Оборудование для измельчения и дробления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Восточно-Сибирский Государственный Университет Технологий и Управления"

Кафедра: "ПСМИ"

Реферат

на тему: "Оборудование для измельчения и дробления"

Выполнил:

студент гр. Б332-31

Мижидон Чингис

Проверил преподаватель:

Лхасаранов С. А.

г. Улан-Удэ

2014 г.

Содержание

Введение

1. Назначение, устройство и работа машины. Правила технической эксплуатации

2. Общие сведения и классификация бегунов

3. Конструкция, принцип действия и описание процессов, происходящих в машине

4. Расчёт основных параметров

5. Виды и характер износа деталей машины

6. Экономическая целесообразность восстановления деталей

Список использованной литературы

Введение

Многообразие измельчаемых материалов по их свойствам и преследуемым промышленным целям этого процесса приводит к большому количеству различных конструкций дробильно-помольных машин и установок.

Все применяемые машины для измельчения материалов разделяют на две группы: дробилки и мельницы.

Дробилки - это машины, которые применяются для дробления сравнительно крупных кусков материала, начальный размер 100-1200 мм, размер кусков конечного продукта 250-3 мм. Дробилки применяются в горнодобывающей, горнорудной, строительной, химической и других отраслях промышленности для крупного, среднего и мелкого дробления различных горных пород. Степень измельчения в дробилках находится в пределах 3-20.

Мельницы предназначаются для получения тонко измельченного порошкообразного материала. Они применяются при грубом, тонком и сверхтонком помоле известняка, мела, мрамора, глины, угля, клинкера и других материалов, при этом размер начальных кусков равен 2-20 мм, а размер частиц конечного продукта составляет от 0,1-0,3 мм до долей микрометра.

По конструкции и принципу действия различаются следующие виды дробилок: щековые (дробление происходит между подвижной и неподвижной щеками), конусные (раздавливание материала и частичное его изгибание происходят между двумя конусами), валковые (материал раздавливается между двумя валками, вращающимися навстречу друг другу), бегуны (измельчение материала происходит между вращающимися катками и чашей (подвижной или неподвижной) путем раздавливания и истирания.), дробилки ударного действия.

По сравнению с другими машинами для измельчения материала, например валковыми дробилками, в общем случае бегуны менее эффективны. Поэтому их следует применять только тогда, когда это вызывается специальными технологическими требованиями, когда наряду с измельчением необходимо обеспечить уплотнение, растирание, обезвоздушивание массы (например, при переработке глины).

1. Назначение, устройство и работа машины. Правила технической эксплуатации

Бегуны размалывающие модели 1А18М непрерывного действия предназначены для размалывания (измельчения) сухой глины, угля полевого шпата и других сухих материалов, применяемых для приготовления формовочных и стержневых смесей.

дробилка бегун износ деталь

Бегуны состоят из следующих основных сборочных единиц: нижней плиты основания (1), двух стоек левой (2) и правой (3), скреплённых сварной траверсой (4), образуя собой замкнутый жесткий остов на котором монтируются все узлы и механизмы бегунов.

В правую стойку вмонтировано электрооборудование для чего имеется соответствующая ниша. На приливах (5) левой и правой стоек монтируются рычаги (6) катков (12) и перемычка (16) для крепления отвалов (17).

На основной плите смонтирована центральная опора чаши (7) и её боковые ролики (8). Чаши жестко соединена с вертикальным валом (9) посредством крестовой муфты (10). Вращение чаши осуществляется от мотор-редуктора (11), прикреплённого к сварной траверсе, он предназначен для передачи вращения и изменения крутящего момента от вала электродвигателя к крестовой муфте.

Беговая дорожка днища чаши, по которой катятся катки и на которой происходит размалывание измельченного материала, оснащена стальными плитами (13) (секторами). На периферии днища чаши имеются окна (14) куда вмонтированы просеивающие решетки (15) с помощью которых происходит регулировка необходимой величины фракции. Материал, не прошедший через просеивающую решетку подаётся отвалом под каток. Установка нижней рабочей кромки отвалов относительно рабочей поверхности днища должна создавать зазор в пределах 3-5мм. Для очистки сеток предусмотрены щетки.

Материал, просеянный через решетки проваливается на днище ограждения, откуда далее увлекается скребками и высыпается через разгрузочный патрубок (18) в приёмный люк, из которого измельченная продукция может быть извлечена как вручную, так и при помощи транспортных средств.

Бегуны ограждены кожухом(19), который изолирует процесс размывания от окружающей среды и прикрывает вращающиеся части машины.

2. Общие сведения и классификация бегунов

Бегуны применяются для мелкого дробления (конечный размер частиц 3...8 мм) и грубого помола (0,2...0,5 мм) извести, глины и других материалов. Кроме того, бегуны могут также обеспечить растирание, гомогенизацию, уплотнение и обезвоздушивание материала. При производстве строительной керамики бегуны используют для мелкого и тонкого дробления сухой и увлажнённой глины, полевого шпата, фарфорового боя, угля, доломита и других материалов.

Бегуны классифицируют по следующим основным признакам.

По способу действия: периодического и непрерывного действия.

По технологическому назначению: для мокрого, сухого и полусухого измельчения; для измельчения и перемешивания и только перемешивания; для брикетирования сырьевой смеси; с металлическими катками и металлическим подом; с каменными катками и каменным подом.

По конструктивному оформлению: с неподвижной чашей; с вращающейся; с верхним и нижним приводом (при нижнем приводе сложнее разборка, длительнее ремонт, но масса не загрязняется); с катками, опирающимися на материал своей массой или с дополнительным гидравлическим, пневматическим или с пружинным нажатием на катки.

По способу разгрузки: с ручной разгрузкой; продавливанием через подовую решетку; с центробежной разгрузкой; с разгрузкой через периферическую подовую решетку и с разгрузкой по опускающемуся в чашу отвалу. В бегунах с вращающимися катками вокруг вертикальной оси центробежные силы стремятся сорвать катки, а в случае их неуравновешенности вертикальный вал может изогнуться, но центробежные силы при этом не оказывают влияния на материал, находящийся в чаше.

У бегунов с вращающейся чашей более спокойный ход, но центробежные силы отбрасывают материал к периферии, кроме того, у этих бегунов большая нагрузка на упорный подшипник (массы катков и чаши).

Достоинства бегунов по сравнению с валковыми дробилками: можно загружать значительно большие куски материала; проще регулировать тонкость измельчения; улучшаются пластические свойства глиняных материалов из-за многократного воздействия катков. Недостатки бегунов: громоздкость; более сложный ремонт; повышенный удельный расход энергии на единицу массы перерабатываемого материала.

3. Конструкция, принцип действия и описание процессов, происходящих в машине

Бегуны мокрого помола (материал влажностью более 15 %) с вращающимися катками (рис. 1) имеют нижнее расположение привода. При вращении вертикального вала 1 катки 5, установленные на подшипниках на водилах 6, перекатываются по поддону 4 и одновременно вращаются вокруг собственных осей. Коленчатые водила, шарнирно закрепленные в цапфе 7, позволяют каткам подниматься или опускаться в зависимости от толщины слоя материала и преодолевать недробимые предметы. Катки устанавливают на разных радиусах от центра поддона, чтобы они перекрывали большую площадь. Поддон укладывают плитами, имеющими овальные отверстия размером от 6Ч30 до 12Ч40 мм. Измельченный материал продавливается сквозь отверстия в поддоне и попадает на вращающуюся тарелку 8, с которой сбрасывается скребком 3 в разгрузочный лоток 2. К валу 1 прикреплены поводки со скребками 9, которые очищают борта и поверхность чаши от налипшего материала и равномерно направляют его под катки.

Рисунок 1

Применяют также верхний привод катков, бегуны с вращающейся чашей, бегуны с пружинным, гидравлическим или пневматическим прижимом катков. Использование последних позволяет снизить металлоемкость машины.

В бегунах массивные катки, перекатываясь по слою материала, находящемуся на поддоне, измельчают его раздавливанием и истиранием. Это происходит вследствие того, что широкие катки, перемещаясь по окружности небольшого радиуса, непрерывно разворачиваются относительно поддона и их внешняя сторона скользит юзом, а внутренняя буксует. В бегунах может осуществляться как сухой, так и мокрый помол материалов. Главным параметром бегунов является диаметр D и ширина b катков. Для мокрого помола выпускают бегуны с размерами D х b от 1200 х 300 до 1800 х 800 мм с катками массой, соответственно 2...9 т. Для сухого помола изготавливают бегуны с D х b от 600 х 200 до 1800 х 450 мм.

Бегуны мокрого помола СМ - 365 предназначены для тонкого помола, перемешивания, растирания и увлажнения керамических масс. Чугунное кольцо станины состоит из шести секций, скреплённых болтами. Стальная литая чаша бегунов, укреплённая на станине, имеет форму усечённого конуса, расширяющегося к верху. Отливка чаши выполнена без днища, днищем служат сегментообразные дырчатые плиты, образующие дорожку, по которой перекатываются катки.

Перерабатываемый материал загружается в загрузочную воронку, и далее через течку попадает под каток, раздавливается и истирается. Далее материал продавливается через отверстия решётчатых плит и просыпается под чашу на тарель, с которой сбрасывается на течку для измельчённого материала. Отверстия в дырчатых плитах конические, увеличивающиеся к низу для обеспечения свободного просыпания продавленных в отверстия кусочков материала.

На вертикальном валу бегунов укреплена крестовина с горизонтальными полуосями, на которых вращаются катки. Катки для более эффективного помола снабжены специальными пружинными прижимами. Для регулирования силы прижима катков имеются регулировочные гайки.

Катки бегунов состоят из двух частей: чугунного корпуса и прочно насаженного на него стального бандажа. Бегуны получают движение от электродвигателя через фрикционную муфту, редуктор, горизонтальный приводной вал с конической шестерней. Коническое колесо, входящее в зацепление с шестерней, насажено на вертикальный вал.

Для равномерности загрузки бегуны оснащают вращающейся загрузочной воронкой.

4. Расчёт основных параметров

1) Определение угла захвата.

Углом захвата называют угол, образованный плоскостью чаши и касательными, проведёнными через точки соприкосновения куска материала с поверхностью катка.

Рисунок 2

В момент захвата куска материала в точке А возникает сила нормального давления Р и сила F=Pf, где f - коэффициент трения (рис.2,схема а).

Возникает также сила противодействия P₁ и сила трения P₁f. При равновесии куска имеем:

?x=0, Psinб - Pfcosб - P₁f=0,

Psinб= P₁f+ Pfcosб

?y=0, P₁ - Pfsinб - Pcosб

P₁= Pfsinб + Pcosб

Получаем:

Psinб=f Pcosб + fP (cosб + fsinб). (1)

tgб= 2f/(1 - f²)

Подставим значение коэффициента трения

f=tg2 ц,

где ц - угол трения:

tgб=2tg ц/(1 - tg² ц)=tg2 ц (2)

б<2 ц (3)

Следовательно, угол захвата должен быть меньше двойного угла трения. Коэффициент трения может колебаться в пределах 0,3 - 0,5, что соответствует углу захвата 30 - 50 ?.

2) Определение соотношений между диаметром катка бегунов и диаметром дробимого материала (рис.2, схема б).

где D - диаметр катка,

d - диаметр куска дробимого материала.

При угле б = 50? получаем:

При угле б = 30?:

D = (4,6…14) d. (6)

При D =1800 мм возможная крупность дробимого материала:

d_max = .

При переработке влажных глин отношение D/d составляет 5…6, следовательно для бегунов СМ - 365 максимальная крупность исходного материала составляет:

d_max = .

Для обеспечения надёжного захвата материала максимальная крупность кусков принимается на 20% меньше.

d = 0,8 d_max =0,8 (360…300) = 288…240 мм.

3) Сила нормального давления, действующая на

материал (усилие раздавливание), H:

P_ср = у_сж F Kс (7)

где у_сж - предел прочности материала при сжатии, H/м²,

для мягких пород у_сж = 80МПа, для прочных у_сж ? 150МПа

(1 H/м² = 10^-6 МПа); F - площадь дробления, м²;

K_с -коэффициент разрыхления материала (для прочных пород

K_с = 0,2 … 0,3, для глины K_с = 0,4 … 0,6).

Полагая, что F=bl = bRв,

где l - длина дуги на участке измельчения материала, м;

R=D/2 - радиус катка, м;

b - ширина катков, м;

в - угол дуги, рад, в = б /2.

Формула (7) принимает следующий вид

При дроблении твердых пород (в=16°40' ):

P_ср = 0,04 у_сж bD, (8)

при дроблении глин (в = 24°20' ):

P_ср = 0,1 у_сж bD (9)

Для бегунов СМ - 365:

у_сж = 80 МПа = 800000 Н.

B = 0,8 м;

D = 1,8 м.

P_ср=0,1 8000000 0,8 1,8=152000 Н.

4) Определение угловой скорости и числа оборотов вертикального вала бегунов.

На вращающейся чаше материал находится под действием двух сил: силы трения Gf, удерживающей материал на чаше, и центробежной сил mщ² стремящейся отбросить материал

(где r - наружный радиус качения катка; щ - угловая скорость вращения вертикального вала; - линейная скорость.).

Чтобы материал не отбрасывался к борту чаши должно соблюдаться условие:

Gf mщ²r;

Gf mv²/r,

где щ - угловая скорость вращения вертикального вала;

m=G/g; v=rn/30.

Тогда:

Gfщ²r;

Gf,

где n - частота вращения вала.

щ (рад/с); (10)

n (об/мин). (11)

Приняв для увлажнённых глин f=0,5 получаем:

Угловая скорость вращения вертикального вала:

щ=2,4 рад/с

Частота вращения вала:

n = 23,3 об/мин.

5) Определение производительности бегунов.

Для ориентировочного расчёта производительности бегунов с решётчатым подом используют следующую формулу:

Q = (м³/с); (12)

Q = S l a n 60 (м³/ч); (13)

где S - площадь отверстия в решётчатой плите, м²;

l - длина глиняного прутка, м, продавливаемого при каждом набегании катка (l= 25 - 35 мм для глин влажностью 20 - 22%);

а - число отверстий, перекрываемых катком за один оборот вертикального вала;

щ - угловая скорость вертикального вала, рад/с;

n - частота вращения вертикального вала, об/мин;

л - поправочный коэффициент, л = 0,8 - 0,9.

Исходные данные для бегунов мокрого помола СМ - 365:

S = 34 28 + 2= 745 мм² =0,000745 м²;

а = 920;

l = 30мм = 0,03м;

л = 0,8;

n = 22,7 об/мин.

Q = 0,000745 0,03 920 22,7 60 0,8 = 22,4 м³/ч.

При плотности глины (влажностью 20%) г = 1450 кг/м³ получим:

Q = 22,4 1450 = 38480 кг/ч = 38,4 т/ч.

6) Определение мощности двигателя.

Мощность двигателя может быть определена как сумма мощностей, необходимых в основном для преодоления сил трения качения и трения скольжения катков.

N = (N₁ + N₂)/ з, (14)

где N₁ - мощность, необходимая для преодоления сил трения качения;

N₂ - мощность, необходимая для преодоления сил трения скольжения катков. з - КПД установки, з = 0,5 - 0,8.

Мощность, необходимая для преодоления сил трения качения

N₁ = (кВт), (15)

где G - вес (сила тяжести катка), Н;

- коэффициент трения качения;

v_ср - средняя окружная скорость качения катка, м/с:

R - радиус катка, м.

Подставляя в формулу значение средней окружной скорости

v_ср = r n/30,

получаем

N₁ = ; (16)

N₁ = = (кВт), (17)

где i - число катков.

Исходные данные:

G = 90000 Н;

= 0,03;

r = 0,9 м;

n = 22,7 об/мин ;

i = 2;

R = 0,9 м.

N₁ = = 12,8 кВт.

Мощность, необходимая для преодоления сил трения скольжения катков:

N₂ = (кВт); (18)

N₂= = (кВт), (19)

где - коэффициент трения скольжения;

b - ширина катка.

Для бегунов СМ - 365:

f_ск = 0,3;

b = 0,8 м.

N₂ = = 25,7 кВт.

Необходимая мощность электродвигателя:

N = k_N , (20)

где k_N - коэффициент мощности двигателя на преодоление пускового момента, k_N = 1,1 - 1,5.

N = 1,1 = 60,48 кВт.

5. Виды и характер износа деталей машины

Бегуны работают в сильно запылённых условиях, так как размалывают сильно пылящие материалы. В этих условиях наиболее быстроизнашиваемыми деталями будут катки, сектора чаши, у которых будет происходить ускоренное абразивное истирание, так как между ними осуществляется сам процесс измельчения. При этих условиях ускорено будут изнашиваться и подшипники катков. У них будет наблюдаться общий износ. Абразивное истирание будет наблюдаться и у отвалов, так как они находятся в непрерывном соприкосновении с материалом, так же будут изнашиваться скребки.

Бегуны работают при нормальной температуре летом и при более низкой зимой, поэтому у деталей может возникать химическая коррозия.

С учётом всего вышеуказанного условия работы деталей бегунов следует считать тяжелым, что неблагоприятно сказывается на ресурсе данной машины. 8. Экономическая целесообразность восстановления деталей

Восстановление- производство восстановительных работ, в результате которых детали, узлу или агрегату возвращают первоначальные размеры, форму, свойства, мощность и точность либо номинальные.

Износ деталей часто приводит к нарушению посадки в сопряжении- увеличиваются зазоры и уменьшаются первоначальные натяги, нарушается форма поверхностей, возникают другие неисправности и дефекты. Такие детали при ремонте заменяют или восстанавливают (стоимость восстановления составляет от 15% до 40% стоимости новых деталей).

Для восстановления изношенных деталей широкое применение получили следующие способы восстановления деталей:

- механический способ( способ ремонтных размеров).

- сварка, наплавка с последующей механической обработкой.

- восстановление полимерными материалами.

- гальваническое покрытие.

- химическая обработка.

Чтобы выбрать способ восстановления деталей и сборочных единиц за основу принимают экономическую целесообразность восстановления деталей.

Восстановленная деталь должна быть достаточно долговечной и надежной в эксплуатации, а также обладать качествами новой.

Применяя современные методы ремонта, можно восстанавливать некоторые детали так, что их эксплуатационные свойства будут превышать соответствующие показатели новых деталей.

При выборе способа восстановления деталей и сборочных единиц, за основу принимают экономическую целесообразность восстановления, наличие на предприятии необходимого оборудования и материалов, технологические и конструктивные особенности деталей, величину и характер износа.

Целесообразность способа восстановления и упрочнения детали в каждом случае зависит от многих факторов: условий их работы;

Характеристики сопряжения ( подвижная и неподвижная посадка); величины и характеристики действующих нагрузок; скорости взаимного перемещения деталей с подвижной посадкой. Основным показанием экономической эффективности восстановления изношенных деталей и целесообразность того или иного способа восстановления и упрочнения служит относительная себестоимость, т.е. себестоимость восстановления детали, отнесенная к сроку ее службы после ремонта.

Для данной машины изношенные детали экономически целесообразно восстановить, так как их износ не велик и стоимость их восстановления составит около 30% от стоимости новых деталей.

Список использованной литературы

1. Сапожников В.А. и др. "Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций". М., "Высшая школа". 1971.-382 с.

2. Ильевич А.П. "Машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров". М., "Высшая школа", 1979. - 343 с.

3. Сапожников Н. Я. "Атлас механического оборудования"

4. Уваров В.А., Семикопенко И.А., Чемеричко Г.И., "Процессы в производстве строительных материалов и изделий". БелГТАСМ, 2002. - 121с.

5. Веронкин Ю.Н. "Методы профилактики и ремонта промышленного оборудования" М.2002г.

6. Ф.Г. Бонит и др. "Эксплуатация, ремонт и монтаж промышленного оборудования" М. 1971 г.

Размещено на Allbest.ru