1.2 Обзор научно - технической информации

Процесс измельчения заключается в разрушении кусков твердого материала при критических внутренних напряжениях, создаваемых в результате какого-либо нагружения и превышаю­щих соответствующий предел прочности. Напряжения в мате­риале могут создаваться разными способами: механическим нагружением, температурными воздействиями, ультразвуковыми ко­лебаниями [7].

В современном производстве преимущественное применение имеют механические способы измельчения, которые разделяют на дробление и помол. В зависимости от конечной крупности (мм) кусков дробление классифицируют на крупное (100 ... 350), среднее (40 ... 100) и мелкое (5 ... 40), а помол на грубый (5 ... 0,1), тонкий (0,1 ... 0,05) и сверхтонкий (менее 0,05).

Мельницы по принципу действия разделяют на:

1) барабанные (рисунок 1.6, а, б, в), в которых материал измельчается во вращающемся (рисунок 1.6, а) или вибрирующем (рисунок 1.6, б) барабане при помощи загруженных в барабан мелющих тел, или без мелющих тел ударами и истиранием частиц материала один о другой и о футе­ровку барабана (рисунок 1.6, б);

2) среднеходные, в которых материал измельчается раздавли­ванием и частичным истиранием между каким-либо основанием и рабочей поверхностью шара, валка, ролика. На рисунке 1.6, г показана схема ролико-маятниковой мельницы;

3) ударные (рисунок 1.6, 3), в которых материал измельчается ударом шарнирных (шахтные мельницы) или жестко закрепленных молотков;

4) струйные (рисунок 1.6, е), где материал измельчается в результате трения и соударения частиц материала одна о другую, а также о стенки камеры при движении частиц воздушным потоком большой скорости.

Рисунок 1.6 – Схемы машин для помола

а — щековые; б — конусные; в — валковые; г — молотковые; д — роторные

Рисунок 1.7 - Принцип действия дробилок различных типов

Дробилки по принципу действия разделяют на:

1) щековые (рисунок 1.7 а), в которых материал дробится под дейст­вием сил раздавливания, раскалывания и частичного истирания в пространстве между двумя щеками при их периодическом сбли­жении. В процессе работы машины в результате клинообразной формы камеры дробления куски материала располагаются по высоте камеры в зависимости от их крупности. Подвижная щека периодически приближается к неподвижной, причём при сближении щёк (ход сжатия) куски материала дробятся, при отходе подвижной щеки (холостой ход) куски материала продвигаются вниз под действием силы тяжести и выходят из камеры дробления, если их размеры стали меньше наиболее узкой части камеры, называемой выходной щелью, или занимают новое положение, соответствующее своему новому размеру. Затем цикл повторяется;

2) конусные (рисунок 1.7 б), в которых материал дробится под дей­ствием сил раздавливания, излома, частичным истиранием между двумя коническими поверхностями, одна из которых движется эксцентрично по отношению к другой, осуществляя тем самым непрерывное дробление материала;

3) валковые (рисунок 1.7 в), в которых материал дробится между двумя вращающимися навстречу друг другу валками. В зависимости от конструкции они могут быть с гладкой, рифлёной, или зубчатой поверхностью рабочих органов – бандажей. Для производства нерудных каменных материалов используют дробилки только двух первых видов. Крупность продуктов дробления валковой дробилки зависит от размера входной щели между валками и типа поверхности рабочих органов. В мировой практике валковые дробилки используют, как правило, на заключительных стадиях дробления;

4) ударного действия, которые в свою очередь разделены на молотковые (рисунок 1.7 г) и роторные (рисунок 1.7 д); в молотковых дро­билках материал измельчается в основном ударом по нему шарнирно-подвешенных молотков, а также истиранием; в роторных дробилках дробление достигается за счет удара по материалу жестко прикрепленных к ротору бил, удара материала об отражательные плиты и ударов кусков материала друг о друга.

Несмотря на многообразие типов и видов машин для измельчения материалов существуют общие требования, которым должны удов­летворять эти машины:

- простота конструкции, удобство и безопас­ность ее обслуживания;

- минимальное количество изнашивающихся деталей, конструкция которых и конструкция крепления обеспечивали бы их легкую замену;

- предохранительные устройства, которые при превышении допу­стимых нагрузок разрушались бы (распорные плиты, болты и т. д.), или деформировались (пружины), защищая от поломок более слож­ные и дорогостоящие узлы;

- обеспечивать выполнение санитарно-гигиенических норм по шуму, вибрации и запыленности воздуха.