Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Л.Х. Шарипов
РОТОРНЫЕ ДРОБИЛКИ. КОНСТРУКЦИИ И РАСЧЕТЫ
Учебное пособие
для студентов специальности 23.05.01 «Наземные транспортнотехнологические средства», направления подготовки 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы»
Воронеж 2017
УДК 621.879.3(072) ББК 33.4я37
Ш259
Шарипов, Л.Х.
Роторные дробилки. Конструкции и расчеты : учебное пособие для стуШ259 дентов специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологичес-
кие средства», направления подготовки 23.03.02 «Наземные транс - портно-технологические комплексы» / Л.Х. Шарипов. – Воронеж : ВГТУ, 2017. - 82 с.
Рассматриваются конструкции роторных дробилок, приведена методика расчёта технологических и конструктивных параметров и другие сведения, необходимые для выполнения курсовых и дипломных проектов.
Учебное пособие составлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по дисциплине «Строительные машины и оборудование».
Ил. 37. Табл. 5. Библиогр.: 4 назв.
УДК 621.879.3(072) ББК 33.4я37
Рецензенты:
кафедра промышленного транспорта, строительства и геодезии ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова (зав. каф., д.т.н., профессор С.И. Сушков); В.В. Кандалинцев, директор Воронежского филиала АП ЦНИИОМТП
Печатается по решению учебно-методического совета ВГТУ
© Шарипов Л.Х., 2017 © ФГБОУ ВО «Воронежский
государственный технический университет», 2017
ВВЕДЕНИЕ
Дробление гонных пород является основным технологическим процессом при производстве нерудных строительных материалов, которые используюутся в огромных количествах в различных отраслях строительства.
Техника дробления и обогащения материалов требует решения таких задач, как повышение производительности дробилок, сокращение числа стадий переработки, повышение качества и увеличение выхода требуемых фракций в готовом продукте дробления, снижение удельной энергоёмкости и др.
Щековые, конусные и волковые дробилки, работающие по принципу раздавливания, во многих случаях не могут в полной мере удовлетворить современные требования.
Роторные дробилки, реализующие принцип ударного разрушения, давая более высокие производительность и степень измельчения при улучшенном качестве продукта, меньшей металлоемкости , удельном расходе энергии и других положительных показателях позволяют более эффективно решать поставленные задачи в области дробильно-обогательной техники.
Благодаря малой металлоёмкости роторные дробилки широко используются на передвижных дробильно-сортировочных установках, так как они наиболее экономичны. Они используются на различных стадиях дробления в качестве основных машин, принимающих куски до 2 м3, также используются на последующих стадиях дробления до получения продукта содержащего около 90% зерен класса - 2 мм.
В различных областях использования роторных дробилок предъявляются специальные требования для данного производства: минимальное содержание мелких фракций, наибольшая степень уменьшения при отсутствии кусков, превышающих данный размер; ограничение выхода лещадных и иглообразных зерён; максимальная разница в степени уменьшения двух компонентов дробящихся совместно; минимальный скос рабочих органов. Выполнение этих требований часто является решающим фактором при выборе конструкций и режима роторных дробилок. Определение основных параметров роторных дробилок с учетом выполнения слоев различных требований представляет особые трудности, обусловленные значительным разнообразием и непостоянством свойств дробимого материала, недостаточной их измельченностью, а так же сложность характера разрушения и движения материала при ударе, что требует знания теоретичесикх основ этих процессов. Поэтому учебное пособие предназначенное для студентов, изучающих машины для измельчения нерудных строительных материалов в рамках дисциплины «Строительные машины и оборудование», будет полезным, так как в нём изложены материалы, позволяющие понять физическую сущность явлений, происходящих в роторных дробилках, и оценить точность применяемых формул, практическое изложение которых использовано в примере расчёта.
3
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Роторные дробилки применяют для дробления осадочных и изверженных горных пород в промышленности нерудных строительных материалов при производстве щебня, в цементной и известковой промышленности для измельчения клинкера и сырьевых материалов. В угольной промышленности роторные дробилки широко используются для измельчения вскрышных пород в открытых карьерах. В мировой практике они применяются в рудной промышленности для дробления железных, марганцовистых, свинцовых, оловянных, медных, сурьмяных, а также бокситовых, серных, фосфорных руд и ангидрида.
Вследствие малой металлоемкости роторных дробилок они успешно применяются на передвижных дробильно-сортировочных установках. Роторные дробилки, как экономичные машины, устанавливаются на различных стадиях дробления – на первой, промежуточной и последней, на которой может быть получен продукт, содержащий 90% зерен класса 2 мм.
Решающим фактором при выборе роторных дробилок является выполнение следующих требований: максимальная степень измельчения при минимальном содержании переизмельченного материала и отсутствии кусков, превышающих заданный размер; ограничение выхода лещадных и иглообразных зерен; минимальный износ рабочих органов.
Для роторных дробилок характерно конструктивное разнообразие, которое объясняется отсутствием удовлетворительной методики расчета основных параметров – производительности, качества продукта дробления, расчета расходуемой энергии, ударных нагрузок, сроков службы рабочих органов и др. – с учетом выполнения указанных требований. Трудности расчета обусловлены значительным разнообразием и непостоянством свойств дробимого материала, недостаточной их изученностью, а также сложностью характера разрушения и движения материала при ударе.
Роторные дробилки – сравнительно новый вид оборудования. Первый патент на роторную дробилку был выдан в США в 1842 г. на шестнадцать лет раньше, чем на щековую. Промышленное производство роторных дробилок начато в 1939 г. в США, но только с 1946 г. они получили широкое распространение благодаря работам фирмы Хацемаг (ФРГ), которая за короткий срок выпустила несколько тысяч дробилок, продав лицензии на их производство многим странам. В нашей стране роторные дробилки стали выпускаться с 1956 г.
2. КЛАССИФИКАЦИЯ РОТОРНЫХ ДРОБИЛОК
Роторные дробилки классифицируют по технологическому назначению и конструктивному исполнению. К технологическим признакам, определяющим тип дробилки, относятся: крупность исходного продукта(Dmax) и его физикомеханические свойства и требования, предъявляемые к готовому продукту.
4
По крупности исходного продукта дробилки разделяются на три класса:
–крупного дробления (ДРК) с размером исходного материала (Dmax) более 0,3 диаметра ротора (Dр);
–среднего дробления (ДРС) с Dmax = (0,1 ÷ 0,3) Dр;
–мелкого дробления с Dmax < 0,1Dр (их также обозначают ДРС).
Дробилки крупного дробления предназначены главным образом для работы на первой стадии дробления, дробилки среднего и мелкого дробления для работы на последующих стадиях дробления.
По свойствам исходного материала и требованиям к качеству получаемого продукта различают машины для дробления: пород малой и средней абразивности (известняков, доломитов, сланцев, мрамора песчаника и других материалов, но не более 7-й категории абразивности), высокопрочных и абразивных пород (гранитов, базальтов, диабазов, диоритов, кварца, кварцитов и других материалов более 7-й категории абразивности); с одновременной промывкой от пылевидных частиц и глинистых загрязнений; с одновременной подсушкой горячими газами, пропускаемыми через дробилку; с ограниченным выходом зерен максимальной крупности в готовый продукт.
По конструктивным признакам роторные дробилки классифицируются:
–по числу роторов: – однороторные, представляющие многочисленный класс и наиболее широко распространенные, многороторные – двухроторные и трехроторные;
–по способу разгрузки готового продукта: со свободной разгрузкой, с разгрузкой через контрольную колосниковую решетку, которая охватывает всю нижнюю полуокружность ротора полностью, комбинированные, т.е. с разгрузкой через контрольную колосниковую решетку, которая охватывает часть нижней полуокружности ротора;
–по характеру исполнения отражательных органов: с отражательными плитами; – с отражательными колосниковыми решетками, с комбинированными отражательными органами (с плитами и колосниковыми решетками). По числу камер дробления: однокамерные, многокамерные (двух-, трех-, и т.д. камерные);
–по способу подвески отражательных плит: с жесткой подвеской, с шарнирной подвеской, с комбинированной подвеской (обычно первые отражатель-
ные плиты имеют жесткую подвеску, последующие − шарнирную);
–по реверсированию вращения ротора: реверсивные, нереверсивные;
–по форме линии профиля отражательной плиты: с криволинейными поверхностями, с поверхностями, выполненными по ломаной линии.
Многороторные дробилки разделяются по числу ступеней дробления:
–одноступенчатые, в которых поток материала поступает одновременно на все роторы;
–многоступенчатые, в которых поток дробимого материала поступает последовательно от одного ротора к другому или от одной группы роторов к другой (двух-, трехступенчатые и т.д.).
5