Проф., к.т.н. Манжурин И.П., Сидорина Е.А.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВАЛКОВОЙ ДРОБИЛКИ

Валковые дробилки применяются для мелкого и среднего дробления угля, руды, известняка и других материалов. Валковая дробилка (рис. 1) представляет собой два валка 3 и 5 одинакового диаметра, которые вращаются навстречу друг другу с одинаковой частотой вращения.

Рисунок 1 – Схема валковой дробилки

Для хрупких материалов применяются также рифленые и зубчатые валки. Подшипники одного из валков могут проскальзывать в направляющих и удерживаются пружинами 2. Между подшипниками обоих валков помещаются прокладки 4, которыми регулируется ширина щели между валками. Размер этой щели определяет максимальную величину кусков раздробленного продукта, выходящих из дробилки.

Гладкие валки дробят куски материала раздавливанием, затягивая кусок между валками силой трения. Зубчатые валки дробят материал раскалыванием.

Из рис.2 видно, что воображаемые плоскости ОМ и ON, касательные к поверхностям гладких валков в точках соприкосновения с затягиваемым куском материала образуют между собой угол β = 2α, где α называется углом захвата валковой дробилки валковой дробилки.

Для затягивания куска материала в пространство между валками должно быть соблюдено условие β = 2 α. Отсюда следует, что для валковой дробилки

α ≤ φ,

где φ - угол трения материала куска о валки; (φ = arctg f).

Так, для коэффициента трения материала о валки f =0,3 и угол захвата должен быть α≤16°42'. Кратность дробления для гладких валков i =D_к/ d =3 ÷ 5, для рифленых и зубчатых -до 8; из таких дробилок выходят куски с размерами не менее 20 мм.

Рисунок 2 – Схема работы валковой дробилки

Максимальная крупность дробимого материала D_к зависит от диаметра валков, состояния их поверхности и зазора между валками. При гладких валках D_к =(0,04÷0,056); для рифленых D_к =(0,08÷0,1). Производительность дробилки определяется по формуле

Q = 3600(2e +s)Lvμγ, т/ч,

где 2е - зазор между валками, м;

s - отход подвижного валка, м (s=2-4 мм); L - длина валка,м; v - окружная скорость на ободе валка, м/с; v = (πD_вn)/60, м/с;

D_в - диаметр валка, м; n - число оборотов валка в в минуту;

μ - коэффициент разрыхления материала, (μ =0.2-0.5);

γ - удельный вес материала, т/м³.

Число оборотов валков определяется по формуле

n=308√ f /( γrR) , об/мин,

где f - коэффициент трения материала о поверхность валков (f = 0,3-0,4);

r - радиус (или приведенный радикс) загружаемых кусков материала, м; R - радиус валков, м.

Необходимая для работы валковой дробилки мощность определяется по формуле

N =(LRn)/142800{[σ²(r² - e²)/Er] + R²/740}, кВт.

где L, R, r - в см;

е - половина зазора между валками, см;

σ и Е - соответственно предел прочности и модуль упругости измельчаемого материала, кГ/см².

Пример расчета. Определить производительность валковой дробилки и необходимую для ее работы мощность. Диаметр валков D_в=610 мм, длина валков L=400 мм, расстояние между валками 2е =10 мм, прочность дробимого материала (известняк) σ =1300 кг/см²; модуль упругости Е=600000 кг/см²; удельный вес (плотность) γ =2700 кг/м³.

Диаметр загружаемых кусков материала (гладкие валки) D_к =0.05· D_в =0.05·610 =30 мм. Число оборотов валков

n=308√ f /( γrR) =308·√0,4/(2700·0,015 ·0,3 =55 об/мин,

где f =0,4; r = D_к/2 = 30 /2 =15 мм или 0,015 м; R = D_в/2 =305 мм или 0,3 м. Окружная скорость на ободе валка

v = πD_вn)/60 =(3,14· 0,61 · 55)/60 = 1,8 м/с. Производительность дробилки

Q = 3600(2e +s)Lvμγ =3600 · (0,01 + 0,003) ·0,4·1,8·0,3·2,7 = 27 т/ч, где μ=0,34; s = 3 мм или 0,003 м.

Необходимая для измельчения материала мощность

N =(LRn)/142800{[σ²(r² - e²)/Er] + R²/740} = (40 · 30,5 · 55 )/142800· {[1300² ·

· (1,5² -0,5² )/600000·1,5] + 30,5²/740}= 2,4 квт.

Список использованных источников

1.Ефименко Г.Г., Левченко В.Е. и др. Металлургия чугуна.- Киев: Выща школа,1988.-351 с.