3.Энергоемкость процесса дробления.Теория Риттенгера и Кирпичева-Кика

Теория Риттингера

Энергия – А, затраченная на дробление (измельчение) прямо пропорционально вновь образованной поверхности измельчаемого материала – dF. где А — работа, затраченная на измельчение, Дж, k — коэффициент пропорциональности, Дж/м²; dF — величина вновь образованной поверхности, м².Эта гипотеза получила название первого закона дробления или закона поверхностей.

Если обозначить размер (длина ребра) исходного и конечного куба соответственно через D и d, а степень дробления через i то при разделении куба на две части, вновь образованная поверхность будет иметь площадь, равную 2D².Тогда в соответствии с законом Риттингера затраченная работа где К — коэффициент пропорциональности, численно равный энергии, расходуемой на создание единицы вновь образованной поверхности для данного материала.

получим формулу, выражающую закон Риттингера:

Теория Риттингера не учитывает изменения формы тел при из-

мельчении. Вследствие этого она не пригодна для описания процессов крупного и среднего дробления, когда готовый продукт имеет малую удельную поверхность.

Закон Кирпичёва-Кика или второй закон измельчения

На основе формулы из теории упругости, по которой работа деформации

(здесь — напряжение, возникающее при деформации; V — объем деформируемого тела; Е — модуль упругости), Ф.Кик выдвинул гипотезу, что энергия, необходимая для одинакового изменения формы геометрически подобных и однородных тел, пропорциональна объемам или массам этих тел.

Эта гипотеза названа вторым законом измельчения или законом объемов.

Кирпичев В.Л. предложил данную зависимость раньше Ф.Кика на основе закона подобия. Поэтому второй закон измельчения назван законом Кирпичёва-Кика.

По закону Кирпичёва-Кика усилия, необходимые для измельчения, прямо пропорциональны площадям поперечных сечений, а затрачиваемая работа – объёмам тел. ,

где k₂ – коэффициент пропорциональности

- размер куска

5.Дробилки щековые с простым и сложным движением щеки. Принципиальные схемы.Условия обозначения.

Щёковые дробилки

Применяются для крупного и среднего дробления твердых каменных материалов с пределом прочности при сжатии .В промышленности строительных материалов щёковые дробилки применяются для производства строительного камня и щебня, для дробления известняка или мергеля на цементных заводах, а также для дробления некондиционных бетонных и железобетонных изделий при их утилизации на заводах строй индустрии.Основными параметрами, характеризующими типоразмер щековой дробилки, являются ширина и длина загрузочного отверстия , мм.

подвижной щеке участвуют распорные плиты 5. Клиновой механизм 6 служит для регулировки размера разгрузочной щели.Дробилки с простым движением щеки обозначаются ЩДП, дробилки со сложным движением щеки — ЩДС. В обозначении участвуют размеры , выраженные в дециметрах. Например, дробилка с простым движением щеки, типоразмера мм, имеет условное обозначение ЩДП .В дробилках с простым движением (рис. 4, а) подвижная щека совершает качательные движения, центром которых является ось подвески 2. При этом наибольший размах качания (ход сжатия) имеет нижняя точка щеки. Чем ближе расположена точка подвижной щеки к приемному отверстию, тем ход этой точки будет меньше.Малый ход сжатия в верхней части камеры дробления является существенным недостатком этих дробилок. Из-за малого хода верхняя часть камеры не обеспечивает достаточным количеством материала нижние, более активные слои камеры дробления, что приводит к снижению производительности.В то же время рассматриваемая схема обеспечивает выигрыш в силе в верхней части камеры дробления (рычаг второго рода), что очень важно при дроблении кусков горной массы больших размеров и высокой прочности. Отмеченное преимущество определяет широкое применение дробилок с простым движением щеки в промышленности.[10]Распорные плиты 5 дают выигрыш в силе при передаче движения от шатуна 4 к дробящей плите 1. Угол (рис. 4, а) составляет 78º…82º, откуда усилие в плитах (1)

Для схемы изображенной на рис. 3, в угол = 70º…75º и выигрыш в силе может быть найден из выражения . (2)В дробилках со сложным движением щеки (рис. 4, б) траектории точек близки к эллиптическим, причем в нижней ее части эллипсы более вытянуты, что приводит к увеличению вертикальных составляющих хода и интенсивному истиранию дробимой породы. При дроблении прочного и абразивного материала это приводит к быстрому износу дробящих плит. Кроме того, при истирании образуется большое количество переизмельченного материала и пыли, на что нерационально расходуется некоторая часть мощности.В то же время, горизонтальный ход щеки в верхней части камеры дробления здесь достаточен для интенсивного дробления, а направление движения точек в сторону разгрузки способствует лучшему захвату куска породы и продвижению его вниз. Указанные преимущества, малые размеры и простота конструкции также обусловили широкое применение машин, выполненных по данной схеме. [10]6.Расчет угла захвата, числа оборотов эксцентрикового вала и максимальной крупности кусков для щековых дробилок.

Определение угла захвата

Для осуществления нормального процесса дробления необходимо обеспечить захват исходного материала, т.е. камня рабочим органам дробилки. Угол захвата α должен быть таким, чтобы при нажатии качающейся щеки дробимый камень не выскочил из камеры дробления вверх (рис.5).На кусок, зажатый между щеками, действуют усилия N и равнодействующая этих усилий R.

Силы трения при выталкивании куска материала вверх действуют вниз против направления его относительной скорости

где f – коэффициент трения

Определение частоты вращения эксцентрикового вала.Частота вращения эксцентрикового вала (число качаний), с^-1, находится из уравнения свободного падения тела: Высота условной трапеции:

Находим время, в течение которого заштрихованная условная трапеция вывалится из дробилки: .За это время эксцентриковый вал должен сделать половину оборота. Время половины оборота ,