Тема 1 место операций дробления, грохочения и
жүктеу/скачать 0,79 Mb.
|
Лекция ПРиО
Разделим обе части неравенства (2.54) на Cos α и получим: 2f ≥ tg α ( 1 – f 2); (2.55) tg α ≤ 2f / (1- f 2) . (2.56) Но f = tg φ. Тогда: tg α ≤ 2 tg φ / (1 – tg2 φ). (2.57) Из тригонометрии известно, что 2 tg φ / (1 – tg2 φ) = tg 2φ. (2.58) Тогда
tg α ≤ tg 2φ ; (2.59)
α ≤ 2φ . (2.60) Таким образом, угол захвата между подвижной и неподвижной щеками дробилки должен быть меньше двойного угла трения. Коэффициент трения между куском руды и стальной щекой равен 0.3, что соответствует углу трения φ ≈16о. Тогда α ≤ 32о. На практике угол захвата щековых дробилок составляет α = 18 – 22 о. Для предохранения щек дробилки от износа их покрывают футеровочными плитами из чугуна, стали (редко), марганцовистой стали. Чугунная футеровка применяется при дроблении мягких пород, марганцовистая – для твердых. Футеровка из марганцовистой стали во много раз дороже, но в 3-10 раз долговечнее чугунной. Расход марганцовистой футеровки – 0.004 – 0.026, чугунной – 0.009-0.088 кг на 1 т дробимой руды. Рабочая поверхность футеровочных плит снабжена продольными зубьями (рис. 2.12 а). Зуб одной щеки входит во впадину другой щеки. Важно, чтобы футеровочная плита была плотно пригнана к щеке. Плотная посадка достигается прокладкой листового (рольного) свинца. Футеровочная плита на неподвижной щеке изнашивается быстрее из-за большой жесткости (рис.2.12 б). Разгрузочная щель дробилки по мере износа увеличивается. При значительном износе плиты переворачивают другим концом к разгрузочной щели (рис. 2.12 в). Часто плиты выполняют со срезом у разгрузочной щели (рис. 2.12 г). Рисунок 2.12 – Износ и типы футеровочных плит щековых дробилок Конусные дробилки применяются практически в тех же случаях, что и щековые – для дробления особо крепких и крепких руд, а также для руд средней крепости (рис. 2.13). неподвижный конус подвижный конус вал подвижного конуса другое положение подвижного конуса Рисунок 2.13 – Схема конусной дробилки (поперечный разрез) Рабочими органом конусной дробилки является подвижный дробящий конус, помещенный эксцентрично внутри неподвижного конуса (чаши). Подвижный конус перекатывается по внутренней поверхности неподвижного конуса. Между конусами образуется кольцевое пространство неодинаковой ширины, в котором осуществляется дробление руды. Дробление происходит непрерывно при последовательном перемещении зоны дробления по окружности конусов. Дробленый материал под действием собственной тяжести разгружается через выходную щель. Крупность дробленого продукта и производительность дробилки зависят от ширины выходной щели. Вертикальная ось подвижного конуса в нижней своей части описывает окружность. Существует большое разнообразие конструкций конусных дробилок. Конусные дробилки различаются: кинематикой движения рабочего конуса, способом его опирания, приводным механизмом машины, способом возбуждения дробящего усилия, способом разгрузки дробленого продукта. По кинематическому признаку различают дробилки с неподвижным вертикальным валом (зарубежные модели) и с подвижным валом. Здесь ось вала образует малый угол ε с осью симметрии дробилки. Наиболее широко применяются следующие три кинематических типа: 1) с верхним подвесом вертикального вала дробилки, 2) вал с опорой внизу 3) с консольным валом, опирающимся в центральной части на сферический подшипник. С хема конусной дробилки крупного дробления ККД с верхним подвесом вала подвижного конуса приведена на рис. 2.14. 1 – подвижный конус, 2 – неподвижный конус, 3 – вертикальный вал, 4 – эксцентриковый стакан, 5 – малая коническая шестерня, 6 – большая коническая шестерня, 7 – подпятник, 8 – траверса, 9 – колпак, 10 -гайка Рисунок 2.14 – Схема конусной дробилки для крупного дробления с верхним подвесом вала Нижний конец вала вставлен в эксцентриковый стакан, к которому прикреплена коническая шестерня. Эта шестерня находится в зацеплении с другой (малой) конической шестерней, расположенной на горизонтальном валу. Этот вал приводится во вращение от электродвигателя через шкив клиноременной передачи. Для обозначения размеров конусных дробилок пользуются размером приемного отверстия и шириной выходной щели. Размер записывается в виде дроби, например: ККД-1500/300 – конусная дробилка крупного дробления, ширина приемного отверстия 1500 мм, ширина выходной щели 300 мм. Продукт дробилок ККД может подаваться на вторичное крупное дробление (поддрабливание, редукционное дробление) перед подачей его в дробилки среднего дробления КСД. Для этого применяют редукционные дробилки КРД (конусная, редукционного дробления). Дробилки типа КРД могут применяться и как самостоятельные для крупного дробления. Дробилки ККД и КРД изготавливаются в двух вариантах, отличающихся способом изменения ширины выходной щели: с механическим подъемом дробящего конуса. При этом подтягивается гайка, соединяющая вертикальный вал с внутренней втулкой узла подвески. с гидравлическим регулированием щели. При этом вал вместе с конусом приподнимается под давлением масла, которое нагнетается в гидравлический домкрат, находящийся под нижней частью вала. Такие дробилки имеют маркировку ГРЩ (гидравлическое регулирование щели). Самая большая конусная дробилка крупного дробления установлена на ЮГОКе (г. Кривой Рог) – диаметр загрузочного отверстия 7200 мм, высота 14м, вес 700т. Часто такие дробилки располагают под землей. Конусные дробилки для среднего и мелкого дробления изготавливаются с валом, опирающимся на сферический подпятник. Схема такой дробилки представлена на рис. 2.15. 1 – неподвижный конус, 2 – подвижный конус, 3 – вал, 4 – эксцентриковый стакан, 5,6 – конические шестерни, 7 – сферический подпятник, 8 – футеровка неподвижного конуса, 9 – параллельная зона Рисунок 2.15 – Схема дробилок типа КСД, КМД Дробилки среднего и мелкого дробления изготавливаются трех типов: 1) для среднего дробления – дробилки с короткой параллельной зоной и широкой выходной щелью КСД-Гр,2) для нижесреднего дробления – с уменьшенной выходной щелью марки КСД-Т, 3) для мелкого дробления – с длинной параллельной зоной и малой щелью КМД. Индекс Гр – сокращение названия «для грубого дробления», индекс Т – для тонкого дробления. В обозначение дробилок входит диаметр основания дробящего конуса, напрмер: КСД-2200Гр – конусная дробилка среднего дробления с большой выходной щелью, диаметр конуса 2200 мм. Образующая дробящего конуса имеет весьма пологий уклон. Из-за этого дробилки такого типа называют грибовидными. Конусные дробилки для среднего дробления обеспечивают высокую степень дробления: 5-15. В верхней зоне рабочего пространства разрушаются более крупные куски руды, а затем материал переходит в параллельную зону. Здесь материал дополнительно измельчается в длинной и узкой щели. Вследствие большего времени пребывания руды между конусами (в параллельной зоне) в таких дробилках получается более равномерный по крупности продукт. Наличие параллельной зоны исключает возможность разгрузки крупных классов. Размер разгрузочной щели регулируется подъемом или опусканием дробильной чаши. При опускании дробильной чаши (неподвижного конуса) разгрузочная щель дробилки уменьшается. Сферический подшипник защищают от попадания пыли гидравлическим пылевым затвором. Трущиеся поверхности смазываются принудительной подачей масла. Рабочие поверхности конусов покрывают футеровочными плитами. Различают нормальные и короткоконусные дробилки (рис. 2.16). Рисунок 2.16 – Нормальная и короткоконусная дробилки Нормальные дробилки применяют для среднего дробления. Короткоконусные дробилки для мелкого дробления имеют следующие отличия от нормальных дробилок для мелкого дробления: 1. Параллельная зона между рабочими конусами значительно удлинена Дробящий конус имеет меньшую высоту (укорочен). Образующая конуса имеет больший угол наклона Иной профиль дробящей зоны Дробилка снабжена специальным распределительным устройством За счет этих конструктивных особенностей короткоконусная дробилка имеет следующие технологические особенности: материал большее время находится в рабочем пространстве между конусами, что дает более равномерный по крупности дробленый продукт; степень дробления здесь составляет 10-12; число оборотов эксцентрикового стакана 435-580 мин -1(у нормальных – в 1.5 раза меньше). Уменьшение высоты дробящего конуса позволило установить более совершенное распределительное устройство без увеличения высоты машины (рис. 2.17). Рисунок 2.17 – Схема распределительного устройства Такое устройство обеспечивает равномерную подачу руды в рабочее пространство дробилки и предохраняет его от забивания. Короткоконусные дробилки питают зернистым материалом, мелкие классы предварительно отсевают на грохотах. Эти дробилки всегда работают в замкнутом цикле с грохотами и устанавливают их в третьей стадии дробления. При работе дробилки КМД в замкнутом цикле с грохотом средняя крупность питания снижается по сравнению с питанием дробилки при работе в открытом цикле. Вследствие этого производительность дробилки увеличивается. Для мелкого дробления применяются также конусные инерционные дробилки КИД (рис. 2.18). Основное их отличие – в качестве привода дробящего конуса вместо эксцентрикового механизма используется вибровозбудитель дебалансного типа. Это позволяет подвижному конусу перекатываться по неподвижной чаше даже при некотором износе футеровок. Вал малого конуса так же как и в других конструкциях конусных дробилок образует небольшой угол с осью симметрии машины. Дробилка виброизолирована от фундамента системой мягких амортизаторов. Электродвигатель через специальную приводную систему сообщает круговое движение дебалансу. Под действием центробежной силы инерции дебаланса дробящий конус прижимается к чаше и обкатывается по ней. При дроблении приближению конуса к чаше препятствует сопротивление слоя материала, которое уравновешивает дробящую силу. Сопротивление зависит от крупности, до которой издроблен материал. Меняя величину центробежной (дробящей) силы, можно регулировать крупность дробленого продукта. Таким образом, в дробилках типа КИД крупность продукта не регулируется шириной разгрузочной щели. Эти конструктивные особенности определяют технологические преимущества дробилок КИД: степень дробления 15-18, крупность дробленого продукта не повышается при износе футеровок, дробилка может работать под завалом, обеспечивается пуск и остановка под нагрузкой, нет перегрузки механизма при попадании недробимых тел, нет необходимости в сооружении мощных фундаментов. 1 – неподвижный конус (чаша), 2 – подвижный конус, 3 – вал, 4 – вибровозбудитель, 5 – шкив . 6 – привод, 7 – фундамент, 8 - амортизаторы Рисунок 2.18 – Принципиальная схема конусной инерционной дробилки Принцип дробления в конусных дробилках аналогичен дроблению в щековых и здесь также одним из важных параметров является угол захвата. Рабочая схема для определения угла захвата в конусных дробилках представлена на рис. 2.19. Рисунок 2.19 – Схема для определения угла захвата в конусных дробилках На рис. 2.19 введены следующие обозначения: В – ширина загрузочного отверстия, Dв – верхний диаметр неподвижного конуса, d в – верхний диаметр подвижного конуса, D н – нижний диаметр неподвижного конуса, d н – нижний диаметр подвижного конуса, α – угол захвата, α 1 – угол наклона к вертикали подвижного конуса, α 2 – угол наклона к вертикали неподвижного конуса, b 0 – минимальный размер разгрузочной щели, b 0 + S - максимальный размер разгрузочной щели, Н – высота конусов, S - размах качаний конуса. В соответствии с изображением на рис. 2.19 имеем следующие соотношения. Из треугольника II: ( D в – D н ) / 2 = Н tg α 2 . (2.61) Отсюда Н = ( D в – D н ) / 2 tg α 2 . (2.62) Из треугольника I: ( d в – d н ) / 2 = Н tg α 1 . (2.63) Отсюда Н = ( d в – d н ) / 2 tg α 1 . (2.64) Приравняем выражения (2.62) и (2.64) для Н: ( D в – D н ) / 2 tg α 2 = ( d в – d н ) / 2 tg α 1 . (2.65) Отсюда: tg α 1 / tg α 2 = ( d в – d н ) / ( D в – D н ) . (2.66) Таким образом, между углами наклона образующих конусов существует зависимость, описываемая выражением (2.66). Кроме того, из рассмотрения геометрических соотношений можно доказать, что угол захвата α равен сумме углов α 1 и α 2 (рис. 2.20). Рисунок 2.20 – Соотношение между углами образующих подвижного и неподвижного конусов Действительно, линия АK║СД, FE- секущая. Тогда <АКЕ = <КОD = α . Угол между линией АK и линией 1 равен углу между линией СD и линией 4 и равен α 2 , т.к. АK║СД, линия 1 ║ линии 4. Углы между линиями СD и 3, а также между линиями СD и 4 равны как накрест лежащие и равны α 2 . Углы между линиями 2 и FЕ и 3 и FЕ равны как накрест лежащие и равны α 1 Но <КОD = α , т.е. α = α 1 + α 2 . По аналогии со щековыми дробилками можно доказать, что угол захвата должен быть меньше двойного угла трения α < 2φ. По сравнению со щековыми дробилками угол захвата для конусных дробилок принимается несколько большим и составляет на практике 23-27о. Приведем сравнительные данные для щековых и конусных дробилок: При большой производительности для крупного дробления конусные дробилки экономичнее и производительнее щековых. При использовании конусных дробилок ниже расход электроэнергии на 1 т руды. Конусные дробилки образуют меньше пыли и дают более равномерный по крупности продукт. Щековые дробилки выдают много плоских тонких кусков. Щековые дробилки при работе сильно вибрируют. Поэтому для них необходим более мощный фундамент. При дроблении вязких пород (не хрупких) конусные дробилки чаще забиваются. В этом случае предпочтительнее применять щековые дробилки. Щековые дробилки проще в конструктивном отношении и в эксплуатации. Регулирование выпускной щели для щековых дробилок проще, чем для конусных. Конусные дробилки тяжелее и имеют большие габаритные размеры. Конусные дробилки требуют большего времени для ремонта. Кроме конусных и щековых дробилок довольно широко используются валковые дробилки. В зависимости от свойств дробимого материала применяются валковые дробилки различных типов: Тихоходные валковые дробилки (15-25 мин -1) – для крупнокускового мягкого материала. Быстроходные валковые (100-300 мин -1) – для дробления твердых руд при большой производительности. Этот тип валковых дробилок наиболее распространен. Зубчатые валковые дробилки – для дробления хрупких материалов (антрацит, уголь, каменная соль и др). Поверхность барабанов у этих дробилок покрыта зубьями. Принципиальная схема наиболее распространенной двухвалковой дробилки представлена на рис. 2.21. 1 – вал валка, 2 – неподвижный подшипник, 3 – подвижный подшипник, 4 – валок, 5 – кожух Рисунок 2.21 – Принципиальная схема двухвалковой дробилки Для двухвалковых дробилок угол захвата также является важной характеристикой. Рабочая схема для определения угла захвата представлена на рис. 2.22. Рисунок 2.22 – Схема сил, действующих на кусок в рабочем пространстве двухвалковой дробилки В точке 1 на кусок действуют давление валка Р и сила трения f Р. Обе эти силы раскладываются на вертикальные и горизонтальные составляющие. Такие же силы действуют на кусок в точке 2 (на чертеже силы не показаны). Вертикальные составляющие давления валка 2 Р Sin (α / 2) стремятся вытолкнуть кусок из рабочего пространства дробилки. Вертикальные составляющие силы трения 2 f Р Cos (α / 2) стремятся втянуть кусок в дробилку. Условие захвата куска полезного ископаемого в рабочее пространство дробилки будет: 2 f Р Cos (α / 2) ≥ 2 Р Sin (α / 2) . (2.67) Сократим 2Р. Тогда: f Cos (α / 2) ≥ Sin (α / 2), (2.68) f ≥ tg (α / 2) . (2.69) Но f = tg φ. Тогда tg φ ≥ tg (α / 2), (2.70) α / 2 ≤ φ, (2.71) α ≤ 2 φ. (2.72) Для гладких валковых дробилок принимают α = 33о. Рассмотрим, как размер валков и куска соотносятся между собой. Пусть кусок размером d дробится в дробилке с валками диаметром D (рис. 2.23). Рисунок 2.23 – Соотношение размеров валков и куска руды Из рис. 2.23 справедливо равенство: R + b = ( R + r ) cos β , (2.73) R + b = R cos β + r cos β , (2.74) R ( 1 - cos β ) + b = r cos β . (2.75) Умножим обе части соотношения (2.75) на 2 и получим: 2R (1 - cosβ) + 2b = 2r cosβ , (2.76) D ( 1 - cos β ) + 2b = d cos β . (2.77) Отсюда : d = [ D ( 1 - cos β ) + 2 b ] / cos β . (2.78) При сдвинутых валках 2 b = 0. Тогда d = D ( 1 – cos β ) / cos β . (2.79) При β = 18о : d = D ( 1 – cos 18о) / cos 18о = D /19.5. На практике принимают D = ( 20 – 25 ) d. При случайном попадании в дробилку металлических деталей подвижный валок отодвигается. В этом случае и при ударах вибрации передаются на станину и фундамент. Привод валковой дробилки может быть одинарным – один двигатель для двух валков - и двойным – каждый валок приводится во вращение от своего двигателя. Для дробления углей и сланцев используют зубчатые валковые дробилки. Эти дробилки могут дробить гораздо более крупный материал, чем того же размера гладкие валки. Зубчатые валковые дробилки малочувствительны к влажности материала, выдают относительно равномерный продукт, меньше образуют мелких классов. Маркируются по диаметру валков и длине вала: ДДЗ 1500х600 – D =1500 мм, L = 600 мм. Принципиальная схема одновалковой зубчатой дробилки приведена на рис. 2.24. 1 – вал, 2 – шестигранная ступица, 3 – сегменты с зубьями, 4 – пружина для защиты от поломки при попадании металлических деталей, 5 – колосниковая решетка Рисунок 2.24 – Принципиальная схема одновалковой зубчатой дробилки Для дробления мягких материалов – уголь, соль, известняк, мел, гипс и др. – используют молотковые дробилки. Наибольшее распространение получили однороторные молотковые дробилки (см. рис.2.3). Ротор дробилки набирается из ряда дисков, насаженных на вал дробилки неподвижно (рис. 2.25). Рисунок 2.25 – Устройство ротора молотковой дробилки Молотки подвешены шарнирно между дисками. Форма молотков самая разнообразная. Дробление осуществляется за счет кинетической энергии вращающихся молотков. Степень измельчения в молотковых дробилках достигает 48. Дробилки маркируются по диаметру и длине ротора: ДРК 8х6 – дробилка роторная крупного дробления, диаметр ротора 800 мм, длина ротора 630 мм. ТЕМА 7. СХЕМЫ ДРОБЛЕНИЯ Построение технологических схем дробления. Разновидности схем. 2. Циркулирующая нагрузка в замкнутых циклах. При выборе или построении технологических схем дробления решают следующие вопросы: 1) о числе стадий дробления в технологической схеме; 2) о типе цикла дробления (открытый или замкнутый); 3) о необходимости контрольного грохочения; 4) об общей степени дробления руды по схеме. Различают следующие разновидности одностадиальных схем дробления (рис. 2.26): Рисунок 2.26 – Варианты построения одностадиальных схем дробления Каждый вариант одностадиальной схемы, показанной на рис. 2.26, можно дополнить любой из четырех приведенных разновидностей А, Б, В, Г. Тогда получим двухстадиальные схемы, некоторые примеры которых представлены на рис. 2.27. Из четырех вариантов одностадиальных схем можно построить 16 вариантов двухстадиальных схем и 64 варианта трехстадиальных (рис. 2.28). Рисунок 2.27 – Некоторые варианты построения двухстадиальных схем дробления Рисунок 2.28 – Некоторые варианты построения трехстадиальных схем дробления На практике чаще применяют схемы, соответствующие следующим требованиям: 1) число стадий дробления обычно 2 или 3 (редко 4); 2) обычно дроблению предшествует операция грохочения (в первой стадии дробления грохочения может не применяться); 3) контрольное грохочение чаще всего используется только в последней стадии дробления. Исходя из этих требований рекомендуются следующие рациональные схемы дробления в 2 и 3 стадии: БА, ББ, БВ, БГ; БББ, ББА, БАА. Из этих вариантов в промышленности чаще всего используют варианты БА, ББ, БББ, ББА. Число стадий дробления определяется начальной и конечной крупностью максимальных кусков дробимого материала. Максимальная крупность кусков руды определяется способом ведения горных работ. При открытом способе добычи (карьер) максимальные куски имеют размер до 1.5-2 м, при подземном – 0.3-.4 м. К открытым циклам относятся схемы без циркулирующих нагрузок, показанные на рис. 2.29. Рисунок 2.29 – Примеры открытых циклов дробления К замкнутым циклам относятся схемы, имеющие возвратные потоки (рис. 2.30). Рисунок 2.30 – Примеры построения одностадиальных замкнутых циклов дробления Для определения циркулирующей нагрузки в замкнутых циклах, рассмотрим следующую схему (рис. 2.31, а) и введем для этой схемы обозначения: Рисунок 2.31 – Варианты замкнутых циклов дробления a, b, c – содержание класса (d-0) мм в соответствующих продуктах, %; Q – питание дробилки, т/ч; S – циркулирующая нагрузка, т/ч; (Q+S) a – количество класса (d-0) мм в питании грохота, т/ч; Qb – количество класса (d-0) мм в подрешетном продукте, т/ч; Sc – количество класса (d-0) мм в надрешетном продукте, т/ч. Уравнение материального баланса по количеству класса (d-0) мм в схеме (рис. 2.31, а): (Q+S) a = Qb + Sc. (2.80) Выполним преобразования: Qa + Sa = Qb + Sc, (2.81) Qa – Qb = Sc – Sa, (2.82) Q (a-b) = S (c-a), (2.83) Отсюда
Циркулирующая нагрузка может выражаться в т/ч, в %, в долях единицы в зависмости от того, в каких единицах выражается питание дробилки Q. При другом варианте схемы (рис.2.31, б) введены обозначения: a, b, c, f –содержание класса (d-0) мм в соответствующих продуктах ,%; Qa – количество класса (d-0) мм в питании грохота, т/ч; Qb – количество класса (d-0) мм в подрешетном продукте, т/ч; Sf – количество класса (d-0) мм в надрешетном продукте, т/ч; Sc – количество класса (d-0) мм в циркулирующей нагрузке, т/ч. Аналогично составляется уравнение материального баланса по количеству класса (d-0) мм в схеме: Qa + Sc = Qb + Sf. (2.85) После преобразований получено: S = Q (a – b) / (f –c). (2.86) Как следует из приведенных выше соотношений (2.84) и (2.86), аналитические выражения для циркулирующей нагрузки являются индивидуальными и зависят от построения схемы. Для получения выражения для расчета циркулирующей нагрузки необходимо запомнить принцип составления уравнения материального баланса по количеству класса (d-0) мм в схеме и в соответствии с ним выполнять алгебраические выкладки и вычисления. жүктеу/скачать 0,79 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|