microbik.ru
1 2


Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет–УПИ»

Процесс измельчения строительных материалов. Дробление.

Студент: Пономарева А.В.

Группа: СМ-17042

Преподаватель: Дзюзер В.Я.




Екатеринбург

2008

Содержание:
1. Введение……………………………………………………………………..…….....…3

2. Измельчение материала ………………………………………….……..……..…….4

3. Классификация дробильно-помольного оборудования…………..……………..8

4. Щековые дробилки………………………………………………………...……........11


4.1 Дробилки с простым движением подвижной щеки…………...……..……...11

4.2 Дробилки со сложным движением подвижной щеки………………...…..…12

4.3 Дробилки с комбинированным движением подвижной щеки…………..…12

5. Конусные дробилки. Описание конструкции…………………………………..…13

6. Приложение……………………………………………………………………………16

7. Заключение ……………………………………………………………….……..…….20

8. Словарь терминов………………………………………………………..….….…....21

9. Список литературы……………………………………………………………………22

Введение

Автоматизация технологических процессов является едва ли не решающим фактором повышения производительности и улучшения условий труда, улучшения экономических показателей.

Создание новых высокопроизводительных технологических процессов с большой скоростью выполнения операций и значительной единичной мощностью агрегатов требует быстродействующих и надежных технических средств управления и контроля, обеспечивающих реализацию преимуществ новой технологии.

Технологические процессы в промышленности строительных материалов представляют собой достаточно типичные объекты применения методов теории автоматического регулирования, но в тоже время это своеобразная область развития автоматизированного управления.

Одним из первых этапов при производстве строительных материалов,

является процесс дробления. Рассматривая пути повышения эффективности процессов измельчения и снижения их энергоемкости с учетом отечественного и зарубежного опыта, следует обратить внимание на оснащение дробильного оборудования современными средствами управления. Это можно решить двумя путями с помощью средств локальной автоматики и с помощью средств вычислительной техники. В настоящее время во многих случаях предпочтение следует отдавать микроконтроллерам, так как они постоянно совершенствуются и удешевляются. Да и опыт эксплуатации АСУТП дробления на предприятиях нашей страны и за рубежом подтверждает целесообразность применения этих устройств.

Измельчение материала.
Под измельчением понимается последовательный ряд операций, имеющих целью уменьшить размер кусков твердого материала от начального до конечного, необходимого для промышленного использования.

Процесс измельчения материалов принято разделять на две стадии: дробление и помол. В свою очередь процессы дробления в зависимости от крупности исходного куска или крупности промежуточного продукта подразделяются на крупное, среднее и мелкое дробление. При помоле различают стадии грубого, тонкого и сверхтонкого помола (табл.1.1).

Категории дробления и помола Таблица 1.1

Дробление

Помол

Крупное

100 – 300 мм

Грубый

5 – 0,1 мм

Среднее

40 – 100 мм

Тонкий

0,1 – 0,05 мм

Мелкое

5 – 40 мм

Сверхтонкий

Менее 0,05 мм


Различие между мельницей и дробилкой состоит в том, что в мельнице поверхности мелющих тел, как правило, могут соприкасаться и между ними размещается измельчаемый материал, тогда как в дробилке эти поверхности по самой конструкции машины отстоят друг от друга.

Различают следующие основные способы измельчения.

  1. Раздавливание. При раздавливании кусок материала зажимается между двумя поверхностями и раздавливается при сравнительно медленном нарастании давления.

  2. Удар. Материал измельчается путем:

  • удара по куску материала, лежащему на какой–либо поверхности;

  • удара быстро движущейся детали (молотка, била) по куску материала;

  • удара куска материала, движущегося с относительно большей скоростью, о неподвижную плиту;

  • удара кусков материала друг о друга.

  1. Истирание. Материал измельчается путем трения между движущимися поверхностями или мелющими телами различной формы, а также при трении кусков (частиц) материала друг о друга.

  2. Раскалывание. Кусок материала измельчается в результате раскалывающего действия клиновидных тел.

Удельный расход энергии на единицу получаемой продукции является одним из основных технико–экономических показателей дробильно–помольных машин.

Под законами дробления понимают зависимость работы, затра­ченной на дробление, от результата дробления (измельчения), т. е. от крупности продукта.

Для определения энергии, требуемой для измельчения, известны четыре основных закона измельчения [2].

П. Риттингер (1867), рассматривая разделение одиночного куба на более мелкие, выявил закон поверхностей, формулируемый в следующем виде: «Работа, затраченная при дроблении, прямо пропорциональна поверхности кусков продукта, полученной в процессе дробления»

,

где – коэффициент пропорциональности, Нм/м2;

– величина вновь образованной поверхности, м2.

При дроблении кубического куска размером D с определенной степенью дробления i вновь образованная поверхность будет

,

где – размер кубического куска дробленого продукта;

– число кубических кусков, образовавшихся при дроблении исходного куска.

Работа дробления одного куска будет равна

.
Закон дробления Кика–Кирпичева (1874) гласит: «Подобным деформациям геометрически подобных и физически одинаковых тел соответствуют работы, пропорциональные объемам тел».

,

где А – работа деформации, Нм;

σсжпредел прочности, Н/м2;

E – модуль упругости при сжатии, Н/м2.

Если принять – коэффициент пропорциональности, то формулу можно записать как

,
где kK – коэффициент пропорциональности, Нм/м3;

V – объем кубического куска с ребром D.

П. А. Ребиндер (1941) объединил предложения Риттингера и Кика–Кирпичева, обоснованно полагая, что разрушение наступает после деформации куска и полная работа дробления равна сумме работы деформации и работы образования новых поверхностей:

.
Ф. Бонд (1951), также полагая, что полная работа должна включать работу деформации и образования новых поверхностей, предложил считать работу дробления одного куска пропорциональной среднему геометрическому из объема и поверхности куска

.
Таким образом, работа дробления одного куска материала при определенной степени измельчения может быть выражена формулами:

  • по Кирпичеву А = КкD3;

  • по Риттингеру А = КрD2;

  • по Бонду А = КбD2,5.

Анализируя вышеприведенные законы, следует отметить, что ни один из них не дает точного представления о разрушении материала. Закон Риттенгера учитывает степень измельчения, обусловленную приростом вновь образуемых поверхностей, но до настоящего времени еще не определена единичная работа, соответствующая единице прироста поверхности для различных материалов.

Закон Кирпичева учитывает работу деформации до момента получения первой трещины, но не учитывает степень измельчения.

По закону Ребиндера учитываются степень измельчения и работа деформации, но не указаны методы определения количества циклов повторения знакопеременных усилий для полного разрушения материала.

При этом все рассмотренные гипотезы основываются на процессе измельчения тел правильной геометрической формы под действием равномерно распределенных сжимающих нагрузок, фактически же разрушение материала происходит под действием сосредоточенных нагрузок. Поэтому применение законов для расчета дробильно – помольных машин затруднено и требует введения дополнительных поправочных коэффициентов.

Считается, что при тонком помоле различных материалов лучше пользоваться законом Ритингера (поверхностная гипотеза), при крупном дроблении желательно использовать закон Кирпичева (объемная гипотеза), а при мелком дроблении и грубом помоле больше подходит закон Бонда.

Классификация дробильно-помольного оборудования
Дробильно–помольные машины чрезвычайно разнообразны и могут быть классифицированы по принципу действия и конструктивным особенностям:

  • щековые дробилки с простым (рис. 2.1, а) и сложным (рис. 2.1, б) движением подвижной щеки. Первые измельчают материал раз­давливанием, а вторые – раздавливанием и истиранием при периодиче­ском приближении подвижной щеки к неподвижной;

  • конусные дробилки с подвижным валом (рис. 2.1, в) и с непо­движной осью (рис. 2.1, г). Эти дробилки измельчают материал раздавли­ванием и изгибом при постоянном приближении к неподвижному кону­су поверхности подвижного конуса, который совершает поступательные движения в горизонтальной плоскости или круговые движения, эксцентричные относительно внутренней поверхности неподвижного конуса;

  • валковые дробилки (рис. 2.1, д) измельчают материал в основном раздавливанием, частично истиранием, ударом или изгибом между двумя вращающимися навстречу друг другу валками с гладкой, рифленой, ребристой или зубчатой поверхностями;

  • бегуны (рис. 2.1, е) измельчают материал раздавливанием и истиранием между цилиндрической поверхностью катков и плоской поверхностью чаши;

  • дезинтеграторы (рис. 2.1, ж) измельчают материал ударами быстро вращающихся жестко закрепленных молотков – бил;

  • молотковые и роторные дробилки (рис. 2.1, з) измельчают материал ударами и частично истиранием быстро вращающихся шарнирно или жестко закрепленных молотков;

  • кольцевые мельницы (рис. 2.1, и) измельчают материал раздав­ливанием и истиранием между криволинейными поверхностями – коль­цевой дорожкой и роликами или шарами;

  • барабанные вращающиеся (рис. 2.1, к) и вибрационные (рис. 2.1, л) мельницы измельчают материал ударами и истиранием свободно падающих мелющих тел, последние поднимаются во вращающемся барабане под действием центробежной силы, а в вибрационных мельницах – в результате вибрации барабана.

Материал измельчается мокрым (в виде пульпы) и сухим способами, в замкнутом и открытом цикле.

При замкнутом цикле измельченный материал направляется в сортировочные устройства, откуда куски или частицы недостаточной тонкости возвращаются для повторного измельчения, а материал с необходимой величиной частиц используется по назначению.

При открытом цикле измельченный материал направляется в машины или аппараты для дальнейшей переработки или используется как готовый продукт.

Первоначально при выборе типа дробилки можно ориентироваться на производительность и крупность готового продукта дробления (табл. 2.1).

Рис. 2.1. Схемы дробильно – помольных машин
Производительность дробилок разных типов Таблица 2.1.


Тип дробилки

Крупность питания, мм

Крупность готового продукта, мм

Производительность, т/час

Щековая среднего дробления

до 400

60 – 125

20 – 65

Щековая крупного дробления

650 – 1100

100 – 300

300 – 500

Конусная мелкого дробления

30 – 350

10 – 55

13 – 250

Конусная среднего дробления

300 – 800

100 – 170

100 – 500

Конусная крупного дробления

до 1300

350

2000– 3000

Валковая (гладкие валки)

40 – 75

2 – 14

10 – 85

Валковая (зубчатые валки)

до 1200

2 – 14

до 700

Молотковая

100 – 300

13 – 45

6 – 200

Роторная

до 600

23 – 183

150 – 500





следующая страница >>