Материал: Роторные дробилки. Конструкции и расчеты. Шарипов Л.Х

Экспериментами установлено, что при ударе по камню, сопровождаемом его разрушением, количество энергии, отдаваемое камню,

или учитывая, что в роторных дробилках масса ротора m1 значительно больше массы камня m2 и отношение m2 m1 можно принять равным нулю, получим

Э2 = 2K1m2υ02 ,

где K1 = 0,9 ÷ 0,95 .

Дробление материала в ударных дробилках начинается только при сообщении ему энергии определенной величины. При малой величине передаваемой энергии тело не разрушается.

Критерием оценки ударного воздействия по камню является число dϑ 2 = G . Если для данной горной породы оно меньше постоянного значения С, то камень не разрушается, если больше, то удар происходит с разрушением.

В результате исследований ударного дробления ВНИИСтройдормашем получена формула для определения критического размера куска dкр в м, т.е. ес-

ли кусок материала будет иметь размер меньше критического, то при данных условиях он не раздробится

γ о – объемная масса дробимого материала, кг/м3;

υ p – скорость удара, принимаемая равной окружной скорости ротора, м/с.

Если же необходимо определить критическую скорость υкр для опреде-

ленного вида материала и заданной крупности продукта дробления d, то из предыдущего выражения будем иметь

6. РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Производительность. На производительность роторных значительно влияют его конструктивные и технологические параметры такие, как параметры ротора, углы установки отражательных плит, ширина выходной щели и внешней поверхности била, размеры исходного материала и его физикомеханические свойства и др.

Производительность роторных дробилок определяется рядом последовательных операций, разрушения и перемещения материала к разгрузочному отверстию. Кроме бил ротора в этом процессе участвуют отражательные плиты и колосниковые решетки. В отражательных плитах разделяющих дробилку на отдельные камеры дробления, создаются определенные условия дробления и разгрузки материала. Чтобы исключить забивание дробилки, производительность последовательно расположенных камер дробления должна возрастать к разгрузочному отверстию. На производительность дробилки существенно влияют условия подачи исходного материала и максимальная его крупность. Наибольшая производительность достигается при таком питании дробилки, при котором над ротором постоянно поддерживается «шапка» исходного материала. Это обеспечивает большую плотность материала, взаимодействующего с билами , увеличивается масса материала, участвующая при каждом ударе ротора.

Крупность исходного материала не должна превышать значения, при которых происходит затрудненное перемещение материала в камере и возможно сводообразование и заклинивание камней. Для условий работы ротора «под шапкой» наибольшая крупность исходного материала не должна превышать

0, 2Dp .

В соответствии с перечисленными особенностями процесса дробления производительность первой камеры дробления определяют по следующей схеме. Частицы материала под действием сил тяжести опускаются на ротор со скоростью и проникают в рабочую зону ротора в период между проходами бил, а ротор подобно фрезе срезает каждым билом «стружки» объемом

где A − горизонтальная проекция дуги между приемным лотком и первой отражательной плитой;

Lp − длина ротора;

h − средняя толщина стружки.

Тогда для данной модели максимальная производительность дробилки в объемных единицах

42

где n − частота вращения ротора в единицу временна; z − число бил ротора.

Как следует из формулы на максимальную производительность влияют размеры ротора, частота его вращения, число бил и параметров, определяющие глубину проникновения. Экспериментальные исследования, проведенные во ВНИИстройдормаше, показали, что на толщину влияют многие параметры, для которых зависимости установлены опытным путем.

Общее выражение для определения максимальной производительности имеет вид

KS =1 +1,9(S / Dp ) =1 +1,9ε ;

Kσ − функция, характеризующая влияние физических свойств дробимого материала, Kσ =1 -σ p / ( p0 Dp × 700).

Производительность последующих камер дробления также определяют по этой формуле с учётом изменения крупности дробимого материала и параметров камеры дробления.

Мощность привода. Стоимость затрачиваемой электроэнергии составляет около 30% от общей стоимости операции дробления материалов в роторных дробилках среднего и мелкого дробления. Расход электроэнергии на дробление зависит от производительности, результатов дробления, вида перерабатываемого материала, конструкции и режима работы дробилки.

Исследованиями, приведенными во ВНИИСстройдормаше на промышленных и опытных дробилках, были получены основные зависимости расхода электроэнергии от показателей и режима работы дробилок.

Чтобы сопоставить расход энергии на процесс дробления Nдp в разных

конструкциях дробилок, чаще всего из общей мощности вычитают мощность холостого хода, подразумевая, что разность представляет собой мощность, затрачиваемую на чистое дробление. Как показали исследования, этот метод дает большую погрешность. Мощность, расходуемая на потери в меха-

43

низмах роторной дробилки и электродвигателе, при номинальной нагрузке больше мощности холостого хода в 1,1−1,7 раза.

Расход энергии на дробление зависит от многих параметров, важнейшие из которых производительность, степень дробления и вид перерабатывающего материала.

Существующие формулы и рекомендации для определения установленной мощности электродвигателя дробилки в разной степени учитывают конструктивные и технологические параметры и показатели машины. Наиболее простой способ расчета получается по формулам, выведенным в результате обработки каталожной информации.

Наибольшие и наименьшие установочные мощности, вычисленные как среднестатистические зависимости, определяются следующими выражениями:

где Dp , Lp − диаметр и длина ротора, м; n − частота вращения ротора, об/мин; i − степень дробления; Q − производительность, т/ч.

Формулы (6.6) – (6.8) устанавливают зависимость мощности от размеров дробилки и частоты вращения ротора. Поэтому они удобны для расчета установочной мощности электродвигателя, режим работы которого известен или будет уточняться. Формула (6.8) устанавливает связь с технологическими показателями дробилки, однако для надежного расчета мощности технологических показателей и недостаточно.

Более полной является формула (6.9), которая учитывает основные технологические параметры, влияющие на расход энергии. Входящие в эту формулу КПД дробилки и КПД клиноременной передачи могут быть определены по графикам рис. 6.1 и 6.2 .

Для сопоставления в таблице 6.1 приведены значения мощностей подсчитанных по приведенным формулам и по ГОСТу 12375-70

44

Рис. 6.1. График для определения КПД однороторных дробилок

Формулы (6.4)–(6.5) устанавливают зависимость мощности от размеров дробилки и числа оборотов. Поэтому они удобны для расчета установочной мощности электродвигателя определенного типоразмера, режим работы которого неизвестен или будет уточнен. Формула (6.8) устанавливает связь с технологическими показателями дробилки, однако для надежного расчета мощности технологических параметровi и Q недостаточно.

Рис. 6.2. График для определения КПД клиноременной передачи отечественных роторных дробилок: hр – толщина ремней в мм; Dш – диаметр меньшего шкива в мм

45