различной прочности, каждая проба испытывается в одинаковых условиях. Для выполнения работы студенты делятся на два звена, и каждое звено самостоятельно испытывает одну пробу материала.
7
Линейкой измеряется ширина загрузочной щели дробилки В. Определяется максимальный размер загружаемых в дробилку материалов для измельчения Dmax = 0,85·В.
Одновременно измеряется ширина выгрузочной щели дробилки и высота камера дробления, а
также длина загрузочной и разгрузочной камеры.
Берется навеска материала массой 2 кг, подлежащая дроблению, просеивается через набор сит с минимальным размером сита, равным 5 мм, и частные остатки взвешивают.
Результата ситового анализа заносятся в таблицу 1.
По формуле (2) определяется средний диаметр загружаемого в дробилку материала
Dср При этом в расчете масса материала, прошедшего через сито с отверстиями 5 мм, не учитывается и в дробилку этот материал не загружается.
Таблица 1 - Результаты просеивания каменного материала до измельчения
Размер |
Средний |
|
Проба 1 |
Проба 2 |
|
|||
содержание каждой |
содержание каждой фракции |
|||||||
отверстий |
размер частиц |
|||||||
фракции в породе, mn1 |
в породе, mn2 |
|
||||||
сит, мм |
на сите, dn, мм |
|
||||||
г |
|
% |
г |
|
% |
|||
|
|
|
|
|||||
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Проводится ознакомление с работой дробилки на холостом ходу. Включение дробили, осуществляет лаборант или преподаватель. Перед включением все студенты должны ознакомиться с правилами техники безопасности при работе с дробилкой и во время проведения работы неукоснительно их соблюдать.
При работе дробилки на холостом ходу измеряется ток, идущий через электродвигатель, и вычисляется потребляемая мощность:
|
|
|
|
N I U |
3 660 I , Вт |
(3) |
|
где I – ток через один провод электродвигателя;
U – напряжение в сети (380 в).
Затем в дробилку загружается первая проба материала, замеряется время дробления и максимальный ток двигателя во время работы дробилки.
Измельченная проба просеивается через стандартный набор сит взвешиваются частные остатки на ситах и определяется средний диаметр частиц измельченного материала dср по формуле (2). Результат ситового анализа заносят в таблицу 2.
Определяется степень измельчения материала по формуле (1).
8
Определяется производительность дробилки при принятом режиме дробления по
формуле |
|
|
|
P |
M |
3600 |
|
|
|
||
|
, кг/ч |
(4) |
где М - масса измельченной пробы, кг; τ - время измельчения, с.
Таблица 2 - Результаты просеивания каменного материала после измельчения
Размер |
Средний |
|
Проба 1 |
Проба 2 |
|
|||
содержание каждой |
содержание каждой фракции |
|||||||
отверстий |
размер частиц |
|||||||
фракции в породе, mn1 |
в породе, mn2 |
|
||||||
сит, мм |
на сите, dn, мм |
|
||||||
г |
|
% |
г |
|
% |
|||
|
|
|
|
|||||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,315 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Проход |
|
|
|
|
|
|
|
|
через сито |
|
|
|
|
|
|
|
|
№0,16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Определяется удельная мощность двигателя дробилки:
N |
|
|
N |
|
|
|
|
уд |
P , |
кВт/кг |
(5) |
||||
|
|
||||||
|
|
|
|||||
Результаты измерений и расчетов заносятся в таблицу 3.
Аналогично подготавливается и измельчается вторая проба из другого каменного
материала и проводятся те же расчеты.
Таблица 3 |
- Основные показатели работы дробилки при измельчении |
|||
№ пробы |
|
Степень |
Производительность |
Удельный расход энергии при |
|
измельчения, i |
дробилки, кг/ч |
дроблении, кВт/кг |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На основании полученных результатов студенты делают выводы по лабораторной
работе.
9
Список использованных источников
1.Исаев В.С. Методические указания к лабораторной работе "Изучение процесса дробления каменных материалов и устройства щековых дробилок" по дисциплине "Процессы
иаппараты в технологии строительных материалов". Горький, издание ГИСИ им.В.П.Чкалова,1980 - 11 с.
2.Бауман В.А., Клушанцев Б.В., Мартынов В.Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. – М: Машиностроение, 1981.
– 324 с.