2.5. Расчет барабанных шаровых мельниц. Область применения, принцип действия, классификация

2.5. Расчет барабанных шаровых мельниц. Область применения, принцип действия, классификация

Рис 2.16. Схема барабанной мельницы

Барабанные измельчители (мельницы) широко используют для помола различных химических продуктов. Ос­новной конструктивный элемент мельницы — полый стальной го­ризонтально расположенный барабан 5(см. рис. 2.16), закрытый с обоих торцов крышками 3, 7, которые опираются полыми цапфа­ми на два главных подшипника скольжения 2, 8. Внутренняя по­верхность барабана и торцевых крышек футерована. Футеровка 6 предохраняет мельницу от износа и снижает шум при ее работе. На корпусе барабана установлен люк 10. На загрузочной крышке 3 установлено устройство /для ввода в мельницу питания. В качест­ве такого устройства может служить барабанный или комбиниро­ванный питатель. Измельченный материал выгружается из бара­бана через выгрузное устройство 9. Крутящий момент от привода 11 на барабан передается через венцовую шестерню 4, закреплен­ную на крышке 3. Мельница снабжена системой смазки 12.

По принципу действия различают: мельницы периодического действия; однокамерные и многокамерные мельницы непрерыв­ного действия.

В мельницах помол материала осуществляется мелющими те­лами, выполненными в виде литых, кованых или прокатанных стальных щаров диаметром от 30 до 125 мм либо стержнями, за­грузка которых составляет 35-45% внутреннего объема барабана. При вращении барабана с определенной угловой скоростью ме- лющие тела Двигаются вместе с корпусом барабана, поднимаются на некоторую высоту и затем падают на куски материала (загруз­ки), лежащие на футеровке. Происходит так называемый стеснен­ный удар. Материал измельчается под воздействием удара, а так­же раздавливанием и истиранием при перекатывании мелющих тел. Увеличивая время пребывания материала в измельчителе, можно получить высокую степень измельчения, однако при этом резко возрастают энергетические затраты.

Барабан приводится во вращение от электропривода через ре­дуктор. Крутящий момент передается либо непосредственно че­рез муфту на цапфу барабана, либо через венцовую шестерню, за­крепленную на барабане вблизи крепления крышки.

Типоразмер барабанного измельчителя определяется внутрен­ним диаметром D барабана (без футеровки) и длиной L его цилинд­рической части. Технические характеристики некоторых отечест­венных шаровых измельчителей приведены в табл. 2.11.

Таблица2.11. Техническая характеристика шаровых измельчителей мокрого помола

Параметр	С центральной сливной разгрузкой	С центральной разгрузкой через решетку
МШЦ 900 1800	МШЦ 1500 3100	МШЦ 2100 3000	МШЦ 3200 4500	МШР 900 900	МШР 1500 1500	МШР 2100 3000	МШР 3600 4000
Размеры барабана,мм Длина Ширина
Рабочий объем,м	0,9	4,2	8,5	32,0	0,45	2,2	8,5
Частота вращения барабана, об/мин			24,6	19,72			24,6	18,1
Мощность главного привода,кВТ

Основные соотношения для расчета параметров барабанных мель­ниц — угловой скорости вращения барабана, мощности двигателя, производительности, параметров болтов.

Угловая скорость вращения барабана определяет характер траек­тории движения мелющих тел, от которой зависит эффективность помола в мельницах. При небольшой угловой скорости барабана загрузка циркулирует в левом нижнем квадранте, мелющие тела поднимаются, вращаясь вместе с барабаном, на некоторую высоту и затем скатываются по подстилающим слоям, не производя удара. При слишком большой угловой скорости центробежная сила инерции Р„ превысит силу тяжести (?и мелющие тела не будут отрываться от стенок даже в самой верхней точке С (рис.2.17)

Рис. 2.17. К расчету угловой скоро­сти вращения барабана мельницы

Оптимальная угловая скорость барабана находится из условия обеспечения максимальной высоты падения шара, которая опре­деляется координатами точек отрыва шара от стенок (точка А) и точек соприкосновения его с барабаном после падения (точка D). Теоретически найдено, что наивыгоднейший угол отрыва шаров = 54°40'. Оптимальная угловая скорость барабана _опт, рад/с, при = 54°40' равна _опт,= где R — внутренний радиус мельницы, м. Мощность двигателя шаровых мельниц расходуется на подъем загрузки и сообщение ей кинетической энергии, так как после па­дения материала окружная скорость частиц равна нулю и их необ­ходимо вовлекать в движение на каждом цикле циркуляции.

Формула для расчета мощности двигателя N, кВт, имеет вид

N=

где — КПД привода. Масса загрузки равна сумме масс шаров (мелющих тел) т_ш, т, и

материала т_М т,

m= т_ш + т_{М .}

Обычно масса материала составляет около 14% массы шаров, поэтому

m=1,14 т_ш=1,14

где L-длина полной камеры мельницы, м; - плотность мелющих тел(для стальных шаров =7800кг/м ); =0,57-коэффициент пустотности загрузки; =0,3 – коэффициент заполнения барабана загрузкой.

Производительность шаровых мельниц зависит от свойства материала, тонкости помола, режима работы и вида помола- сухой или мокрый(при мокром помоле производительность мельниц на 20-25% выше, чем при сухом), равномерности питания и других факторов.

Расчет производительности Q,т/ч, шаровых мельниц при сухом помоле производят по эмпирической зависимости:

Q=6,45V

где V-рабочий объем мельницы, м - удельная производительность мельницы, зависящая от материала и способа помола(при сухом помоле клинкера,шлаков q = 0,03-0,04т/(кВтч); при помоле мела и глины q= 0,04-0,06т/(кВтч);k-зависящий от тонкости помола (табл 2.12)

Таблица 2.12.Зависимость коэффициента к от тонкости помола

Остаток на сите №008,%
к	0.6	0.65	0.71	0.77	0.82	0.86	1.0	1.1	1.2

Расчет прочности болтов, крепящих фланцы к корпусу мельницы. Суммарная сила среза болтовых соединений

P =P +Q,

где P = Mкр /r -окружное усилие, Н; Mкр – крутящий момент, Н м;r -радиус болтовой окружности, м; Q-перерезывающая сила в рассматриваемом сечении, Н.

Усилие растягивающее болты,

S_р = К_уS

где К_у =0,2—0,3 - коэффициент, учитывающий упругость болтового соединения;

S_и = — усилие, вызываемое действием реакции опоры Rq, Н (см. рис. 1.30); = 0,8 - коэффициент, учиты­вающий неравномерность затяжки;

r — радиус фланцев, м.

Болты находятся под совместным действием перерезывающих и растягивающих сил, поэтому условие их прочности имеет вид,-

= (2.55)

где Z — число болтов; F — площадь сечения болта, м²; [ ]_б—допус­каемое напряжение материала болта, Па.

Дата добавления: 2015-09-29