Проектирование оборудования для дробления, сушки и помола добавок

Проектирование  оборудования для дробления, сушки  и помола добавок

Цель работы: Изучение оборудования для дробления, сушки и помола добавок, расчет их основных параметров.

Оборудование: Макеты молотковой, зубчатой дробилки, барабанной сушилки и шаровой барабанной мельницы

1. Теоретическая часть

Дробление поступающих на фабрику окомкования шихтовых материалов осуществляется в реверсивных и нереверсивных молотковых однороторных дробилках (кусковый известняк), самоочищающихся молотковых дробилках (бентонит), двухвалковых зубчатых дробилках (бентонит).

1.1 Молотковые  однороторные дробилки

На рис. 1 и 2 изображены общие  виды нереверсивной и реверсивной  молотковых дробилок соответственно, применяемых для дробления кускового  известняка крупностью 0 – 80 мм, имеющего крепость 10 – 20 по шкале Протодьяконова. В таблице 1 представлены технические характеристики однороторных молотковых дробилок.

Дробилки серийно изготавливаются  заводами Минтяжмаша (СМ 1705), Минэнергомаша (ДМРЭ 10х10,,ДМРИЭ 14,5x13), Минстройдормаша (ДМЭ 17x14,5) по ГОСТ 7090-72.

Дробилка состоит из корпуса, футерованного сменными стальными  броневыми плитами 3. Корпус изготавливается из стальной отливки или сварным и состоит из верхней 1 и нижней 2 частей, соединенных болтовым креплением для удобства замены ротора. В корпусе имеются люки 4, через которые производится замена молотков и секций колосниковых решеток. Ротор молотковой дробилки состоит из трех частей: вала 5, установленного в двух выносных опорах 6 в подшипниках скольжения 7 или качения 8; набора дисков 9, разделяемых шайбами 10, и комплекта молотков 11, шарнирно укрепленных на дисках.

Вращение ротора осуществляется от электродвигателя 12, соединенного с валом посредством упругой муфты 13.

Рис. 1. Дробилка молотковая однороторная нереверсивная:  

1 - верхняя часть; 2 - нижняя часть; 3 - плиты броневые; 4 - люки; 5 - вал; 6 - опора выносная; 7 - подшипник скольжения; 5 - подшипник качения; 9 -набор дисков; 10 - шайба; 11 - молотки; 12 - электродвигатель; 13 - муфта упругая; 14 - решетка колосниковая; 15 - приспособление для регулировки зазора

Рис. 2. Дробилка молотковая однороторная реверсивная

Для получения дробленого продукта заданной крупности дробилки снабжены съемной колосниковой решеткой 14, которая имеет приспособление 15 для возможности регулирований зазора между окружностью, описываемой молотками, и решеткой. Для этого балку, в которой закреплены колосники, изготавливают из двух половин, поворачивающихся на шарнирах, шарниры укреплены внутри эксцентрических втулок, поворотом которых регулируется необходимый зазор. Колосники имеют трапециидальное сечение для лучшего прохождения материала. Для обеспечения высокой стойкости броневые плиты, молотки, колосники изготавливают из марганцовистых сталей, например марки 110ГЛ. Иногда молотки 3 изготавливают из конструкционных я сталей, а рабочие поверхности наплавляются твердым сплавом.

В зависимости от крупности  и крепости дробимого материала  молотки имеют массу 5 – 150 кг. Как  правило, для дробления известняка на фабриках окомкования молотки имеют массу 25 – 40 кг. По конструкции молотки бывают колосникового, бандажного и скобообразного типов.

Таблица 1

Техническая характеристика однороторных молотковых дробилок

Тип		СМ 1705	ДМРЭ 10Х110	ДМРИЭ 14.5Х13	ДМЭ17X14,5
Производительность, т/ч		150-200	80-100	250	150-500
Крупность исходного материала, мм		До 400	До 80	До 80	До 600
Крупность дробленого материала, мм		10	2-10	3-10	20-180
Размеры ротора, мм:
длина		1600	1000	1300	1450
диаметр		1300	1000	1450	1700
Частота вращения, мин-1		735	735; 985; 1480	985	590
Окружная скорость, м/с		50	38,5; 51,5; 77,5	75	53
Мощность электродвигателя, кВт		200/250	200/250	500/630/700	400
Масса, т		9,8	9,1	19,8	70,6

Для дробления глинистых  и влажных материалов (бентонитов) применяются молотковые дробилки с  подвижной дробящей плитой (рис. 3).

Рис.3. Дробилка молотковая с  подвижной дробящей плитой:

1 - плита подвижная; 2 - корпус; 3 - рама; 4 - секции; 5 - цепь бесконечная; 6 - ротор; 7 - ось верхнего вала звездочки; 8 - приспособление для поворота; 9 - конвейер; 10- скребки

От ранее описанных  молотковых дробилок они отличаются тем, что плита, на которую отбрасывается дробимый материал, подвижна. Подвижная плита-это пластинчатый конвейер, вмонтированный в корпус 2 дробилки. Плита 1 собрана на отдельной раме 3 из ряда секций 4 на бесконечных цепях 5 и движется в направлении вращения молотков. Зазор между ротором 6 и плитой 1 можно менять, поворачивая всю плиту вокруг оси 7 верхнего вала звездочки при помощи приспособления 8. С другой стороны ротора вмонтирован второй конвейер 9 – очистной. При работе ротор на этот конвейер набрасывает материал, который мог бы залепить рабочее пространство дробилки. При движении подвижная плита 1 и очистной конвейер 9 освобождаются от налипшего материала специальными скребками 10. Скорость движения полотна конвейера 0,08 – 0,1 м/с, остальные параметры дробилки приведены в таблице 1.

1.2 Двухвалковые  зубчатые дробилки

На рис. 4 изображен общий  вид двухвалковой зубчатой дробилки, применяемой для измельчения  исходной бентонитовой глины крупностью 0-500 мм и влажностью до 30 %. Техническая характеристика двухвалковых зубчатых дробилок представлена в таблице 3.

Таблица 3

Техническая характеристика двухвалковых зубчатых дробилок

Тип дробилок		ДДЗ-10	ДДЗ 15х12
Производительность, т/ч		125	до 150
Крупность исходного питания, мм		600	900
Крупность дробленого продукта, мм		100-200	15-150
Размеры валков, мм:
диаметр		1000	1500
длина		1250	1200
Частота вращения валков, мин-1		36	40
Окружная скорость, м/с		1.9	3.15
Мощность электродвигателя, кВт		55	75
Масса, т		16	32

Дробилки изготавливаются  заводами Минтяжмаша (ДДЗ-12), Минстройдормаша (ДЦЗ-10) по ГОСТ 12237-66.

Дробилка состоит из рамы 1, сваренной из швеллеров, на которую крепятся подшипниковые опоры 2 зубчатых валков, неподвижных 3 и подвижных опор 4. Валы 5 установлены в подшипниках скольжения или качения. На валы насажены валки 6, изготовленные в форме диска или многогранника. При помощи болтового крепления 7 к ним крепятся зубчатые сегменты 8, которые образуют рабочую поверхность валков.

Рабочая поверхность для  дробилок небольших типоразмеров может  изготавливаться из сплошного диска, отлитого вместе с зубьями, и насаживаться на валки 6 при помощи напрессовки.

Рис. 4. Дробилка двухвалковая зубчатая:

1- рама; 2 - опора подшипниковая; 3 - валки; 4 - сегменты зубчатые; 5 -диск; 6-кожух; 7 - упор пружинный

Зубья 9 имеют высоту 90-110 мм и располагаются в шахматном порядке, наиболее распространенной формой зуба является копьевидная форма ястребиного клюва с прямой режущей кромкой. Рабочая поверхность зубчатых сегментов 8 изготавливается из марганцовистой стали.

Валки укрыты кожухом 10. Для предотвращения поломки валков при попадании недробимых предметов один из валков закреплен в подвижных опорах 3 и удерживается в рабочем состоянии пружинным упором 11. Привод валков осуществляется от электродвигателя, установленного на независимой раме при помощи клиноременной передачи. Вращение обоих валков достигается за счет зубчатых колес, причем зубчатые колеса имеют удлиненные зубья для осуществления зацепления при раздвижении валков.

1.3 Сушилки барабанные

Барабанные сушилки предназначены  для сушки бентонита перед  измельчением в шаровых мельницах до влажности 9 12%, при температуре 100-200°С, более высокая температура приводит к изменению свойств бентонита.

Сушка бентонита на фабриках окомкования производится в барабанных сушилках, изготавливаемых серийно заводом Уралхиммаш.

Таблица 4

Техническая характеристика барабанных сушилок

Тип барабана	СМЦ 429,2	БН 3,5х18Н9
Производительность, т/ч	21,0	40,0
Диаметр барабана, м	2,8	3,5
Длина барабана, м	14,0	18,5
Частота вращения барабана, мин-1	3-6	2,3-4,6
Угол наклона, град	2-3	3
Максимальная температура  поступ. газов, 0С	650	850
Принцип сушки	Прямоточный	Прямоточный
Мощность электродвигателя, кВт	60/75	200
Масса, т	69,6	176,2

На рис. 5 изображен общий  вид сушилки барабанной.

Барабан 1 изготовлен из листовой стали сварной конструкции, посредством двух бандажей 2, насаженных на барабан, опирается на четыре ходовые ролико-опоры 3. От продольного смещения барабан удерживается упорными роликами 4. В связи с нагревом и расширением корпуса барабана бандажи устанавливаются на барабан при помощи клинового крепления 5. В средней части барабана установлено зубчатое колесо 6, насаженное на барабан при помощи подвижного крепления, позволяющего компенсировать тепловое расширение барабана.

Роликоопоры включают раму 7, ходовые ролики 8, корпус 9, винтовое устройство 10, регулирующее установку опор.

Внутри барабана приварены  насадки для лучшего перемешивания  и транспортирования материала. Привод барабана осуществляется от многоскоростного асинхронного электродвигателя 11 через редуктор 12 и открытую зубчатую передачу 13.

В загрузочной части стационарно  установлен короб 14, в который подается материал и сушильный агент. Уплотнение загрузочного и разгрузочного концов осуществляется при помощи торцевых уплотняющих колец 15.

Рис. 5. Сушилка барабанная:

1 - барабан; 2 - бандаж; 3 - роликоопоры ходовые; 4 - ролик упорный; 5 -крепление клиновое; 6 - колесо зубчатое; 7 - рама; 8 - ролик ходовой; 9 -устройство винтовое; 10 - насадки; 11 - электродвигатель; 12 - редуктор; 13- передача открытая зубчатая; 14 — короб; 15 - кольца уплотняющие

Насадки изготовлены трех типов: в загрузочной части –приемно-винтовая, по ходу движения материала - лопастная и на оставшейся длине – секторная. Разгрузочная часть оборудована герметичным коробом с подключением к аспирационной системе. Подача нагретых газов в сушилку производится от топочного агрегата, устанавливаемого перед загрузочной частью, и осуществляется за счет разрежения, создаваемого вентилятором.

1.4 Шаровые барабанные  мельницы

Измельчение шихтовых материалов (известняка и бентонита), используемых при окомковании, осуществляется в установке, включающей шаровые мельницы, воздушно-центробежные сепараторы и другое оборудование.

На рис. 6 изображен общий  вид шаровой барабанной мельницы, применяемой на фабриках окомкования для измельчения известняка и бентонита.

Таблица 5

Техническая характеристика шаровых барабанных мельниц

Тип	ШБМ 320/570	ШБМ 370/850
Производительность, т/ч (по готовому продукту)	25,0	50
Диаметр барабана, м	3,2	3,7
Длина барабана, м	5,7	8,5
Частота вращения барабана, мин-1	17,9	17,6
Масса шаров, загружаемых  в мельницу, т	54	100
Мощность электродвигателя, кВт	800	1600
Масса, т	99	170

Главной частью мельницы является барабан, состоящий из корпуса 1, торцевых стенок 2, крепящихся к корпусу болтами. Фланцевые соединения уплотняются асбестовым шнуром. Цапфы 3 представляют собой монолитные стальные отливки. Они присоединяются к стенкам высокопрочными болтами. Цилиндрическая часть барабана и торцевые стенки внутри футерованы плитами 4 из износостойкой стали. Плиты крепятся к корпусу клиньями и болтами. Плиты составляют правильную геометрию регулярной волны. Для обеспечения расширения плит под действием температуры между ними предусмотрен зазор 10 мм. Для обеспечения звуковой и тепловой изоляции под футеровочные плиты прокладывается листовой асбест 5, а наружная цилиндрическая поверхность барабана покрывается металлическими обшивочными листами б, под которыми находятся минераловатные плиты 7. В противоположных концах корпуса имеются два люка 8 для подачи футеровочных плит. Втулки загрузочная 9 и разгрузочная предназначены для защиты цапф от износа. Внутренняя поверхность втулок футерована плитами 11 из износостойкой стали и имеет ребра для ускорения подачи материала и возврата вылетевших шаров. Опорами вращающегося барабана служат два коренных подшипника 10. Корпуса подшипников изготавливаются из чугуна, ходовая часть - из баббита. Подшипники монтируются на опорных и фундаментных плитах 12. Для контроля температуры в корпусе установлен термометр. Привод мельницы состоит из косозубого венца 13, смонтированного на фланце барабана со стороны загрузки материала, приводной шестерни 14, установленной в сферических подшипниках, муфты, соединяющей вал-шестерню с электродвигателем. Со стороны загрузки и разгрузки установлены патрубки 15, 16 сварной конструкции, через которые происходит загрузка и разгрузка материала, подача теплоносителя и загрузка шаров. Патрубки при помощи пружинного уплотнения с асбестовой прокладкой присоединены к цапфам.